เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?

สารบัญ:

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?

วีดีโอ: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?

วีดีโอ: เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?
วีดีโอ: 10 Najmniejszych czołgów w historii 2024, เมษายน
Anonim

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ (NNS) ความขัดแย้งมีอยู่ในชื่อตัวเอง แต่ปัญหานี้ได้รับการพิจารณาค่อนข้างจริงจังในสหภาพโซเวียต โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แนวคิดในการวางเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กได้รับการพิจารณาเกี่ยวกับเรือดำน้ำของโครงการ 651 เรือดำน้ำไฟฟ้าดีเซล (DEPL) ของโครงการ 651 เรือบรรทุกขีปนาวุธร่อนกลายเป็นเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในยุคนั้นที่สร้างขึ้นใน สหภาพโซเวียต

ไข่ของ Dollezhal

จากจุดเริ่มต้น ในความพยายามที่จะเพิ่มช่วงใต้น้ำของเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าของโครงการ 651 นักออกแบบได้วางแบตเตอรี่ซิลเวอร์-สังกะสีแทนแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรด ในทางปฏิบัติ ปรากฏว่าแบตเตอรี่ซิลเวอร์ซิงค์มีข้อบกพร่องที่สำคัญสองประการ: ค่าใช้จ่ายสูงและอายุการใช้งานสั้น (รอบการชาร์จและคายประจุสูงสุด 100 รอบ) ซึ่งกำหนดไว้ล่วงหน้าว่าจะกลับมาใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด

อย่างไรก็ตาม นอกจากแบตเตอรี่ที่มีความจุเพิ่มขึ้นแล้ว ยังมีการพิจารณาโซลูชันที่รุนแรงกว่าสำหรับเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าของโครงการ 651 ด้วย โดยหลักการแล้วกองทัพเรือ (Navy) ของสหภาพโซเวียตควบคู่ไปกับการสร้างเรือของโครงการ 651 กำลังเตรียมการก่อสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ (เรือดำน้ำนิวเคลียร์) ของโครงการ 675 ด้วยขีปนาวุธล่องเรือ P-6 แบบเดียวกับที่ติดตั้ง บนเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าของโครงการ 651 อย่างไรก็ตาม เรือดำน้ำนิวเคลียร์ของโครงการ 675 เป็นเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าที่มีราคาแพงกว่าอย่างมีนัยสำคัญของโครงการ 651 จำเป็นต้องมีวิธีแก้ปัญหาที่จะช่วยให้เรือดำน้ำ (เรือดำน้ำ) ของโครงการ 651 ได้รับช่วงการล่องเรือไม่จำกัดของเรือดำน้ำในขณะที่ รักษาลักษณะอื่น ๆ ในระดับเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าของโครงการเดิม

ภาพ
ภาพ

เพื่อเป็นการแก้ปัญหา มีการพิจารณาการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็กที่เรียกว่า "ไข่ของ Dollezhal" ซึ่งตั้งชื่อตามผู้สร้าง Nikolai Dollezhal หัวหน้าผู้ออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของกองทัพเรือสหภาพโซเวียต ในระยะเริ่มต้น โครงการเกี่ยวข้องกับการวางเครื่องปฏิกรณ์ในแคปซูลแยกและลากบนเชือกด้วยสายเคเบิลเพื่อละทิ้งการป้องกันทางชีวภาพที่หนักหน่วง อย่างไรก็ตาม แนวความคิดดังกล่าวถูกปฏิเสธในทันที ทั้งเนื่องจากมีโอกาสสูงที่จะสูญเสียแคปซูลไปพร้อมกับเครื่องปฏิกรณ์ และเนื่องจากศักยภาพในการติดตามเรือดำน้ำตามเส้นทางกัมมันตภาพรังสี ในอนาคต มีการพิจารณาตำแหน่งของเครื่องปฏิกรณ์นอกตัวเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าที่เป็นของแข็ง แต่อยู่ในกรอบของการออกแบบเรือดำน้ำที่ "แข็ง" เพียงลำเดียว

