«Ядерно-энергетические транспортные установки»

«Ядерно-энергетические транспортные установки» Кузьма Анастасия, 11 «А» класс МОУ «СОШ №84» Научный консультант: Ф.П.Кошелев, доцент ФТФ ТПУ, к.техн.н. Руководитель: Л.Н.Рыбина, учитель физики МОУ «СОШ №84» ЗАТО Северск Введение Подводная лодка - корабль, способный погружаться (всплывать) и длительное время действовать в подводном положении. Важнейшее тактическое свойство подводной лодки - скрытность. На сегодняшний день, ни для кого не является секретом тот факт, что высокими темпами развивается ядерная энергетика. Говоря об этой отрасли, особое предпочтение отдают разговорам об атомной промышленности, забывая о том, что помимо нее также существуют и другие аспекты для интереса. Мне бы хотелось рассказать в своей работе об еще одном виде использовании ядерной энергетики – об ядерно-энергетических транспортных установках, а в частности, об атомных подводных лодках. Рисунок 1.Атомный ледокол “Ленин” 1.Атомные суда в мирных целях Самая Важная сфера применения ядерных энергетических установок – это морской флот и прежде всего ледокольный флот. В настоящее время российский атомный ледокольный флот насчи­тывает 7 действующих ледоколов, 1 атомный лихтеровоз (баржевоз), 1 выведенный из состава флота, но сохраняемый первый атомный ледокол "Ленин". Кроме того, на Балтийском заводе строится новый ледокол “50 лет Победы”. Это самый большой в мире гражданский атомный флот. Атомные ледоколы были построены с целью обеспечения проводки судов вдоль Арктического побережья. Ледоколы используются при перевозке различных грузов, в основном железной руды из Норильска на Кольский полуостров, где руда переправляется на обогатительные предприятия Мурманской области. Протяженность этого маршрута со­ставляет около 3000 км. /4/ Первым в мире гражданским судном с ядерной энергетической ус­тановкой был спущенный на воду в 1957 году ледокол "Ленин". "Ле­нин" находился в эксплуатации 30 лет — с 1959 по 1989 гг. Водоизмещение "Ленина" 16 тыс. тонн, длина 134 м, осадка 9.2 м. Советские судостроители не ошиблись, поставив ядерный реактор на ледокольное судно. Это было прогрессивное решение: ледоколу нужна неограниченная автономность, то есть способность долго находиться в море без пополнения запасов топлива, и большая мощность силовой установки, ибо в поединке корабль - лед шансы на победу будут принадлежать судну, которое окажется сильнее стихии. Все это гарантирует атомный двигатель. Атомоход «Ленин» имел неоспоримые преимущества перед атомными судами, построенными затем в ФРГ, Японии и США. Основываясь на опыте создания и эксплуатации первого атомохода, в 1975 году введен в строй еще более мощный корабль - "Арктика". Этот ледокол первым из надводных судов 17 мая 1977 года достиг в свободном плавании Северного полюса. "Арктика" - 3-вальный турбо­электроход с 4 палубами, баком и 5-ярусной средней надстройкой, корпус разделен на 8 водонепроницаемых отсеков. Атомная водо-водяная паропроизводящая установка состоит из 2-х блоков по 1 реактору и четырех парогенераторов в каждом. Гребная электрическая установка переменно-постоянного тока выполнена по схеме "генератор переменного тока — кремниевый выпрямитель - электродвигатель постоянного тока", 3 гребных электродвигателя мощностью по 17.6 МВт. Водоизмещение - 23 460 т, длина 148 м. ширина 30 м, осадка 11 м, высота борта 17 м, мощность атомной паро-производящей установки - 55.1 МВт. Всего построено 5 ледоколов типа "Арктика".      Новый советский ледокол «Арктика» представлял собой улучшенный вариант уже испытанного и проверенного первого нашего атомохода. Ему были не страшны преграды, воздвигаемые природой на Северном морском пути. Судно имело водоизмещение 25 тыс. т, длину 150 и ширину 30 м. Три винта приводили в действие «атомное сердце» мощностью 75 тыс. л. с. Эта мощность позволяла атомоходу ломать пятиметровый лед, а на чистой воде развивать скорость в 18 узлов. /1/ Рисунок 2. Ледокол «Сибирь» класса «Арктика» Кроме того, в конце восьмидесятых годов в Финляндии были построены 2 ледокола: "Таймыр" и "Вайгач", оснащенных одним реактором и способных заходить в устья крупных рек. Их длина – 151 м, ширина -29 м, мощность реактора 35 МВт. Рисунок 3 Ледокол «Таймыр» класса «Таймыр» Учитывая огромную протяженность береговой линии и островов советского Заполярья, где пока недостаточно оборудованных портов, решено первое атомное транспортное судно сделать комбинированным. В начале ноября 1984 г. в Керчи на судостроительном заводе "Залив" им. Б. Е. Бутомы состоялась торжественная закладка первого отечественного ледокольно-транспортного судна с атомной энергетической установкой - лихтеровоза-контейнеровоза "Севморпуть". Главное его назначение-доставка различных народнохозяйственных грузов в лихтерах и контейнерах в северные районы страны. Мощная энергетическая установка позволит судну самостоятельно следовать во льдах толщиной до 1 м. Винт регулируемого шага во избежание поломки лопастей о крупные льдины будет находиться в стационарной направляющей насадке. Для экипажа предусмотрены отдельные каюты, сауна, бассейн, спортивный зал.      