Атомный ледокол - морское судно с ядерной силовой установкой, построенное специально для использования в водах, круглогодично покрытых льдом. В СССР они были разработаны для обеспечения судоходства в холодных водах Арктики.

Одно из главных преимуществ атомного ледокола - отсутствие необходимости в регулярной дозаправке топливом, которое необходимо в плавании во льдах, когда такой возможности нет или дозаправка сильно затруднена. Единственной страной, обладающей флотом атомных ледоколов, является Россия.

«Ленин»

На момент своей закладки ледокол «Ленин» был первым в мире судном, оснащенным ядерной силовой установкой и первым атомным гражданским судном. Спущен на воду 5 декабря 1957 года. Ядерная энергетическая установка смонтирована в 1958-1959 годах. 6 августа 1959 года осуществлен физический пуск ядерного реактора. 12 сентября 1959 года уже с верфи Адмиралтейского завода отправился на ходовые испытания под командованием П. А. Пономарева. Самыми главными его отличиями высокий уровень автономности и мощность. Уже в ходе своего первого использования судно продемонстрировало превосходную работоспособность, благодаря чему удалось существенно увеличить период навигации. На протяжении первых шести лет использования атомный ледокол преодолел более 82 000 морских миль, проведя свыше 400 судов. Позже «Ленин» первым из всех судов окажется севернее Северной Земли.

На ледоколе дважды случались ЧП с ядерными реакторами: первый в 1965 году, второй - в 1967 году. Второе ЧП привело к серьёзному повреждению одного из трёх реакторов ОК-150 и их замене на два реактора ОК-900. В июне 1971-го года ледокол «Ленин» первым из надводных судов прошёл севернее Северной Земли. Рейс начался в Мурманске и закончился в Певеке. Таким образом была подготовлена экспедиция ледокола «Арктика» на Северный полюс в 1977-м году. Из этой экспедиции был привезён медвежонок, после экспедиции отправленный в Ленинградский зоопарк.

Ледокол «Ленин» проработал 30 лет и в 1989 году был выведен из эксплуатации и поставлен на вечную стоянку в Мурманске. Сейчас на ледоколе действует музей, ведутся работы по расширению экспозиции.

«Арктика»

Ледоколы класса «Арктика» - основа российского атомного ледокольного флота: 6 из 10 атомных ледоколов относятся к классу Арктика.

Ледоколы этого класса имеют двойной корпус, могут ломать лёд, двигаясь как вперёд, так и назад. Эти корабли спроектированы для работы в холодных арктических водах, что усложняет эксплуатацию ядерной установки в тёплых морях. Отчасти поэтому пересечение тропиков для работы у берегов Антарктиды в число их задач не входит. Как правило, для обеспечения корабля энергией достаточно только одного из двух реакторов корабля, но во время плавания задействованы оба (на менее, чем 50 %-й мощности).

Атомный ледокол «Арктика» (спущен на воду в 1975 году) считался крупнейшим из всех существующих на тот период времени: его ширина составляла 30 метров, длина - 148 метров, а высота борта - более 17 метров. Агрегат был оснащен медицинским блоком, где присутствовала операционная и стоматологическая установка. На судне были созданы все условия, позволяющие базироваться летному составу и вертолету. «Арктика» была способна проламывать лед, толщина которого составляла пять метров, а также передвигаться на скорости в 18 узлов. Явным отличием считалась и необычная окраска судна (ярко-рыжая), которая олицетворяла собой новую мореплавательскую эпоху. А славен ледокол был тем, что он был первым судном, которому удалось достичь Северного полюса.

«Сибирь»

Атомный ледокол «Сибирь» - советский атомный ледокол класса Арктика. Построен на Балтийском заводе им. Серго Орджоникидзе в Ленинграде. Принят в эксплуатацию 28 декабря 1977 года.

Является третьим в мире ледоколом с ядерной энергетической установкой, вторым надводным судном в истории арктического мореплавания, в активном плавании достигшим вершины планеты - 25 мая 1987 года в 15 часов 59 минут по московскому времени ледокол «Сибирь» вышел в географическую точку Северного полюса.

На судне установлена спутниковая система связи, обеспечивающая навигацию, телефонную связь, факс, имеется большая столовая, библиотека, салон отдыха, тренировочный зал, бассейн, сауна.

С 1993 года законсервирован из-за неисправности парогенераторов.

В настоящее время ледокол находится в холодном отстое и полностью подготовлен к разделке: пройден доковый ремонт, с судна убраны отходы и ядерное топливо, днище герметизировано. По планам, утилизация состоится после 2015 года.

«Россия»

Атомный ледокол «Россия» - ледокол класса «Арктика», заложен 20 февраля 1981 года на Балтийском заводе им. Серго Орджоникидзе в Ленинграде, спущен на воду 2 ноября 1983 г., принят в эксплуатацию 21 декабря 1985 г., является четвёртым в мире ледоколом с ядерной энергетической установкой.

Этто непотопляемый ледокол, стал первым из серии арктических атомных установок, мощность которого достигает 55,1 МВт (75 тыс. лошадиных сил). В распоряжении экипажа есть: интернет, салон «Природа» с аквариумом и живой растительностью, шахматный зал, кинозал, а также все остальное, что присутствовало на ледоколе «Сибирь». Основное предназначение установки: охлаждение атомных реакторов и использование в условиях Северного Ледовитого океана. Поскольку судно было вынуждено постоянно находиться в холодной воде, оно не могло преодолеть тропики, чтобы очутиться в Южном полушарии. Впервые на этом судне был совершен круизный рейс на Северный полюс, специально организованный для иностранных туристов. А в XX веке на атомном ледоколе произвели изучение континентального шельфа на Северном полюсе.

«Советский Союз» - российский атомный ледокол класса «Арктика», построенный на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге. Спущен на воду 31 октября 1986 года, введён в эксплуатацию в 1989 году. Входит в состав и используется Мурманским пароходством.

