Уроки эксплуатации реакторных установок АПЛ пр.705, 705К

контр-адмирал Л.Б.Никитин

Никитин Леонард Борисович, контр-адмирал, родился 13 октября 1932 г., в г.Ленинграде. В 1956 г. окончил ВВМИОЛУ им.Ф.Э.Дзержинского (паросиловой факультет)

Воинские звания (даты приказов о присвоении): 07.05.1956 г. – лейтенант; 26.05.1957 г. – старший лейтенант; 30.05.1959 г. – капитан-лейтенант; 27.01.1962 г. – капитан 3 ранга; 09.03.1965 г. – капитан 2 ранга; 14.08.1970 г. – капитан 1 ранга; 16.02.1979 г. – контр-адмирал.

Прохождение службы: курсант ВВМИОЛУ им.Ф.Э.Дзержинского (08.1952-05.1956); командир группы дистанционного управления ПЛ К-8 3-й дивизии 1-й флотилии СФ (05.1956-05.1960); командир дивизиона движения ПЛ К-8 (05.1960-04.1961); командир БЧ-5 экипажа крейсерской ПЛ (04.1961-09.1962); командир БЧ-5 головной АПЛ К-43 пр.670 11-й дивизии ПЛ СФ (04.1962-07.1969); зам. начальника ЭМС 1-й флотилии ПЛ по спецэнергоустановкам (07.1969-04.1975); заместитель командира – начальник ЭМС 11-й дивизии ПЛ СФ (04.1975-01.1976); зам. командующего – начальник ЭМС 1 -й флотилии ПЛ СФ (01.1976-11.1988); преподаватель в УЦ им. Осипенко, г.Обнинск (04.1993 г. по настоящее время).

Награды: ордена Боевого (04.1970), Трудового Красного Знамени (08.1985), "За службу Родине в ВС СССР" (02.1982) и 11 медалей.

13 октября 1960 г. принимал участие в ликвидации аварии ППУ (течь парогенераторов) К-8. Получил большую, дозу облучения и после аварии освобожден на 3 года от работы с радиоактивными веществами. Совершил 3 боевых службы самостоятельно (командиром БЧ-5) и 2 – обеспечивающим (с командирами БЧ-5, не выполнявшими ранее боевые службы).

В появившихся за последнее время в открытой печати публикациях достаточно часто освещаются вопросы истории создания и эксплуатации советских ПЛ различных проектов. В некоторых из этих публикаций с негативной тенденциозностью рассматривается факт выбора для ГЭУ АПЛ пр.705 и 705К реакторной установки с жидкометаллическим теплоносителем (ЖМТ). В некоторых статьях этот выбор называется даже "трагедией" (см. "Тайфун" №4/1997 г., Л.А.Самаркина "Семьдесят первый", с.10). Так ли это на самом деле?

История эксплуатации на СФ АПЛ, имеющих реакторную установку с ЖМТ (пр.645, 705, 705К) имела немало драматических страниц. Здесь можно вспомнить об авариях реакторных установок на К-27 (пр.645) и К-123 (пр.705К), о ряде поломок на головной К-64 (пр.705), приведшим к выводу корабля из эксплуатации вскоре после приема ее в состав ВМФ. Можно также упомянуть о преодолении ряда проблем, возникших в процессе освоения эксплуатации ПЛ этих проектов, а также при строительстве, испытаниях и вводе в эксплуатацию комплекса базового обеспечения. Нельзя оставить без внимания и большую, чем на АПЛ с водо-водяным реакторными установками, напряженность личного состава, обслуживающего ГЭУ.

Вышеперечисленные, и другие, более мелкие трудности и проблемы, безусловно, внесли свою лепту в "репутацию" АПЛ rip.705, 705К, но их набор в целом гораздо меньше, или, во всяком случае, вполне сопоставим с тем "компроматом", который к концу 1970-х- началу 1980-х гг. накопился по двум поколениям (с модификациями) ППУ с водо-водяным реакторами (ВВР).

Чем же объяснить формирование негативного отношения к АПЛ с ЖМТ? Я бы объяснил это одним словом – разочарование. От чего оно возникло?

