Jak vypadá ledoborec. Moderní ruské ledoborce. ledoborce třídy "Arctic".

V podstatě je atomový ledoborec parník. Jaderný reaktor ohřívá vodu, která se mění na páru, která roztáčí turbíny, které pohánějí generátory, které vyrábějí elektřinu, která jde do elektromotorů, které roztáčí 3 vrtule.
Tloušťka trupu v místech, kde se láme led, je 5 centimetrů, ale pevnost trupu je dána ani ne tak tloušťkou pláště, jako počtem a uspořádáním rámů. Ledoborec má dvojité dno, takže v případě díry do lodi nenateče voda.
Atomový ledoborec „50 Let Pobedy“ je vybaven 2 jadernými reaktory o výkonu každého 170 megawattů. Kapacita těchto dvou elektráren je dostatečná pro zásobování elektřinou pro město s 2 miliony obyvatel.

Jaderné reaktory jsou spolehlivě chráněny před nehodami a vnějšími otřesy. Ledoborec odolá přímému nárazu do reaktoru osobního letadla nebo srážce se stejným ledoborec při rychlosti až 10 km/h.
Reaktory se plní novým palivem každých 5 let!
Autor: Měli jsme krátkou exkurzi po strojovně ledoborce, jehož fotografie nyní uvidíte. Navíc vám ukážu, kde jsme jedli, co jsme jedli, jak odpočíval zbytek vnitřku ledoborce...

Exkurze začala v kanceláři hlavního inženýra. Krátce pohovořil o struktuře ledoborce a kam se během exkurze vydáme. Vzhledem k tomu, že ve skupině byli převážně cizinci, bylo vše přeloženo nejprve do angličtiny a poté do japonštiny:

2 turbíny, z nichž každá otáčí 3 generátory současně, generující střídavý proud. V pozadí jsou žluté rámečky usměrňovače. Protože veslařské motory pracují na stejnosměrný proud, musí být narovnány:

Usměrňovače:

Elektromotory, které otáčejí vrtulemi. Toto místo je velmi hlučné a nachází se 9 metrů pod čarou ponoru. Celkový ponor ledoborce je 11 metrů:

Převodka řízení vypadá velmi efektně. Na můstku otáčí řídicí prst malým volantem a zde obrovské písty otáčejí volantem dozadu:

A to je horní část volantu. On sám je ve vodě. Ledoborec je mnohem ovladatelnější než konvenční lodě:

Odsolovací zařízení:

Produkují 120 tun sladké vody denně:

Vodu lze ochutnat přímo z odsolovacího zařízení. Pil jsem - běžnou destilovanou vodu:

Pomocné kotle:

Loď poskytuje mnoho stupňů ochrany před nouzovými situacemi. Jedním z nich je hašení požárů oxidem uhličitým:

Čistá ruská - olej kapající zpod těsnění. Místo výměny podložky jen zavěsili sklenici. Věřte nebo ne, u mě doma je to stejné. Asi před rokem mi kapal vyhřívaný věšák na ručníky, takže jsem ho stále nevyměnil, ale stačí vylít kýbl vody jednou týdně:

Kormidelna:

Ledoborec obsluhují 3 lidé. Směna trvá 4 hodiny, to znamená, že každá směna je ve službě např. od 16 do 20 hodin a od 4 do 8 hodin, následuje od 20 do 24 hodin a od 8 do 12 hodin atd. Pouze 3 směny. Hodinky se skládají z kormidelníka, který přímo otáčí volantem, hlavní hlídky, která dává námořníkovi příkazy, kam má točit volantem a zodpovídá za celou loď, a důstojníka hlídky, který provádí zápisy do lodní deník, označuje polohu lodi na mapě a pomáhá náčelníkovi hlídek. Hlídač většinou stál v levém křídle mostu, kde bylo instalováno veškeré vybavení potřebné k plavbě. Tři velké páky uprostřed jsou rukojeti strojních telegrafů, které ovládají rychlost otáčení šroubů. Každá z nich má 41 pozic – 20 vpřed, 20 vzad a zastavení:

Řídící námořník. Všimněte si velikosti kormidla:

Rádiová místnost. Odtud jsem poslal fotky:

Ledoborec má obrovské množství žebříků, včetně několika reprezentativních:

Chodby a dveře do kabin.

Bar, kde jsme si krátili slunečné bílé noci:

Knihovna. Jaké knihy tam obvykle jsou, nevím, protože pro naši plavbu byly knihy přivezeny z Kanady a všechny byly v angličtině:

Lobby a okno recepce Icebreaker:

Tloušťka trupu v místech, kde se láme led, je 5 centimetrů, ale pevnost trupu je dána ani ne tak tloušťkou pláště, jako počtem a uspořádáním rámů. Ledoborec má dvojité dno, takže v případě díry do lodi nenateče voda.

Atomový ledoborec „50 Let Pobedy“ je vybaven 2 jadernými reaktory o výkonu každého 170 megawattů. Kapacita těchto dvou elektráren je dostatečná pro zásobování elektřinou pro město s 2 miliony obyvatel.

Jaderné reaktory jsou spolehlivě chráněny před nehodami a vnějšími otřesy. Ledoborec odolá přímému nárazu do reaktoru osobního letadla nebo srážce se stejným ledoborec při rychlosti až 10 km/h.

Reaktory se plní novým palivem každých 5 let!

Měli jsme krátkou exkurzi po strojovně ledoborce, jehož fotografie jsou pod řezem. Navíc vám ukážu, kde jsme jedli, co jsme jedli, jak odpočíval zbytek vnitřku ledoborce...

Usměrňovače:

Elektromotory, které otáčejí vrtulemi. Toto místo je velmi hlučné a nachází se 9 metrů pod čarou ponoru. Celkový ponor ledoborce je 11 metrů:

Převodka řízení vypadá velmi efektně. Na můstku otáčí řídicí prst malým volantem a zde obrovské písty otáčejí volantem dozadu:

A to je horní část volantu. On sám je ve vodě. Ledoborec je mnohem ovladatelnější než konvenční lodě:

Odsolovací zařízení:

10.

Produkují 120 tun sladké vody denně:

11.