Ледокол спроектирован таким образом, чтобы за короткое время его можно было дооборудовать в боевой корабль. Часть такого оборудования находится в законсервированном состоянии на борту, часть - на береговых складах. В частности, на баке перед рубкой установлена РЛС управления огнём съёмной артиллерийской установки МР-123.. Изначально судно использовалось для арктического туризма. Совершая трансполярный круиз, с его борта удалось установить метеорологические ледовые станции, работающие в автоматическом режиме, а также американский метеорологический буй. Позднее ледокол, стоявший около Мурманска, использовался для электроснабжения объектов, расположенных вблизи берега. Также судну нашлось применение в ходе исследования в Арктике воздействия глобального потепления.

В настоящее время ледокол планируется к восстановлению, но только после того, как будет определён конкретный заказчик или пока не будет увеличен транзит по Севморпути, и не появятся новые участки работ. Как заявил в августе 2014 года генеральный директор Росатомфлота Вячеслав Рукша, "мы продлеваем срок службы ледокола "Советский Союз", восстановим его к 2017 году, что позволит нам выдержать нагрузку 2017-2018 годов, когда старые ледоколы будут выводиться из строя, а новые еще не появятся. Учитывая ввод в действие крупных проектов в российском секторе Арктики, рост интереса международных судовладельцев к транзитам по Севморпути, решение задач военных моряков, а также положительную динамику увеличения площади льда на рассматриваемых акваториях, потребность в мощных ледоколах с ядерной энергетической установкой будет только возрастать".

«Ямал»

Атомный ледокол «Ямал», спущенный на воду в 1993 году, стал двенадцатым по счету судном, которое достигло Северного полюса.

Судно несёт на себе один вертолёт Ми-8Т и несколько лодок класса Зодиак. На нём установлены спутниковые системы, обеспечивающие навигацию, телефонную связь, факс и интернет, предназначенные для служебного пользования. На судне имеется большая столовая, библиотека, зал для пассажиров, волейбольная площадка, тренировочный зал, подогреваемый бассейн, сауна и больница.

Стилизованное изображение акульей пасти на носу ледокола появилось в 1994 году как элемент оформления для детского круиза, затем оставлено по просьбе туристических компаний и со временем стало традиционным.

«50 лет Победы»

«50 лет Победы» - восьмой по счету атомный ледокол, построенный на Балтийском заводе и на сегодняшний день - крупнейший в мире. Ледокол представляет собой модернизированный проект второй серии атомных ледоколов типа «Арктика». «50 лет Победы» - проект во многом экспериментальный. На судне применена ложкообразная форма носовой оконечности, впервые использованная при разработке в 1979 году канадского экспериментального ледокола «Кэнмар Кигорияк» и убедительно доказавшая свою эффективность при опытной эксплуатации. На ледоколе установлена цифровая система автоматического управления нового поколения. Модернизирован комплекс средств биологической защиты атомной энергетической установки, прошедший переосвидетельствование в соответствии с требованиями Гостехнадзора. Создан также экологический отсек, оснащенный новейшим оборудованием для сбора и утилизации всех продуктов жизнедеятельности судна.

Новый атомоход СССР был заложен 4 октября 1989 года на Балтийском заводе г.Ленинграда под именем «Урал». И хотя в СССР атомоходы полностью сдавали за два-три года, «Уралу» только для спуска на воду понадобилось четыре. 29 декабря 1993 года ледокол был спущен на воду, но из-за отсутствия финансирования его строительство было приостановлено и огромное судно так и осталось стоять у причала готовым только наполовину. В 1995 году переименован ледокол был переименован в "50 лет Победы". ледокол у достроечного причалаЗа долгие годы бесполезного простоя у причала "Балтийского завода" судно несколько раз буквально чудом избежало утилизации.

Строительство атомного ледокола было продолжено в 2003 году, после того, как "Балтийский завод" вошел в структуру судостроительных активов Объединенной промышленной корпорации, а на достройку атомохода были выделены государственные средства.

1 февраля 2007 года предприятие завершило швартовые испытания атомного ледокола «50 лет Победы» во время которых был запущен атомный реактор судна. 17 февраля государственные ходовые испытания успешно закончились. Ледокол показал высокую маневренность, надежность и максимальную скорость 21,4 узла.

23 марта 2007 года на атомном ледоколе «50 лет Победы» был подписан акт приема-передачи судна "Мурманскому морскому пароходству" и поднят государственный флаг Российской федерации. 2 апреля 2007 года атомоход покинул "Балтийский завод" и 11 апреля 2007 года пришёл в постоянный порт приписки Мурманск.

Тип ледокола - атомный с турбоэлектрической установкой, четырьмя палубами, двумя платформами, пятиярусной средней надстройкой и двумя мачтами.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДОКОЛА

• Длина наибольшая-150 м
• Ширина наибольшая-30 м
• Высота корпуса, м-17, 2
• Осадка, м-11,0
• Водоизмещение полное-23000 т
• Толщина корпуса-от 32мм до 48мм по ледовому поясу
• Скорость во льду, -2,25м-при скорости 2 узла
• Скорость в чистой воде, узлов-20,8
• Скорость во льду-от 2 до 20,8 узлов
• Мощность главной установки-75000 л.с.

Ледокол обладает хорошей управляемостью и маневренностью, имеет плавную качку.

Непотопляемость ледокола удовлетворяет требованиям Правил Регистра при затоплении двух любых отсеков. Корпус ледокола разделен 8 переборками на 9 водонепроницаемых отсеков. По всей длине помещений энергетической установки (ЭУ) установлены продольные водонепроницаемые переборки, образующие второй борт. Отдельные наиболее важные помещения ледокола выделены в самостоятельные водонепроницаемые контуры.

Корпус ледокола выполнен из специальных легированных сталей, для защиты корпуса от коррозии наружная поверхность подводной части покрыта специальной краской "Инерта-160".

Противопожарная защита ледокола выполнена в соответствии с Правилами Регистра и обеспечивается конструктивными мероприятиями по разделению ледокола на четыре вертикальные зоны, а также применением негорючих и трудносгораемых материалов, установкой автоматической пожарной сигнализации, оборудованием комплекса противопожарных систем - водяной, химической, пенотушения и необходимого противопожарного имущества.