เห็นได้ชัดว่าเทคโนโลยีในสมัยนั้นไม่อนุญาตให้สร้างเครื่องปฏิกรณ์แบบไม่ต้องบำรุงรักษาที่มีขนาดกะทัดรัดและเชื่อถือได้เพียงพอพร้อมคุณลักษณะที่ยอมรับได้ ในอนาคตความคิดในการติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ (NPP) บนเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้ากลับมามากกว่าหนึ่งครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นฐานของเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าของโครงการ 651 โครงการ 683 ได้รับการพัฒนาเพื่อสร้างเรือดำน้ำขนาดใหญ่ที่ติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลังงานต่ำ เรือดำน้ำลำนี้ควรจะสร้างขึ้นในปริมาณมากในโรงงานที่เคยผลิตเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้า โครงการ 683 ลากต่อไปและไม่ได้รับการพัฒนา น่าจะเป็นเพราะถึงเวลานี้สหภาพโซเวียตมีกำลังการผลิตเพียงพอที่จะผลิตเรือพลังงานนิวเคลียร์เต็มเปี่ยมในปริมาณที่จำเป็นสำหรับกองทัพเรือ

ภาพ
ภาพ

โครงการ 651 ก็ไม่ลืมเช่นกัน ในปี 1985 เรือลำหนึ่งของโครงการนี้ได้รับการออกแบบใหม่ตามโครงการ 651E ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1977 ส่วนหนึ่งของการปรับปรุงให้ทันสมัย เรือดำน้ำได้รับการติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานต่ำ ซึ่งพัฒนาขึ้นที่สถาบันวิจัยและออกแบบทางวิทยาศาสตร์ของวิศวกรรมกำลังไฟฟ้า (NIKIET) ซึ่งปัจจุบันเป็นสถาบันวิจัยและออกแบบทางวิทยาศาสตร์แห่งเลนินซึ่งได้รับการตั้งชื่อตาม น.อ. ดอลล์ซาล” ภายในกรอบของโครงการ 651E โรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลังงานต่ำถูกวางไว้ในส่วนท้ายของเรือดำน้ำนอกตัวเรือที่ทนทาน ใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบเดือดแบบวงเดียว อย่างไรก็ตาม เรือดำน้ำของโครงการ 651E ก็ไม่ได้ออกจากเวทีต้นแบบเช่นกัน

เรือดำน้ำนิวเคลียร์รัสเซียอเนกประสงค์

ด้วยการล่มสลายของสหภาพโซเวียตและการสูญเสียศักยภาพทางอุตสาหกรรมที่สำคัญ รัสเซียต้องเผชิญกับปัญหาการขาดแคลนเรือดำน้ำนิวเคลียร์อีกครั้ง โครงการเรือดำน้ำนิวเคลียร์อเนกประสงค์ (MCSAPL) 885 / 885M "Ash" แม้จะมีข้อดีทั้งหมด แต่กลับกลายเป็นว่ามีราคาแพงมากและยากที่จะสร้าง โดยรวมแล้วมีการวางแผนที่จะสร้าง SSNS เจ็ดรายการของโครงการ 885 / 885M ซึ่งไม่เพียงพออย่างสมบูรณ์ในบริบทของความล้าสมัยอย่างรวดเร็วของเรือดำน้ำนิวเคลียร์รุ่นที่สามของโครงการ 971, 945 / 945A ที่มีอยู่ในกองทัพเรือรัสเซีย

ภาพ
ภาพ

ในขณะนี้การออกแบบเรือดำน้ำนิวเคลียร์อเนกประสงค์รุ่นใหม่ "ฮัสกี้" กำลังดำเนินการอยู่ โครงการ Husky ยังคงเต็มไปด้วยข่าวลือมากกว่าข้อมูลจริง สันนิษฐานได้ว่าเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของโครงการนี้จะเล็กกว่าและราคาถูกกว่า SSNS ของโครงการ 885 / 885M ซึ่งทำให้สามารถเปรียบเทียบได้กับเรือดำน้ำนิวเคลียร์อเมริกัน Seawolf ที่มีราคาแพงมาก และนิวเคลียร์ระดับเวอร์จิเนียที่ใช้งานได้หลากหลายและราคาไม่แพง เรือดำน้ำที่พัฒนาขึ้นมาเพื่อทดแทน