Vodu lze ochutnat přímo z odsolovacího zařízení. Pil jsem - běžnou destilovanou vodu:

12.

Pomocné kotle:

13.

14.

15.

16.

17.

Loď poskytuje mnoho stupňů ochrany před nouzovými situacemi. Jedním z nich je hašení požárů oxidem uhličitým:

18.

19.

20.

Kormidelna:

21.

Hodinky se skládají z kormidelníka, který přímo otáčí volantem, hlavní hlídky, která dává námořníkovi příkazy, kam má točit volantem a zodpovídá za celou loď, a důstojníka hlídky, který provádí zápisy do lodní deník, označuje polohu lodi na mapě a pomáhá náčelníkovi hlídek.

Hlídač většinou stál v levém křídle mostu, kde bylo instalováno veškeré vybavení potřebné k plavbě. Tři velké páky uprostřed jsou rukojeti strojních telegrafů, které ovládají rychlost otáčení šroubů. Každá z nich má 41 pozic – 20 vpřed, 20 vzad a zastavení:

22.

Řídící námořník. Všimněte si velikosti kormidla:

23.

Rádiová místnost. Odtud jsem poslal fotky:

24.

Ledoborec má obrovské množství žebříků, včetně několika reprezentativních:

25.

Chodby a dveře do kabin. Samotné kajuty, já už:

26.

Bar, kde jsme si krátili slunečné bílé noci:

27.

Knihovna. Jaké knihy tam obvykle jsou, nevím, protože pro naši plavbu byly knihy přivezeny z Kanady a všechny byly v angličtině:

29.

Lobby a okno recepce Icebreaker:

30.

Poštovní schránka. Chtěl jsem si poslat pohlednici ze severního pólu, ale zapomněl jsem:

31.

Bazén a sauny:

32.

Andrej Akatov
Jurij Korjakovskij
FSBEI HPE "St. Petersburg State Technological Institute (Technical University)", Katedra inženýrské radioekologie a radiochemické technologie

anotace

Rozvoj Severní mořské cesty je nemyslitelný bez rozvoje flotily jaderných ledoborců. Prvenství ve vytvoření povrchového plavidla s atomovým motorem patří i naší zemi. Článek přináší zajímavosti související s tvorbou a provozem lodí s jaderným pohonem, jejich konstrukcí a principy fungování. Nové požadavky na flotilu ledoborců v moderní podmínky a vyhlídky jejího rozvoje. Je uveden popis nových projektů jaderných ledoborců a plovoucích energetických bloků.

Arktida poslouchá pouze lidi s silná vůle kteří jsou schopni jít k zamýšlenému cíli bez ohledu na okolnosti. Jejich lodě by měly být stejné: výkonné, autonomní, schopné dlouhých vyčerpávajících přechodů v obtížných ledových podmínkách. Budeme mluvit právě o takových lodích, které jsou chloubou Ruska – jaderných ledoborcích.

Jaderné ledoborce zajišťují doprovod tankerů a dalších lodí po Severní mořské cestě, evakuaci polárních stanic před unášenými ledovými krami, které se staly nevhodnými pro práci a nebezpečné pro život polárníků, a také provádějí záchranu lodí uvízlých v ledu. a provádět vědecký výzkum.

Jaderné ledoborce se liší od běžných (dieselových-elektrických) ledoborců, které bez vplutí do přístavů nemohou dlouho plout. Jejich zásoba paliva je až třetinová hmotnosti lodi, ale vydrží jen asi měsíc. Byly případy, kdy karavany lodí uvízly v ledu jen proto, že ledoborcům došlo palivo předem.

Ledoborec s jaderným pohonem je mnohem výkonnější a má větší autonomii, to znamená, že je schopen provádět ledové mise po delší dobu bez vstupu do přístavů. Toto multifunkční plavidlo je inženýrským zázrakem, na který mohou být Rusové hrdí. Ruská flotila jaderných ledoborců je navíc jediná na světě a nikdo jiný takové lodě nemá. A prvenství ve vzniku povrchové lodi s atomovým motorem patří i naší zemi. Stalo se to v 50. letech. minulé století.

led "Lenin"

Úspěchy vědců a inženýrů při zvládnutí atomové energie vedly k myšlence použití nukleární reaktor jako lodní motor. Nové lodní instalace slibovaly nebývalé výhody, pokud jde o sílu a autonomii lodí, ale cesta k získání kýženého technická charakteristika byl trnitý. Nikdo jiný na světě takové projekty nevyvinul. Bylo nutné vytvořit nejen atomový reaktor, ale výkonnou, kompaktní a zároveň docela lehkou jadernou elektrárnu, která by byla vhodně umístěna v těle.

Vývojáři také pamatovali na to, že jejich duchovní dítě zažije odvalování, rázové zatížení a vibrace. Nezapomněli ani na bezpečnost personálu: ochrana před radiací na lodi je mnohem obtížnější než v jaderné elektrárně, protože zde nelze použít objemné a těžké ochranné prostředky.

První navržený jaderný ledoborec měl vysoký výkon a byl dvakrát silnější než největší americký ledoborec na světě „Glacier“, který kladl zvláštní požadavky na pevnost trupu, tvar přídě a konců zádi a také na přežití. loď. Návrháři, inženýři a stavitelé čelili zásadně novému technická výzva a vyřešili to během chvilky!

Zatímco země spouštěla první jadernou elektrárnu na světě (1954), spouštěla první sovětskou jadernou ponorku (1957), v Leningradu vznikala a stavěla první povrchová loď na světě s jaderným pohonem. V letech 1953-1956. kolektiv TsKB-15 (nyní "Iceberg") pod vedením hlavního konstruktéra V. I. Neganova vypracoval projekt, jehož realizace začala v roce 1956 v Leningradu. loděnice jim. Andre Marty. Design nukleární rostlina byla provedena pod vedením II Afrikantova a pouzdrová ocel byla speciálně vyvinuta v institutu "Prometheus". Leningradské továrny dodal ledoborec turbíny (Kirovsky Zavod) a vrtulové motory (Electrosila). Ani jeden zahraniční díl! 75 km potrubí různých průměrů. Délka svary- jako vzdálenost z Murmansku do Vladivostoku! Nejtěžší technický problém byl vyřešen v co nejkratším čase.

