Универсальный атомный ледокол

Каждый хороший корабль начинается с чертежа, не исключением стал новейший проект универсального атомного ледокола нового поколения проект 22220.

Атомный ледокольный флот является основой национальной безопасности страны в Арктике и играет решающую роль в обеспечении круглогодичного судоходства по Северному морскому пути.

Универсальный атомный ледокол проекта 22220 нового поколения предназначен для самостоятельной проводки судов и лидирования караванов круглогодично в западном районе Арктики; ледокольной проводки судов на мелководных участках Енисея и Обской губы; буксировки судов и других плавучих сооружений во льдах и на чистой воде; оказание помощи судам и выполнение спасательных работ в ледовых условиях и на чистой воде. Атомный ледокол предназначен для эксплуатации в западном районе Арктики, в том числе в Баренцевом, Печерском и Карском морях. На мелководных участках Енисея и Обской губы. В летне-осенний период возможна эксплуатация атомного ледокола в Восточном районе Арктики, в том числе для обеспечения транзитных перевозок по Северному морскому пути.

Для универсального атомного ледокола проекта 22220 приняты следующие характеристики:
Водоизмещение полное — 33540 тонн;
Длина — 160 м;
Ширина — 33 м;
Осадка — 10,5 м
Осадка минимальная рабочая — 8,55 м;
Суммарная мощность на валах — 60 МВт;
Автономность — 6 месяцев;
Дальность плавания — не ограничена;
Срок службы ледокола — 40 лет;

Форма обвода корпуса для атомного ледокола имеет исключительно важное значение. В первую очередь для обеспечения ледопроходимости в сплошном льду, а также для плавания в торосистом крупнобитом льду и других ледовых условиях. Кроме того должны быть обеспечены приемлемые мореходные качества ледокола на чистой воде. В отличие от существующих ледоколов универсальный атомный ледокол проекта 22220 имеет возможность обеспечивать проводку судов, как на глубоководных участках трасс Северного морского пути при осадке 10,5 м, так и мелководных районах при ограниченной осадке 8,55 м.

Предельная толщина сплошного ровного припаянного льда прочностью 500 кПа преодолевается атомным ледоколом непрерывным ходом со скоростью 1,5-2 узла при полной мощности на валах и осадке на глубокой воде 2,8 м. При движении на мелководных участках трасс при минимальной рабочей осадке, предельная толщина сплошного ровного льда пробиваемого непрерывным устойчивым ходом составляет 2,1 м. Для повышения ледопроходимости в заснеженных льдах атомный ледокол оборудован пневмоомывающим устройством.

Универсальный атомный ледокол обеспечивает сквозную проводку судов, включая мелководные участки Енисея и Обской губы при минимальной рабочей осадке 8,7 м. Для изменения осадки ледокол оборудован быстродействующей балластной системой, позволяющей изменять осадку в пределах от минимальной до максимальной за 4 часа.

Спецификационная скорость атомохода на чистой воде составляет 20 узлов. Непотопляемость атомного ледокола обеспечивается при затоплении любых двух отсеков. Конструктивно непотопляемость судна обеспечивают главные поперечные водонепроницаемые переборки разделяющие корпус на 10 главных водонепроницаемых отсеков, а также двойной борт и двойное дно. Мореходные качества ледокола обеспечивают ему возможность плавания при любом состоянии моря и ветра.

Высокая степень автоматизации универсального атомного ледокола, а также комплектация судна надежным оборудованием, требующим минимального технического обслуживания, и перенос основных функций по ремонту оборудования на береговые предприятия, позволяют сократить экипаж универсального ледокола до 75 человек. Вахтенное обслуживание предусматривается только в центральном посту управления и в ходовой рубке. На центральном посту управления предусматривается несение вахты пятью членами экипажа. Ходовая рубка, расположенная на восьмом ярусе надстройки совмещена со штурманским постом и имеет бортовые застекленные посты управления, выступающие за габариты надстройки, что обеспечивает судоводителям максимальный обзор по горизонту, включая кормовые курсовые углы, а также обзор ближней зоны, в том числе вдоль бортов атомного ледокола.

На борту атомного ледокола особое внимание уделяется обеспечению быта и отдыха экипажа. Основными принципами при решении этого вопроса являлось создать каждому члену экипажа наиболее благоприятные условия индивидуального быта и отдыха, что предопределило размещение всего экипажа в одноместных каютах с высоким уровнем комфорта.

Обеспечение условия для коллективного отдыха экипажа, предопределило наличие на ледоколе общественных помещений, салонов отдыха, конференц-зала, спортивного зала, бассейна, помещения спортивных тренажеров и сауны. Дополнительно для размещения временно пребывающего на ледоколе экспедиционного состава предусмотрены 50 мест в одноместных, двухместных и четырехместных каютах.

Энергетическая установка универсального атомного ледокола состоит из главной энергетической установки, электроэнергетической установки и вспомогательной энергетической установки. В составе главной ЭУ предусмотрены два реактора, паротурбинная установка с двумя главными турбогенераторами, системы электро-движения с тремя гребными электродвигателями, работающими на гребные винты фиксированного шага.