ภาพ
ภาพ

ในเวลาเดียวกัน มีความเสี่ยงที่โครงการฮัสกี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากมีการนำความแปลกใหม่ทางเทคนิคไปใช้ในสัมประสิทธิ์สูง อาจเผชิญกับความล่าช้าที่คาดไม่ถึงและการเพิ่มขึ้นของต้นทุน

เรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ในรัสเซียและในโลก

อีกวิธีหนึ่งในการเสริมความแข็งแกร่งให้กับส่วนประกอบใต้น้ำของกองทัพเรือคือการสร้างเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ และในส่วนนี้ของกองทัพเรือรัสเซีย ทุกอย่างก็ไม่ใช่ว่าจะราบรื่น ในปัจจุบัน กระแสโลกคือการติดตั้งเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ด้วยโรงไฟฟ้าที่ไม่ขึ้นกับอากาศ (VNEU) ซึ่งสร้างขึ้นบนหลักการต่างๆ เช่น เซลล์เชื้อเพลิง เครื่องยนต์สเตอร์ลิง การมีอยู่ของ VNEU ทำให้สามารถเพิ่มช่วงของเรือดำน้ำของเรือดำน้ำได้อย่างมาก ทำให้สามารถเข้าใกล้เรือดำน้ำนิวเคลียร์ได้มากขึ้น ด้วยต้นทุนที่ต่ำลงอย่างมากจากรุ่นก่อน

ภาพ
ภาพ

น่าเสียดายที่โครงการ VNEU ของรัสเซียสำหรับโครงการ 677 เรือดำน้ำ Lada ประสบปัญหาเช่นเดียวกับโครงการ 677 ทั้งหมดซึ่งเป็นผลมาจากการที่เรือดำน้ำลำแรกของโครงการนี้น่าจะใช้งานได้โดยไม่ต้องติดตั้ง VNEU

ภาพ
ภาพ

แบตเตอรี่สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์

อีกทางเลือกหนึ่ง - เพื่อให้เรือดำน้ำมีแบตเตอรี่ลิเธียมความจุเพิ่มขึ้นนั้นได้รับเลือกโดยกองทัพเรือญี่ปุ่น (กองทัพเรือ) ซึ่งใช้งานเรือดำน้ำด้วยเครื่องยนต์สเตอร์ลิง สันนิษฐานว่าการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมความจุสูงจะช่วยให้ NNS มีอิสระในระยะไกลเทียบได้กับแบตเตอรี่ที่อนุญาตให้ใช้ VNEU แต่ในขณะเดียวกันแบตเตอรี่ลิเธียมก็มีช่วงการจมอยู่ใต้น้ำที่ยาวนานด้วยความเร็วสูง

นักวิจารณ์เรื่องแบตเตอรี่ลิเธียมกล่าวว่ามีแนวโน้มที่จะเกิดไฟไหม้และการระเบิด อย่างไรก็ตาม สามารถสันนิษฐานได้ว่าภาคอุตสาหกรรมและยิ่งกว่านั้น การใช้แบตเตอรี่ดังกล่าวในกองทัพจะบ่งบอกถึงความสนใจที่เพิ่มขึ้นในประเด็นด้านความปลอดภัย และลดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นจากความร้อนสูงเกินไปหรือการเปลี่ยนรูปของแบตเตอรี่ อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการนำแบตเตอรี่ลิเธียมมาใช้ในเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำคือต้นทุนที่สูง

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?
เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ โพไซดอนจะวางไข่ของ Dollezhal หรือไม่?

โอกาสในการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเพื่อประโยชน์ของกองทัพเรือได้รับการยืนยันโดยการพัฒนาอย่างเข้มข้นโดยผู้ผลิตในยุโรป

ที่งานนิทรรศการ Euronaval 2018 ที่ปารีสในปี 2018 Naval Group กลุ่มต่อเรือฝรั่งเศสและกลุ่ม TKMS ของเยอรมันประกาศสร้างแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนของตนเองสำหรับเรือดำน้ำ ทั้งสองบริษัทกำลังพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมใต้น้ำโดยความร่วมมือกับ SAFT ผู้ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมอุตสาหกรรมรายใหญ่ของฝรั่งเศสและตัวเก็บประจุ

บริษัท Naval Group วางแผนที่จะใช้แบตเตอรี่ลิเธียม LIBRT ในเรือดำน้ำ SMX-31 ที่มีแนวโน้มว่าจะเป็น ขณะที่ TKMS กำลังพัฒนาโซลูชันสากลที่สามารถรวมเข้ากับเรือดำน้ำเยอรมันที่มีอยู่และอยู่ระหว่างการก่อสร้างของโครงการ 212 และ 214

ภาพ
ภาพ

ในรัสเซีย สถานการณ์การผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมสมัยใหม่ค่อนข้างคลุมเครือ

Liotech ซึ่งเป็นบริษัทในเครือของ RUSNANO ผลิตแบตเตอรี่ที่ใช้เทคโนโลยีลิเธียมไอรอนฟอสเฟต (LiFePO4)แบตเตอรี่เหล่านี้มีข้อดีบางประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความปลอดภัยในการใช้งานสูง ความเป็นไปได้ของการชาร์จอย่างรวดเร็วอย่างปลอดภัย และการคายประจุอย่างปลอดภัยด้วยกระแสไฟสูง ในเวลาเดียวกัน ความจุของ LiFePO4 นั้นด้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมโคบอลต์หรือเทคโนโลยีอื่นๆ อย่างมีนัยสำคัญ (ประมาณสองเท่า) หลายครั้งในสื่อมีข้อมูลเกี่ยวกับการล้มละลายของบริษัท แต่เว็บไซต์ของบริษัทกำลังทำงานอยู่

ภาพ
ภาพ

ในปี 2558 แหล่งพลังงานอิสระ "ศูนย์วิจัย" "ร่วมกับ PJSC" แหล่งพลังงานอิสระ "ประกาศเปิดการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบครบวงจร อย่างไรก็ตาม ในขณะนี้ยังไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับขนาดของการผลิตและระดับของการแปลเป็นภาษาท้องถิ่น

เทคโนโลยีของแบตเตอรี่ LiFePO4 และแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทอื่น ๆ จะพัฒนาและการใช้งานในรัสเซียรวมถึงความเป็นไปได้ในการใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์สมควรได้รับการศึกษาอย่างใกล้ชิดโดยองค์กรเฉพาะทาง

โรงไฟฟ้านิวเคลียร์รัสเซียสมัยใหม่

การขาด VNEU ภายในประเทศที่ใช้งานได้และวิธีแก้ปัญหาที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมที่มีประสิทธิภาพสูง รวมกับต้นทุนที่สูงและความล่าช้าในการก่อสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์อเนกประสงค์ อาจทำให้กองทัพเรือรัสเซียต้องกลับไปสู่แนวคิดในการติดตั้งเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าด้วย โรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์ ในขณะนี้ในโลกภายใต้อิทธิพลของ "สีเขียว" มีการย้ายออกจากพลังงานนิวเคลียร์ ในทางกลับกัน รัสเซียไม่ได้วางแผนที่จะละทิ้ง "อะตอมที่สงบสุข" ในอนาคตอันใกล้ กำลังพัฒนาไปในทิศทางนี้อย่างแข็งขัน และน่าจะเป็น "กลุ่มแรกในกลุ่มที่เท่าเทียมกัน" ในด้านพลังงานนิวเคลียร์

ตัวอย่างหนึ่งของการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำในหมู่นักวิทยาศาสตร์ด้านนิวเคลียร์ของรัสเซีย ได้แก่ ตัวอย่างการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กสำหรับยานพาหนะใต้น้ำไร้คนขับ Poseidon (UUV) และเครื่องยนต์จรวดนิวเคลียร์สำหรับขีปนาวุธร่อน Burevestnik ที่มีระยะการบินไม่จำกัด