АПЛ пр.705 и 705К проектировались почти одновременно, параллельно с проектированием АПЛ 2-го поколения. В идеологию их проектирования было заложено опережение по всем показателям на 10-20 лет строящихся и проектирующихся ПЛ:

– сверхвысокие скоростные и маневренные качества;

– высокая степень автоматизации (тогда бытовало такое определение: "автомат" – ПЛА пр.705, 705К, "полуавтомат"- ПЛА пр.670, 671, 667);

– минимальное количество личного состава;

– малошумность, высокая скрытность действий.

Для достижения этих целей на корабле применялось большое количество новых (по тому времени) технологий, технических решений, конструкторских проработок и т.д., что в конечном счете должно было привести и привело к затягиванию строительства корабля, т.к. ряд проблем, выявляемых в процессе стендовых испытаний оборудования, пришлось решать уже в период постройки корабля, что в условиях сильной затесненности отсеков удавалось с большим трудом.

В результате неудовлетворительного решения ряда проблем головной корабль пр.705 (К-64, зав. №900) в 1972 г. прекратил свое существование, вскоре после государственных испытаний, так и не начав боевой деятельности, а постройка остальных была задержана на длительные сроки. К тому же, по результатам Государственных испытаний стало ясно, что важнейшее качество – малошумность – проблематично "загнать" в установленные, и без того не отвечающие требованиям нормы, а предусмотренным техническим проектом количеством экипажа обеспечить плавание невозможно.

Продолжительное пребывание на стапелях судостроительных заводов предопределило "устаревание" тех ТТЭ, по которым эти ПЛ должны были стать мировыми лидерами в своем классе, и которые еще совсем недавно всех восхищали.

Действительно, в период цикла их проектирования, строительства и сдачи ВМФ (1960-е – 1970-е гг.), происходило бурное развитие науки и техники судостроения, широко развернулись работы по обслуживанию действующих кораблей, внедрению мероприятий по снижению шумности на строящихся и проектируемых кораблях, разрабатывались новые системы оружия и вооружения, активно внедрялись мероприятия по устранению недостатков, выявленных в процессе эксплуатации АПЛ 2-го поколения. Уже в середине 1970-х гг. ВМФ пополнился модернизированными АПЛ пр.670М, 671РТ, 667Б, которые по своим ТТЭ, особенно по уровням шумности, дальности обнаружения "противника", количеству и качеству вооружения превосходили АПЛ пр.705, 705К, скоростные и маневренные качества которых в сложившихся новых условиях ведения "подводной войны" не стали определяющими.

Таким образом, к концу 1970-х гг. вместо "самого-самого" ВМФ получил "подводный истребитель" с весьма посредственными для своего времени ТТЭ.

Цена материальных, моральных и других видов затрат, связанных с созданием действительно уникального корабля, НЕ ОКУПИЛАСЬ, НАДЕЖДЫ НЕ ОПРАВДАЛИСЬ. Что в мире горше? И как мы видим, связано это отнюдь не с выбором типа реакторной установки, как это пытаются представить некоторые авторы, не имевшие, кстати, прямого отношения к эксплуатации АПЛ пр.705 и 705К на флоте.

Позиция этих авторов не случайна и понятна. Дело в том, что на этапе разработки ТТЗ и проектирования этих кораблей авторы проекта, Минсудпром и ВМФ не разглядели, не угадали тенденции и перспективы развития подводного судостроения на ближайшие 10-15 лет, вследствие чего не удалось создать ПЛ с оптимальными ТТЭ по всем показателям и с уровнем шумности, отвечающим требованиям борьбы с ПЛ вероятного "противника", уровни шумности которых были к тому времени известны, хоть и приблизительно.

Справедливости ради следует признать, что "оболочка" идеи реакторной установки с ЖМТ, т.е. конструктивное исполнение отдельных ее систем и механизмов, имела ряд откровенно слабых мест, что явилось, на мой взгляд, следствием неполного соблюдения в процессе проектирования главных принципов: максимально использовать потенциальные достоинства идеи и по возможности свести к минимуму объективные недостатки.

