Петр Хохлов - Атомная энергия и флот

Однако жидкометаллический натрий активно взаимодействует с водой и вызывает сильную коррозию металлических поверхностей трубопроводов. Поэтому использование прямого теплообмена между радиоактивным натрием первичного контура и водой вторичного контура является нежелательным. Все это создало дополнительные трудности при испытании этого реактора. Обнаружились утечки натрия из пароперегревателя во вторичный контур и заражение воды радиоактивными продуктами. В результате пароперегреватель пришлось отключить, и все испытания проводились при 40 процентах мощности установки.

До июля 1955 года установка проработала с нагрузкой, соответствующей плаванию лодки в подводном положении на расстояние 2250 миль.

Подводная лодка «Си вулф» была заложена 15 сентября 1953 года на верфи «Электрик Боут» фирмы «Дженерал динамикс», а спущена на воду 21 июля 1955 года. Установка реактора и монтаж ряда систем первичного и вторичного контуров производились уже после спуска.

На лодке был установлен реактор на промежуточных нейтронах «S2G» фирмы «Дженерал электрик», охлаждаемый жидкометаллическим натрием. Испытания «Си вулф» затянулись до конца марта 1957 года, после чего она была введена в состав Атлантического флота США. Задержка с испытанием энергетической установки лодки произошла из-за того, что в пароперегревателях, так же как и на прототипе, образовалась течь. Для ликвидации течи система пароперегрева была удалена, в результате чего мощность установки была снижена на 20 процентов. Пришлось проделать большую работу и по усовершенствованию конструкции теплообменника, в котором были установлены двойные соосные трубы. В новом теплообменнике радиоактивный натрий первичного контура циркулирует по внутренней трубе. В промежутке между стенками наружной и внутренней труб залит нерадиоактивный натриевокалиевый сплав. Вода омывает стенки наружной трубы и от соприкосновения с ней закипает. Трубы теплообменника имеют U-образную форму, завальцованы в трубные плиты и обварены. Давление в первичном контуре регулируется таким образом, чтобы возможная утечка вследствие коррозии труб всегда происходила в направлении от нерадиоактивного натриево-калиевого сплава к радиоактивному натрию или к воде.

Однако подобные теплообменники подвержены воздействию больших механических и тепловых напряжений. В первичном контуре могут происходить коррозийные явления, особенно если в систему проникнет воздух. Во вторичном контуре такие же явления наблюдаются в результате воздействия воды, содержащей ряд примесей (например, ионов хлоридов), избежать присутствия которых в корабельных условиях чрезвычайно трудно. Наконец, при наличии утечки натрия или натриевокалиевого сплава происходит активное взаимодействие этих металлов с водой, вызывающее коррозию труб теплообменника. Все это крайне затруднило подбор соответствующих материалов и разработку конструкции теплообменника, вынудив военно-морское министерство США отказаться от дальнейшего проектирования и использования реакторов, охлаждаемых жидким натрием, на кораблях. В ноябре 1956 года было официально объявлено, что впредь на всех подводных лодках и надводных кораблях будут устанавливаться только реакторы на медленных нейтронах, охлаждаемые водой под давлением.

В настоящее время «Си вулф» со снятым парогенератором находится в строю в составе подводных сил Атлантического флота США. За период с декабря 1956 по июнь 1957 года она прошла около 12 000 миль. По мнению главного управляющего Нолльской лабораторией, силовая установка лодки может обеспечить дальность плавания более 80 000 миль без смены ядерного горючего.

Подводная лодка «Скейт» была заложена в г. Гротоне на судостроительной верфи «Электрик Боут» 21 июля 1955 года и спущена на воду 16 мая 1957 года. Установка реактора и монтаж многих систем и оборудования происходил на плаву.

«Скейт» является головной из серии четырех лодок («Скейт», «Суордфиш», «Сарго», «Си дрэгон»). По своим размерениям «Скейт» меньше, чем «Си вулф» и «Наутилус». Энергетическая установка на ней двухвальная, паротурбинная, гребные винты четырехлопастные. Общая мощность турбин около 10 000 лошадиных сил. Максимальная скорость подводного хода около 18–20 узлов. Лодка имеет хорошо оправдавший себя в эксплуатации гетерогенный ядерный реактор на медленных нейтронах типа «S3W», конструкция которого незначительно отличается от реактора «S2W», установленного на «Наутилусе».

После завершения монтажа оборудования и проведения ходовых испытаний подводная лодка «Скейт» весной 1958 года вступила в состав Атлантического флота США. На ней отрабатываются задачи длительного автономного плавания в подводном положении и плавания в арктических районах. Так, в марте 1958 года она совершила за восемь с половиной суток переход через Атлантический океан в подводном положении со средней скоростью хода в 19 узлов. В середине августа этого же года лодка совершила плавание в Арктике подо льдом с проходом через район Северного полюса.

На всех строящихся в настоящее время атомных подводных лодках (основные данные о них см. в табл. 1 и 2) будут установлены реакторы, охлаждаемые водой под давлением, ввиду сравнительной простоты их конструкции и большого опыта эксплуатации, накопленного за период плавания «Наутилуса». Для обеспечения хороших мореходных качеств строящихся и проектируемых лодок проводится большая научно-исследовательская работа. Эта работа началась в 1949 году с многочисленных модельных испытаний в технологическом институте в Хобокене (штат Нью-Йорк) и была завершена в 1953 году созданием экспериментальной подводной лодки «Альбакор», имеющей одновальную дизельэлектрическую установку. После вступления этой лодки в строй в декабре 1953 года она в течение двух лет подвергалась всесторонним испытаниям. Отличительной особенностью лодки является малое отношение длины корпуса к ширине (относительное удлинение), равное приблизительно 6 и близкое к зоне оптимальных удлинений тел вращения; узкое обтекаемое ограждение рубки с закрытой крышей; полное отсутствие выступающих частей на палубе; уменьшенные число и площадь вырезов в легком корпусе; заостренная кормовая оконечность и наличие одного пятилопастного винта большого диаметра, что дало возможность значительно повысить коэффициент его полезного действия; конструкция кормовой рулевой группы аналогична оперению дирижабля. Указанные особенности конструкции и обводов корпуса позволили резко уменьшить сопротивление движению лодки в воде и улучшить ее управляемость в подводном положении.