Лихтеровоз “Севморпуть” был построен в период с 01.06.82 - 31.12.88. гг. Судно предназначалось для перевозки лихтеров типа ЛЭШ (до 450 т) в трюмах, в специально Рисунок 4 Лихтеровоз «Севморпуть» оборудованных ячейках и на верхней палубе с погрузкой и выгрузкой их судовым лихтерным краном; контейнеров международного стандарта ИСО (до 30 т) в трюмах и на верхней палубе без специального переоборудования судна, погрузка-выгрузка контейнеров должна осуществляться береговыми средствами. Ограниченные партии могут быть погружены и выгружены контейнерными приставками лихтерного крана. Длина судна - 260 м, ширина - 32 м, мощность энергетической установки - 32.5 МВт. Всего судно может взять на борт 74 лихтера грузоподъемностью по 300 т или 1328 двадцатифутовых контейнеров. Корабль способен самостоятельно идти в ледовом поле толщиной до1 м. /15/ Новый атомоход полностью отвечал требованиям Международной конвенции о безопасности торговых судов на ядерном топливе.      Эффективная система лихтерной доставки грузов как в прибрежные районы Арктики, так и по сибирским рекам в глубь материка получит дальнейшее развитие. 2. Ядерная энергетическая установка Атомные ледоколы "Таймыр", "Вайгач", лихтеровоз "Севморпуть" оборудованы атомной энергоустановкой типа КЛТ-40 с одним реактором, ледоколы типа "Арктика" - ОК-900 с двумя водо-водяными реакторами. Активная зона реакторов этого типа имеет около 1,5 м в высоту и около 1 м в диаметре и включает 241—247 тепловыделяющих сборок. Обогащение топлива не превышает 30-40 % по урану-235. При нормальной эксплуатации перезарядка топлива производится каждые три (четыре) года. Эта операция проводится на РТП "Атомфлот". /14/ 7 3. Суда технологического обслуживания В Мурманском морском пароходстве обслуживание ледоколов осуществляют пять судов, применяемых для перезарядки активных зон атомоходов, хранения твердых и жидких радиоактивных отходов, отработанного ядерного топлива. Все суда базируются на РТП "Атомфлот". Плавтехбаза "Имандра", введенная в эксплуатацию в 1981 году, используется для проведения операций по перезарядке атомных ледоколов. "Имандра" оборудована шестью баками для промежуточного хранения отработанного ядерного топлива, емкости хранилища позволяют принять шесть активных зон (1530 тепловыделяющих сборок). На "Имандре" также производится хранение свежего ядерного топлива. Для хранения ЖРО на "Имандре" имеются 12 цистерн с общей емкостью 545 куб. м. Рисунок 5 Плавтехбаза «Имандра» Именно плавтехбаза "Имандра" находилась в Снежногорске с целью выгрузки ядерного топлива с погибшей атомной подводной лодки "Курск". Обычно выгрузка ядерного топлива из реакторов надводных кораблей и подводных лодок проходит на плаву. Топливо из атомных реакторов АПЛ "Курск" выгружалось на берегу в эллинге завода "Нерпа". "Имандра" подошла к доку завода "Нерпа", куда уже был заведен трехотсечный блок, оставшийся после разделки АПЛ "Курск". База "Имандра" была заведена в док, где у нее срезали самые высокие мачты. Затем плавтехбазу и блок АПЛ закатили на специальных роликовых приспособлениях в эллинг. Штатный процесс по выгрузке отработавшего ядерного топлива и зарядке нового в ядерные энергетические установки атомных ледоколов занимает 45 суток при трехсменной работе экипажа. Но в эллинге вести выгрузку непрерывно не удастся, и этот процесс проходил несколько дольше. Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ) будет практически сразу перегружено на плавтехбазу "Лотта", специально оборудованную для хранения ОЯТ. За 21 год работы экипаж "Имандры" осуществил операцию выгрузки ядерного топлива более 40 раз, в том числе из реакторов атомных подводных лодок – 7 раз. После выдержки на "Имандре" отработанное топливо поступает в хранилище плавтехбазы "Лота". Это судно было построено в 1961 году и переоборудовано в 1984 году. На борту "Лоты" имеется 12 баков для хранения отработанного ядерного топлива. Общая емкость хранилища -12 активных зон (4080 тепловыделяющих сборок). Рисунок 6 Плавтехбаза «Лепсе» В 1993 году "Лота" была переоборудована и сегодня способна принимать транспортные контейнеры для отработанного топлива типа ТК-18. "Лота" - единственное судно в регионе, способное работать с контейнерами этого типа. Сегодня оно используется при операциях по вывозу топлива на х/к "Маяк" для переработки как для нужд ММП, так и Северного флота. Плавтехбаза "Лепсе" построена в 1936 г., в распоряжение ММП поступила в 1962 году До 1980 года выполняла функции "Имандры". Сегодня в хранилищах судна находится 624 тепловыделяющих сборок, большинство из которых повреждены. Для извлечения этого топлива требуются специальные технологии. Суммарная активность топлива составляет около 750 тыс. кюри. Помимо этого, на "Лепсе" производится хранение твердых и жидких РАО средней и низкой активностиПод крышкой, между вторым дном и нижней палубой находится хранилище отработавшего ядерного топлива (см. рисунк 7) , которое представляет из себя - два больших бака. Рисунок 7 Схема хранилища на "Лепсе". Баки помещены в специальное помещение, стены которого сделаны из разных сортов стали. Толщина стенок 40-45 см. В каждом баке по 366 специальных пеналов, в которых сейчас хранится 621 тепловыделяющая сборка. 208 из них лежат уже 36 лет, остальные чуть больше 20. /8/ Пространство между самими баками заполнено специальным цементом, чтобы создать дополнительный защитный барьер. Баки охлаждаются 24 тоннами пресной воды. Рябь на пленке это не ее дефект, так вы видите проявление радиации. Съемки были сделаны специальной камерой изнутри пеналов. Рядом с баками по 4 кессона.

Похожие:

	Программа экзамена в аспирантуру по специальности 05. 08. 05 «Судовые... Программа экзамена в аспирантуру по специальности 05. 08. 05 «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)»...		Энергетические комплексы морской техники Рабочая программа составлена доцентом Б. А. Колпаковым на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего...
	Программа подготовки: «Энергетические установки на органическом и ядерном топливе»		Программа подготовки: Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели... Целью дисциплины является изучение теории и методики расчетов тепловых процессов в гту, принципов их конструирования и особенностей...
	Московский энергетический институт (технический университет) Магистерская программа: Энергетические установки на органическом и ядерном топливе		Рабочая программа дисциплины Судовые энергетические установки Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Регулирование и оптимизация ввода в эксплуатацию энергоблоков аэс Специальность 05. 14. 03. Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации		Применение методологии ваб для оптимизации технологического регламента... Специальность 05. 14. 03 – Ядерные энергетические установки, включая проектирование, эксплуатацию и вывод из эксплуатации
	Рабочая программа учебной дисциплины «энергетические установки предприятий» Магистерская программа: Эффективные теплоэнергетические системы предприятий и жкх		Реферат Содержание Введение Глава Концепция построения системы фсс «Транстелесат» В работе рассчитываются основные энергетические параметры линии спутниковой связи Санкт-Петербург – Калининград. В системе использованы...
	А. И. Осипенко введение в специальность Конспект лекций предназначен для студентов специальностей: «Судовые энергетические установки», «Техническая эксплуатация судов и...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания предназначены для студентов-заочников специальностей: 140200 «Судовые энергетические установки»; 140500 «Техническая...
	Программа «подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Рабочая программа по направлению 180100. 62 «Кораблестроение, океанотехника... Беликовой Т. Н. на основании Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению...
	Рабочая программа дисциплины Организация службы на судах Профессиональный... Целью освоения дисциплины является формирование соответствующих знаний умений и навыков по организации службы на судах для обеспечения...		Этот рассказ результат пересмотра, т е. энергетические факты моей... Группа магов, которые приняли меня в свой магический круг современных рыцарей волшебства, воспитали меня той, кем я являюсь в настоящее...