ภาพ
ภาพ

ไม่มีข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของ BPA "โพไซดอน" สันนิษฐานได้ว่าสามารถเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่มีสารหล่อเย็นโลหะเหลวที่มีความจุประมาณ 8-10 เมกะวัตต์ ขึ้นอยู่กับเครื่องปฏิกรณ์ที่พัฒนาโดย A. P. Aleksandrova (NITI) ของโครงการ AMB-8 พร้อมปั๊มทำความเย็นแบบแมกนีโตไฮโดรไดนามิกแบบเงียบของวงจรหลัก

เมื่อพิจารณาถึงความเฉพาะเจาะจงของแอพพลิเคชั่น Poseidon BPA โรงไฟฟ้านิวเคลียร์อาจมีอายุการใช้งานที่จำกัด ยาวนานหลายพันชั่วโมง ซึ่งจะไม่อนุญาตให้ยืมโดยตรงสำหรับเรือดำน้ำที่มีแนวโน้มว่าจะได้ แต่ปล่อยให้เป็นแหล่งโซลูชั่นทางเทคโนโลยี

มีข้อสงสัยว่ามีการป้องกันรังสีที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ใน BPA Poseidon ในอีกด้านหนึ่ง การไม่มีลูกเรือไม่ต้องการการป้องกันรังสีที่เต็มเปี่ยม มีเพียงสิ่งที่เรียกว่า การป้องกัน "เงา" ของช่องด้วยอุปกรณ์ที่ละเอียดอ่อน ในทางกลับกัน การขาดการป้องกันรังสีอาจทำให้การทำงานของ Poseidon UUV ซับซ้อน - การติดตั้ง / การถอดออกจากตัวพา การบำรุงรักษา แม้ว่าเครื่องปฏิกรณ์จะ "ปิด" โดยค่าเริ่มต้น

ทั้งในสหภาพโซเวียตและรัสเซีย เครื่องปฏิกรณ์ที่ใช้น้ำหล่อเย็นโลหะเหลวได้รับการพัฒนาอย่างแข็งขัน จนถึงการใช้งานแบบต่อเนื่องบนเรือดำน้ำ Project 705 Lira ซึ่งมีลักษณะทางเทคนิคที่โดดเด่นและปัญหาที่แก้ไม่ตกจำนวนมากเท่ากัน มีความเป็นไปได้ค่อนข้างมากที่ "โลหะเหลว" (น่าจะ) NPU ของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์โพไซดอนมีประสิทธิภาพเฉพาะภายในกรอบของปัญหาที่กำลังแก้ไขและไม่สามารถปรับให้เข้ากับการทำงานที่ปราศจากปัญหาในระยะยาวได้

ภาพ
ภาพ

หากเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่มีสารหล่อเย็นโลหะเหลวและด้วยวงจรการทำงานอัตโนมัติที่ปราศจากปัญหาเป็นเวลานาน ตัวเลือกในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลังงานต่ำโดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่พัฒนาขึ้นใน NIKIET เดียวกัน ไข่ของ Dollezhal ได้รับการออกแบบมาก่อนหน้านี้สามารถพิจารณาได้

จากบทความของรองอธิบดี-ผู้ออกแบบทั่วไปด้านสิ่งอำนวยความสะดวกพลเรือนของ JSC "NIKIET" A. O. ปิเมโนว่า:

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดด้านพลังงานของเขตอาร์กติก NIKIET ขอเสนอการพัฒนาหลายประการ: จากสถานี Vityaz ขนาดเล็กที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ซึ่งมีเครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีกำลังไฟฟ้าสูงถึง 1 MW และหน่วยพลังงานที่มีการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์แบบรวมเป็นหนึ่งสำหรับ แหล่งพลังงานในท้องถิ่นของผู้บริโภครายเดียวที่จัดหาให้ในรูปของแคปซูลพลังงานของการผลิตในโรงงานที่มีเครื่องปฏิกรณ์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันที่มีตำแหน่งกะทัดรัด จนถึงสายของอุปกรณ์เดือดประเภทเรือสำหรับโรงไฟฟ้าที่มีกำลังไฟฟ้า 45 MW, 100 MW และ 300 MW ในการออกแบบบล็อกเดียว