Это привело к тому, что такая, в общем-то не очень"приятная" особенность установок с ЖМТ как необходимость поддержания сплава в горячем состоянии, из- за низкой надежности систем корабля, участвующих в этом процессе, из-за низкой надежности базовых средств обогрева и приема пароводяной смеси, а также необходимости бесперебойного снабжения с берега электроэнергией не только корабля, но и базового комплекса (и это в условиях Заполярья), стала доминирующей при формировании оценки корабля в целом в устах авторов, которые по своему должностному положению не хотят признать действительных причин не очень "восторженного" отношения к АПЛ пр.705 и 705К на флоте (и именно к кораблям, а не к реакторным установкам с ЖМТ). Т.е. достаточно просто решаемая, но не решенная на этапе проектирования проблема давала возможность манипулировать общественным мнением.

Конструктивные особенности АПЛ пр.705 и 705К потребовали решения ВМФ ряда проблем, совокупность которых создала серьезные трудности как вследствие их новизны, так и по причине серьезных материальных затрат на капитальное строительство. Главной из этих проблем стала система базового обеспечения. В уже обустроенной базе необходимо было сделать следующее.

На ПЛ пр.705 установлена атомная однореакторная паропроизводящая установка ОК-550. Вид на IV (реакторный) отсек К-64 во время постройки.

Загрузка первого контура теплоносителем на ПJI К-64

Создать вновь:

– базу перегрузки активных зон реакторов;

– систему поддержания сплава в горячем состоянии в пункте основного базирования, на базе перегрузки активных зон, на одном из доков СФ;

– силовую сеть трехфазного переменного тока (380 В, 400 Гц) в пункте основного базирования, на базе перегрузки, на одном из доков СФ;

– продовольственный склад для хранения сублимированной пищевой продукции при температуре -18 С;

– хранилище ЗИП (отапливаемое).

Дооборудовать:

– плавучие причалы (2 ед.) – колонками и кабельными трассами для обеспечения электропитания; протекторной защитой (дополнительной – в связи с материалом прочных корпусов АПЛ);

– станцию воды высокой чистоты (ВВЧ) с целью увеличения производительности (обеспечение системы обогрева сплава);

– радиационно-химическую лабораторию-дополнительным оборудованием для производства анализов сплава.

Кроме того, требовалось увеличение мощностей уже имевшихся видов обеспечения, т.к. первоначальный проект базового обеспечения не предусматривал размещения данного типа кораблей.

Уже из одного этого перечня видно, что принять и обеспечить эти корабли было непросто и недешево, отчего путь для развития негативных высказываний и мнений был открыт.

Выполнение всего этого объема мероприятий затягивалось, и даже к приходу заказов 105, 905 (К-123, К-316) в 1978 г. так и не было до конца осуществлено.

Уже'тогда, в 1970-е гг., при оценке эксплуатационных качеств АПЛ пр.705 и 705К многие конструкторские решения, приведшие к непомерному и сложному объему базового обеспечения, подверглись серьезной критике со стороны эксплуатационников. Сегодня уже с уверенностью можно сказать, что большинство проблем, ставших "камнем преткновения" на пути развития этого важного направления (ЖМТ), может быть преодолено конструкторским путем, важно только эти проблемы видеть.

Каковы же результаты выполнения мероприятий по подготовке базирования к приему АПЛ пр.705, 705К?

Надо сказать, что в пункте основного базирования все вышеуказанные обеспечения были выполнены, однако оторванность от "большой земли" и недостаток средств в отдельные периоды сильно сказались на качестве исполнения. Остановлюсь на главной системе – обеспечения поддержания сплава в горячем состоянии.

Система базировалась на двух котлах ДКВР 10/16 и состояла из двух частей: подача пара высокой чистоты (ПВЧ) на АПЛ и прием пароводяной смеси (ПВС) от АПЛ. Из двух запланированных к установке котлов установили и эксплуатировали только один (второй демонтировали и передали для установки на строившейся перегрузочной базе). Не говоря уж об отсутствии резерва, это обстоятельство сильно затрудняло обеспечение 3-5 кораблей, постоянно находившихся в базе, особенно в зимнее время, при расходе пара на один корабль около 2 т/ч. При этом следует учесть большие теплопотери на трассе длиной около 1,5 км, а также утечки в переходных устройствах с берега на плав- причал и с плавпричала на корабли.

Качество монтажа оборудования котельной и самого оборудования было невысоким, что приводило к необходимости частых остановов котельной для производства чисток, ремонта и т.д. Переходные устройства, паровые шланги также не отличались надежностью, допускали даже в исправном состоянии большие утечки пара.