Spuštění na vodu proběhlo 5. prosince 1957 a 12. září 1959 vyrazil jaderný ledoborec „Lenin“ pod velením P. A. Ponomareva z loděnice závodu Admirality (přejmenované na loděnice A. Marty). námořní zkoušky... Stala se první hladinovou lodí na světě s jaderným pohonem, od první lodi s jaderným pohonem zahraniční produkce(atomový raketový křižník Long Beach, USA) byla uvedena do provozu mnohem později – 9. září 1961 – a první obchodní loď s jadernou elektrárnou „Savannah“ (též americká) vyplula až 22. srpna 1962. Památná byla trasa z Leningradu do Murmansku.

Ledoborec "Arktida"

Zatímco loď plula kolem Skandinávie, doprovázela ji letadla a lodě NATO. Čluny odebíraly vzorky vody ze strany, aby zajistily radiační bezpečnost ledoborce. Všechny jejich obavy byly marné – ostatně i v kabinách sousedících s reaktorovým prostorem bylo radiační pozadí normální.

Provoz atomového ledoborce "Lenin" umožnil prodloužit dobu plavby. Loď s jaderným pohonem během svého provozu urazila 1,2 milionu km a proplula ledem 3741 lodí. O první lodi s jaderným pohonem lze citovat mnohé zajímavosti... Spotřeboval například jen 45 gramů jaderného paliva (méně než krabička od sirek) denně.

ledoborec "Sibiř"

Mohla by být přeměněna na arktický vojenský křižník. Ledoborec plnil mimo jiné funkce maskování pro sovětské jaderné ponorky: loď plula daným kurzem a stahovala jaderné ponorky, které se klouzaly hluboko pod jeho trupem, do dané oblasti vysoké šířky.

Po 30 letech důstojné práce byl v roce 1989 jaderný ledoborec „Lenin“ vyřazen z provozu a nyní je na místě svého věčného odpočinku v Murmansku. Na palubě lodi bylo zřízeno muzeum a funguje informační centrum pro jaderný průmysl. Ale i dnes se datum 3. prosince (den vztyčení státní vlajky na první lodi s jaderným pohonem na světě) slaví jako narozeniny ruské flotily jaderných ledoborců.

Od „Arktidy“ až po současnost

Ledoborec „Arktika“ s jaderným pohonem (1975) je první lodí na světě, která dosáhla severního pólu pomocí povrchové navigace. Před touto historickou plavbou se k pólu neodvážil ani jeden ledoborec. Vrchol světa byl dobyt pěšky, letadlem, ponorkou. Ale ne na ledoborec.
Experimentální vědecká a praktická plavba odstartovala z Murmansku obloukem přes Barentsovo a Karské moře do Laptěvského moře a poté se stočila na sever k pólu a na své cestě se setkala s mnohaletým ledem o tloušťce několika metrů. 17. srpna 1977, poté, co překonala silnou ledovou pokrývku centrální polární pánve, dosáhla loď s jaderným pohonem severního pólu, čímž otevřela novou éru ve studiu Arktidy. A 25. května 1987 navštívila „vrchol planety“ další loď třídy Arctic s jaderným pohonem Siberia (1977). K dnešnímu dni byla obě plavidla vyřazena z provozu.

V současnosti flotila jaderných ledoborců provozuje čtyři plavidla.

Dva ledoborce třídy Taimyr - Taimyr (1989) a Vaigach (1990) - mají mělký ponor, což jim umožňuje vstupovat do ústí velkých řek a lámat ledy o tloušťce až 1,8 m. - vzhledem k jejich velkému ponoru nejsou schopné vstoupit do mělkých severních zátok a řek, stejně jako diesel-elektrické ledoborce (druhé - kvůli jejich nízkému výkonu a závislosti na dodávce paliva). Problém byl vyřešen v rámci společného sovětsko-finského projektu: specialisté ze SSSR navrhli jadernou elektrárnu a Finové - ledoborec jako celek.

ledoborec "Taimyr"

Další dva ze zbývajících ledoborců s jaderným pohonem jsou třídy Arctic; jsou schopny prolomit led až 2,8 m při stálé rychlosti:

"Yamal" (1993) - na nose lodi s jaderným pohonem je namalována usměvavá žraločí tlama, která se objevila v roce 1994, kdy vezla děti z rozdílné země mír na severní pól; od té doby se žraločí tlama stala jeho značkou;
"50 let vítězství" (2007) - největší světový ledoborec; loď má ekologický oddíl vybavený nejmodernějším zařízením pro sběr a likvidaci všech odpadních produktů lodi.

Jak již bylo zmíněno, ledoborce s jaderným pohonem jsou schopny plavby po dlouhou dobu bez vjezdu do přístavů. Stejná "Arktika" tuto výhodu jasně prokázala, když pracovala bez jediné poruchy a bez zavolání do domovského přístavu (Murmansk) přesně jeden rok - od 4. května 1999 do 4. května 2000. Spolehlivost lodí s jaderným pohonem byla také dokázala Arktika: 24. srpna 2005 loď minula miliontou míli, což se nikdy žádné jiné lodi této třídy nepodařilo. Je to hodně nebo málo? Milion námořních mil na stupnici, kterou známe, je 46 otáček kolem rovníku, neboli 5 cest na Měsíc. Zde je 30letá arktická odysea!

Kromě doprovodu arktických karavan v severních mořích se od roku 1990 využívají ledoborce s jaderným pohonem (Sovetsky Sojuz, Yamal, 50 Let Pobedy) také k pořádání turistických výletů na severní pól. Plavba vyplouvá z Murmansku a obchází ostrovy Země Františka Josefa, Novosibiřské ostrovy, Severní pól a vrací se na pevninu. Turisté vystupují z paluby na ostrovech a ledových krách helikoptérou; všechny ledoborce třídy Arctic jsou vybaveny dvěma helipady. Samotné lodě jsou natřeny červenou barvou, která je dobře viditelná ze vzduchu.

