Единственная в мире плавучая АЭС, или История одной новогодней ели
Новогодняя елка, которая зажглась в чукотском городе Певеке в 2019 году, вошла в историю мировой энергетики. Электричество на ее гирлянды подали с борта единственной в мире плавучей атомной электростанции «Академик Ломоносов». «Энергия+» выяснила, как ее создавали, почему она дважды рекордная и какими будут ее «потомки».
Атомные подлодки и плавучие газотурбины
Идея плавучих АЭС, которые питали бы энергией отдаленные города и поселки, появилась в СССР в 1950-х. В 1990-е ученые предложили использовать для этого атомные подводные лодки, выведенные из состава Военно-морского флота.
От задумки быстро отказались: реактор атомной субмарины может эффективно охлаждаться, только когда судно находится в движении и его корпус омывается водой. Расчеты показали, что он сможет выдавать всего 10% мощности при стационарном размещении, иначе быстро перегреется и «вскипятит» море вокруг.
В 1969 году Тюменский судостроительный завод спустил на воду «Северную звезду» — газотурбинную плавучую энергостанцию. На ее борту было два генератора суммарной мощностью 20 мегаватт. Предприятие произвело серию из шести станций. Они снабжали электричеством рабочие поселки, промышленные и военные объекты Крайнего Севера вплоть до 2005 года. Однако из-за сложной и дорогой доставки топлива от использования станций решили отказаться.
Родственник «Вайгача» и «Таймыра»
Первой отечественной плавучей АЭС мог стать «Волнолом-3» — разработка Опытного конструкторского бюро машиностроения имени Африкантова, «Балтсудопроекта» и Физико-энергетического института имени Лейпунского. Как вспоминал начальник лаборатории малой атомной энергетики института Юрий Баранаев, главной особенностью «Волнолома-3» должен был стать интегральный реактор — в нем активная зона и парогенератор размещались в одном корпусе, что делало его компактным и простым в обслуживании. Проект станции был готов в 1994 году, но реализован не был.
— На первых порах при конструировании плавучих АЭС ученые и инженеры ориентировались на известные конструкции ледокольных атомных энергоустановок. Однако быстро стало понятно, что при всех плюсах для электростанции они не годятся, — отмечает Владимир Сметанников. — Тем не менее, сам опыт конструирования компактных ледокольных реакторов сыграл в дальнейшем большую роль: на его основе вели последующие разработки.
В 2007 году на заводе «Севмаш» в Северодвинске заложили станцию «Академик Ломоносов». Сегодня это единственная в мире плавучая АЭС. Ее сердце — реактор КЛТ-40С. Это улучшенная версия установки КЛТ-40, которая доказала свою эффективность на атомном баржевозе «Севморпуть». Усиленная модификация этого реактора используется на атомных ледоколах «Таймыр» и «Вайгач».
Технически первой в мире плавучей АЭС считается американская Sturgis, которая с 1968 по 1975 годы работала в Панамском канале. Однако по конструкции она была не станцией, а переоборудованной грузовой баржей, на которую установили атомный реактор MH-1A мощностью 10 мегаватт. В 1976 году расходы на ее содержание и обслуживание признали чрезмерно высокими, и работу Sturgis остановили, а в 2019-м — демонтировали.
Мощность реактора КЛТ-40С на «Академике Ломоносове» — 70 мегаватт: он способен выдавать 50 гигакалорий тепловой энергии в час. Этого хватит, чтобы снабжать электричеством и теплом город с населением 100 тысяч человек.
Северный, тропический и самый мощный в мире
В 2008 году строительство «Академика Ломоносова» перенесли в Санкт-Петербург. В 2018-м он пришвартовался в Мурманске для загрузки топлива и проведения финальных испытаний. В 2019 году станцию отправили к месту постоянной прописки — к берегам чукотского Певека. Так единственная на планете плавучая атомная электростанция стала еще и самой северной АЭС в мире. Как уже было упомянуто, во время торжественного запуска «Академик Ломоносов» зажег огни новогодней ели.
Сейчас по образцу «Академика Ломоносова» разрабатывают несколько вариантов модернизированных плавучих энергоблоков. Их оснастят реакторами повышенной мощности РИТМ-200С и РИТМ-200М. Готовые энергоблоки отправят на Крайний Север, Дальний Восток и за рубеж.
Одна из моделей, в компактном исполнении, будет предназначена для работы в тропиках. Самым мощным в мире может стать вариант с реакторной установкой РИТМ-400М на 180 мегаватт. Такой же реактор планируют установить на «Лидере» — самом мощном ледоколе на планете.
