Вся правда про ПАТЭС «Академик Ломоносов» ( 77 фото )
- 05.09.2019
- 1 504
Первый в мире атомный плавучий энергоблок (ПЭБ) «Академик Ломоносов» стремительно движется к месту своей дисклокации в Певек. У этого проекта было много критиков и завистников, эксперты не верили в эту историю, а у нас всё получилось. Теперь мы ещё раз смело можем сказать, что в атомной отрасли нам просто нет равных. Сейчас мы эту тему откатаем на практике, причём в очень суровых условиях и будем готовы нашим классным продуктом поделиться со всем миром. Ведь главной задачей таких ПАТЭС как раз и считается энергоснабжение удаленных районов, где невыгодно или невозможно строительство электростанций традиционного типа, а энергия, ой, как нужна. Поэтому ещё раз предлагаю вспомнить основные этапы большого пути и закрепить те знания об этом уникальном проекте.
Если честно, первыми на практике использовать атомную энергию в мобильном исполнении на воде решились американцы. Кроме этого подобные проекты разрабатывались в Англии или в Германии. Так вот первой плавучей атомной станцией официально считается американская MH-1A (мобильный, высокой мощностью), она была предназначена для электроснабжения Панамского канала. Хотя, по сути, это была просто переделка судна «Чарльз Кагл» (SS Charles H. Cugle) типа «Liberty», спущенного на воду ещё в 1945 году. У него демонтировали пропульсивный комплекс, а в средней части взяли и установили одноконтурный реактор с водой под давлением, в 350-тонном защитном сосуде, использующий в качестве топлива низкообогащенный уран (от 4% до 7% 235 ЕД). Его мощность составляла 10 МВт. Сам реактор в таком исполнении получил название Sturgis в честь генерала Сэмюэла Д. Стерджиса-младшего.
Эскиз первой в мире плавучей атомной электростанции «Стёрджис» 1963 года.
Реактор был построен для армии США Мартином Мариеттой по контракту на сумму 17,2 млн. в августе 1961 года. Реактор MH-1A впервые вошел в критическое состояние 24 января 1967 года и был официально "принят" армией 25 июля 1967 года. Первоначально реактор снабжал своей энергией Форт Бельвуар, а позже и был отбуксирован в зону Панамского канала. Корабль был пришвартован в озере Гатун, между Гатунскими шлюзами и водосливом Чагрисской плотины. Где и отработал с октября 1968 по 1975 год. Всё дело в том, что в 1976 году армейская реакторная программа была прекращена ввиду её неэффективности. Между декабрем 1976 года и январем 1977 года энергетическая баржа была отбуксирована обратно в Соединенные Штаты в Форт Бельвуар. Демонтаж реактора начался в 2014 году и был завершен в марте 2019 года. Думаю хватить хвалить наших западных партнёров, тем более в мире атома мы сейчас всем фору дадим.
SS Charles H. Cugle после преобразования в ядерную баржу Sturgis
СССР тоже старался не отставать. Еще в 1930-е годы отечественные технофантасты выдвинули предложение создать «полярные танки» для Арктики, сочетающие качества грузопассажирского судна и гусеничного вездехода. Так эти «полярные танки» могли бы обеспечивать теплом и электроэнергией отдаленные пункты и научно-исследовательские станции на побережье и островах Северного Ледовитого океана. Что касается реальной жизни, то в 1969 году была построена первая отечественная «плавучка» - правда ещё не с атомной, а с газотурбинной энергоустановкой мощностью 20 тыс. кВт. Название ей придумали очень точное и красивое - «Северное сияние». Разработчиком совершенно нового для СССР проекта стало «ЦКБ-51» (в настоящее время АО КБ «Вымпел»). Их производство началось в 1967 году на Тюменском судостроительном заводе. Всего было изготовлено и спущено на воду шесть плавучих станций, которые работали в приарктической зоне (Надым, острова Эльдикан и Мыс Шмидта, Печора). Небольшая осадка - всего 1,7 м - позволяла доставлять их буксиром к месту «прописки» по сибирским рекам. Последняя плавучая электростанция «Северное сияние-3» разукомплектована в 2008 году.
Вот как выглядела ПЛЭС «Северное сияние-5»
Чуть позже это же КБ по заданию Министерства геологии разработало эскизный проект атомной плавучей электростанции (пр. 1599), даже в Институте Обнинске он прошёл одобрение, но финансов для дальнейшей реализации не было.
Эскизный проект атомной плавучей электростанции (пр. 1599)
Или в 80-х годах был разработан проект плавучей АЭС «Волнолом 3» с реактором АБВ-6 (мощность 12 МВт) для использования на полигоне МО на Новой Земле. Её, кстати, должны были строить на Балтийском заводе, а за реакторы отвечало - ОКБМ имени И.И.Африкантова. Однако работы над созданием этой ПАТЭС были прекращены ещё в начальной стадии.
Проект ПАТЭС «ВОЛНОЛОМ-3»
Исторически ядерная энергия, как мы видим, рассматривалась, прежде всего, полезной для военных целей, но мы же всегда за мир. Первый гражданский проект ПАТЭС в России появился в начале 90-х годов. В ходе выполнения Постановления Правительства России от 9 июня 1992 года за №389 о путях преодоления кризиса топливного энергетического комплекса Дальнего Востока и Восточной Сибири группа экспертов Минатома в 1993 году предложила использовать АЭС малой мощности (100-180 МВт) на основе проверенных временем, реакторов судовых и корабельных атомных энергетических установок типа КЛТ-40С. Ведь их уже давно успешно используют на наших подводных лодках и ледоколах. Например, аналогичные установки установлены на лихтеровозе «Севморпуть» и на атомных ледоколах «Таймыр» и «Вайгач». Тысячи реакторочасов, наработанных реакторами этого типа, показали его надежность и безопасность, которые необходимы для хрупкой экологической системы Крайнего Севера.