Возврат ПВС от кораблей в котельную в полном объеме не обеспечивался как по вышеуказанным причинам, так и из-за конструктивных недостатков системы обогрева сплава на установке. Часть ПВС уходила в главные конденсаторы ПТУ, что, в свою очередь, вызывало необходимость для избежания запаривания отсеков использовать корабельное оборудование и системы автоматики и теплоконтроля.

В свою очередь, невозврат ПВС вынуждал осуществлять постоянную подпитку береговой котельной от станции ВВЧ, что значительно осложняло обеспечение ВВЧ других объектов, т.к. выполненное расширение станции ВВЧ не было рассчитано на такой объем протечек системы ПВЧ-ПВС.

К этому следует добавить, что корабельные электрокотлы, призванные в случае необходимости (отсутствия пара с берега) обеспечивать систему поддержания сплава в горячем состоянии, показали низкую эксплуатационную надежность.

Из сказанного ясно, что постепенно со старением котельной, его оборудования, паровых и пароводяных трубопроводов, режим поддержания сплава в горячем состоянии теплом реакции деления (режим РД) стал основным и самым надежным.

К чему это привело?

Такое состояние системы обеспечения ПВЧ предопределило:

– постоянную повышенную служебную напряженность личного состава, обслуживающего ГЭУ корабля;

– достаточно ощутимую выработку энергозапаса на обеспечение стоянки в базе;

– выработку ресурса систем автоматики и теплоконтроля (за 5 лет эксплуатации эти системы выработали ресурс в 4-5 раз выше установленного);

– существенный расход базового ЗИП систем автоматики и ТТК, а также ряда механизмов ГЭУ;

– значительное увеличение ежесуточного расхода котельного топлива, наполнителей ионообменных фильтров, что очень существенно в условиях Заполярья, принимая во внимание объем этих увеличений и трудности доставки в зимнее время.

Если бы на этапе проектирования весь этот набор проблем был высвечен, замечен, вычислен, то, как это ясно сейчас, мог быть легко преодолен. А выявлен он мог быть, если бы при проектировании выслушали мнение тех, кто эксплуатирует ПЛ – представителей флота. Разрыв между ГУК ВМФ и собственно флотом существует, к сожалению, и очень большой.

Обеспечение силовым питанием трехфазного переменного тока осуществлялось от одного специального преобразователя с необходимой коммутационной аппаратурой, с переходом от асинхронного электродвигателя, получающего питание 6 кВ, 50 Гц. Управление осуществлялось со специального круглосуточного поста обслуживания. Наличие только одного источника вносило также определенные неудобства, т.к. профилактика машины, коммутирующих устройств, специальной трансформаторной подстанции (30 кВ/6 кВ) требовала перерыва питания.

Кроме того, сама база, будучи базой 1 -й категории, т.е. требовавшая в связи с этим получать питание по двум веткам от разных подстанций "Колэнегро", получала питание только по одной – таким образом, обеспечить бесперебойность питания АПЛ пр.705 и 705К было невозможно. Во всех случаях перерыва силового питания с берега АПЛ пр.705 и 705К вынуждены были переходить в ТГ-режим. Для сравнения: АПЛ 1-го и 2-го поколений достаточно долго могли обходиться питанием от АБ, т.к. расход электроэнергии в базе небольшой.

Каковы же положительные и отрицательные качества установок ЖМТ с точки зрения эксплуатационника?

Участие в 1960-х – 1970-х гг. в подготовке к приему в состав флота АПЛ пр.705 и 705К, руководство эксплуатацией их ГЭУ в период 1978-1988 гг., контроль за их базовым обеспечением в тот же период дают мне основание, отбросив предвзятость, изложить собственное и, как мне кажется, вполне объективное мнение о жизненности самой идеи реакторной установки с ЖМТ как составной части ГЭУ, причем с учетом развития технических решений на основе опыта эксплуатации АПЛ пр.705 и 705К.

Обладая всеми достоинствами и недостатками (в той или иной степени) атомных реакторных установок вообще, установки с ЖМТ имеют в то же время ряд существенных отличий, в большей степени положительных.