Реакторная установка Ритм-200 тепловой мощностью 175 МВт выполнена с паро-генерирующим блоком интегрального типа. Применение паро-генерирующего блока интегрального типа позволило минимизировать массу и габариты реакторной установки. Использование главных циркуляционных насосов с частотным регулированием, отсутствие в аппаратном зале рабочих групп баллонов высокого давления позволило разместить паро-генерирующий блок в небольшой защитной оболочке, при этом масса одной реакторной установки с учетом защитной оболочки не превышает 1000 тонн.

Выполнение индивидуальных защитных оболочек различных многоканальных систем безопасности использующих для работы активные и в большей степени пассивные принципы функционирования, а также применение специальных систем для управления за проектными авариями обеспечивают высокий уровень безопасности реакторной установки. Для работы установки атомного ледокола используется активная зона кассетного типа с низким уровнем до 20 процентов обогащения Урана-235. Решения, принятые при проектировании активной зоны и реакторной установки позволяют в перспективе обеспечить интервал между перегрузками топлива около 10 лет. Реакторная установка Ритм-200 по сравнению с другими транспортными установками имеет улучшенные массогабаритные характеристики и заявленные показатели надежности и безопасности.

Технические решения, примененные в паротурбинной установке базируются на имеющимся у разработчиков большом опыте проектирования и изготовления стационарных паровых турбин и судовых турбогенераторов и направленные на достижение высоких показателей тепловой экономичности и эксплуатационной надежности, как отдельных агрегатов, так и установки в целом. Тепловая схема атомного ледокола выполнена с регенеративным подогревом питательной воды в деаэраторе отработавшим паром из двух отборов турбины. Применены питательные насосы с электроприводом и частотным регулированием числа оборотов.

Установка электро-движения новейшего ледокола включает в себя два главных генератора электрической мощностью 36 МВт каждый, смонтированных на единой раме с турбиной, главного распределительного устройства силовых трансформаторов, преобразователей частоты и трех гребных электродвигателей. Принятая система электро-движения переменного тока построена по схеме — генератор, преобразователь частоты, асинхронный электродвигатель, и позволяет обеспечить мощность на винтах 60 МВт. На универсальном атомном ледоколе впервые в практике отечественного ледоколостроения применяется вариант с полным отбором мощности на собственные нужды от главных турбогенераторов. То есть питание собственных потребителей предусмотрено с помощью четырех трансформаторов отбора мощности по 2,5 МВА каждый. Такое решение позволило отказаться от вспомогательных турбогенераторов и тем самым упростить энергетическую установку.

В составе вспомогательной энергетической установки на атомном ледоколе предусмотрены два дизель-генератора мощностью 2000 КВт каждый, две котельные установки паро-производительностью 12 тонн/час, два парогенератора низкого давления по 10 тонн/час и две опреснительные установки. Аварийная электростанция предлагается в составе трех аварийных дизель-генераторов мощностью 200 кВт каждый. Номенклатура и состав общесудовых систем традиционна для судов данного типа.

Для выполнения буксировочных операций, в том числе при проводке судов во льдах способом «вплотную» в кормовой оконечности атомного ледокола на верхней палубе предусмотрен буксирный комплекс, который состоит из двухбарабанной буксирной лебедки с тяговым усилием 80 тонн, накопительной вьюшки, устройство для демпфирования буксирного каната при проводке вплотную. Управление комплексом осуществляется из кормового поста управления.

Для выполнения полетов вертолета в дневных и ночных условиях доставки на атомный ледокол людей, корреспонденции, грузов, вывоза больных, доставки на аварийные суда медперсонала и других работ на ледоколе предусмотрен комплекс технических средств для обеспечения базирования вертолета в составе — взлетно-посадочной площадки, ангар для вертолета Ка-32, системы его заправки топливом, поста управления полетами, радио и светотехнического оборудования и оборудования при выполнении технического обслуживания вертолета. Размеры взлетно-посадочной площадки позволяют базирование вертолетов типа Ка-32 и Ми-8.

Установленный на атомном ледоколе катер на воздушной подушке типа «Чилим» проекта 20910 предназначен для выполнения следующих работ — перевозки пассажиров на берег или на другие плавсредства, приема лоцмана в условиях ледовой обстановки, выполнение разведки ледовой обстановки. Спуск и подъем катера на воздушной подушке производится судовым краном.

В связи с принципиально новыми техническими решениями, заложенными в универсальный атомный ледокол, необходимостью разработки и создания новой ледокольной реакторной установки продолжительность строительства головного универсального атомного ледокола составит около 6 лет.

Закладка головного универсального атомного ледокола «Арктика» проекта 22220 произведена в начале 2014 года на Прибалтийском судостроительном заводе «Балтийский завод». Согласно планам заказчика в период с 2014 по 2020 год будет построено два универсальных атомных ледокола на общую сумму 2,4 миллиарда долларов.