Испытания транспортных ЯЭУ

Поисковые работы по исследованию облика атомной подводной лодки (АПЛ) начались в СССР в 1949 г., когда были достигнуты первые реальные результаты в создании советского ядерного оружия и освоении атомной энергии. Возможность ядерного реактора работать без потребления атмосферного воздуха или другого вида окислителя открывала воистину новые горизонты в создании подводных лодок. Именно применение ядерной энергии позволяло создать по-настоящему «подводную» лодку, т.е. такую лодку, которая большую часть боевой службы проводила именно в подводном положении, что в разы повышало ее скрытность. Также очень перспективным было использование ядерных энергетических установок (ЯЭУ) на надводных кораблях, особенно океанской зоны, для повышения их автономности.

Однако транспортные ядерные энергетические установки являются сложными и наукоемкими техническими комплексами, к которым предъявляются особые, отличные от стационарных установок, требования. Это в значительной степени обусловлено особенностями их эксплуатации в условиях корабля. Жесткие ограничения массогабаритных характеристик, емкости аварийных источников электроснабжения, затесненное расположение и взаимное влияние механизмов и систем, друг на друга – все это сказывалось на надежности и безопасности установок и требовало проведения широкого спектра испытаний ЯЭУ до выхода корабля в море.

Отечественный и зарубежный опыт создания транспортных ЯЭУ однозначно говорит, что наилучший результат дает отработка ЯЭУ на береговом стенде-прототипе.

Стенд-прототип транспортной ЯЭУ представляет собой по сути энергетический отсек АПЛ с размещенным в нем ядерным реактором, паротурбинной установкой, системами автоматики и электроснабжения, а также комплекс систем вне отсека, обеспечивающих работу ЯЭУ. Одной из важнейшей составляющей стенда-прототипа является измерительно-вычислительный комплекс, позволяющий производить снятие, экспресс-обработку, хранение и пост-обработку экспериментальных данных и соответствующая научная инфраструктура.

Анализ данных по использованию отечественных и зарубежных стендов-прототипов позволяет сделать вывод о том, что область испытаний, проводимых на стендах-прототипах чрезвычайно широка. В целом можно выделить следующие основные задачи, решаемые при испытаниях ЯЭУ на стенде-прототипе:

  • испытания ЯЭУ в целом, как сложного комплекса взаимосвязанного оборудования и систем;
  • испытания перспективных типов активных зон;
  • испытания отдельного оборудования ЯЭУ;
  • определение комплекса нейтронно-физических, теплофизических, радиационных характеристик РУ;
  • определение виброшумовых характеристик отдельного оборудования ЯЭУ, и ЯЭУ в целом;
  • отработка алгоритмов управления ЯЭУ;
  • исследования аварийных режимов ЯЭУ;
  • ускоренные ресурсные испытания оборудования ЯЭУ;
  • верификация расчетных кодов, используемых при проектировании ЯЭУ, на основе экспериментальных данных, полученных на стенде-прототипе;
  • испытания перспективных разработок при совершенствовании основного реакторного оборудования и систем безопасности транспортных ЯЭУ;
  • отработка действий личного состава кораблей при обслуживании реакторного оборудования, как при нормальных, так и при аварийных режимах работы ЯЭУ.

К настоящему времени в мире насчитывается более 20-и действующих и выведенных из эксплуатации полномасштабных стендов-прототипов транспортных ЯЭУ.

В России единственным центром комплексных испытаний транспортных ЯЭУ является ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова». Особенность института заключается во всеобъемлющем охвате технологий транспортных ЯЭУ, концентрирующих в себе результаты работы многих научных и конструкторских коллективов.

Широкое использование математического моделирования, расчетных кодов собственной разработки, автоматизация экспериментальных исследований позволяют обеспечить необходимую достоверность и точность получаемых результатов, сокращают сроки испытаний и затраты на их проведение.

В НИТИ создана комплексная технология испытаний ЯЭУ, в которой взаимосвязаны все области знаний – от нейтронной физики и теплогидравлики реактора до химии и радиохимии основных контуров установки.

Более чем 55-летний летний опыт испытаний различных типов транспортных ЯЭУ, от кипящего реактора до реактора с жидкометаллическим теплоносителем, сформировал уникальный коллектив специалистов, нацеленный на решение любых поставленных задач.

В настоящее время на стендах НИТИ выполняются уникальные работы, нацеленные на повышение обороноспособности России, отрабатываются инновационные технологии завтрашнего дня. Ведется строительство новых и модернизация существующих стендовых комплексов. Все это позволяет НИТИ с уверенностью смотреть в завтрашний день, видеть необходимость и востребованность своего труда для повышения обороноспособности Отечества!