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โรงไฟฟ้านิวเคลียร์พลังงานต่ำ Vityaz, Shelf และ ATGOR (ASMM) ควรมีขนาดที่เล็กที่สุดและมีอิสระสูง พวกเขาได้รับการออกแบบในการออกแบบที่ห่อหุ้มซึ่งเพิ่มระดับความปลอดภัยของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้ารวมแบบแยกส่วนที่สามารถเคลื่อนย้ายได้ "Vityaz" ซึ่งใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบระบายความร้อนด้วยน้ำด้วยแรงดันน้ำ โดยมีกำลังไฟฟ้า 1 MW และพลังงานความร้อน 6 MW โดยมีน้ำหนักไม่เกิน 60 ตัน แคมเปญหลักคือ 40,000 ชั่วโมง ความถี่ในการโหลดคือหกปี ระบายความร้อนด้วยอากาศ พร้อมระบบหมุนเวียนอากาศแบบกลไก

ภาพ
ภาพ

ในช่วงพลังงานตั้งแต่ 1 ถึง 10 MW โครงการ Shelf ASMM และโครงการที่มีแนวโน้มของ ATGOR ซึ่งใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบรอบเปิดที่ระบายความร้อนด้วยแก๊สกำลังต่ำได้รับการเสนอ หน่วยเคลื่อนที่ "ATGOR" บนรถกึ่งพ่วงสำหรับรถยนต์สามารถผลิตพลังงานความร้อน 3.5 MW และพลังงานไฟฟ้า 0.4-1.2 MW อายุการใช้งาน 60 ปีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ถูกโหลดใหม่ทุกๆสิบปี

ภาพ
ภาพ

ชั้นวาง ASMM เป็นการพัฒนาหลักของ NIKIET โดยสามารถจัดจำหน่ายในรูปแบบของแคปซูลพลังงานพร้อมใช้ และมีไว้สำหรับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ทำงานในแหล่งน้ำมันและก๊าซ รวมถึงอุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลจากระยะไกลพอสมควร ชายฝั่งทะเลและมีรอบการทำงานตลอดทั้งปีเป็นเวลา 25-30 ปี ชั้นวาง ASMM ประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์แบบสองวงจรที่มีเครื่องปฏิกรณ์แบบบูรณาการระบายความร้อนด้วยน้ำที่มีพลังงานความร้อน 28 เมกะวัตต์ หน่วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ 6 เมกะวัตต์ และระบบสำหรับการควบคุมอัตโนมัติและระยะไกล การเฝ้าติดตาม และการป้องกันของโรงงาน วิธีการทางเทคนิค

อายุการใช้งานของเรือดำน้ำนิวเคลียร์ชั้นคือ 60 ปี รอบแกนหลักคือ 40,000 ชั่วโมง และความถี่ในการเติมน้ำมันคือหกปี น้ำหนักของโมดูลที่ขนส่งคือ 375 ตัน เครื่องปฏิกรณ์ได้รับการปกป้องโดยกล่องนิรภัยซึ่งในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุโดยสูญเสียน้ำหล่อเย็นจะมีเวลา 72 ชั่วโมงในการตัดสินใจดำเนินการต่อไป เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันพร้อมสำหรับการซ่อมแซม องค์ประกอบทั้งหมดของโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ "ชั้นวาง" ถูกปกคลุมด้วยเปลือกป้องกันจากผลกระทบของปัจจัยภายนอก

ภาพ
ภาพ

ดังนั้นจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่าการพัฒนาของนักวิทยาศาสตร์ปรมาณูรัสเซียทำให้สามารถสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์แบบอัตโนมัติขนาดกะทัดรัดที่มีกำลังไฟฟ้า 1-6 เมกะวัตต์ โดยมีอายุการใช้งานสูงสุด 10 ปี (และอาจมากกว่านั้น) ระหว่างการโหลดซ้ำ ของแกนเครื่องปฏิกรณ์ หากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่มีสารหล่อเย็นโลหะเหลว ลักษณะของโรงไฟฟ้าจะน่าประทับใจยิ่งขึ้นไปอีก การวางเครื่องปฏิกรณ์ในแคปซูลที่หุ้มฉนวนจะทำให้การแยกตัวออกจากตัวเรือดำน้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุด และป้องกันเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับเรือดำน้ำ / เรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้า

เรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำหรือดีเซลไฟฟ้าพร้อมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริม?