Ну что, вперёд за эсклюзивом! Проходим вовнуть. «Академик Ломоносов» насчитывает 6 этажей, перемещение между которыми происходит на лифте (на борту три грузовых и два пассажирских лифта) или по системе трапов. Всего 10 отсеков. Не смотря на загруженность всяческим оборудованием, тут довольно просторно. Корпус ПАТЭС цельносварной, разделен перегородками на отсеки, которые формируют два блока - жилой и технологический. Его строили с учетом всех климатических условий. Он изготовлен из специальной стали,обладающей высоким сопротивлением хрупким разрушениям в условиях низких температур. Подводная часть корпуса защищена от коррозии электрохимической защитой и ледостойким лакокрасочным покрытием. В технологическом блоке, находятся сами реакторы и турбины, отсек обращения с ядерным топливом и все необходимые вспомогательные системы и оборудование. От жилой зоны все это отделено непроницаемыми переборками (вертикальные стенки внутри корпуса судна), выполняющими функции биологической и физической защиты. Реакторный отсек и отсек обращения с ядерным топливом располагаются в средней части ПЭБ. В носу судна размещены турбогенераторный и электротехнический отсеки, в корме - отсек вспомогательных установок и жилой блок. Жилые отсеки рассчитаны на проживание и работу вахтовой смены в количестве 70 человек - каюты, бытовые и рабочие помещения.
На судне протянуто более 1 300 км кабеля.
Хорошо, вроде все за, а кому доверить это всё воплощать в жизнь. Росэнергоатомом был проведён конкурс, где победителем 19 мая 2006 года было признан ПО «Севмаш». И не просто так, ведь это очень уважаемое предприятие с историей и серьёзными компетенциями в атомном судостроении. Между прочим, Севмаш - это один из крупнейших судостроительных комплексов России (входит в состав АО «Объединенная судостроительная корпорация»), более того, единственная верфь в стране, которая осуществляет весь цикл строительства и испытаний подводных лодок с атомными энергетическими установками. Закладка плавучего энергоблока «Академик Ломоносов» состоялась в Северодвинске 15 апреля 2007 года. ПЭБ спроектирован ЦКБ «Айсберг». Но набранную скорость пришлось сбросить. Как оказалось, заводу в догонку наше государство подкинуло и другие заказы, причём стратегического назначения (АПЛ проекта 855 «Ясень» и 955 «Борей»). Стал вопрос, сможет ли Севмаш всё это осилить и, главное, в разумные сроки. Поэтому уже в 2008 году заключенный контракт с заводом был расторгнут.
Запасной якорь, ещё ему компанию составляют два таких же штатных.
В итоге, 21 апреля 2009 года блок был повторно заложен уже на «Балтийском заводе», что в Санкт-Петербурге. И уже 18 мая 2009 года завод начал стапельную сборку плавучего энергоблока. Спустя почти год, 30 июня 2010 года ПЭБ без реактора и турбогенератора были спущены со стапелей предприятия на воду. Но и тут начались проблемы, правда, не у будущей станции, а у завода, вернее у его акционеров. В результате почти на полтора года работы были приостановлены, пока в конце 2011 года Балтийский завод снова не стал госпредприятием. Поэтому, когда понимаешь все эти нюансы и реальные сроки строительства, проникаешься ещё большим уважением к тем людям, кто реализовал этот проект в жизни.
Это фото я сделал в конце 2017 года с борта строящегося атомного ледокола нового поколения «Арктика» на Балтийском заводе.
Пост буксировки
В мае 2009 года на АО «Балтийский завод» был доставлен первый из двух реакторов «КЛТ-40С» (по проекту ОКБМ им. Африкантова). Второй реактор доставлен в августе 2009 года. В конце сентября 2013 года две атомные реакторные установки были установлены на ПЭБ «Академик Ломоносов». В 2017 году был завершен монтаж реакторов и парогенератора. Две паротурбинные установки блочного исполнения 35 МВт каждая были изготовлены на Калужском турбинном заводе (КТЗ), а генераторы для них поставило АО «Силовые машины».
Всего на судне пять различных кранов.
Через это место и происходит загрузка свежего топлива.
Первоначально по проекту на ПЭБ «Академик Ломоносов» должна была размещаться и вертолётная площадка вот в этом месте, но потом решили отказаться. Зачем лишний раз давать повод для критики, да и рисков опять-таки меньше. Почему зелёный цвет? Просто, оказывается, на гражданских судах данный цвет - это общепринятое правило, хотя, если сильно хочется, судовладелец может и в розовый, например, покрасить свой корабль.
Везде установлены различные датчики, позволяющие контролировать рабочую ситуацию на судне. Конкретно эти датчики - это система радиационного контроля.
В июне 2017 года завершились швартовые испытания. При этом одновременно провели операцию по проворачиванию ротора паротурбинной установки со скоростью 7 оборотов в секунду. Эта операция очень важная, даёт возможность убедиться в том, что сборка и центровка всех элементов выполнены в соответствии с проектом, что оси турбины и генератора точно соотнесены друг с другом. Оказалось, всё ок, монтаж выполнен на высшем уровне. И, наконец, 28 апреля 2018 года началась буксировка ПЭБ в Мурманск для загрузки топлива. Сама загрузка началась 25 июля 2018 года. Дальше настал черёд испытать в деле сами реакторные установки. Пионером стал реактор правого борта, это произошло 2 ноября 2018 года. 31 марта 2019 года на ПЭБ были успешно выведены на 100% мощность реакторные установки № 1 и № 2. Проведенные испытания подтвердили устойчивую работу основного и вспомогательного оборудования ПЭБ, а также автоматических систем управления технологическими процессами. 4 июля 2019 года специалисты АО «Балтийский завод» успешно закончили строительство плавучего энергоблока «Академик Ломоносов» и передали его заказчику.
Параллельно в Певеке шли работы по сооружению береговых и гидротехнических сооружений для будущей станции. 4 октября 2016 года в торжественной обстановке был забит первый (лидерный) шпунт давший старт этим работам. Так, для справки, только за весь период навигации 2018 года, составивший порядка четырех месяцев, со всех теплоходов, в числе которых «Александр Сибиряков», «Арктика-2», «Инженер Трубин», суммарно было выгружено порядка 25 тысяч тонн строительных материалов (трубошпунт, анкерные сваи, инертные материалы, металлопрокат), а также нужные металлоконструкции.
Одна из станций углекислотного пожаротушения
И дверки тут вот такие серьезные.
Вот мы дошли и до машинного отделения.
