"Лидеры" сделают Северный морской путь круглогодичным
как это делается / электротехника
Три новых атомных ледокола проекта 10510 "Лидер", самые мощные в мире, будут построены в России, вопрос с финансовым обеспечением строительства решен, заявил вице-премьер Юрий Борисов. Строить их будет приморский судостроительный комплекс "Звезда" в кооперации, в том числе, с петербургским "Балтийским заводом". Суда с мощность на винтах 130 МВт должны обеспечить круглогодичную навигацию по Северному морскому пути. Проектирует "Лидеры" Центральное конструкторское бюро "Айсберг" (Санкт-Петербург).
Фото: Предоставлено ПАО «ЦКБ «Айсберг»
Стоимость ледокола "Лидер" оценивается в 98, 6 млрд руб.
Льда такой толщины не бывает
Главный конструктор проектов атомных ледоколов "Айсберга" Владимир Воробьев
Появление "Лидеров" было изначально связано с желанием разгрузить БАМ и обеспечить контейнерные перевозки по Северному морскому пути. Перевозка грузов из Европы в Азию от Лондона до Йокогамы по Севморпути займет почти в два раза меньше времени, чем традиционная, через Суэцкий канал. Основная сложность - тяжелые ледовые условия, они не позволяют гарантировать доставку груза точно по расписанию, а за задержку предусмотрены огромные штрафы. "Лидеры" эту сложность устранят: в бассейне на испытаниях они показали максимальную ледопроходимость 4,3 метра (при скорости 2-3 узла), но льда такой толщины на трассах Севморпути просто не бывает. А в обычных для Севморпути двухметровых льдах "Лидер" сможет прокладывать канал для транспортных судов со скоростью 13 узлов, это коммерческая скорость для транспортировки углеводородов.
Ледокол для Востока построят на Дальнем Востоке
Технический проект ледокола выпущен в 2017 году по Федеральной целевой программе «Развитие гражданской морской техники». Финансирование осуществил Минпромторг, тогда же разработаны технические проекты основного оборудования ледокола.
В IV квартале 2018 года начато создание рабочей документации.
Полезные ископаемые из портов Северного ледовитого океана могут обеспечить Севморпути грузооборот в 50-70 млн т в год. Сейчас основной поток грузов идет в Европу, но "Лидеры" дадут возможность транспортировать сырье на быстро растущие и не такие щепетильные к международным запретам рынки Азиатско-Тихоокеанского региона. Сейчас проводка в восточном направлении по Севморпути 6-7 месяцев в году невозможна.
"Лидеры" будут востребованы и для проводки судов для нужд Министерства обороны, а также научно-исследовательских экспедиций, в том числе для подтверждение внешних границ континентального шельфа России и исследования лицензионных участков "Роснефт", наконец, для более ритмичных поставок по программе Северного завоза.
Для строительства "Лидера" необходим док выдающихся параметров: длина ледокола - 209 м, ширина - 47,5 м, удельная нагрузка - свыше 400 тонн/м2. Рассматривалось четыре верфи: "Северная верфь", "Залив" (Керчь), "Балтийский завод" и "Звезда". Но "Северная верфь" занята заказами. Ледокол, построенный на "Заливе" в Керчи, может столкнуться с санкциями западных стран. Стапельное место "Балтийского завода" ни по весу, ни по ширине не подходит для строительства "Лидера". Осталась "Звезда", которая еще строится - это суперверфь, ею владеют "Роснефть", "Роснефтегаз" и Газпромбанк.
Большая часть полярных областей принадлежит России. Такой протяженности арктического побережья нет больше ни у одного государства. Именно поэтому строительство атомных ледоколов, судов с выдающейся автономностью, необходимо в первую очередь России. Атомная силовая установка на судне становится эффективной, если необходимы мощности свыше 40 МВт. Атомный ледокол не нуждается в перегрузке ядерного топлива 4-5 лет, а дизельный в тяжелых ледовых условиях вряд ли сможет пройти с караваном судов от Мурманска до Берингова пролива без бункеровки (заправки), а бункероваться по дороге не так просто технически и очень дорого.
Сейчас в России популярна точка зрения Арктического и Антарктического научно-исследовательского института о циклическом характере потеплений и похолоданий. Но руководство России, очевидно, полагает, что в ближайшие 50 лет резкое повышение температур трассе Северного морского пути не грозит, а срок службы ледокола - 50 лет. В Арктике еще долго придется плавать, преодолевая льды. Возможно, из-за небольшого потепления караваны судов будут ходить на один узел быстрее.
Небывалая проходимость
Гендиректор ЦКБ "Айсберг" Александр Рыжков
Заказчик поставил задачу - ледокол "Лидер" нужен в 2027 году. Срок строительства такого судна оценивается в семь лет, значит, начать нужно в 2020 году. На первый этап рабочего проектирования - трехмерную модель, рабочую документацию основного оборудования, подбор поставщиков - требуется полтора-два года.
ЦКБ "Айсберг" будет создавать не только трехмерную модель самого судна, но и математическую модель его энергетической установки, что позволит сократить время на отладку оборудования.
В корпусе будущего судна - впервые в истории - не будет одинаковых шпангоутов (это поперечные ребра конструкции, формирующие обводы корпуса). Это обеспечит небывалую проходимость во льдах - "Лидер" будет прокладывать судоходный канал шириной 50 м со скоростью до 10 узлов (около 19 км/ч). Обычные ледоколы серии ЛК-60 двигаются не быстрее двух узлов и способны проломить канал не шире 36 м.