ก่อนอื่นต้องบอกว่า "เราไม่ต้องการเรือดำน้ำนิวเคลียร์ เรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าธรรมดาก็เพียงพอแล้ว" ไม่ยืนหยัดต่อการวิพากษ์วิจารณ์และอ้างถึงความพยายามในความพึงพอใจ - "เนื่องจากเราล้มเหลว แล้วเราก็ไม่ต้องการมัน” เวลาของเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้าแบบคลาสสิกกำลังจะหมดลง ศักยภาพการส่งออกของพวกมันจะลดลงอย่างรวดเร็ว ไม่ใช่เพราะ "แฟชั่น" สำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่เรือดำน้ำ แต่เนื่องจากความจำเป็นในการเติมแบตเตอรีบ่อยครั้งเพื่อชาร์จแบตเตอรี่นั้นเป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับเรือดำน้ำโดยคำนึงถึงการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของจำนวนอากาศยานไร้คนขับ (UAV) ซึ่งกำลังได้รับการพัฒนาเพื่อผลประโยชน์ของกองทัพเรือด้วย ซึ่งโผล่ขึ้นมาถึงความลึกของกล้องปริทรรศน์และชาร์จแบตเตอรี่สำหรับเรือดำน้ำดีเซล-ไฟฟ้า ซึ่งมีความเป็นไปได้สูงที่จะถูกตรวจพบ โดยเรดาร์หรือเครื่องถ่ายภาพความร้อนของ UAV และถูกทำลาย

กองทัพเรือรัสเซียต้องการเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมหรือไม่ หรือควรเน้นที่การพัฒนา VNEU และแบตเตอรี่ที่ทันสมัยสำหรับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ การตอบคำถามนี้ต้องได้รับคำตอบสำหรับคำถามอื่นๆ อีกหลายข้อ:

1. เรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่ประสบความสำเร็จและมีราคาแพง (ราคาไม่แพง) ของโครงการ "ฮัสกี้" จะเป็นอย่างไรและเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าพร้อมโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมจะราคาเท่าไหร่?

2. อุตสาหกรรมของสหพันธรัฐรัสเซียสามารถสร้าง VNEU ได้ภายในเวลาที่เหมาะสมและในราคาที่ยอมรับได้หรือผลิตแบตเตอรี่ที่ทันสมัยซึ่งการใช้งานกับเรือดำน้ำที่ไม่ใช่นิวเคลียร์ในประเทศจะช่วยให้พวกเขาสามารถแข่งขันกับแอนะล็อกที่ดีที่สุดในโลกได้หรือไม่?

ตามวรรค 1 หากด้วยเหตุผลใดก็ตามโครงการเรือดำน้ำนิวเคลียร์ของ Husky กลายเป็นถนนและการก่อสร้างจะใช้เวลานานและเรือดำน้ำดีเซล - ไฟฟ้าที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมจะถูกกว่าอย่างมีนัยสำคัญแม้ว่าจะมีมากกว่า ลักษณะที่เจียมเนื้อเจียมตัวและง่ายต่อการสร้างดังนั้นโครงการดังกล่าวอาจได้รับการพิจารณาและดำเนินการเพื่อให้กองทัพเรือมีเรือดำน้ำจำนวนเพียงพอ