Итак, плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов» - это головной проект серии 20 870 мобильных транспортабельных энергоблоков малой мощности. По сути, Плавучая атомная электростанция состоит из Плавучего энергоблока (ПЭБ) и береговой инфраструктуры. ПЭБ - это гладкопалубное несамоходное судно, на котором установлены две водо-водяные реакторные установки ледокольного типа КЛТ-40С. Мощность каждого реактора - до 35 МВт, а по теплу - 140 гигакалорий. Этой мощности, между прочим, хватит на город с населением в 100 тысяч жителей. А это даже в два раза больше, чем сегодня живет на всей Чукотке.
На ПЭБ «Академик Ломоносов» есть два вот таких машинных отделения (на правом и левом бортах). Кроме двух реакторных установок КЛТ-40С, в состав энергетической установки ПЭБ входят две паротурбинные установки производства ОАО «Калужский турбинный завод», а также другие вспомогательные системы и оборудование. Перед нами же как раз одна такая паротурбинная установка мощностью 35 МВт. ПТУ ТК-35/38-3,4 представляет собой блочную машину, которая находится на одной раме вместе с генератором такой же мощности. Генераторы изготовил и поставил на «КТЗ» филиал АО «Силовые машины» завод «Электросила». Изготовление двух таких установок заняло почти три года. Для испытаний ПТУ на предприятии был специально спроектирован и построен новый стенд.
Из серии интересный факт. Такое имя ПЭБ получил в связи с тем, что должен был быть готов к 300-летию великого ученого в 2011 году.
Кстати, изначально планировалось разместить ПАТЭС в Вилючинске (Камчатский край) или на острове Русский (Приморский край). Но проанализировав все за и против, окончательно решили остановиться именно на Певеке. Всё дело в том, что Чукотка изолирована от единой энергосистемы России. А изведанных и предполагаемых полезных ресурсов там довольно много. Только на рубеже десятых годов на Чукотке открыты сразу несколько рудных месторождений золота - «Майское», «Клен», «Купол» и другие. Кроме этого в этих краях есть платина, вольфрам, молибден, ртуть, олово, медь, редкоземельные металлы и т.д. Вот и получается, без качественного источника энергии, эту тему не поднять. Кроме того, ПАТЭС станет одним из ключевых элементов инфраструктуры в рамках программы развития Северного морского пути. В своё время в 1944 году в Певеке была запущена Чаунская ТЭЦ (34,5 МВт), которая работает на угле, а в 1974 году был введен в эксплуатацию первый энергоблок Билибинской АЭС (г. Билибино, четыре блока - 48 МВт). Кстати, пока она считается единственной АЭС в мире, функционирующей за Северным полярным кругом. Вот вместе эти две станции пока и правят балом на Чукотке, образуя тем самым изолированную Чаун-Билибинскую энергосистему. И всё бы ничего, но сроки их эксплуатации подходят к концу. Вот и получается,что не делается - всё к лучшему!
Я на Чаунской ТЭЦ в 2015 году.
Общий вид на Чаунскую ТЭЦ
Компактность и продуманность, конечно, поражает. Как это всё они здесь уместили.
15 сентября 2011 года проект размещения ПАТЭС в городе Певек получил положительное заключение государственной экологической экспертизы, а 26 июня 2019 года Ростехнадзор дал разрешение на эксплуатацию ПЭБ до 2029 года.
Электропитательные насосы. Их тут три. На другом борту аналогичная история.
Вспомогательный энергетический блок включает в себя четыре резервных дизельгенератора (РДГ) мощностью по 800 кВт каждый, а также четыре аварийных дизель-генератора (АДГ) мощностью по 200 кВт. Кроме этого, в конструкции ПЭБ предусмотрена вспомогательная котельная установка (ВКУ) производительностью по пару 16 т/ч.
Всего в производственной кооперации по созданию ПАТЭС было задействовано около 140 предприятий. А кто-то до сих пор не может успокоиться, зачем нам такие станции. Да хотя бы ради того, чтобы наши заводы работали и люди были при деле.
Переодеваемся и идём в чистую зону. Вот этого фотоконтента вы уж точно в сети не найдёте :).
Реакторная установка КЛТ-40С - это двухконтурная установка с водо-водяным реактором, который соединён системой патрубков «труба в трубе» с парогенератором (4 ПГ) змеевикового типа и циркуляционными насосами первого контура (4 ЦНПК). Сам реактор состоит из корпуса в ковано-сварном исполнении, крышки, блока выемного, включающего блок труб и устройств и шахту внутрикорпусную, активной зоны, приводов КГ (8 шт) и привода А3 (3 шт). Корпус и крышка реактора изготовлены из теплоустойчивой высокопрочной перлитной стали с антикоррозионной наплавкой. На номинальной тепловой мощности каждый блок реакторной установки обеспечивает выработку 240 тонн в час пара с температурой 290 градусов - этого вполне достаточно, чтобы и в самые суровые морозы Певек жил в комфортных условиях. Электроэнергия выдается напряжением 10 кВ, что наиболее целесообразно для создания линий электропередач. В качестве топлива используется высокообогащённый уран-235.
Помещение перегрузочного контура
Крышка одного из реакторов
Вкратце сам технологический процесс выглядит следующим образом. Пар, полученный в парогенераторах (ПГ) реакторной установки, поступает на паровую турбину, которая вращает электрогенератор. Электрогенератор вырабатывает электрическую энергию, подаваемую потребителям. Пар, отработавший в ступенях турбины, отбирается на подогрев питательной воды в специальном теплообменнике (подогревателе), а также на нагрев воды в теплообменниках теплофикации. Отработавший в турбине пар конденсируется в главном конденсаторе с помощью забортной (морской) воды. Образовавшийся конденсат с помощью конденсатного насоса подается в деаэратор, где происходит удаление растворенных газов, главным образом, кислорода. Затем с помощью насоса питательная вода поступает в ПГ реакторной установки и цикл повторяется.
Ещё одни элементы защиты.
Планируется, что ПАТЭС будут обслуживать порядка 140 человек вахтовым методом - две смены по 70 сотрудников. Каждая смена подразделяется на три вахты (поскольку работа персонала круглосуточная). Кроме этого, необходимо еще добавить администрацию, технический персонал, охрану и береговую службу. Но и эти все цифры пока примерные, ибо окончательный вариант будет формироваться уже опытным путём. Как никак это же новая история.
В этом помещении будет производиться хранение отработанного топлива
Наш ПЭБ «Академик Ломоносов» рассчитан, как минимум, на 35-40 лет работы, причем каждые 12 лет (4 цикла по 3 года, отработанное топливо, которое хранится на ПЭБ) он должен будет проходить процедуру плановой перезагрузки активной зоны реакторов. Планируется, что на это время его будет заменять другой однотипный или более мощный ПЭБ.
Фейс и бодиконтроль при выходе из чистой зоны.
Центральный пульт управления ПАТЭС «Академик Ломоносов». Здесь одновременно несут вахту пять человек.
Ввод плавучего энергоблока в эксплуатацию в составе плавучей атомной теплоэлектростанции планируется осуществить до конца 2019 года.
Кстати, в настоящее время Росатом уже работает над вторым поколением ПАТЭС - оптимизированным плавучим энергоблоком (OFPU), который будет меньше этого. Его предполагается оснастить двумя реакторами типа RITM-200M мощностью 50 МВт каждый. Сэкономить можно и на жилых помещения, ведь все удобства для комфортной жизни персонала можно разместить на берегу.
А это уже жилой блок. Для комфортного пребывания сотрудников на плавучей станции есть всё необходимое: хорошие каюты, кинотеатр, библиотека, спортзал, 2 столовых (обычная и офицерская), курительная, бассейн, две бани (финская и русская), магазин, бар и медицинский кабинет.
Бар
Столовая
На ПЭБе есть две каюты прям вообще огонь, это каюта капитана и главного инженера-механика. Далее по классу идут 4 каюты улучшенной планировки для начальников служб. И одноместные каюты для сотрудников экипажа. На второй палубе расположены 10 двухместных кают для специалистов, которые приезжают в составе ремонтных бригад.
Одна из кают
Вот ещё одна
Тренажёрный зал
Бассейн. У них даже фонтанчик для тела предусмотрен.
Сауна
Здесь будут проводиться различные совещания. На рабочий беспорядок прощу внимание не заострять, ведь нас пустили сюда за день до старта. Вы бы видели, какая тут движуха. Тонны грузов перемещались с берега на это судно в эти дни.
Ещё один интересный факт. Международная ассоциация, представляющая интересы моряков и смежных работников, Nautilus International ежегодно презентует рейтинг самых некрасивых судов. Так вот эти буржуи занесли наш плавучий энергоблок «Академик Ломоносов» в этот список. Ему компанию составили такие уродцы, как автомобилевоз Uinoskip, использующий энергию ветра, автомобилевоз City of Rotterdam, имеющий сферическую форму передней части корпуса, скотовоз Awassi Express, а также контейнеровоз Natori, который был спроектирован в Японии и т.д. Но ничего, мы не расстроились. Пусть мы и не идеал красоты, зато точно самые умные. Россия, вперёд!
Длина судна - 144,2 м, ширина - 30 м, высота борта - 10 м. Водоизмещение - около 21 тыс. 560 т. Всего 4 палубы и восемь ярусов надстройки. В высоту это примерно 30 метров или как стандартная девятиэтажка.
И всё-таки наша ПАТЭС «Академик Ломоносов» не только про свет и тепло, а на данном этапе ещё и рекламная модель возможностей для всего мира. Поэтому очень актуальна и показательна разработка компании NettleBox, которая и сделала голографический макет первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции. Это полностью российская разработка, по техническим характеристикам не имеющая аналогов в мире. Благодаря им, любой желающий мог заглянуть вовнутрь станции и побывать даже в тех местах, куда даже нас не пустили. А ещё, как оказалось, станция могла быть раскрашена не в цвета российского флага. Ребята также заложили в эту историю и саму транспортировку до места, а также показали её будущий дом в Певеке.
А ещё из фишек, если надо, кроме получения электрической тепловой энергии, установки ПАТЭС обладают мощностями по опреснению морской воды. Именно это направление её деятельности в перспективе открывает широкие возможности для иностранных покупателей, ведь по прогнозу МАГАТЭ в 2025 году годовой дефицит пресной воды в мире составит 1,3-2 триллиона метров кубических, а это - от 2 до 7 миллиардов людей. А наша станция в сутки готова выдавать 40-240 тысяч кубометров пресной воды.
Примерно вот так проходит сейчас буксировка ПЭБ «Академик Ломоносов» в Певек.
По приезду будет всё как-то так.
И не надо забывать, что «Академик Ломоносов» - это экспериментальная площадка для отработки технологий при строительстве будущих плавающих атомных электростанций, а спрос на них уж точно есть. В сторону ПАТЭС, например, сейчас и Китайцы смотрят. Так относительно недавно китайская корпорация CGN (China General Nuclear Power Corporation) объявила об официальном запуске проекта плавучей станции с реактором малой мощности ACPR50S. Поэтому кто бы что не говорил, потенциальный спрос на такие мобильные атомные истории имеется. И всё-таки хорошо, что в этом вопросе мы первые. По неофициальной инфомации на данный момент в мире есть спрос, как минимум, на 50 плавучих атомных станций в различном исполнении.
А многих еще волнует, насколько хорош ПЭБ «Академик Ломоносов» с точки зрения безопасности. Я даже не знаю, как сказать, чтобы его не обидеть. Спокойно, если кратко - это уж точно одно из самых безопасных мест на Чукотке. ПАТЭС разработана, с большим запасом прочности. Самолёт 11-тонный если захочет его на зуб попробовать или корабль какой, так тут же заднюю включат. Цунами, может ветер в 45 метров секунду или землетрясение восьмибальное, запомните, шоу не будет, электростанция просто продолжит работать в штатном режиме. Про экологию тоже можно забыть и по этому пункту не придраться, даже иностранные эксперты, в том числе из МАГАТЭ признаются, у русских всё хорошо, а потом про себя добавляют, вот бы и в наши края такую. Не надо забывать, что действующая ТЭЦ в Певеке угольная. Уголь приходил сюда с якутских месторождений, не самое дешевое удовольствие с учетом того, что отопительный сезон здесь длится 10 месяцев. А с в водом нашей ПАТЭС про уголь можно будет забыть. Так, строительство только одной ПАТЭС с РУ КЛТ 40С позволяет высвободить около 350 тысяч тонн условного топлива ежегодно. А теперь вопрос почему наши псевдоэкологи молчат и не хвалят, ага опять двойные стандарты :). И ещё, поскольку речь идет о судне, то предусмотрена защита от затопления: ПЭБ останется на плаву при заполнении водой даже двух смежных отсеков. Да и сами реакторы обладают высокой степенью защиты из пяти контуров.
Большое спасибо пресс-службе АО «Концерн Росэнергоатом» за столь интересную и познавательную поездку! Отдельный респект Артёму Шпакову за организацию! Лично мне вот эта расцветка очень понравилась, кстати, я с вами ещё не прощаюсь, продолжение следует...
Если честно, первыми на практике использовать атомную энергию в мобильном исполнении на воде решились американцы. Кроме этого подобные проекты разрабатывались в Англии или в Германии. Так вот первой плавучей атомной станцией официально считается американская MH-1A (мобильный, высокой мощностью), она была предназначена для электроснабжения Панамского канала. Хотя, по сути, это была просто переделка судна «Чарльз Кагл» (SS Charles H. Cugle) типа «Liberty», спущенного на воду ещё в 1945 году. У него демонтировали пропульсивный комплекс, а в средней части взяли и установили одноконтурный реактор с водой под давлением, в 350-тонном защитном сосуде, использующий в качестве топлива низкообогащенный уран (от 4% до 7% 235 ЕД). Его мощность составляла 10 МВт. Сам реактор в таком исполнении получил название Sturgis в честь генерала Сэмюэла Д. Стерджиса-младшего.
Эскиз первой в мире плавучей атомной электростанции «Стёрджис» 1963 года.
Реактор был построен для армии США Мартином Мариеттой по контракту на сумму 17,2 млн. в августе 1961 года. Реактор MH-1A впервые вошел в критическое состояние 24 января 1967 года и был официально "принят" армией 25 июля 1967 года. Первоначально реактор снабжал своей энергией Форт Бельвуар, а позже и был отбуксирован в зону Панамского канала. Корабль был пришвартован в озере Гатун, между Гатунскими шлюзами и водосливом Чагрисской плотины. Где и отработал с октября 1968 по 1975 год. Всё дело в том, что в 1976 году армейская реакторная программа была прекращена ввиду её неэффективности. Между декабрем 1976 года и январем 1977 года энергетическая баржа была отбуксирована обратно в Соединенные Штаты в Форт Бельвуар. Демонтаж реактора начался в 2014 году и был завершен в марте 2019 года. Думаю хватить хвалить наших западных партнёров, тем более в мире атома мы сейчас всем фору дадим.
SS Charles H. Cugle после преобразования в ядерную баржу Sturgis
СССР тоже старался не отставать. Еще в 1930-е годы отечественные технофантасты выдвинули предложение создать «полярные танки» для Арктики, сочетающие качества грузопассажирского судна и гусеничного вездехода. Так эти «полярные танки» могли бы обеспечивать теплом и электроэнергией отдаленные пункты и научно-исследовательские станции на побережье и островах Северного Ледовитого океана. Что касается реальной жизни, то в 1969 году была построена первая отечественная «плавучка» - правда ещё не с атомной, а с газотурбинной энергоустановкой мощностью 20 тыс. кВт. Название ей придумали очень точное и красивое - «Северное сияние». Разработчиком совершенно нового для СССР проекта стало «ЦКБ-51» (в настоящее время АО КБ «Вымпел»). Их производство началось в 1967 году на Тюменском судостроительном заводе. Всего было изготовлено и спущено на воду шесть плавучих станций, которые работали в приарктической зоне (Надым, острова Эльдикан и Мыс Шмидта, Печора). Небольшая осадка - всего 1,7 м - позволяла доставлять их буксиром к месту «прописки» по сибирским рекам. Последняя плавучая электростанция «Северное сияние-3» разукомплектована в 2008 году.
Вот как выглядела ПЛЭС «Северное сияние-5»
Чуть позже это же КБ по заданию Министерства геологии разработало эскизный проект атомной плавучей электростанции (пр. 1599), даже в Институте Обнинске он прошёл одобрение, но финансов для дальнейшей реализации не было.
Эскизный проект атомной плавучей электростанции (пр. 1599)
Или в 80-х годах был разработан проект плавучей АЭС «Волнолом 3» с реактором АБВ-6 (мощность 12 МВт) для использования на полигоне МО на Новой Земле. Её, кстати, должны были строить на Балтийском заводе, а за реакторы отвечало - ОКБМ имени И.И.Африкантова. Однако работы над созданием этой ПАТЭС были прекращены ещё в начальной стадии.
Проект ПАТЭС «ВОЛНОЛОМ-3»
Исторически ядерная энергия, как мы видим, рассматривалась, прежде всего, полезной для военных целей, но мы же всегда за мир. Первый гражданский проект ПАТЭС в России появился в начале 90-х годов. В ходе выполнения Постановления Правительства России от 9 июня 1992 года за №389 о путях преодоления кризиса топливного энергетического комплекса Дальнего Востока и Восточной Сибири группа экспертов Минатома в 1993 году предложила использовать АЭС малой мощности (100-180 МВт) на основе проверенных временем, реакторов судовых и корабельных атомных энергетических установок типа КЛТ-40С. Ведь их уже давно успешно используют на наших подводных лодках и ледоколах. Например, аналогичные установки установлены на лихтеровозе «Севморпуть» и на атомных ледоколах «Таймыр» и «Вайгач». Тысячи реакторочасов, наработанных реакторами этого типа, показали его надежность и безопасность, которые необходимы для хрупкой экологической системы Крайнего Севера.
Ну что, вперёд за эсклюзивом! Проходим вовнуть. «Академик Ломоносов» насчитывает 6 этажей, перемещение между которыми происходит на лифте (на борту три грузовых и два пассажирских лифта) или по системе трапов. Всего 10 отсеков. Не смотря на загруженность всяческим оборудованием, тут довольно просторно. Корпус ПАТЭС цельносварной, разделен перегородками на отсеки, которые формируют два блока - жилой и технологический. Его строили с учетом всех климатических условий. Он изготовлен из специальной стали,обладающей высоким сопротивлением хрупким разрушениям в условиях низких температур. Подводная часть корпуса защищена от коррозии электрохимической защитой и ледостойким лакокрасочным покрытием. В технологическом блоке, находятся сами реакторы и турбины, отсек обращения с ядерным топливом и все необходимые вспомогательные системы и оборудование. От жилой зоны все это отделено непроницаемыми переборками (вертикальные стенки внутри корпуса судна), выполняющими функции биологической и физической защиты. Реакторный отсек и отсек обращения с ядерным топливом располагаются в средней части ПЭБ. В носу судна размещены турбогенераторный и электротехнический отсеки, в корме - отсек вспомогательных установок и жилой блок. Жилые отсеки рассчитаны на проживание и работу вахтовой смены в количестве 70 человек - каюты, бытовые и рабочие помещения.