Чисто отечественный ледокол
Алексей Лихачев, гендиректор "Росатома"
"Росатом" станет инфраструктурным оператором Северного морского пути, и при строительстве ледокола "Лидер" нужно выйти на локализацию в 100%. Опыт атомных ледоколов свидетельствует, что доля импортного оборудования в стоимостном выражении составляет 15-20%. Основное оборудование атомной энергетической установки разрабатывалось и изготовлено отечественными предприятиями специально для этого проекта. Реакторные и турбогенераторные установки, система электродвижения и система комплексной автоматизации - уникальные разработки отечественной промышленности.
Вдвое более мощный, чем самый мощный
Первый заместитель директора филиала "ЦНИИ СЭТ" ФГУП "Крыловский государственный научный центр" Олег Савченк
На ЛК-120, "Лидере", как и на других ледоколах, работают системы электродвижения (СЭД). Уникальность СЭД "Лидера" - в ее суммарной мощности: 120 МВт на винтах. ЦНИИ СЭТ уже создал сверхмощную СЭД для другого типа суперледокола, ЛК-60 ("Арктика", "Сибирь" и "Урал"), самого большого в мире, с суммарной мощностью на винтах 60 МВт, вдвое меньшей, чем на "Лидере".
Конечно, мы планируем унификацию модулей СЭД ЛК-60 и ЛК-120, однако если линейно увеличивать мощность системы, и ее размер увеличится вдвое - а один только гребной электродвигатель ЛК-60 весит около 300 тонн! Для "Лидера" мы применим свежие технические решения, чтобы не допустить линейного увеличения веса и размеров. СЭД для ЛК-120 будет строиться вокруг гребных электродвигателей нового типа, мощностью 30 МВт каждый. Для управления ими потребуется иная преобразовательная техника и система управления.
На территории Крыловского центра вскоре будет введен в эксплуатацию уникальный испытательный стенд мощностью 40 МВт. На нем планируется провести цикл испытаний СЭД большой мощности, в том числе ледокола ЛК-120. На предыдущей версии стенда испытывалось электрооборудование ледоколов серии ЛК-60: к гребному электродвигателю совокупной мощностью 20 МВт подключили все элементы СЭД и провели отладку компьютерной программы, управляющей всей судовой электротехникой в режимах, максимально приближенных к эксплуатационным. Новый стенд позволит сократить время пусконаладочных работ на самих ледоколах и ввода их в эксплуатацию.
Слишком быстро
Для повышения ледопроходимости ледокола предусмотрено устройство пневмообмыва корпуса. Это мощный компрессор, который подает воздух под воду в районе скулы ледокола. С применением этого устройства можно дополнительно увеличить скорость во льдах. "Правда, тогда возникнет вопрос не только в ледоколе "Лидер" - говорит Александр Рыжков. - Испытания в Крыловском центре двух судов, ледокола "Лидер" совместно с газовозом типа "Кристоф де Маржери", показали, что в районе 8-10 узлов они в паре идти могут. Но если судно будет слабого ледового класса, у него будет недостаточно мощности, то сможет ли оно двигаться с такой большой скоростью во льду?".
Сердце "Лидера"
Разработка концептуального проекта реакторной установки РИТМ-400 для ледокола "Лидер" выполнялась в 2014-2015 годах по программе освоения шельфовых месторождений на 2013-2030 годы. РИТМ-400 - самая мощная судовая реакторная установка в истории, это эволюционное развитие установки РИТМ-200 с увеличением единичной мощности до 315 МВт.
РИТМ-400 будет построена по традиционной для судовых реакторных установоко двухконтурной схеме, где на турбину подается рабочая среда (пар) второго контура. В основе установки, так же как и в РИТМ 200, лежит интегрированный корпус парогенерирующего блока, что позволило добиться сокращения массо-габаритных характеристик реакторной установки и повышения ее безопасности.
Антироссийские санкции
Частично затронули строительство трех ледоколов проекта 22220 - "Арктика", "Сибирь" и "Урал" - на Балтийском заводе. Одна американская фирма, выпускающая насосы, отказалась их поставлять. Между тем, испанское и хорватское оборудование получено.
В качестве главного турбогенератора для ледокола "Лидер" выбран агрегат мощностью 36 МВт, примененный на ледоколе проекта 22220.
Технический проект ледокола выпущен в 2017 году по Федеральной целевой программе "Развитие гражданской морской техники". Финансирование осуществил Минпромторг, тогда же разработаны технические проекты основного оборудования ледокола.
В IV квартале 2018 года начато создание рабочей документации.
Мощные системы электродвижения
Разрабатывает филиал Крыловского научного центра - ЦНИИ СЭТ (Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии).
Вариантов движительно-рулевого комплекса было два:
- с трехвальной гребной установкой и тремя гребными электродвигателями;
- с четырехвальной гребной установкой и четырьмя гребными электродвигателями.
Трехвальная гребная установка - классическое решение для ледоколов, но в случае с таким гигантом, как "Лидер", требует существенного увеличения диаметра винтов - около 8 метров.
Четырехвальный вариант также вызывает вопросы: передние винты сильно влияют на задние, и может появиться явление неустойчивого обтекания кормовой оконечности судна, обусловленное изменением направления струй от винтов, из-за чего может уменьшиться тяга винтов. Зато сами винты будут иметь диаметр около 7 м, что существенно улучшит их защищенность от воздействия льда. В четырехвальном варианте, кроме того, - два руля, что улучшает управляемость.
Выбрана была схема с четырехвальной гребной установкой.
Фото: Предоставлено ПАО «ЦКБ «Айсберг»
Основные технические характеристики проектируемого ледокола по сравнению с действующим атомным ледоколом "50 лет Победы", а также проектом атомного ледокола 22220 "Арктика"
|