Samostatně stojí za zmínku "Sevmorput". Toto unikátní transportní plavidlo (nosič lehčích letounů) s jadernou elektrárnou a přídí ledoborce je přiřazeno také k přístavu Murmansk. Nosič zapalovačů se mu říká proto, že „Sevmorput“ může převážet tzv. zapalovače – námořní plavidla bez vlastního pohonu určená pro přepravu zboží a zajištění manipulace s ním. Pokud na břehu nejsou kotviště nebo přístav není dostatečně hluboký, vykládají se zapalovače z plavidla a odtahují se na břeh, což je zvláště v podmínkách severního pobřeží velmi výhodné. Pomocí speciálních úchytů zvedací zařízení pevně fixuje zapalovače a rychle je spouští do vody přes záď plavidla. Vykládání kontejnerů lze provádět i za pohybu, což se využívalo ve speciálních případech.

Ledoborec "Sevmorput" a "Sovetsky Sojuz" v kotvišti FSUE "Atomflot" v Murmansku

Je třeba poznamenat, že až donedávna byla budoucnost jedinečného nosiče zapalovačů s jaderným pohonem prezentována ve velmi černé barvě: loď stála mnoho let nečinná a v srpnu 2012 byl Sevmorput zcela vyloučen z registrační knihu lodí a čekal na zahájení prací na vyřazení z těžby. V roce 2013 však bylo rozhodnuto, že loď této třídy bude flotile stále užitečná: byl podepsán příkaz k obnově lodi s jaderným pohonem. Životnost jaderného zařízení se prodlouží a návrat lodi do provozu se očekává v následujících letech.

Seznámili jsme se tedy se zástupci rodiny jaderných ledoborců. Nyní je čas zjistit jejich strukturu.

Jak funguje a funguje jaderný ledoborec?

V zásadě jsou všechny ledoborce s jaderným pohonem strukturovány téměř stejně, takže si vezměme jako příklad nejnovější ruský ledoborec s jaderným pohonem – „50 let vítězství“. Úplně první, co se o něm dá říci, je největší ledoborec na světě.

Uvnitř jaderného ledoborce jsou dva jaderné reaktory uzavřené v robustních trupech. Proč dva najednou? Samozřejmě proto, aby byl zajištěn její nepřetržitý provoz, protože loď s atomovým pohonem prochází těmi nejtěžšími zkouškami, se kterými si občas její dieselové kolegyně neporadí. I když jeden z reaktorů vypadne z provozu nebo se zastaví z jiného důvodu, loď může jít na druhý. Při běžné navigaci reaktory spolupracují. K dispozici jsou také záložní dieselové motory (v nejextrémnějším případě).

Při provozu jaderného reaktoru v něm probíhá řetězová reakce štěpení jader uranu (nebo spíše jeho izotopu uranu-235). V důsledku toho se jaderné palivo zahřívá. Toto teplo je předáváno vodě primárního okruhu přes plášť palivového článku, který působí jako ochranný povlak. Kontejnment je nutný, aby se radionuklidy obsažené v palivu nedostaly do chladiva.

Voda v primárním okruhu se ohřeje nad 300 °C, ale nevře, protože je pod vysokým tlakem. Poté vstupuje do parogenerátorů (každý reaktor má čtyři z nich), propíchnutých trubicemi, kterými cirkuluje sekundární voda a mění se v páru. Pára je směrována do turbínové jednotky (na lodi jsou instalovány dvě turbíny) a mírně ochlazené primární chladivo je čerpáno zpět do reaktoru oběhovými čerpadly. Aby se zabránilo prasknutí potrubí při tlakových rázech, je v primárním okruhu umístěn speciální modul, který se nazývá kompenzátor tlaku. Vlastní reaktor je umístěn v plášti naplněném čistou vodou (třetí okruh). Nedochází k úniku radioaktivní vody z primárního okruhu - cirkuluje v uzavřeném okruhu.

Pára generovaná z vody v sekundárním okruhu roztáčí hřídel turbíny. Ten zase otáčí rotorem elektrického generátoru, ve kterém elektřina... Proud je přiváděn do tří výkonných elektromotorů, které roztáčí tři těžké vrtule (hmotnost vrtule - 50 tun). Elektromotory zajišťují velmi rychlou změnu směru otáčení vrtulí a rychlosti při provozu reaktoru na konstantní výkon. Ledoborec totiž někdy musí prudce změnit směr pohybu (například někdy rozseká led, ustoupí, zrychlí a narazí do ledové kry). Reaktor není pro takovou práci uzpůsoben (jeho úkolem je vyrábět elektřinu) a elektromotor lze jednoduše přepnout na zpětný chod.

Pára z druhé smyčky, která pracovala na turbíně, vstupuje do kondenzátoru. Tam se ochladí mořskou vodou (čtvrtý okruh) a zkondenzuje, to znamená, že se přemění zpět na vodu. Tato voda je čerpána přes demineralizační zařízení k odstranění korozivních solí a následně přes odvzdušňovač, ve kterém jsou z vody odstraněny korozivní plyny (oxid uhličitý a kyslík). Poté je z odvzdušňovací nádrže čerpadlem čerpána napájecí voda druhého okruhu do parogenerátoru - cyklus je uzavřen.

Samostatně je třeba říci o konstrukci reaktoru, který se nazývá „vodou moderovaný“, protože voda v něm plní dvě funkce - moderátor neutronů a chladivo. Taková konstrukce se dobře osvědčila na jaderných ponorkách a později byla přivedena na pevninu: dědici podmořských reaktorů jsou pozemní reaktory VVER, které již fungují a budou instalovány v nových ruských jaderných blocích. Jaderné lámání ledu elektrárny získal také vynikající certifikaci: za celou padesátiletou historii nedošlo k jediné havárii s únikem radioaktivních látek do životního prostředí.

Reaktor nepoškozuje posádku ani životní prostředí, protože jeho robustní tělo je obklopeno biologickým štítem vyrobeným z betonu, oceli a vody. Na kterékoli nouzový, na úplné vypnutí napájení a i při přetížení (převrácení nádoby dnem vzhůru) dojde k odstavení reaktoru - tak je navržen systém aktivní ochrany.

