Файл: Технический проект атомохода проекта 22220 разработан цкб Айсберг в 2009 году.rtf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 43
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Технический проект атомохода проекта 22220 разработан ЦКБ «Айсберг» в 2009 году. Корабль был задуман как универсальный с возможностью использования как на глубокой воде, так и в руслах рек, тем самым замещая собой сразу два ледокола классов «Арктика» и «Таймыр» соответственно. Двухосадочность судна достигается за счет балластных цистерн: для работы в качестве тяжёлого ледокола в цистерны набирают воду, и судно увеличивает свою осадку на два метра, а для работы в устье реки балластную воду сливают, судно подвсплывает и работает как мелкосидящий ледокол.
Техзадание на ледокол предусматривало, что корабль непрерывным ходом на полной мощности на глубокой воде должен преодолевать со скоростью 1,5-2 узла сплошной ровный припайный лед с предельной толщиной 2,8 м. Заявленные высокие потребительские качества универсального атомного ледокола (УАЛ) потребовали создания новой ядерной энергетической установки (ЯЭУ), которой стала установка РИТМ-200, разработанная ОКБМ Африкантов.
Реакторная установка (РУ) «РИТМ-200» мощностью 175 МВт – принципиально новый шаг в развитии ледокольного флота. РУ имеет уникальную энергоэффективную интегральную компоновку, которая обеспечивает размещение основного оборудования непосредственно внутри корпуса парогенерирующего блока. Это позволяет отнести реактор РИТМ-200 к 3-му поколению реакторных установок гражданского судового класса. В отличие от 2-го поколения реакторных установок (ОК-900 и КЛТ-40) в 3-м поколении осуществлен переход от блочной компоновки к интегральной.
Новые инженерные решения позволили реализовать заложенные в техзадании жесткие ограничения по массогабаритным характеристикам. Благодаря интегральной компоновке реактор РИТМ-200 получился в два раза легче, в полтора раза компактнее и на 25 МВт мощнее реакторных установок КЛТ-40. Вес реактора составляет 147,5 тонн, высота – 7,3 метра, диаметр – 3,3 м.
Парогенерирующий блок надёжно работает при воздействии бортовой качки корабля с амплитудой колебаний ±45º и килевой качки с амплитудой ±15º, а также при длительном крене до 30º.
Атомная энергетическая установка РИТМ-200 способна обеспечить более экономичную эксплуатацию нового атомного ледокола по сравнению с действующими при повышенной надежности и безопасности. Совершенствование РУ шло по следующим направлениям:
уменьшение состава оборудования и его массогабаритных характеристик;
повышение маневренности;
увеличение ресурса оборудования;
снижение собственного энергопотребления.
В РУ РИТМ-200 размещение основного циркуляционного тракта теплоносителя первого контура с активной зоной и парогенераторами в интегрированном корпусе привело к уменьшению количества корпусов оборудования, находящихся под давлением, а также исключило замыкающие сварные швы между ними, в результате чего повысились технологичность корпуса, сократились сроки и стоимость его изготовления. Пониженное гидравлическое сопротивление контура циркуляции привело к снижению максимальной мощности циркуляционного насоса первого контура (ЦНПК) и обеспечило высокий уровень естественной циркуляции. Кроме того, интегральное исполнение парогенераторного блока (ПГБ) позволило разместить в нем активную зону достаточно больших размеров, а снижение флюенса нейтронов за счет увеличения диаметра корпуса реактора дало прибавление ресурса работы реактора. Проектный срок эксплуатации РИТМ-200 составляет 40 лет
В реакторе размещена активная зона кассетного типа, содержащая 199 тепловыделяющих сборок с металлокерамическим топливом из обогащённого до 20 % урана-235. В качестве материала оболочки тепловыделяющих элементов применен хромоникелевый сплав, обладающий более высокой коррозионной стойкостью и устойчивостью к нарушению водно-химического режима, чем традиционный циркониевый сплав. Срок эксплуатации активной зоны – 7 лет.
В парогенераторном блоке принята коллекторная схема с принудительной циркуляцией теплоносителя при нормальной работе и естественной его циркуляцией при аварийном расхолаживании. Коллекторная схема позволяет повысить живучесть ПГБ при отказах парогенератора и ЦНПК, так как исключается недостаток петлевой схемы – необходимость отключения исправного оборудования, расположенного в одной петле с неисправным. В реакторной установке применен высокоэффективный прямотрубный парогенератор, удельная паропроизводительность которого практически вдвое выше эксплуатирующихся змеевиковых.
Расположение РУ предусмотрено в индивидуальных защитных оболочках из стали, воды и бетона, полностью разделенных физически и пространственно. Расчетная дозовая нагрузка на экипаж атомного ледокола при нормальной работе и проектных авариях не превышает 0,01 % природного фона. Доза облучения даже при запроектной аварии с тяжёлым повреждением активной зоны ниже значений, при которых требуется реализация защитных мероприятий.
Безопасность РУ РИТМ-200 базируется на следующих принципах: высокая теплоаккумулирующая способность ПГБ интегрального типа, обеспечение уровня естественной циркуляции теплоносителя первого контура, достаточного для работы установки на мощности до 30 % номинальной и надежного расхолаживания реактора, минимальная протяженность трубопроводов первого контура, применение ограничителей истечения в малых патрубках. Для ограничения неблагоприятного влияния отказов внешних систем и источников энергии, а также ошибок персонала в проекте используются устройства и системы пассивного принципа действия, функционирующие на основе естественных процессов, не требующих энергии извне. Так, для обеспечения высокого уровня безопасности при множественных отказах в аппаратуре управления и бездействии персонала в проекте применены устройства, срабатывающие от непосредственного действия давления первого контура и осуществляющие сброс аварийной защиты, а также перевод реакторной установки в режим расхолаживания с помощью пассивных каналов.
Архитектурно-конструктивный тип ледокола: трехпалубный, с удлинённым баком, избыточным надводным бортом, многоярусной надстройкой и расположением отсеков энергетической установки по длине корпуса. В составе главной энергетической установки предусмотрены две реакторные установки, паротурбинная установка с двумя главными турбогенераторами, три гребных электродвигателя, работающих на гребные винты фиксированного шага.
Атомоход проекта 22220 является самым большим и мощным в мире, а за счет увеличенной ширины (34 м вместо 30 м на атомоходах типа «Арктика») способен один проводить в Арктике танкеры водоизмещением до 100 тыс. тонн.
Первый атомный ледокол нового поколения «Арктика» был спущен на воду 16 июня 2016 года. Этим же месяцем первая энергетическая установка с двумя реакторами для головного ледокола ЛК-60Я, изготовленными на заводе «ЗиО-Подольск», доставлена на строительную площадку ледокола.