Транспортные Ядерные Энергоустановки, (ядерные реакторы для флота, космоса и др.) Опции

[VBVB]

Тема открыта для обсуждения открытой научно-технической информации по транспортным ЯЭУ.

[VBVB]

Строительство перспективной американской ПЛАРБ начнется в 2021 году
http://www.militaryparitet.com/ttp/data/ic_ttp/6133/

12 перспективных ПЛАРБ должны заменить 14 субмарин «Огайо». Разработка лодки ведется в компании Electric Boat, являющейся отделением General Dynamics. Пятилетние работы по НИОКР имеют стоимость 1,85 млрд долл США. За вычетом конструкторских работ стоимость одной ПЛАРБ должна составить 4,9 млрд долл (ранее приводилась цена 5,4 млрд долл). Строительство головной ПЛАРБ должна начаться в 2021 году.

Новая ПЛАРБ будет иметь 16 пусковых установок БРПЛ по сравнению с 24 у лодки «Огайо», заправка ядерной энергетической установки производится только один раз перед сдачей ВМС, расчетный срок службы субмарины 42 года (ПЛАРБ «Огайо» за время эксплуатации дозаправляется ядерным горючим несколько раз).

В связи с выше озвученным вопрос имеется.
Насколько рельно сделать лодочный водяной реактор с гарантированным сроком службы активной зоны в 42 года?
Это какая же у такого реактора реактивность огромная в начале работы будет и сколько же поглотителей разных выгорающих использовать придется?
Цифра в 42 года службы активной зоны лодочной ЯЭУ на первый взгляд кажется завышенной.

[KTN]

Насколько рельно сделать лодочный водяной реактор с гарантированным сроком службы активной зоны в 42 года?
Это какая же у такого реактора реактивность огромная в начале работы будет и сколько же поглотителей разных выгорающих использовать придется?
Цифра в 42 года службы активной зоны лодочной ЯЭУ на первый взгляд кажется завышенной.

С точки зрения надёжности оболочек ТВЭЛов возможно завышение, с позиций "ядерных" свойств 42 года абсолютно реальны. Представим активную зону ВВЭР-1000 с UO2 топливом 4,4% массой 70 тонн, с которой снимается 215 МВт(тепл) вместо возможных 3000. В некоторых вариантах можно снизить скорость прокачки теплоносителя, ограничившись естественной циркуляцией, и не ставить насосы в первый контур. Далее уменьшаем массу загрузки пропорционально увеличивая обогащение раза в 4, создавая запас реактивности на выгорание, однако чтобы естественная циркуляция оставалась допустимой по теплосъёму. Рост обогащения увеличивает блокировку сечений, т.е. внутренние слои урана-235 в ТВЭЛах экранированы внешними, и запас реактивности уже не такой огромный. Далее подбираем несколько сортов выгорающего поглотителя, чтобы регулирующие стержни в номинальном режиме были в извлечённом состоянии.

В первые десятилетия атомного флота задача настолько удлинять кампанию не ставилась, по нескольким причинам:
1) ресурс парогенераторов и другого оборудования до 1968 года на АПЛ составлял 4500 часов, фактически был меньше. Затем его увеличили вдвое, до 1 года непрерывной работы.
2) Много урана-235 требуется на 42 года, расход при интенсивном патрулировании достигает 50 кг в год на 1 АПЛ. По 2 тонны на каждую из 250 АПЛ, итого 500 тонн, слишком много по масштабам 1970-х. Известен афоризм: в мирное время хорошо служить в танке с большими окнами и широкими дверями. Для службы в мирное время и для боевых действий, предпочтения бывают прямо противоположными. Лодки в первые десятилетия делались из расчёта на 1 боевой выход в любую точку мирового океана, а не на 42 года службы.
Кстати если NATO делает технику для службы в мирное время, а не для войны где время жизни боевой единицы исчисляется часами, не такое уж оно и воинственное.

У нас в СССР, согласно мемуарам, было иначе. Сделали 248 АПЛ за 30 лет, в среднем 8 АПЛ в год. В максимуме выпуск достигал двух АПЛ в месяц. Ресурс у них был невысокий, условий для ремонта в базах не было предусмотрено: весь труд вкладывали в производство АПЛ, не в береговую инфраструктуру.
Системы утилизации списанных АПЛ не было совсем никакой, её начали делать на международные средства только после распада СССР.
Похоже, в начале 1980-х создалась ситуация, когда имелось довольно много АПЛ с малым остаточным ресурсом. Командование не придумало ничего лучшего, чем дать им команду стоять в базах, дожидаться начала войны. Из-за секретности об этом было мало кому известно. Тем не менее косвенный признак есть: NATO, создавшее за 30 лет 165 АПЛ, за счёт развитой системы обслуживания в базах, при меньшем количестве АПЛ обгоняло Советский Союз по числу боевых выходов.

Сообщение отредактировал KTN - 30.9.2013, 20:45

[VBVB]

Много урана-235 требуется на 42 года, расход при интенсивном патрулировании достигает 50 кг в год на 1 АПЛ. По 2 тонны на каждую из 250 АПЛ, итого 500 тонн, слишком много по масштабам 1970-х.

Да не так много требуется. По моей прикидке разовая загрузка лодочного реактора S9G по ВОУ около 500-580 кг. Т.е. на содержание 12 новых ПЛАРБ им ВОУ потребуется 6.0-7.0 тонн. Это немного для американцев с их имеющимся запасом ВОУ.
Вот картинка площадки с американскими 122 лодочными и корабельными реакторами, в которых урана-235 невыгоревшего тонн 5.5-6.5 хранится.
И ничего, лежит себе это добро и никто не кидается ценное ОЯТ из него перерабатывать.

Тут вот в комментариях проскакивало, что на отечественных стратегах пр.667 БДР (БДРМ) для патрулирования хватало 20-25% от номинальной мощности ядерной энергоустановки одного борта. Т.е. практически наш стратег нормально мог патрулировать на 10-13% от номинала всей ЯЭУ.
Думается мне, что и американские ПЛАРБ на полной ЕЦ с мощностью 10-15% от номинала ЯЭУ в основном патрулируют. Это как раз будет соответствовать скорости 13.5-16.5 узлов.

Сообщение отредактировал VBVB - 3.10.2013, 3:32