Hlavní prací ledoborce je zničení ledové pokrývky. Pro tyto účely má ledoborec speciální sudovitý tvar a příď má poměrně ostré (klínovité) útvary a sklon (řez) v podvodní části pod úhlem k vodorysce. Ledoborec „50 Let Pobedy“ má lžícovitou příď (tím se liší od svých předchůdců), která umožňuje efektivněji lámat led. Zadní část je určena pro couvání v ledu a chrání vrtule a kormidlo. Trup ledoborce je samozřejmě mnohem pevnější než trupy konvenčních lodí: je dvojitý a vnější trup má tloušťku 2–3 cm a v oblasti tzv. ledového pásu (tj. místa, kde se láme led), jsou plechy trupu zesílené až na 5 cm.

Když se setká s ledovým polem, ledoborec se na něj přídí jakoby plazí a vlivem svislé síly proráží led. Poté se popraskaný led roztáhne a roztaví po stranách a za ledoborem se vytvoří bezplatný kanál... V tomto případě se loď pohybuje nepřetržitě konstantní rychlostí. Pokud má ledová kra zvláštní sílu, pak se ledoborec vrátí zpět a narazí do ní vysokou rychlostí, to znamená, že rozseká led údery. V ojedinělých případech se může ledoborec zaseknout – například se vyškrábat na pevnou ledovou kry a nerozbít ji – nebo být rozdrcen ledem. Aby se z této obtížné situace dostali, jsou mezi vnějším a vnitřním trupem umístěny vodní nádrže - na přídi, na zádi, na levoboku a na pravoboku. Přečerpáváním vody z nádrže do nádrže může posádka rozhoupat ledoborec a vytáhnout ho z ledového zajetí. Nádoby můžete jednoduše vyprázdnit - nádoba pak bude trochu plavat.

Aby se příď nepokryla ledem, je ledoborec vybaven odmrazovacím zařízením s turbodmychadlem. Funguje následovně. Stlačený vzduch je přiváděn přes palubu potrubím. Plovoucí vzduchové bubliny zabraňují přimrzání kusů ledu k trupu a také snižují tření na ledu. V tomto případě jede ledoborec rychleji, ale méně s ním třese.

Ledoborec může následovat jedna nebo několik lodí (karavan). Pokud je ledová situace obtížná nebo je přepravní plavidlo širší než ledoborec, lze pro doprovod použít dva nebo více ledoborců. Zejména těžký led ledoborec vezme eskortované plavidlo v závěsu: záď lodi s jaderným pohonem má zářez ve tvaru V, kde je příď přepravního plavidla pevně tažena navijákem.

Z zajímavé funkce jaderný ledoborec „50 Let Pobedy“ se vyznačuje přítomností ekologického oddělení, ve kterém je nejnovější vybavení, umožňující shromažďovat a likvidovat veškerý odpad vzniklý při provozu lodi. Jinými slovy, nic se nevylévá do oceánu! Jiné ledoborce s jaderným pohonem mají také zařízení na spalování domovního odpadu a čištění odpadních vod.

Všechny ledoborce s jaderným pohonem a nosič zapalovačů "Sevmorput" byly převedeny pod správu podniku Státní korporace "Rosatom" - FSUE "Atomflot", který provádí nejen jejich provoz, ale také technická podpora... Pobřežní infrastruktura, plovoucí technické základny, speciální tanker na tekutý radioaktivní odpad, plavidlo pro monitorování radiace – to vše zajišťuje nepřetržitý provoz ruské flotily jaderných ledoborců. Ale za deset let bude většina ledoborců s jaderným pohonem vyřazena z provozu a praxe ukázala, že bez nich nemáme v Arktidě co dělat. Jak se bude vyvíjet vývoj jaderného ledoborce?

Perspektivy rozvoje

Ještě relativně nedávno byly vyhlídky ruské flotily jaderných ledoborců velmi chmurné. Noviny psaly, že země může přijít o svou unikátní flotilu a s ní i Severní námořní cestu (NSR). To by znamenalo nejen ztrátu vedení a technologií, ale také zpomalení hospodářského rozvoje Dálného severu a arktických oblastí Sibiře. Přece jen dopravní magistrála včetně pozemní, která by mohla sloužit jako alternativa k NSR, prostě neexistuje.

Existují otázky ke stávajícím jaderné ledoborce... Tonáž lodí plujících po NSR postupně roste – a rostou i jejich rozměry. K zajištění požadované rychlosti jízdy je zapotřebí široký ledový kanál a zvýšený výkon. Proto by se měla zvětšit i velikost samotného ledoborce. Ale zároveň se jaderný ledoborec, který nepotřebuje zásobu paliva, začne vznášet, ponor se zmenší a ledoborec se sníží. Aby se zvýšil ponor, aby byly vrtule chráněny před ledem, je nutné vybudovat systém nádrží naplněných vodou a dodávajících dodatečnou hmotnost do trupu plavidla.

Neodpovídají tedy ani stávající lodě s jaderným pohonem nejnovější požadavky... Modernizace a rozvoj flotily jaderných ledoborců se proto staly skutečně státním úkolem a jsou pod přísným dohledem vlády Ruské federace.

Projekt ledoborců nového typu - LK-60Ya - se již realizuje. Jedna z nich, Arctic, se staví od roku 2013, druhá, Sibiř, byla položena poměrně nedávno, v květnu 2015 (zatímco rozestavěné ledoborce zdědily jména prvních dvou lodí série Arctic). Celkem jde v blízké budoucnosti o tři nová plavidla, včetně zmíněných.

Charakteristika ledoborců s jaderným pohonem a plavidla "Sevmorput" (podle FSUE Atomflot, 2010)

Jaká bude nová podoba atomového ledoborce? Samozřejmě bude kombinovat úspěšné zkušenosti se stavbou a provozováním stávajících lodí s jaderným pohonem a inovativní přístupy. Hlavní ale je, že nový ledoborec bude dvoutahový (univerzální), což mu umožní úspěšně provádět operace nejen na moři, ale i v ústích řek. Nyní musíme použít dva ledoborce, z nichž jeden (třídy "Arctic") prochází hlubokovodními místy a druhý (s mělkým ponorem, například třídy "Taimyr") prochází peřejemi a vstupuje do ústí řek. Nový projekt počítá s možností změny ponoru jaderného ledoborce z 10,5 na 8,5 m kvůli sušení / plnění mořskou vodou vestavěné nádrže, to znamená, že jedna loď s jaderným pohonem může nahradit dvě staré najednou!