ค่าใช้จ่ายของโครงการ 885 / 885M MCSAP อยู่ที่ 30 ถึง 47 พันล้านรูเบิล (จาก 1 ถึง 1.5 พันล้านดอลลาร์) ค่าใช้จ่ายของโครงการ SSBN 955 / 955A อยู่ที่ประมาณ 23 พันล้านรูเบิล (0.7 พันล้านดอลลาร์) มูลค่าการส่งออกเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าของโครงการ 636 อยู่ที่ 300 ล้านดอลลาร์ตามลำดับ ค่าใช้จ่ายสำหรับกองทัพเรือรัสเซียควรอยู่ที่ประมาณ 150-200 ล้านดอลลาร์ แม้ว่าค่าใช้จ่ายของพวกเขาหากติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมจะเพิ่มเป็นสองเท่า ในกรณีนี้ค่าใช้จ่ายของเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์จะน้อยกว่าต้นทุน SSN ของโครงการ 885 / 885M สามถึงสี่เท่า นี่ไม่ได้หมายความว่าจำเป็นต้องละทิ้งเรือที่ใช้พลังงานนิวเคลียร์ "ของจริง" เพื่อสนับสนุนเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ แต่ความจริงที่ว่าการมีอยู่ของเรือเหล่านี้ในกองทัพเรือสามารถยืนยันได้อย่างคุ้มค่า

ในจุดที่ 2 ปัญหาของ VNEU และแบตเตอรี่ที่มีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นจะต้องได้รับการแก้ไขไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง อย่างน้อยก็เพื่อจัดหาคำสั่งส่งออกให้กับอุตสาหกรรมการต่อเรือ หากระยะเวลาของการสร้าง VNEU และแบตเตอรี่ที่มีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้นจะล่าช้าและลักษณะที่ได้รับและค่าใช้จ่ายจะไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของกองทัพเรือรัสเซียโครงการเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมอาจเป็นที่ต้องการ มิฉะนั้นอาจถูกตั้งคำถามถึงความเป็นไปได้

เป็นไปได้ไหมที่จะใส่ห้องที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ลงในโครงการ 636 หรือ 677 ที่มีอยู่? โครงการ 636 นั้นเก่าเกินไปที่จะใช้นวัตกรรมที่รุนแรงเช่นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริม ความเป็นไปได้ในการใส่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมลงในเรือดำน้ำของโครงการ 677 สามารถประเมินได้โดยผู้พัฒนาเรือดำน้ำนี้เท่านั้น ร่วมกับผู้พัฒนาโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ชะตากรรมของโครงการ 677 อยู่ในบริเวณขอบรกแล้ว ตามรายงานบางฉบับ เนื่องจากปัญหาของโรงไฟฟ้าอย่างแม่นยำ ในกรณีนี้ การศึกษาการติดตั้งโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมสามารถรื้อฟื้นและฝังโครงการ 677 ได้ในที่สุด

มีข้อมูลน้อยกว่าเกี่ยวกับโครงการเรือดำน้ำนิวเคลียร์รัสเซียของ Kalina รุ่นที่ห้า ข้อมูลที่ไม่เป็นชิ้นเป็นอันประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาหลายเวอร์ชัน ทั้งกับ VNEU และแบตเตอรี่ความจุที่เพิ่มขึ้น ไม่ว่าข้อมูลนี้จะเชื่อถือได้หรือเป็นความปรารถนาดีก็ตาม ใครๆ ก็เดาได้ ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์ที่จะคาดเดาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการใช้โรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมบนเรือดำน้ำของโครงการ Kalina

ดังนั้น, ความจำเป็นในการพัฒนาเรือดำน้ำดีเซลไฟฟ้าที่มีโรงไฟฟ้านิวเคลียร์เสริมสำหรับกองทัพเรือรัสเซียสามารถเชื่อมโยงกับอัตราส่วนของปัจจัยหลักดังต่อไปนี้: ต้นทุนและเวลาในการก่อสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มีแนวโน้มของโครงการ Husky และต้นทุนและเวลา ของการสร้างเรือดำน้ำนิวเคลียร์ที่มี NPP กำลังสูงหรือแบตเตอรี่ความจุเพิ่มขึ้น

ในทางกลับกัน ความคืบหน้าในการสร้างโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ขนาดเล็กอาจนำไปสู่ความจริงที่ว่าพวกเขาจะพัฒนาโดยไม่คำนึงถึงความสำเร็จในการสร้าง VNEU หรือแบตเตอรี่ความจุที่เพิ่มขึ้น และจะดำเนินการและเป็นที่ต้องการภายในกรอบของ โครงการเดียวของเรือดำน้ำที่มีแนวโน้ม

แนะนำ: