Атомный ледокол

Сегодня в портовом городе Мурманске проживает около 300 тысяч жителей. Цифра не впечатляет, тем не менее это самый большой в мире город находящийся за Северным полярным кругом.

Порт расположен на Кольском заливе, который никогда не замерзает даже, несмотря на полярные широты, благодаря этому сюда могут заходить корабли и суда всего мира круглый год. Благодаря теплым океаническим течениям Баренцево море целиком не покрывается льдами, а в самом городе зимой не так холодно. Зарождаясь в районе Карибского моря, течение Гольфстрим устремляется через Атлантический океан к Европе, омывая по дороге берега Великобритании и Исландии. Тепловая мощность данного потока эквивалентна миллиону атомных станций. Этого достаточно для того чтобы климат Северной Европы был мягким, а Баренцево море оставалось судоходным круглый год. Дальше, где нет теплого течения восточнее Новой Земли единственные суда, которые могут свободно ходить это ледоколы. Через льды Арктики проходит очень важный транспортный коридор — Северный морской путь через порты Мурманск-Салехард-Дудинка. Он не только открывает доступ к территориям Восточной Сибири, но и является перспективным маршрутом для международных морских перевозок. Путь из Северного моря в Японское море через Суэцкий канал мимо пиратского Сомали составляет 23 тысячи км, а если ледоколом через Северный Ледовитый океан, то всего 14 тысяч.

Первым в мире атомным ледоколом стал «Ленин», построенный в 1959 году. Конечно же до него были и дизельные и паровые ледоколы, но именно атомные позволили совершено по новому взглянуть на освоение арктических просторов. С появлением атомоходов движение по Северному морскому пути стало возможным круглый год. Главное преимущества атомного ледокола это автономность. Ему не нужно пополнять запасы угля и дизельного топлива. Это позволило атомоходу «Ленин» за первые 6 лет эксплуатации преодолеть 150 тысяч км и провести за собой более 400 судов по Северному морскому пути. Ему на смену пришел атомный ледокол «Арктика», который положил начало целому семейству ледокольных судов одноименного класса. В 1977 году «Арктика» стал первым в мире кораблем, который в надводном положении достиг Северного полюса. Особая конструкция корпуса ледокола дает возможность пробивать трехметровые льды.

ледокол «Ямал» фото

Главным отличием ледокола от других судов это форма корпуса. Пологий нос напоминает по форме ложку. У ледокола нет типичного для других судов выдающегося вперед волногасителя. Ниже ватерлинии расположен пояс ледовой защиты из сваренных вместе стальных листов толщиной 5 см. Также у судна усиленный форштевень. Эта конструкция позволяет ледоколу наезжать на толстый лед и проламывать его своим огромным весом.

Чтобы во время стоянок лед не намерзал на судно, вдоль всего борта установлены противообледенительные устройства. Через них под давлением подается воздух. Пузыри воздуха вырывающиеся из дюз создают пену, которая препятствует образованию льда на корпусе ледокола. Руль ледокола сделан с существенным запасом прочности, чем на обычных кораблях. Это необходимая мера, потому что нередко особо прочные льды приходится преодолевать задним ходом, кроша лед гребными винтами.

Сегодня на службе РОСАТОМФЛОТ состоят 6 атомных ледоколов. Основную работу они ведут с лета по конец осени, когда ледовая обстановка легче, а зимой на судах проводятся плановые ремонты. Одним из действующих ледоколов является «Ямал».

Атомный ледокол «Ямал» относится к классу «Арктика». Длина судна составляет 150 метров, водоизмещение 23 тысячи тонн, мощность энергетической установки 70 тысяч л. с., максимальная скорость хода 21 узел. Одной зарядки ядерного топлива хватает на пять лет службы.

Движение судном осуществляется из ходового мостика посредством трех органов управления, которые получают энергию от двух атомных реакторов. Данный ледокол довольно маневренное судно. Смена реверса с «ПОЛНОГО НАЗАД» на «ПОЛНЫЙ ВПЕРЕД» занимает всего 11 секунд. При движении в трехметровых льдах, ледокол прокладывает себе дорогу ударами, судно разгоняется и пробивает лед на несколько десятков метров, потом отходит назад, и набирает ход снова. Средняя скорость в этом случае падает до двух километров в час. Одной из основных систем ледокольного судна является система балластных танков. Она имеется на всех судах, однако на ледоколах резервуары с водой используются, чтобы ледокол не застревал во льдах. Дифферентные цистерны, которые находятся на носу и корме отвечают за наклон вдоль продольной оси. В носовую цистерну можно дополнительно закачать 1000 тонн воды, чтобы весом было проще ломать крепкий лед. Креновые цистерны находятся по бортам, они отклоняют судно вдоль поперечной оси. На рабочем месте штурмана отображается вся навигационная информация. Для надежности на ледоколе есть несколько радаров разных систем. Они помогают судоводителям определять местоположение и расхождение с другими судами.