На судне протянуто более 1 300 км кабеля.
Хорошо, вроде все за, а кому доверить это всё воплощать в жизнь. Росэнергоатомом был проведён конкурс, где победителем 19 мая 2006 года было признан ПО «Севмаш». И не просто так, ведь это очень уважаемое предприятие с историей и серьёзными компетенциями в атомном судостроении. Между прочим, Севмаш - это один из крупнейших судостроительных комплексов России (входит в состав АО «Объединенная судостроительная корпорация»), более того, единственная верфь в стране, которая осуществляет весь цикл строительства и испытаний подводных лодок с атомными энергетическими установками. Закладка плавучего энергоблока «Академик Ломоносов» состоялась в Северодвинске 15 апреля 2007 года. ПЭБ спроектирован ЦКБ «Айсберг». Но набранную скорость пришлось сбросить. Как оказалось, заводу в догонку наше государство подкинуло и другие заказы, причём стратегического назначения (АПЛ проекта 855 «Ясень» и 955 «Борей»). Стал вопрос, сможет ли Севмаш всё это осилить и, главное, в разумные сроки. Поэтому уже в 2008 году заключенный контракт с заводом был расторгнут.
Запасной якорь, ещё ему компанию составляют два таких же штатных.
В итоге, 21 апреля 2009 года блок был повторно заложен уже на «Балтийском заводе», что в Санкт-Петербурге. И уже 18 мая 2009 года завод начал стапельную сборку плавучего энергоблока. Спустя почти год, 30 июня 2010 года ПЭБ без реактора и турбогенератора были спущены со стапелей предприятия на воду. Но и тут начались проблемы, правда, не у будущей станции, а у завода, вернее у его акционеров. В результате почти на полтора года работы были приостановлены, пока в конце 2011 года Балтийский завод снова не стал госпредприятием. Поэтому, когда понимаешь все эти нюансы и реальные сроки строительства, проникаешься ещё большим уважением к тем людям, кто реализовал этот проект в жизни.
Это фото я сделал в конце 2017 года с борта строящегося атомного ледокола нового поколения «Арктика» на Балтийском заводе.
Пост буксировки
В мае 2009 года на АО «Балтийский завод» был доставлен первый из двух реакторов «КЛТ-40С» (по проекту ОКБМ им. Африкантова). Второй реактор доставлен в августе 2009 года. В конце сентября 2013 года две атомные реакторные установки были установлены на ПЭБ «Академик Ломоносов». В 2017 году был завершен монтаж реакторов и парогенератора. Две паротурбинные установки блочного исполнения 35 МВт каждая были изготовлены на Калужском турбинном заводе (КТЗ), а генераторы для них поставило АО «Силовые машины».
Всего на судне пять различных кранов.
Через это место и происходит загрузка свежего топлива.
Первоначально по проекту на ПЭБ «Академик Ломоносов» должна была размещаться и вертолётная площадка вот в этом месте, но потом решили отказаться. Зачем лишний раз давать повод для критики, да и рисков опять-таки меньше. Почему зелёный цвет? Просто, оказывается, на гражданских судах данный цвет - это общепринятое правило, хотя, если сильно хочется, судовладелец может и в розовый, например, покрасить свой корабль.
Везде установлены различные датчики, позволяющие контролировать рабочую ситуацию на судне. Конкретно эти датчики - это система радиационного контроля.
В июне 2017 года завершились швартовые испытания. При этом одновременно провели операцию по проворачиванию ротора паротурбинной установки со скоростью 7 оборотов в секунду. Эта операция очень важная, даёт возможность убедиться в том, что сборка и центровка всех элементов выполнены в соответствии с проектом, что оси турбины и генератора точно соотнесены друг с другом. Оказалось, всё ок, монтаж выполнен на высшем уровне. И, наконец, 28 апреля 2018 года началась буксировка ПЭБ в Мурманск для загрузки топлива. Сама загрузка началась 25 июля 2018 года. Дальше настал черёд испытать в деле сами реакторные установки. Пионером стал реактор правого борта, это произошло 2 ноября 2018 года. 31 марта 2019 года на ПЭБ были успешно выведены на 100% мощность реакторные установки № 1 и № 2. Проведенные испытания подтвердили устойчивую работу основного и вспомогательного оборудования ПЭБ, а также автоматических систем управления технологическими процессами. 4 июля 2019 года специалисты АО «Балтийский завод» успешно закончили строительство плавучего энергоблока «Академик Ломоносов» и передали его заказчику.
Параллельно в Певеке шли работы по сооружению береговых и гидротехнических сооружений для будущей станции. 4 октября 2016 года в торжественной обстановке был забит первый (лидерный) шпунт давший старт этим работам. Так, для справки, только за весь период навигации 2018 года, составивший порядка четырех месяцев, со всех теплоходов, в числе которых «Александр Сибиряков», «Арктика-2», «Инженер Трубин», суммарно было выгружено порядка 25 тысяч тонн строительных материалов (трубошпунт, анкерные сваи, инертные материалы, металлопрокат), а также нужные металлоконструкции.
Одна из станций углекислотного пожаротушения
И дверки тут вот такие серьезные.
Вот мы дошли и до машинного отделения.
Итак, плавучая атомная теплоэлектростанция «Академик Ломоносов» - это головной проект серии 20 870 мобильных транспортабельных энергоблоков малой мощности. По сути, Плавучая атомная электростанция состоит из Плавучего энергоблока (ПЭБ) и береговой инфраструктуры. ПЭБ - это гладкопалубное несамоходное судно, на котором установлены две водо-водяные реакторные установки ледокольного типа КЛТ-40С. Мощность каждого реактора - до 35 МВт, а по теплу - 140 гигакалорий. Этой мощности, между прочим, хватит на город с населением в 100 тысяч жителей. А это даже в два раза больше, чем сегодня живет на всей Чукотке.