Ale lodě na jaderný pohon s dvojitým ponorem nejsou limitem konstrukčního myšlení. Zatímco se staví ledoborce typu LK-60Ya, inženýři již pracují na dalším projektu, který přivede jaderné lámání ledu do nové fáze vývoje. to je o lodi typu LK-110Ya (známé také jako „Leader“) – velké lodi o výkonu 110 MW vrtulí. Pokud jde o výkon, LK-110Ya zdaleka předčí ledoborec třídy Arktika: Leader bude schopen sekat led až do tloušťky minimálně 3,7 m (dvě lidské výšky!). Tím bude zajištěna celoroční plavba po celém NSR (a nejen po jeho západní části, jako je tomu nyní). Zvětšená šířka LK-110Ya zároveň umožní přepravu velkotonážních plavidel. V současné době je projekt ve fázi zpracování projektové dokumentace (předpokládaný termín dokončení „papírové“ části – 2016).

V jaderném inženýrství je potřeba zmínit ještě jeden směr. Ledoborecké elektrárny KLT-40 se osvědčily natolik, že bylo rozhodnuto je zařadit do plovoucích jaderná elektrárna(FNPP). Je nepostradatelný v nerozvinutých oblastech země, včetně arktického pobřeží, protože prakticky nepotřebuje zásoby paliva. Kácet les, stavět silnice, jezdit Konstrukční materiály není to pro to nutné: přinesli to, položili to na speciální molo - a můžete to použít. Zdroj došel - připojili ho k remorkéru a odvezli k likvidaci.

FNPP mohou být také použity při vývoji ložisek na šelfu Arktidy k poskytování elektřiny ropným a plynovým plošinám.

První plovoucí pohonná jednotka Akademik Lomonosov byla spuštěna 30. června 2010 v Baltské loděnici v Petrohradě. V současné době je kompletně vyrobeno energetické zařízení stanice; Reaktorové elektrárny a turbínové generátory jsou již smontovány, probíhají práce na vybavení.

Na závěr tohoto stručného přehledu je třeba říci následující: rozvoj Arktidy je nezbytnou podmínkou rozvoje Ruska jako velké námořní a arktické velmoci a bezpečné využívání atomové energie určuje ekonomický a technologický růst našeho státu. Proto existuje důvěra: flotila jaderných ledoborců má vynikající budoucnost a nové úspěchy!

Jaderný ledoborec „Yamal“ je jedním z deseti ledoborců třídy „Arktika“, jehož stavba začala v roce 1986, ještě v dobách SSSR. Stavba ledoborce Yamal byla dokončena v roce 1992, ale již v té době nebylo potřeba jej využívat k zajištění plavby po Severní mořské cestě. Majitelé tohoto plavidla, které má hmotnost 23455 tun a délku 150 metrů, proto přestavěli na plavidlo s 50 turistickými kajutami schopné přepravit turisty na severní pól.

„Srdcem“ ledoborce Yamal jsou dva uzavřené vodou chlazené reaktory OK-900A, které obsahují 245 palivových tyčí s obohaceným uranem. Plná zátěž jaderného paliva je asi 500 kilogramů, tato rezerva vystačí na nepřetržitý provoz ledoborce po dobu 5 let. Každý jaderný reaktor váží asi 160 tun a je umístěn v utěsněném prostoru, který je od zbytku konstrukce lodi oplocený vrstvami oceli, vody a betonu o vysoké hustotě. Kolem reaktorového prostoru a celé nádoby je umístěno 86 senzorů měřících úrovně radiace.

Pára elektrické kotle Reaktory generují vysokotlakou přehřátou páru, která pohání turbíny pohánějící 12 generátorů energie. Energie z generátorů je přiváděna do elektromotorů, které otáčejí lopatky tří vrtulí ledoborce. Výkon motoru každé vrtule je 25 tisíc koní neboli 55,3 MW. Pomocí této síly se může ledoborec Yamal pohybovat přes 2,3 metru silný led rychlostí 3 uzlů. Navzdory tomu, že maximální tloušťka ledu, kterým může ledoborec projet, je 5 metrů, byly zaznamenány případy, kdy ledoborec prorazil ledoborce o tloušťce 9 metrů.

Trup ledoborce Yamal je dvojitý trup pokrytý speciálním polymerovým materiálem, který snižuje tření. Tloušťka horní vrstvy trupu v místě řezání ledu je 48 milimetrů a na jiných místech - 30 milimetrů. Systém vodní zátěže, umístěný mezi dvěma vrstvami trupu ledoborce, umožňuje koncentrovat dodatečnou hmotnost na přední část plavidla, která funguje jako přídavný beran. Pokud výkon ledoborce nestačí na prosekání ledu, pak je připojen systém vzduchových bublin, který pod povrch ledu vrhne 24 kubíků vzduchu za sekundu a zespodu jej rozbije.

Konstrukce chladicího systému pro reaktory jaderného ledoborce Jamal je navržena pro použití mořské vody s maximální teplotou 10 stupňů Celsia. Proto tento ledoborec a jemu podobní nikdy nebudou moci opustit severní moře a vydat se do jižnějších zeměpisných šířek.

Před několika lety zažila Baltská loděnice v Petrohradě vážné potíže a byla na pokraji zastavení a letos v létě byl vypuštěn trup nejnovějšího jaderného ledoborce Arktika, jmenovce věhlasné sovětské lodi, ze zásob lodi podnik. Tato nejnovější loď s dvoureaktorovým jaderným zařízením je navržena s dvoutahovou konstrukcí, to znamená, že bude schopna řídit přepravní plavidla v hlubinných i mělkých úsecích Severní mořské cesty. Kromě atomových leviatanů jako „Arctic“ a jejích nadcházejících sesterských lodí „Siberia“ a „Ural“ jsou však v našich vysokých zeměpisných šířkách poptávány i méně výkonné lodě skromnějších rozměrů. Tyto ledoborce mají také své vlastní úkoly.