Из ранее изложенного можно сделать вывод, что практически все недостатки, выявленные или проявившиеся в процессе эксплуатации реакторных установок АПЛ пр.705, 705К, являются следствием того, что конструктивное исполнение реакторной установки предусматривало только один вид агрегатного состояния ЖМТ – расплав. Это требование, неукоснительное соблюдение которого было обязательным на всех этапах эксплуатации АПЛ, не связанных с их боевым использованием, было тем "раздражителем", который в качестве аргумента в спорах о достоинствах и недостатках пр.705 и 705К использовали противники применения ЖМТ в корабельных реакторных установках.

Проведенные в последнее время ОКР показали возможность безболезненного использования в штатном варианте замороженного состояния теплоносителя, что при правильном подходе открывает широкие возможности использования корабельных реакторных установок с ЖМТ, практически сведя на нет недостаток, доставивший столько хлопот ВМФ при эксплуатации АПЛ пр.705 и 705К.

Это обстоятельство, а также применение МГД-насосов для прокачки теплоносителя, блочная схема системы "1-й контур- реактор", использование унифицированных технологических каналов, отказ от парового обогрева и другие технические усовершенствования позволяют сделать реакторные установки с ЖМТ вполне конкурентоспособными с ВВР-установками.

Реакторные установки с ЖМТ имеют перед корабельными реакторными установками с ВВР и ряд существенных преимуществ, которые обуславливаются как физическими свойствами теплоносителя, так и возможностями конструктивного исполнения.

К числу таких преимуществ следует отнести:

– высокую физическую (ядерную) безопасность, обеспечиваемую как физическими свойствами активной зоны, так и теплотехническим качеством теплоносителя;1

– теплотехническая (термодинамическая) надежность реакторной установки, невозможность воспроизведения"теплового" взрыва реактора при различных аварийных ситуациях, в том числе при обесточении установки;

– маневренные характеристики реакторной установки с ЖМТ (время ввода ГЭУ из горячего состояния, скорость изменения мощности) значительно превосходят таковые РУ с ВВР (кроме того, время разогрева РУ при замороженном сплаве – ок. 2 суток – позволит содержать в таком состоянии АПЛ постоянной готовности);

– возможность создания реакторной установки с высокой теплонапряженностью, что означает, по сравнению с ВВР, сокращение в 1,5-2 раза веса одинаковой по тепловой мощности установки или, при одинаковом весе и объеме реакторной установки, в 1,5-2 раза большей мощности;

– реактор надежно контролируется даже в подкритическом состоянии, что облегчает, делает безопасным пуск РУ, в том числе в автоматическом режиме (небольшая величина нестационарного отравления ксеноном также способствует безопасному управлению реактором);

– возможность практически полного отказа от арматуры в системе "реактор – 1-й контур", в связи с отсутствием ряда систем, характерных для ВВР (систем подпитки, расхолаживания, осушения и дренажа, проботбора);

– низкое давление среды в 1 -м контуре, что потенциально обеспечивает его конструктивную надежность, прочностные характеристики, простоту и надежность соединений;

– возможность установки в качестве насосов 1-го контура МГД-насосов, обладающих повышенной надежностью в связи с отсутствием вращающихся масс и низкими вибрационными характеристиками;

– возможность достаточно длительной работы ППУ при малых и средних течах в ПГ (наиболее вероятной для ППУ неисправности);

– при затоплении АПЛА (боевые повреждения, катастрофа) реакторная установка с ЖМТ экологически безопасна неограниченное время.

Наличие таких потенциальных преимуществ дает возможность создать компактную, с хорошими техническими характеристиками реакторную установку для АПЛ, не требующую для своего базового обеспечения "экзотических" базовых средств, удобную в эксплуатации и в ремонте.

Желательно при проектировании такой установки в полном объеме использовать опыт эксплуатации АПЛ пр.705 и 705К, для чего в целях экспертизы тех или иных систем привлекать специалистов, ранее обслуживавших эти АПЛ.

Не соглашусь с доведенным до меня выводами некоторых специалистов ВМФ о том, что реакторные установки с ЖМТ целесообразно размещать на ПЛ малого и среднего (менее 5000 т) водоизмещения. Считаю, что для такого вывода нет никаких оснований.

Целесообразно привести экспертную оценку таких установок для различного класса ПЛ и НК на конкурсной основе, в т.ч. как для РПК СН, так и для дизельных ПЛ в качестве ТГ-установки подводного хода.