На ПЭБ «Академик Ломоносов» есть два вот таких машинных отделения (на правом и левом бортах). Кроме двух реакторных установок КЛТ-40С, в состав энергетической установки ПЭБ входят две паротурбинные установки производства ОАО «Калужский турбинный завод», а также другие вспомогательные системы и оборудование. Перед нами же как раз одна такая паротурбинная установка мощностью 35 МВт. ПТУ ТК-35/38-3,4 представляет собой блочную машину, которая находится на одной раме вместе с генератором такой же мощности. Генераторы изготовил и поставил на «КТЗ» филиал АО «Силовые машины» завод «Электросила». Изготовление двух таких установок заняло почти три года. Для испытаний ПТУ на предприятии был специально спроектирован и построен новый стенд.
Из серии интересный факт. Такое имя ПЭБ получил в связи с тем, что должен был быть готов к 300-летию великого ученого в 2011 году.
Кстати, изначально планировалось разместить ПАТЭС в Вилючинске (Камчатский край) или на острове Русский (Приморский край). Но проанализировав все за и против, окончательно решили остановиться именно на Певеке. Всё дело в том, что Чукотка изолирована от единой энергосистемы России. А изведанных и предполагаемых полезных ресурсов там довольно много. Только на рубеже десятых годов на Чукотке открыты сразу несколько рудных месторождений золота - «Майское», «Клен», «Купол» и другие. Кроме этого в этих краях есть платина, вольфрам, молибден, ртуть, олово, медь, редкоземельные металлы и т.д. Вот и получается, без качественного источника энергии, эту тему не поднять. Кроме того, ПАТЭС станет одним из ключевых элементов инфраструктуры в рамках программы развития Северного морского пути. В своё время в 1944 году в Певеке была запущена Чаунская ТЭЦ (34,5 МВт), которая работает на угле, а в 1974 году был введен в эксплуатацию первый энергоблок Билибинской АЭС (г. Билибино, четыре блока - 48 МВт). Кстати, пока она считается единственной АЭС в мире, функционирующей за Северным полярным кругом. Вот вместе эти две станции пока и правят балом на Чукотке, образуя тем самым изолированную Чаун-Билибинскую энергосистему. И всё бы ничего, но сроки их эксплуатации подходят к концу. Вот и получается,что не делается - всё к лучшему!
Я на Чаунской ТЭЦ в 2015 году.
Общий вид на Чаунскую ТЭЦ
Компактность и продуманность, конечно, поражает. Как это всё они здесь уместили.
15 сентября 2011 года проект размещения ПАТЭС в городе Певек получил положительное заключение государственной экологической экспертизы, а 26 июня 2019 года Ростехнадзор дал разрешение на эксплуатацию ПЭБ до 2029 года.
Электропитательные насосы. Их тут три. На другом борту аналогичная история.
Вспомогательный энергетический блок включает в себя четыре резервных дизельгенератора (РДГ) мощностью по 800 кВт каждый, а также четыре аварийных дизель-генератора (АДГ) мощностью по 200 кВт. Кроме этого, в конструкции ПЭБ предусмотрена вспомогательная котельная установка (ВКУ) производительностью по пару 16 т/ч.
Всего в производственной кооперации по созданию ПАТЭС было задействовано около 140 предприятий. А кто-то до сих пор не может успокоиться, зачем нам такие станции. Да хотя бы ради того, чтобы наши заводы работали и люди были при деле.
Переодеваемся и идём в чистую зону. Вот этого фотоконтента вы уж точно в сети не найдёте :).
Реакторная установка КЛТ-40С - это двухконтурная установка с водо-водяным реактором, который соединён системой патрубков «труба в трубе» с парогенератором (4 ПГ) змеевикового типа и циркуляционными насосами первого контура (4 ЦНПК). Сам реактор состоит из корпуса в ковано-сварном исполнении, крышки, блока выемного, включающего блок труб и устройств и шахту внутрикорпусную, активной зоны, приводов КГ (8 шт) и привода А3 (3 шт). Корпус и крышка реактора изготовлены из теплоустойчивой высокопрочной перлитной стали с антикоррозионной наплавкой. На номинальной тепловой мощности каждый блок реакторной установки обеспечивает выработку 240 тонн в час пара с температурой 290 градусов - этого вполне достаточно, чтобы и в самые суровые морозы Певек жил в комфортных условиях. Электроэнергия выдается напряжением 10 кВ, что наиболее целесообразно для создания линий электропередач. В качестве топлива используется высокообогащённый уран-235.
Помещение перегрузочного контура
Крышка одного из реакторов
Вкратце сам технологический процесс выглядит следующим образом. Пар, полученный в парогенераторах (ПГ) реакторной установки, поступает на паровую турбину, которая вращает электрогенератор. Электрогенератор вырабатывает электрическую энергию, подаваемую потребителям. Пар, отработавший в ступенях турбины, отбирается на подогрев питательной воды в специальном теплообменнике (подогревателе), а также на нагрев воды в теплообменниках теплофикации. Отработавший в турбине пар конденсируется в главном конденсаторе с помощью забортной (морской) воды. Образовавшийся конденсат с помощью конденсатного насоса подается в деаэратор, где происходит удаление растворенных газов, главным образом, кислорода. Затем с помощью насоса питательная вода поступает в ПГ реакторной установки и цикл повторяется.
Ещё одни элементы защиты.
Планируется, что ПАТЭС будут обслуживать порядка 140 человек вахтовым методом - две смены по 70 сотрудников. Каждая смена подразделяется на три вахты (поскольку работа персонала круглосуточная). Кроме этого, необходимо еще добавить администрацию, технический персонал, охрану и береговую службу. Но и эти все цифры пока примерные, ибо окончательный вариант будет формироваться уже опытным путём. Как никак это же новая история.
В этом помещении будет производиться хранение отработанного топлива
Наш ПЭБ «Академик Ломоносов» рассчитан, как минимум, на 35-40 лет работы, причем каждые 12 лет (4 цикла по 3 года, отработанное топливо, которое хранится на ПЭБ) он должен будет проходить процедуру плановой перезагрузки активной зоны реакторов. Планируется, что на это время его будет заменять другой однотипный или более мощный ПЭБ.
Фейс и бодиконтроль при выходе из чистой зоны.
Центральный пульт управления ПАТЭС «Академик Ломоносов». Здесь одновременно несут вахту пять человек.