Ledoborec je stísněný

Slovní spojení „skromná velikost“ je to poslední, co vás napadne v dílně loděnice Vyborg, kde se montují bloky budoucího ledoborce. Obrovské okrově zbarvené stavby vysoké jako tří nebo čtyřpatrové budovy sahají až k samotnému stropu polotmavé tovární budovy. Tu a tam se čas od času rozhoří namodralý svařovací plamen. Nové produkty VSZ příliš nezapadají do starých dimenzí podniku. „Museli jsme předělat celý výrobní logistický řetězec,“ říká Valeriy Shorin, vážený pracovník podniku, senior specialista na obchodní projekty ve VSY. - Dříve byly trupy lodí sestaveny na skluzu a poté vstoupily do dokové komory, která byla naplněna vodou. Voda klesla a loď zůstala ve speciálním kanálu, kterým se otevřel východ na moře. To už není možné. Kamera je schopna přijímat plavidla širší než 18 m.

Probíhá stavba multifunkčního podpůrného plavidla pro lámání ledu pro lodivodství ropných tankerů v zálivu Ob.

Nyní VSY dokončuje stavbu dieselelektrického ledoborce Novorossijsk, patřícího do řady 21900 M. Zákazníkovi, kterým je Rosmorport, již byly předány dvě sesterské lodě Vladivostok a Murmansk. Nejedná se samozřejmě o velmoci arktického typu (60 MW), ale poměr výkonu a hmotnosti lodí projektu 21 900 M je také impozantní - 18 MW. Ledoborec je 119,4 m dlouhý a 27,5 m široký. Dokovací kamera je stále na svém místě. Jeho šedé betonové stěny, v jejichž švech se usadila drobná vegetace, dnes pohostinně přijímá k opravě tovární remorkér a další nepříliš velká plavidla. Ledoborec se tam už nevejde. Místo vztyčení druhé, širší komory, rostlina našla jiné řešení. Za deset měsíců byla postavena bárka Atlant, impozantní stavba dlouhá 135 m a široká 35 m. Člun je plovoucí plošina, na jejíchž rozích jsou bílé technologické věže - jsou na nich vyznačeny. Nyní jsou hotové bloky dodávány na člun z dílny na těžkých přívěsech (největší z nich je schopen přepravovat díly o hmotnosti až 300 tun). Na Atlantě se montuje trup, a jakmile je připraven ke startu, člun je vyvezen remorkérem na hluboké místo v moři a jeho balastní komory se naplní vodou. Místo jde pod vodu a hloubka jeho ponoření je sledována právě podle značek na technologických věžích. Budoucí loď je na vodě. Je odveden na molo, po kterém práce pokračují. Člun je uvolněna pro novou loď.

Ledoborec Novorossijsk, který byl již spuštěn, je posledním ze tří ledoborců projektu 21900 M objednaných Rosmorportem.

Nájezd proti ledu

Co dělá ledoborec ledoborec? Prolomit led může v zásadě každé plavidlo, dokonce i veslice. Jedinou otázkou je, jak silný je tento led. V námořním rejstříku existuje klasifikace lodí, které mají speciální vlastnosti pro lámání ledu. „Nejslabší“ kategorií je Ice 1-3 (nearktická plavidla), následovaná Arc 6-9 (arktická plavidla). Ale pouze lodě, které spadají do kategorie Icebreaker, mohou být právem považovány za ledoborec. V kategorii jsou čtyři třídy. Nejvyšší třída - devátá - patří atomovým ledoborcům, které jsou schopny plynule překonat pole sudého ledu o tloušťce až 2,5 m. A pokud je led silnější? K tomu může klidně dojít v neustále zamrzlých arktických mořích, kde led na jaře netaje, ale v průběhu let se tvoří. Průjezd komplikují i humny. V tomto případě je nutné odmítnout lámání ledu v nepřetržitém průběhu. Pokud ledoborec nemá dostatek síly na překonání ledu, použije se metoda „raid“. Plavidlo ustoupí od překážky o několik trupů a pak se znovu vrhne vpřed a skočí na ledovou kry „z běhu“. Existuje také metoda lámání ledu zádí, kdy se balastní voda čerpá z jiných částí trupu, aby se zvýšila hmota působící na led. Je možná i opačná varianta, kdy se voda čerpá do přídě plavidla. Nebo do nádrže na jedné ze stran. To je úkolem rolovacích a trimovacích systémů, které mají pomoci ledoborec prolomit led a neuvíznout ve vytvořeném kanálu. Čtvrtý způsob je dostupný pouze pro unikátní, první na světě, asymetrický ledoborec Baltika, který se díky svému nestandardnímu tvaru trupu může pohybovat do stran, lámat led a vytvářet kanál o takové šířce, který je pro ostatní nepřístupný. ledoborce.

Dva ledoborce - „Moskva“ a „Petrohrad“, postavené v Baltské loděnici (Petrohrad) v rámci projektu 21900, patřily do třídy Icebreaker 6. Modernizované ledoborce projektu 21900 M, výroba které zvládla VSZ, byly posíleny a upraveny na Icebreaker třídy 7. Při souvislém pohybu jsou schopny lámat led o tloušťce 1,5-1,6 m, při použití zádi poslouchají tloušťku 1,3 m. m. To znamená, že nyní dokončovaný Novorossijsk bude moci fungovat nejen v Baltském moři, kde tloušťka ledu prakticky nikdy nepřesahuje 90 cm, ale také v arktických mořích - především však v období jaro-léto.

Právě z tak obrovských bloků na člunu Atlant se trupy ledoborců sestavují v loděnici Vyborg, která je součástí United korporace pro stavbu lodí... Jakmile je trup připraven, spustí se do vody a pokračuje se v kompletaci lodi.