Помещения ледокола, относящиеся к категории взрывоопасных (хранилища авиатоплива, ангар, пост выдачи топлива, аккумуляторные, помещения зарядных преобразователей, электрогазосварочных работ) оборудованы взрывобезопасной электроарматурой, системой пожарной сигнализации, средствами пожаротушения и вентиляцией.

Для удовлетворения требований по защите окружающей среды на ледоколе установлены

• установка для сжигания судовых отходов СП-50 производительностью 50 кг/ч по мусору и 50 кг/ч по нефтеотходам;
• пять автоматизированных установок для очистки и обеззараживания сточных вод типа ЭОС-5 производительностью по 5 куб.м/сутки и шесть автоматизированных установок типа ЭОС-15 производительностью 15 куб.м/сутки в системе сточных вод;
• два автоматизированных сепаратора отстойного типа и два сепаратора трюмных вод с предвключенными механическими фильтрами в осушительной системе.

В качестве спасательных средств на ледоколе используются две закрытые спасательные пластмассовые моторные шлюпки и надувные спасательные плоты ПСН-10МК, имеется также рабочий буксирный катер "Орлан". Имеется комплекс систем и устройств, включая ангар, обеспечивающий эксплуатацию вертолета.

Для размещения штатного экипажа ледокола предусмотрены 155 кают, в том числе: 11 блок-кают для старшего комсостава, 123 одноместных кают, 17 двухместных кают и 4 шестиместных кают, всего на 189 человек. Кроме того, для питания, отдыха и проведения досуга экипажа предусмотрены столовая на 84 чел., кают-компания на 88-90 чел., клуб на 108 чел. и три салона для отдыха.

Обитаемость экипажа обеспечивается системами кондиционирования воздуха, пресной и забортной воды, вентиляции, сточно-фановой, рефрижерации.

На ледоколе установлены новейшие средства радиосвязи и электрорадионавигации: спутниковые радиотелеграфная и радиотелеграфнотелефонная установки средних, коротких, промежуточных и ультракоротких волн, станция коллективного приема телевидения "Экран-М1", комплекс телевещательной аппаратуры "Глобус-4", РЛС, средство автоматической радиолокационной прокладки, гирокомпас, радиопеленгатор, эхолот, электрический лаг, переносные шлюпочные радиостанции и др. приборы связи.

Ядерная энергетическая установка

Ядерная энергетическая установка (ЯЭУ) атомного судна состоит из одной или двух автономных атомных паро-производящих установок (АППУ), паротурбинной (ПТУ) и гребной электрической установок (ГЭУ), двух судовых электростанций, вспомогательных механизмов, обслуживающих систем, судовых устройств и оборудования.

Типы АППУ

С 1959 года на атомных судах эксплуатировались 5 типов атомных паропроизводящих установок: ОК-150, ОК-900, ОК-900А,КЛТ-40 и КЛТ-40М.

Типы АППУ, эксплуатируемые на атомных судах

Тип АППУ, название судна		ОК-150 «Ленин» (до 1966г.)		ОК-900 «Ленин»		ОК-900А «Арктика», «Сибирь», «Россия» ,«Сов.Союз», «Ямал», «50-лет Победы»		КЛТ-40 «Севморпуть»		КЛТ-40М «Таймыр» «Вайгач»
Номинальная мощность реактора, ВМт
Номинальная паро-производительность, т/ч
Мощность на винтах, л/с

Устройство

Компоновка всех установок - блочная. Каждый блок включает в себя реактор водо-водяного типа (т.е. вода является и теплоносителем, и замедлителем нейтронов), четыре циркуляционных насоса и четыре парогенератора, компенсаторы объема, ионообменный фильтр с холодильником и другое оборудование. Реактор, насосы и парогенераторы имеют отдельные корпуса и соединены друг с другом короткими патрубками типа «труба в трубе». Все оборудование расположено вертикально в кессонах бака железоводной защиты и закрыто малогабаритными блоками защиты, что обеспечивает легкую доступность при ремонтных работах.

Реактор

Ядерный реактор - это техническая установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления ядер тяжелых элементов с освобождением ядерной энергии. Реактор состоит из активной зоны и отражателя. Активная зона содержит ядерное топливо в защитном покрытии (тепловыделяющие элементы - ТВЭЛы) и замедлитель. ТВЭЛы, имеющие вид тонких стержней, собраны в пучки и заключены в чехлы. Такие конструкции называются тепловыделяющими сборками (ТВС). Активная зона реактора состоит из 241 ТВС.

Корпус реактора с эллиптическим днищем изготовлен из низколегированной теплостойкой стали с антикоррозийной наплавкой на внутренних поверхностях.

Принцип действия АППУ

Тепловая схема ППУ атомного судна состоит из 4-х контуров.

Через активную зону реактора прокачивается теплоноситель I контура (вода высокой степени очистки). Вода нагревается до 317 градусов, но не превращается в пар, поскольку находится под давлением. Из реактора теплоноситель 1 контура поступает в парогенератор, омывая трубы, внутри которых протекает вода II контура, превращающаяся в перегретый пар. Далее теплоноситель I контура циркуляционным насосом снова подается в реактор.

Из парогенератора перегретый пар (теплоноситель II контура) поступает на главные турбины. Параметры пара перед турбиной: давление - 30 кгс/см2 (2,9 МПа), температура - 300 °С. Затем пар конденсируется, вода проходит систему ионообменной очистки и снова поступает в парогенератор.

III контур предназначен для охлаждения оборудования АППУ, в качестве теплоносителя используется вода высокой чистоты (дистиллят). Теплоноситель III контура имеет незначительную радиоактивность.

IV контур служит для охлаждения воды в системе III контура, в качестве теплоносителя используется морская вода. Также IV контур используется для охлаждения пара II контура при разводке и расхолаживании установки.

Безопасность

АППУ выполнена и размещена на судне таким образом, чтобы обеспечить защиту экипажа и населения от облучения, а окружающую среду - от загрязнения радиоактивными веществами в пределах допустимых безопасных норм как при нормальной эксплуатации, так и при авариях установки и судна за счет. С этой целью на возможных путях выхода радиоактивных веществ созданы четыре защитных барьера между ядерным топливом и окружающей средой:

первый - оболочки топливных элементов активной зоны реактора;

второй - прочные стенки оборудования и трубопроводов первого контура;

третий - защитная оболочка реакторной установки;

четвертый - защитное ограждение, границами которого являются продольные и поперечные переборки, второе дно и настил верхней палубы в районе реакторного отсека.

Безопасность АППУ обеспечена устройствами и системами нормальной эксплуатации и системами безопасности, предназначенными для надежного выключения реактора, отвода тепла от активной зоны и ограничения последствий возможных аварий.

Андрей Акатов
Юрий Коряковский
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)», кафедра инженерной радиоэкологии и радиохимической технологии

Аннотация

Освоение Северного морского пути немыслимо без развития атомного ледокольного флота. Первенство в создании надводного судна с атомным двигателем также принадлежит нашей стране. В статье приводятся интересные факты, связанные с созданием и эксплуатацией атомоходов, их устройство и принципы работы. Рассматриваются новые требования, предъявляемые к ледокольному флоту в современных условиях, и перспективы его развития. Приведено описание новых проектов атомных ледоколов и плавучих энергоблоков.

Арктика покоряется только людям с сильной волей, которые способны независимо от обстоятельств идти к намеченной цели. Такими же должны быть и их корабли: мощными, автономными, способными к длительным изнуряющим переходам в условиях сложной ледовой обстановки. Мы поговорим именно о таких судах, составляющих гордость России, - об атомных ледоколах.

Атомные ледоколы обеспечивают проводку танкеров и других судов по Северному морскому пути, эвакуацию полярных станций с дрейфующих льдин, ставших непригодными для работы и опасными для жизни полярников, а также осуществляют спасение застрявших во льдах судов и проведение научных исследований.

Атомные ледоколы отличается от обычных (дизель-электрических), которые не могут долго находиться в плавании без захода в порты. Запас топлива составляет у них до трети массы судна, но его хватает всего лишь примерно на месяц. Бывали случаи, когда караваны судов застревали во льдах только потому, что на ледоколах раньше времени заканчивалось горючее.

Атомный ледокол значительно мощнее и обладает большей автономностью, т. е. способен более длительное время выполнять ледовые задачи, не заходя в порты. Это многофункциональное судно - чудо инженерной мысли, которым россияне вправе гордиться. Тем более что российский атомный ледокольный флот - единственный в мире, и таких судов больше ни у кого нет. Да и первенство в создании надводного судна с атомным двигателем также принадлежит нашей стране. Случилось это в 50-х гг. прошлого столетия.

Ледовый «Ленин»

Успехи ученых и инженеров в овладении атомной энергией привели к мысли об использовании атомного реактора в качестве корабельного двигателя. Новые судовые установки обещали невиданные преимущества по мощности и автономности кораблей, однако путь к получению заветных технических характеристик был тернист. Еще никто в мире не разрабатывал подобные проекты. Необходимо было создать не просто атомный реактор, а мощную, компактную и в то же время достаточно легкую ядерную энергетическую установку, которая удобно размещалась бы в корпусе.

Помнили разработчики и о том, что их детище будет испытывать качку, ударные нагрузки и вибрации. Не забыли и о безопасности персонала: защита от радиации на корабле значительно сложнее, чем на атомной станции, ведь здесь нельзя применять громоздкое и тяжелое защитное оборудование.

Первый спроектированный атомный ледокол обладал высокой мощностью и был в два раза мощнее крупнейшего в мире американского ледокола «Глетчер», что предъявляло особые требования к прочности корпуса, форме носовой и кормовой оконечности, а также живучести корабля. Перед конструкторами, инженерами и строителями стояла принципиально новая техническая задача, и они решили ее в кратчайшие сроки!

Пока страна запускала первую в мире атомную электростанцию (1954), спускала на воду первую советскую атомную подводную лодку (1957), в Ленинграде создавалось и строилось первое в мире атомное надводное судно. В 1953–1956 гг. коллективом ЦКБ-15 (ныне «Айсберг») под руководством главного конструктора В. И. Неганова был разработан проект, реализация которого началась в 1956 г. на ленинградском судостроительном заводе им. Андре Марти. Проектирование атомной установки велось под руководством И. И. Африкантова, а корпусная сталь была специально разработана в институте «Прометей». Ленинградские заводы снабдили ледокол турбинами (Кировский завод) и гребными электродвигателями («Электросила»). Ни одной иностранной детали! 75 км трубопроводов разного диаметра. Длина сварных швов - как расстояние от Мурманска до Владивостока! Сложнейшая техническая задача была решена в кратчайшие сроки.

Спуск на воду состоялся 5 декабря 1957 г., а 12 сентября 1959 г. атомный ледокол «Ленин» под командованием П. А. Пономарёва с верфи Адмиралтейского завода (переименованного судостроительного завода им. А. Марти) отправился на ходовые испытания. Он стал первым в мире надводным атомным кораблем, поскольку первый атомоход зарубежного производства (атомный ракетный крейсер «Лонг Бич», США) был введен в строй намного позже - 9 сентября 1961 г.,- а первое торговое судно с ядерной энергетической установкой «Саванна» (тоже американское) отправилось в плавание лишь 22 августа 1962 г. Путь из Ленинграда в Мурманск был запоминающимся.

Ледокол «Арктика»

Пока судно шло вокруг Скандинавии, его сопровождали самолеты и корабли НАТО. Катера отбирали пробы воды у борта, чтобы убедиться в радиационной безопасности ледокола. Все их опасения оказались напрасными - ведь даже в соседних с реакторным отсеком каютах радиационный фон был нормальным.

Эксплуатация атомного ледокола «Ленин» позволила увеличить период навигации. За время эксплуатации атомоход прошел 1,2 млн км и провел через льды 3741 судно. Про первый атомоход можно привести немало интересных фактов. Например, он потреблял всего 45 г ядерного топлива (меньше спичечного коробка) в день.

Ледокол «Сибирь»

Он мог быть переоборудован в арктический военный крейсер. Помимо всего прочего, ледокол выполнял функции маскировки для советских атомных подводных лодок: судно шло заданным курсом, выводя АПЛ, скользившие в глубине под его корпусом, в заданный высокоширотный район.

Достойно проработав 30 лет, в 1989 г. атомный ледокол «Ленин» был выведен из эксплуатации и сейчас находится на месте вечной стоянки в Мурманске. На борту атомохода создан музей, действует информационный центр атомной отрасли. Но и сегодня дата 3 декабря (день подъема государственного флага на первом в мире атомоходе) отмечается как день рождения российского атомного ледокольного флота.

От «Арктики» до наших дней

Атомный ледокол «Арктика» (1975) - первое в мире судно, достигшее Северного полюса в надводном плавании. До этого исторического плавания ни один ледокол не решался идти на полюс. Вершину мира покоряли пешком, на самолете, на подводной лодке. Но не на ледоколе.
Экспериментальный научно-практический рейс отправился из Мурманска по дуге через Баренцево и Карское моря в море Лаптевых и затем повернул на север к полюсу, встречаясь на своем пути с многолетними льдами в несколько метров толщиной. 17 августа 1977 г., преодолев мощный ледяной покров Центрального полярного бассейна, атомоход достиг Северного полюса, тем самым открыв новую эпоху в изучении Арктики. А 25 мая 1987 г. «наверху планеты» побывал другой атомоход класса «Арктика» - «Сибирь» (1977). На сегодняшний день оба судна выведены из эксплуатации.

В настоящее время в составе атомного ледокольного флота эксплуатируется четыре судна.

Два ледокола класса «Таймыр» - «Таймыр» (1989) и «Вайгач» (1990) - мелкоосадочные, что позволяет им входить в устья крупных рек и ломать лед толщиной до 1,8 м. Действительно, ледокольные суда класса «Арктика» из-за их большой осадки не способны заходить в мелководные северные заливы и реки, равно как и дизель-электрические ледоколы (последние - из-за малой мощности и зависимости от снабжения топливом). Решить задачу удалось в рамках совместного советско-финского проекта: специалисты из СССР проектировали атомную силовую установку, а финны - ледокол в целом.

Ледокол «Таймыр»

Другие два из оставшихся в строю атомных ледоколов относятся к классу «Арктика»; они способны с устойчивой скоростью колоть лед до 2,8 м:

• «Ямал» (1993) - на носу атомохода нарисована улыбающаяся акулья пасть, которая появилась в 1994 г., когда он в рамках одной из гуманитарных программ возил детей из разных стран мира на Северный полюс; с тех пор акулья пасть стала его брендом;
• «50 лет Победы» (2007) - крупнейший в мире ледокол; на судне создан экологический отсек, оснащенный новейшим оборудованием для сбора и утилизации всех продуктов жизнедеятельности судна.

Как уже говорилось, атомные ледоколы способны длительное время находиться в плавании, не заходя в порты. Та же «Арктика» наглядно продемонстрировала это преимущество, отработав без единой поломки и без захода в порт приписки (Мурманск) ровно год - с 4 мая 1999-го по 4 мая 2000 г. Надежность атомоходов также доказана «Арктикой»: 24 августа 2005 г. судно прошло миллионную милю, что ранее не удавалось ни одному судну подобного класса. Много это или мало? Миллион морских миль в известных нам масштабах - это 46 оборотов вокруг экватора или 5 путешествий до Луны. Вот такая 30-летняя арктическая одиссея!

Кроме проводок арктических караванов в северных морях с 1990 г. атомные ледоколы («Советский Союз», «Ямал», «50 лет Победы») также используются и для организации туристических поездок на Северный полюс. Круиз отправляется из Мурманска и, минуя острова Земли Франца-Иосифа, Новосибирские острова, Северный полюс, возвращается на материк. С борта на острова и льдины туристы высаживаются на вертолете; на всех ледоколах класса «Арктика» оборудованы две вертолетные площадки. Сами же суда окрашены в красный цвет, который хорошо заметен с воздуха.

Отдельно стоит упомянуть и о «Севморпути». Это уникальное транспортное судно (лихтеровоз) с атомной силовой установкой и ледокольным носом также приписано к порту Мурманска. Лихтеровозом его называют потому, что «Севморпуть» может нести на себе так называемые лихтеры - несамоходные морские суда, предназначенные для перевозки грузов и обеспечивающие их обработку. Если на берегу отсутствуют причалы или гавань обладает недостаточной глубиной, то лихтеры сгружаются с судна и буксируются к берегу, что очень удобно, особенно в условиях северного побережья. При помощи специальных захватов грузоподъемное средство жестко фиксирует лихтеры и быстро опускает их на воду через кормовую часть судна. Разгрузка контейнеров также может производиться в движении, что использовалось в особых случаях.

Ледоколы «Севморпуть» и «Советский Союз» у причала ФГУП «Атомфлот» в Мурманске

Отметим, что вплоть до недавнего времени будущее единственного в своем роде атомного лихтеровоза представлялось в весьма черном цвете: много лет судно простояло без дела, а в августе 2012 г. «Севморпуть» вообще был исключен из регистровой книги судов и ожидал начала работ по выводу из эксплуатации. Однако в 2013 г. решили, что корабль подобного класса еще пригодится флоту: был подписан приказ о восстановлении атомохода. Ресурс ядерной установки будет продлен, возвращение судна в строй ожидается в ближайшие годы.

Итак, мы познакомились с представителями семейства атомных ледоколов. Теперь настало время разобраться в их устройстве.

Как устроен и работает атомный ледокол?

Принципиально все атомные ледоколы устроены почти одинаково, поэтому давайте возьмем в качестве примера новейший из атомоходов России - «50 лет Победы». Самое первое, что о нём можно сказать, - это крупнейший ледокол в мире.

Внутри атомного ледокола находится два атомных реактора, заключенных в прочные корпуса. Зачем сразу два? Конечно, для обеспечения его беспрерывной работы, ведь атомоходу выпадают самые сложные испытания, с которыми иногда не в силах справиться его дизельные собратья. Даже если один из реакторов исчерпает свой ресурс или остановится по иной причине, судно может идти на другом. При обычном плавании реакторы работают совместно. Предусмотрены и резервные дизельные двигатели (на самый крайний случай).

При эксплуатации атомного реактора в нём идет цепная реакция деления ядер урана (а точнее - его изотопа уран-235). В результате ядерное топливо нагревается. Это тепло через оболочку тепловыделяющего элемента, выполняющую роль защитного покрытия, передается воде первого контура. Защитная оболочка необходима, чтобы радионуклиды, содержащиеся в топливе, не попали в теплоноситель.

Вода первого контура разогревается выше 300 оС, но не вскипает, поскольку находится под большим давлением. Затем она поступает в парогенераторы (у каждого реактора их по четыре), пронизанные трубками, по которым циркулирует, превращаясь в пар, вода второго контура. Пар направляется на турбинную установку (на судне установлены две турбины), а слегка охладившийся теплоноситель первого контура снова закачивается в реактор циркуляционными насосами. Для предотвращения разрыва трубопроводов при скачках давления в первом контуре предусмотрен специальный модуль, который так и называется - компенсатор давления. Сам реактор расположен в кожухе, заполненном чистой водой (третий контур). Никакой утечки радиоактивной воды из первого контура не происходит - она циркулирует по замкнутому контуру.

Пар, образовавшийся из воды второго контура, вращает вал турбины. Последний, в свою очередь, крутит ротор электрогенератора, в котором вырабатывается электрический ток. Ток подают на три мощных электродвигателя, вращающих три гребных винта усиленной прочности (масса винта - 50 т). Электродвигатели обеспечивают очень быструю смену направления вращения винтов и скорости при работе реактора на постоянной мощности. Действительно, ледоколу иногда приходится резко менять направление движения (например, иногда он рубит лед, отходя назад, разгоняясь и ударяя по льдине). Реактор не приспособлен к такой работе (его задача - производить электричество), а электродвигатель легко можно переключить на обратный ход.

Пар второго контура, отработав на турбине, поступает в конденсатор. Там он охлаждается забортной водой (четвертый контур) и конденсируется, то есть превращается обратно в воду. Эта вода прокачивается через обессоливающую установку с целью очистки от коррозионно-опасных солей, а затем - через деэаратор, в котором происходит удаление из воды коррозионно-опасных газов (углекислого газа и кислорода). Затем из бака деаэратора питательная вода второго контура насосом закачивается в парогенератор - цикл замыкается.

Отдельно нужно сказать об устройстве реактора, который называют «водо-водяным», поскольку вода в нём выполняет две функции - замедлителя нейтронов и теплоносителя. Подобная конструкция хорошо зарекомендовала себя на атомных подводных лодках и позднее была выведена на сушу: наземные реакторы типа ВВЭР, которые уже работают и будут установлены на новых российских атомных энергоблоках, являются наследниками лодочных. Ледокольные атомные силовые установки также получили отличную аттестацию: ни одной аварии с выходом радиоактивных веществ в окружающую среду за всю пятидесятилетнюю историю.

Реактор не представляет вреда для экипажа и окружающей среды, поскольку его прочный корпус окружен биологической защитой из бетона, стали и воды. В любой аварийной ситуации, при полном отключении электропитания и даже при оверкиле (переворачивании судна вверх днищем) реактор будет заглушен - так спроектирована система активной защиты.

Основная работа ледокола - разрушение ледяного покрова. Для этих целей ледоколу придана специальная бочкообразная форма, а носовая оконечность имеет относительно острые (клинообразные) образования и наклон (срез) в подводной части под углом к ватерлинии. У ледокола «50 лет Победы» носовая часть имеет форму ложки (этим он отличается от своих предшественников), которая позволяет более эффективно взламывать льды. Кормовая оконечность рассчитана на движение во льдах задним ходом и позволяет защитить гребные винты и руль. Конечно, корпус ледокола значительно прочнее корпусов обычных судов: он двойной, и внешний корпус имеет толщину 2–3 см, а в области так называемого ледового пояса (т. е. в местах ломки льда) листы обшивки утолщены до 5 см.

При встрече с ледовым полем ледокол носовой частью как бы вползает на него и проламывает лед за счет вертикального усилия. Затем взломанный лед раздвигается и притапливается бортами, а позади ледокола образуется свободный канал. При этом судно движется непрерывно с постоянной скоростью. Если же льдина обладает особой прочностью, то ледокол отходит назад и на большой скорости набегает на нее, т. е. производит рубку льда ударами. В редких случаях ледокол может застрять - например, вползти на прочную льдину и не сломать ее, - или быть задавленным льдами. Для выхода из этой тяжелой ситуации между внешним и внутренним корпусами предусмотрены цистерны для воды - в носу, в корме, по левому и правому борту. Перекачивая воду из цистерны в цистерну, экипаж может раскачать ледокол и вытащить его из ледового плена. Можно просто опустошить емкости - тогда судно немного всплывет.

Чтобы носовая часть не покрывалась льдом, на ледоколе применяется турбонаддувочное противобледенительное устройство. Работает оно следующим образом. Сжатый воздух по трубопроводам подается за борт. Всплывающие пузырьки воздуха не позволяют кусочкам льда примерзнуть к корпусу, а также уменьшают его трение об лед. При этом ледокол идет быстрее, а трясет его меньше.

За ледоколом может следовать одно или несколько судов (караван). Если ледовая обстановка сложная или транспортное судно шире ледокола, то для проводки может использоваться два или несколько ледоколов. В особо сложных льдах ледокол берёт проводимое судно на буксир: корма атомохода имеет V-образную выемку, куда лебедкой вплотную затягивается нос транспортного судна.

Из интересных особенностей атомного ледокола «50 лет Победы» можно выделить наличие экологического отсека, в котором находится новейшее оборудование, позволяющее собирать и утилизировать все отходы, производимые при работе судна. Иными словами, в океан ничего не сбрасывается! На других атомных ледоколах также установлены установки по сжиганию бытовых отходов и очистке сточных вод.

Все атомные ледоколы и лихтеровоз «Севморпуть» переданы под управление предприятия Госкорпорации «Росатом» - ФГУП «Атомфлот», которое осуществляет не только их эксплуатацию, но и техническую поддержку. Береговая инфраструктура, плавучие технические базы, спецтанкер для жидких радиоактивных отходов, судно дозиметрического контроля - всё это обеспечивает непрерывную эксплуатацию российского атомного ледокольного флота. Но лет через десять большинство атомных ледоколов будут выведены из эксплуатации, а практика показала, что без них нам в Арктике делать нечего. Как же будет развиваться атомное ледоколостроение?

Перспективы развития

Еще относительно недавно перспективы российского атомного ледокольного флота были весьма мрачными. Газеты писали, что страна может лишиться уникального флота, а вместе с ним - и Северного морского пути (СМП). Это означало бы не только потерю лидерства, технологий, но и замедление хозяйственного развития Крайнего Севера и арктических регионов Сибири. Ведь транспортной магистрали, в том числе и сухопутной, которая могла бы служить альтернативой СМП, просто не существует.

Имеются вопросы и к существующим атомным ледоколам. Тоннаж судов, проводимых по СМП, постепенно растет - растут и их габариты. Для обеспечения необходимой скорости проводки нужны широкий канал во льду и повышенная мощность. Поэтому следует увеличить и размеры самого ледокола. Но при этом атомный ледокол, не нуждающийся в запасе топлива, начинает всплывать, осадка становится меньше и ледопроходимость падает. Для того чтобы увеличить осадку, защитить винты ото льда, необходимо встроить в корпус судна систему емкостей, заполняемых водой и придающих дополнительный вес.

Таким образом, даже существующие атомоходы не соответствуют новейшим требованиям. Поэтому модернизация и развитие атомного ледокольного флота стали поистине государственной задачей и находятся под пристальным вниманием Правительства РФ.

Проект ледоколов нового типа - ЛК-60Я - уже воплощается в жизнь. Один из них, «Арктика», строится с 2013 г., второй, «Сибирь» был заложен совсем недавно, в мае 2015–го (при этом строящиеся ледоколы унаследовали названия двух первых кораблей «арктической серии»). Всего в ближайших планах - три новых судна, включая упомянутые.

Характеристики атомных ледоколов и судна «Севморпуть» (по данным ФГУП «Атомфлот», 2010 г.)

Каким же будет новый облик атомного ледокола? Конечно, он соединит в себе успешный опыт создания и эксплуатации существующих атомоходов и инновационные подходы. Но главное - новый ледокол будет двухосадочным (универсальным), что позволит ему успешно выполнять операции не только на море, но и в устьях рек. Сейчас приходится использовать два ледокола, один из которых (класса «Арктика») идет по глубоководным местам, а второй (с мелкой осадкой, например класса «Таймыр») проходит через пороги и заходит в устья рек. В новом проекте заложена возможность изменения атомным ледоколом осадки с 10,5 до 8,5 м за счет осушки/заполнения морской водой встроенных цистерн, т. е. один атомоход сможет заменить сразу два старых!

Но двухосадочные атомоходы - не предел конструкторской мысли. Пока строятся ледоколы типа ЛК-60Я, инженеры трудятся уже над следующим проектом, который выведет атомное ледоколостроение на новый виток развития. Речь идет о корабле типа ЛК-110Я (также известного как «Лидер») - крупного судна с мощностью на винтах 110 МВт. По показателям ЛК-110Я будет намного превосходить ледоколы класса «Арктика»: «Лидер» сможет колоть лед толщиной до как минимум 3,7 м (два человеческих роста!). Это позволит обеспечить круглогодичную навигацию по всему СМП (а не только по его западной части, как сейчас). При этом увеличенная ширина ЛК-110Я позволит проводить крупнотоннажные суда. В настоящее время проект находится в стадии разработки конструкторской документации (ожидаемый срок завершения «бумажной» части - 2016 г.).

Существует еще одно направление в атомостроении, о котором нужно сказать. Ледокольные силовые установки КЛТ-40 зарекомендовали себя так хорошо, что было принято решение о включении их в проект плавучей атомной электростанции (ПАТЭС). Она незаменима в малоосвоенных регионах страны, в том числе на арктическом побережье, поскольку практически не нуждается в поставках топлива. Вырубать лес, строить дороги, подвозить строительные материалы для нее не нужно: привезли, поставили у специального причала - и можно пользоваться. Закончился ресурс - прицепили к буксиру и увезли на утилизацию.

Применять ПАТЭС можно и при освоении месторождений на шельфе арктических морей для обеспечения электроэнергией нефтегазовых платформ.

Первый плавучий энергоблок - «Академик Ломоносов» - был спущен на воду 30 июня 2010 г. на Балтийском заводе в Санкт-Петербурге. На данный момент полностью изготовлено энергетическое оборудование станции; реакторные установки и турбогенераторы уже смонтированы, ведутся достроечные работы.

Завершая краткий обзор, нужно сказать следующее: освоение Арктики - необходимое условие развития России как великой морской и арктической державы, а безопасное использование атомной энергии определяет экономический и технологический рост нашего государства. Поэтому есть уверенность: у атомного ледокольного флота - выдающееся будущее и новые достижения!

Москва, 26 октября - "Вести.Экономика". Ледоколы играют огромное значение в освоении Арктики. Атомные ледоколы - настоящая гордость российского флота, так как только наша страна владеет такими машинами.

Сегодня мы расскажем о самых больших ледоколах в мире

1. "Севморпуть"

Длина : 260 м

"Севморпуть" - советское ледокольно-транспортное судно (лихтеровоз) с атомной силовой установкой типа КЛТ-40.

Одно и крупнейшее из всего четырех когда-либо построенных невоенных торговых судов с ядерной энергетической установкой.

Крупнейший по водоизмещению из лихтеровозов. Назван в честь Северного морского пути, для которого он и строился.

Первые годы эксплуатации контейнеровоз работал на международных линиях Одесса - Вьетнам - Владивосток и Владивосток - КНДР.

В отличие от ледоколов класса Арктика, судно способно работать и в теплых водах.

Затем оно несколько лет обеспечивало грузоперевозки на линии Мурманск - Дудинка - Мурманск.

2. "Сибирь" и "Арктика"

Длина : 173,3 м

22 сентября 2017 г. "Балтийский завод - судостроение" (БЗС, входит в "Объединенную судостроительную корпорацию") спустил на воду ледокол "Сибирь". Это первый серийный атомный ледокол проекта 22220 мощностью 60 МВт.

Отмечается, что осенью 2020 г. ледокол передадут заказчику.

Контракт на строительство головного атомного ледокола проекта 22220 "Арктика" между ФГУП "Атомфлот" и БЗС подписан в августе 2012 г. Стоимость контракта составляет 37 млрд руб.

Контракт на строительство двух серийных атомных ледоколов проекта 22220 - "Сибирь" и "Урал" - заключен между БЗС и "Росатомом" в мае 2014 г., стоимость контракта составила 84,4 млрд руб.

Длина ледоколов проекта 22220, которые строят для "Атомфлота", составляет 173,3 м, ширина - 34 м, осадка по конструктивной ватерлинии - 10,5 м, минимальная рабочая осадка - 8,55 м, водоизмещение - 33,54 тыс. тонн.

Ледоколы имеют двухреакторную энергетическую установку с основным источником пара от реакторной установки нового поколения РИТМ-200 мощностью 175 МВт, разработанной для этого судна. Двухосадочная конструкция судна позволяет использовать его как в арктических водах, так и в устьях полярных рек.

Сдача головного ("Арктика") и первого и второго ("Сибирь" и "Урал") серийных ледоколов намечена на июнь 2019 г., ноябрь 2020 г. и ноябрь 2021 г. соответственно.

3. "50 лет Победы"

Длина : 159,6 м

"50 лет Победы" - атомный ледокол проекта 10521. Был заложен 4 октября 1989 г. под именем "Урал" и спущен на воду 29 декабря 1993 г.

Дальнейшее строительство было приостановлено из-за отсутствия средств.

В 2003 г. строительство было возобновлено, и 1 февраля 2007 г. ледокол вышел в Финский залив на ходовые испытания, которые продлились две недели.

Флаг поднят 23 марта 2007 г., и 11 апреля ледокол пришел в постоянный порт приписки Мурманск.

30 июля 2013 г. ледокол достиг Северного полюса (это было сотое посещение полюса надводным судном).

4. "Таймыр"

Длина : 151,8 м

"Таймыр" - атомный ледокол, предназначенный для проводки судов в устья сибирских рек. Отличается уменьшенной осадкой. Назван в честь ледокольного парохода начала XX века "Таймыр".

Установка атомного оборудования производилась в Ленинграде, куда корпус ледокола был отбуксирован в 1988 г.

Эта установка развивает мощность в 50 тыс. л. с. и позволяет ледоколу идти через лед толщиной 2 м.

При толщине льда в 1,77 м скорость ледокола составляет 2 узла. Ледокол может действовать при температурах до −50 °C.

5. "Вайгач"

Длина : 151,8 м

"Вайгач" - мелкосидящий атомный ледокол проекта "Таймыр" (проект 10580).

Отличительная черта данного проекта ледоколов - уменьшенная осадка, позволяющая обслуживать суда следующие по Северному морскому пути с заходом в устья сибирских рек. Назван в честь гидрографического ледокольного судна начала XX века "Вайгач".

Главные двигатели ледокола развивают мощность в 50 тыс. л. с. и позволяют ледоколу следовать через лед толщиной 1,77 м со скоростью 2 узла. Ледокол может действовать при температурах до −50 °C.

6. "Ямал"

Длина : 150 м

"Ямал" - советский атомный ледокол класса "Арктика".

Ледокол был заложен 31 октября 1986 г., спущен на воду 4 октября 1989 г. Первоначальное название - "Октябрьская Революция", в 1992 г. переименован в "Ямал". Введен в строй 27 октября 1992 г.

В 2000 г. ледокол совершил экспедицию к Северному полюсу для встречи третьего тысячелетия. "Ямал" - седьмой корабль, достигший Северного полюса. Всего же он совершил 46 рейсов к Северному полюсу.

7. Healy

Длина : 128 м

Healy является исследовательским ледоколом береговой охраны США.

Судно было построен на независимой судостроительной компании Avondale Shipyard, верфь которой расположена на западном берегу реки Миссисипи приблизительно в 20 милях вверх по течению от Нового Орлеана, штат Луизиана рядом c Эвондейл, штат Луизиана.

Судно названо в честь Майкла Августина Хили, капитана береговой охраны США.

Ледокол был заложен 16 сентября 1996 г. Спущен на воду 15 ноября 1997 г., в результате которого 20 человек получили ранения из-за образовавшейся волны.

8. Polar Sea

Длина : 122 м

Ледокол Polar Sea был построен в 1977 г.

По словам американских экспертов, Polar Star не может выполнять миссии в Арктике: он на пять лет зафрахтован National Science Foundation США для расчистки пролива Макмердо в Антарктике.

9. Louis S. St-Laurent

Длина : 120 м

Судно CCGS Louis S. St-Laurent названо в честь двенадцатого премьер-министра Канады и относится к классу тяжелых арктических ледоколов.

Также является флагманом Береговой охраны Канады и крупнейшим ледоколом Канады.

Порт приписки St John"s, Ньюфаундленд.

Ледокол построен в 1969 г. на верфях компании Canadian Vickers Ltd в Квебеке.

После обширной эксплуатации судно подверглось дорогостоящей модернизации на верфи Halifax Shipyard Ltd в Галифаксе в период с 1988 по 1993 гг., после чего получило удлиненный корпус, новую силовую установку и новейшее навигационное оборудование.