Ввод плавучего энергоблока в эксплуатацию в составе плавучей атомной теплоэлектростанции планируется осуществить до конца 2019 года.
Кстати, в настоящее время Росатом уже работает над вторым поколением ПАТЭС - оптимизированным плавучим энергоблоком (OFPU), который будет меньше этого. Его предполагается оснастить двумя реакторами типа RITM-200M мощностью 50 МВт каждый. Сэкономить можно и на жилых помещения, ведь все удобства для комфортной жизни персонала можно разместить на берегу.
А это уже жилой блок. Для комфортного пребывания сотрудников на плавучей станции есть всё необходимое: хорошие каюты, кинотеатр, библиотека, спортзал, 2 столовых (обычная и офицерская), курительная, бассейн, две бани (финская и русская), магазин, бар и медицинский кабинет.
Бар
Столовая
На ПЭБе есть две каюты прям вообще огонь, это каюта капитана и главного инженера-механика. Далее по классу идут 4 каюты улучшенной планировки для начальников служб. И одноместные каюты для сотрудников экипажа. На второй палубе расположены 10 двухместных кают для специалистов, которые приезжают в составе ремонтных бригад.
Одна из кают
Вот ещё одна
Тренажёрный зал
Бассейн. У них даже фонтанчик для тела предусмотрен.
Сауна
Здесь будут проводиться различные совещания. На рабочий беспорядок прощу внимание не заострять, ведь нас пустили сюда за день до старта. Вы бы видели, какая тут движуха. Тонны грузов перемещались с берега на это судно в эти дни.
Ещё один интересный факт. Международная ассоциация, представляющая интересы моряков и смежных работников, Nautilus International ежегодно презентует рейтинг самых некрасивых судов. Так вот эти буржуи занесли наш плавучий энергоблок «Академик Ломоносов» в этот список. Ему компанию составили такие уродцы, как автомобилевоз Uinoskip, использующий энергию ветра, автомобилевоз City of Rotterdam, имеющий сферическую форму передней части корпуса, скотовоз Awassi Express, а также контейнеровоз Natori, который был спроектирован в Японии и т.д. Но ничего, мы не расстроились. Пусть мы и не идеал красоты, зато точно самые умные. Россия, вперёд!
Длина судна - 144,2 м, ширина - 30 м, высота борта - 10 м. Водоизмещение - около 21 тыс. 560 т. Всего 4 палубы и восемь ярусов надстройки. В высоту это примерно 30 метров или как стандартная девятиэтажка.
И всё-таки наша ПАТЭС «Академик Ломоносов» не только про свет и тепло, а на данном этапе ещё и рекламная модель возможностей для всего мира. Поэтому очень актуальна и показательна разработка компании NettleBox, которая и сделала голографический макет первой в мире плавучей атомной теплоэлектростанции. Это полностью российская разработка, по техническим характеристикам не имеющая аналогов в мире. Благодаря им, любой желающий мог заглянуть вовнутрь станции и побывать даже в тех местах, куда даже нас не пустили. А ещё, как оказалось, станция могла быть раскрашена не в цвета российского флага. Ребята также заложили в эту историю и саму транспортировку до места, а также показали её будущий дом в Певеке.
А ещё из фишек, если надо, кроме получения электрической тепловой энергии, установки ПАТЭС обладают мощностями по опреснению морской воды. Именно это направление её деятельности в перспективе открывает широкие возможности для иностранных покупателей, ведь по прогнозу МАГАТЭ в 2025 году годовой дефицит пресной воды в мире составит 1,3-2 триллиона метров кубических, а это - от 2 до 7 миллиардов людей. А наша станция в сутки готова выдавать 40-240 тысяч кубометров пресной воды.
Примерно вот так проходит сейчас буксировка ПЭБ «Академик Ломоносов» в Певек.
По приезду будет всё как-то так.
И не надо забывать, что «Академик Ломоносов» - это экспериментальная площадка для отработки технологий при строительстве будущих плавающих атомных электростанций, а спрос на них уж точно есть. В сторону ПАТЭС, например, сейчас и Китайцы смотрят. Так относительно недавно китайская корпорация CGN (China General Nuclear Power Corporation) объявила об официальном запуске проекта плавучей станции с реактором малой мощности ACPR50S. Поэтому кто бы что не говорил, потенциальный спрос на такие мобильные атомные истории имеется. И всё-таки хорошо, что в этом вопросе мы первые. По неофициальной инфомации на данный момент в мире есть спрос, как минимум, на 50 плавучих атомных станций в различном исполнении.
А многих еще волнует, насколько хорош ПЭБ «Академик Ломоносов» с точки зрения безопасности. Я даже не знаю, как сказать, чтобы его не обидеть. Спокойно, если кратко - это уж точно одно из самых безопасных мест на Чукотке. ПАТЭС разработана, с большим запасом прочности. Самолёт 11-тонный если захочет его на зуб попробовать или корабль какой, так тут же заднюю включат. Цунами, может ветер в 45 метров секунду или землетрясение восьмибальное, запомните, шоу не будет, электростанция просто продолжит работать в штатном режиме. Про экологию тоже можно забыть и по этому пункту не придраться, даже иностранные эксперты, в том числе из МАГАТЭ признаются, у русских всё хорошо, а потом про себя добавляют, вот бы и в наши края такую. Не надо забывать, что действующая ТЭЦ в Певеке угольная. Уголь приходил сюда с якутских месторождений, не самое дешевое удовольствие с учетом того, что отопительный сезон здесь длится 10 месяцев. А с в водом нашей ПАТЭС про уголь можно будет забыть. Так, строительство только одной ПАТЭС с РУ КЛТ 40С позволяет высвободить около 350 тысяч тонн условного топлива ежегодно. А теперь вопрос почему наши псевдоэкологи молчат и не хвалят, ага опять двойные стандарты :). И ещё, поскольку речь идет о судне, то предусмотрена защита от затопления: ПЭБ останется на плаву при заполнении водой даже двух смежных отсеков. Да и сами реакторы обладают высокой степенью защиты из пяти контуров.
Большое спасибо пресс-службе АО «Концерн Росэнергоатом» за столь интересную и познавательную поездку! Отдельный респект Артёму Шпакову за организацию! Лично мне вот эта расцветка очень понравилась, кстати, я с вами ещё не прощаюсь, продолжение следует...
Материал взят: Тут