Ледокол «Ямал» оснащен двумя ядерными реакторами, суммарной мощностью 55 мВт, запас топлива 200 кг урана, этого хватит на 5 лет непрерывной работы.

После ходового мостика вторым по значимости помещением на судне является центральный пост управления. На время стоянки ядерные реакторы заглушены, но это не значит, что они выключены, просто все процессы у них замедлены, установки вырабатывают 1/1000 своей номинальной мощности, тем не менее их постоянно нужно контролировать. Именно этим круглосуточно и занимаются вахтенные механики на центральном посту управления. Дежурный дозиметрист отслеживает показания сотни датчиков установленных по всему ледоколу, если где-то радиационный фон будет превышен, на специальном щите сразу же загорится индикатор. Помимо автоматических замеров, в реакторном отсеке регулярно проводятся контрольные измерения. В центральном отсеке свой строгий пропускной режим. Судовой реактор по принципу работы не отличается от реактора на атомной станции, только на судне он меньше и компактнее.

В активной зоне циркулирует вода, в которую погружены стержни, внутри которых находятся таблетки урана. Когда свободный нейтрон сталкивается с ядром, оно распадается с выделением большого количества энергии, из него вылетают два новых нейтрона, которые расщепляют новые ядра урана. Таким образом, возникает цепная реакция, которая разогревает воду до 300 градусов. Чтобы контролировать температуру, в реактор опускают графитовые стержни, которые поглощают лишние нейтроны. Чем выше положение стержней, тем меньше нейтронов он ловит и тем активнее идет цепная реакция. Циркуляционные насосы постоянно прокачивают воду через реактор, отводя тепло в теплообменники. Когда реактор заглушен на время стоянки, ядерная реакция внутри почти замирает, и излучения практически нет. Тем не менее, все покидающие реакторный отсек проходят обязательный дозиметрический контроль. Специальная установка почувствует даже зараженную пылинку, осевшую на костюм, а если найдет, то дверца не откроется и механику придется идти на дезактивацию.

По принципу движению ледокол «Ямал» относится к атомным пароэлектроходам. То есть электричество для двигателей вырабатывается с помощью пара, разогретого до 300 градусов в ядерном реакторе. Давление пара составляет 30 кг кв. см. Турбины на ледоколах отличаются от тех, которые устанавливают на атомных станциях. На АЭС для повышения КПД турбина состоит из трех отделов рассчитанных на разное давление. На судовых установках мощностью пришлось пожертвовать ради компактности. Из турбины длинный вал. На нем установлены три генератора, которые вырабатывают суммарно 27,5 тысяч кВт, а две турбины с шестью генераторами вырабатывают 55 тысяч кВт. Этого бы хватило на работу примерно 50 000 домашних электрочайников. Вся эта энергия расходуется на работу маршевых электродвигателей. Электрогенераторы вырабатывают переменный электрический ток напряжением 1000 вольт. Для работы двигателей нужен ток постоянный. С этой проблемой справляется целый трансформаторный отсек. Из электродвигателя выходит гребной вал, в конце которого расположен гребной винт. Когда капитан на мостике дает команду «САМЫЙ МАЛЫЙ ВПЕРЕД», двигатель начинает вращаться со скоростью 20 об/мин, и все эти обороты передаются на гребной винт, когда капитан дает команду «САМЫЙ ПОЛНЫЙ ВПЕРЕД», двигатель вращается со скоростью 150 об/мин, и это разгоняет ледокол до его максимальной скорости 22 узла.

Вахта на ледоколе длится 4 месяца, но бывает, что люди задерживаются на один год. Поэтому очень важно чтобы моряки в любой момент могли отдохнуть и почувствовать себя как дома. Именно для отдыха на борту имеется самый настоящий бассейн. В корме ледокола есть одна вещь, которая отличает их от других судов. Дело в том, что в условиях тяжелой проводки, и когда льды сложные, суда буксируются на «усах». Судно становится сразу за ледоколом и подтягивается буксировочной лебедкой таким образом, что нос судна встает в специальную выемку. Таким образом, между буксируемым судном и ледоколом исключается замыкания льда, и в свою очередь проводка становится намного легче. Для движения в Арктике очень важно иметь точную картину ледовой обстановки, поэтому на всех ледоколах есть вертолетная площадка с вертолетным ангаром. На пятом мостике, расположенным над ходовой рубкой, установлены прожекторы с 50 кВт лампами, которые мощнейшим снопом света выхватывают пространство перед ледоколом, освещая полярные льды.