Házení v čisté vodě

Navzdory skutečnosti, že ledoborec projektu 21900 M nemají schopnosti, které mají plavidla třídy Icebreaker 9, konstrukčně mají mnoho společného, protože klasická konstrukce ledoborce byla dlouho vynalezena a zpracována. „Trup ledoborce má tvar vejce. - říká Boris Kondrashov, kapitán remorkéru VSZ, zástupce kapitána elektrárny. - Zespodu na něm nejsou téměř žádné vyčnívající části. Tento tvar vám umožňuje efektivně zatlačit led rozbitý vyztuženou stopkou a sundat kusy ledu dolů pod led, který rámuje kanál. Tento tvar je však spojen s jedním rysem ledoborců: v čisté vodě zažívá plavidlo silný náklon i z malé vlny. Zároveň při míjení ledových polí zaujme trup plavidla stabilní polohu. Ledové pole, po kterém se ledoborec pohybuje, nestojí. Pod vlivem proudu nebo větru se může pohybovat a tlačit na stranu ledoborce. Je nesmírně těžké odolat tlaku obrovské masy, nelze jej zastavit. Existují případy, kdy se led doslova plazil na palubu ledoborce. Ale tvar trupu a zesílený ledový pás procházející v oblasti vodorysky neumožňují, aby led rozdrtil plavidlo, i když na bocích často zůstávají velké prohlubně hluboké až půl metru.

1. V normálním režimu ledoborec láme led a pohybuje se nepřetržitým pohybem. Plavidlo řeže led zesíleným stonkem a odtlačuje ledové kry od sebe speciální zaoblenou přídí. 2. Pokud ledoborec narazí na led, na který plavidlo nemá dostatek síly, aby jej rozbilo v souvislém průběhu, použije se metoda nájezdu. Ledoborec se pohne zpět, pak rozběhnutým startem vyskočí na ledovou kry a rozdrtí ji svou vahou. 3. Další možností, jak se vypořádat s tlustým ledem, je pohyb vzad.

Změny provedené na upravené verzi ledoborce 21900 se dotkly zejména ledového pásu. Je vyztužena další 5mm vrstvou nerezové oceli. Revidovány byly i další součásti. Na rozdíl od klasických lodí s lodními šrouby jsou ledoborce projektu 21900 M vybaveny dvěma kormidelními šrouby. Nejde o nové azipody, z nichž každý ukrývá elektromotor v gondole, ale o jejich funkční protějšek. Sloupce lze otočit o 180 stupňů na obě strany, což umožňuje plavidlu nejvyšší manévrovatelnost. Kromě lodních šroubů umístěných na zádi má příď lodi v prstencové kapotáži vrtulový pohon. Co je obzvláště zajímavé, šrouby slouží nejen jako pohonné zařízení, ale mají i dostatečnou sílu, aby se zapojily do boje s ledem. Při provozu na zádi vrtule drtí led, tryska je schopna led i frézovat. Ten má mimochodem ještě jednu funkci - odčerpávat vodu zpod ledu, do kterého se loď chystá bouřit. Po chvilkové ztrátě podpory ve formě vodního sloupce se led pod tíhou nosu snadněji láme.

Nové předměty pro Ob Bay

Co se stane, když ledoborec typu 21900 M narazí na ledovec podobný tomu, který zničil Titanic? "Plavidlo bude poškozeno, ale zůstane na hladině," říká Valery Shorin. „V dnešní době je však taková situace nepravděpodobná. Dokonce i katastrofa Titaniku se stala projevem nedbalosti - vědělo se o přítomnosti ledovců v oblasti katastrofy, ale kapitán nezpomalil. Nyní je povrch oceánu neustále monitorován z vesmíru a tato data jsou dostupná v reálném čase. Kromě toho je v přídi ledoborců 21900 M přistávací plocha pro vrtulníky. Lodní vrtulník z ní vzlétá a může pravidelně provádět průzkum ledu a určovat optimální trasu pohybu." Ale možná je čas vyměnit těžký a drahý vrtulník za lehké drony? „V budoucnu nevylučujeme použití dronů na palubě ledoborce,“ vysvětluje Valery Shorin, „ale vrtulníku se zatím vzdát nehodláme. V kritické situaci může skutečně fungovat jako prostředek k záchraně života."

Multifunkčnost je sloganem naší doby. Ledoborce vyráběné ve VSY jsou schopny nejen pokládat kanály v ledu, zajišťovat průjezd dopravních lodí, ale také se podílet na záchranných operacích při mimořádných událostech, vykonávat různé druhy prací v pobřežních oblastech výroby uhlovodíků, pokládat potrubí a hasit požáry. Taková všestrannost je nyní obzvláště žádaná v oblastech aktivního hospodářského rozvoje Arktidy. Zatímco se v kotvišti dokončuje Novorossijsk, poslední ledoborec řady 21900 M, člun Atlant montuje trup multifunkčního podpůrného plavidla pro lámání ledu pro práci v oblasti Novoportovskoje. ropné pole na západě Ob Bay. Budou dvě takové lodě, obě jsou výkonově lepší než projekt 21 900 M (22 MW versus 16) a patří do třídy Icebreaker 8, to znamená, že budou schopny rozbíjet led až do tloušťky 2 m v souvislém kurz a olověné ropné tankery. Plavidla na lámání ledu jsou navržena tak, aby fungovala při teplotách až -50 °C, to znamená, že vydrží nejtěžší arktické podmínky. Lodě budou schopny vykonávat mnoho funkcí až po umístění na palubu lékařské nemocnice.

Na stejném místě, na Ob Bay, velký mezinárodní projekt pro výrobu zkapalněných zemní plyn- Yamal LNG. Modré palivové cisterny budou určeny především evropským spotřebitelům. Tyto tankery ledové třídy se staví v loděnicích v Japonsku a Jižní Koreji, ale lodě na lámání ledů ruské výroby je budou muset navigovat v ledu. Smlouvu na stavbu dvou ledoborců pro Yamal LNG již podepsala loděnice Vyborg.

Aby byl obraz moderní stavby ruských ledoborců úplný, stojí za zmínku další brzy očekávaná novinka – nejvýkonnější nejaderný ledoborec na světě. Plavidlo „Viktor Černomyrdin“, které se staví v Baltské loděnici na objednávku „Rosmorport“, bude mít kapacitu 25 MW a bude schopné kontinuálním pohybem vzad nebo vpřed rozbíjet led až do tloušťky dvou metrů.