Ядерная энергетика прочно заняла своё место на море. Количество атомных боевых кораблей, в основном подводных лодок, под флагами США, России, Великобритании, Франции и Китая сегодня составляет порядка 170 единиц, а в период холодной войны и вовсе превышало три сотни. Но это военный флот. Мирный же атом демонстрирует на море весьма скромные, на порядок меньшие цифры.
Построенные за всю историю атомной энергетики суда гражданского назначения можно пересчитать по пальцам. Это отечественные атомные ледоколы — «Ленин», шесть кораблей типа «Арктика» («Арктика», «Сибирь», «Советский Союз», «Россия», «Ямал», «50 лет Победы»), два — типа «Таймыр» («Таймыр» и «Вайгач»), ледокольный лихтеровоз-контейнеровоз «Севморпуть», американское грузопассажирское судно «Саванна» и японское океанографическо-грузовое «Муцу», немецкий балккэрриер (предназначен для перевозки сыпучих грузов) «Отто Ган». И всё.
В настоящее время Россия — единственная страна, располагающая мирным атомным флотом. Все суда (включая «Ленин», который скоро станет музеем) входят в состав ФГУП «Атомфлот» государственной корпорации по атомной энергии «Росатом». Главное назначение Атомфлота — ледокольное обеспечение проводки транспортных судов Северным морским путём в замерзающие порты.
Появление в СССР атомных ледоколов, первый из которых, «Ленин», вступил в строй в 1959 году, позволило увеличить срок навигации на Северном морском пути до четырёх-пяти месяцев, а на некоторых участках сделать её круглогодичной. Эта же цель — наращивание грузопотока в полярных морях — преследовалась и при создании лихтеровоза-контейнеровоза «Севморпуть» (сдан в 1988 году), способного доставлять за навигацию в шесть-семь раз больше груза, чем обычные транспортные суда.
Судьба зарубежных аналогов, путь которым проторил «Ленин», сложилась не очень удачно. «Саванна» — её эксплуатация началась в 1962 году — через 10 лет была поставлена на прикол из-за коммерческой убыточности. Топливная экономичность и высокая скорость никак не покрывали слабой (всего 8,5 тыс. т) грузоподъёмности судна и бесперспективности использования его для перевозок пассажиров. Некоторое время «Саванна» служила музеем, возможно, в таком качестве она будет использоваться и дальше.
Немецкий, а на момент спуска на воду (1968 год) западногерманский атомоход «Отто Ган», пройдя под реактором 1,2 млн. км, после 1979 года был превращён в обычный дизельный теплоход-контейнеровоз. Сменив несколько названий, он до последнего момента плавал под либерийским флагом с именем «Мадре» на борту.
Японский атомоход «Муцу», строившийся в 1964–1970 году, преследовали проблемы в части обеспечения радиационной безопасности, также против него бурно протестовали рыбаки. Только в 1990 году «Муцу» был принят в опытную эксплуатацию и совершил несколько пробных рейсов и ни одного коммерческого. В 1995 году у него удалили «ядерное сердце» — реактор, и затем списали.
Таким образом, из четырёх транспортных судов с ЯЭУ в оригинальном виде остался только наш «Севморпуть». В своё время планировалось иметь два судна такого типа, но правительство СССР отказалось от второго, сочтя стоимость его постройки неприемлемо высокой. Впоследствии атомоход хотели переоборудовать в плавучую буровую установку, но незавидной участи он избежал, поскольку был передан из ведения Мурманского морского пароходства в Атомфлот. Несмотря на то что «Севморпуть» за период эксплуатации перевёз более 1,5 млн. т грузов при одной перезарядке реактора, будущее этого уникального судна, как считают некоторые специалисты, под вопросом. Причина — отсутствие высокотарифных грузов.
Именно «проблематичная» коммерческая эффективность сегодня главное препятствие на пути широкого внедрения ядерной энергетики в торговом мореплавании. Кроме того, мир пока не испытывает нефтяного голода в той мере, чтобы обратиться к такой возможности. Весьма неблагоприятный для гражданского атомного флота фактор — введённые рядом стран законодательные ограничения на посещение атомными судами своих портов. Конечно, это анахронизм, но он, увы, существует.
МНОГО, ДАЛЕКО И БЫСТРО
Очевидно, что ядерные энергетические установки в будущем могут прижиться прежде всего на крупных судах, которым нужно перевозить большие объёмы грузов на большие расстояния с как можно большей скоростью. Причём речь идёт о скоростях, свойственных сейчас только военному флоту, — порядка 30 узлов и выше. Потребность в быстроходных специализированных судах возникла уже в 70 е годы прошлого века — именно этим объясняется постройка таких гигантов, как, например, советский крупнотоннажный газотурбинный контейнеровоз «Капитан Смирнов» типа «Ро-ро» (скорость 25 узлов).
Другое дело, что не каждая судовая ядерная энергетическая установка может считаться экономичной. По современным меркам более выгодны они при мощности не ниже 60–95 тыс. лошадиных сил. Скажем, один из крупнейших в мире супертанкеров, японский «Сиуайз Джайент» водоизмещением 640 тыс. т, имеет работающую на мазуте паротурбинную установку на 50 тыс. лошадиных сил и среднюю скорость 16 узлов. Запаса топлива при движении в таком режиме ему хватает примерно на 65 суток, а при переводе на атомный ход без дозаправки супертанкер мог бы плавать годами, перевозя за раз 550 тыс. т сырой нефти. И если для судов с двигателями на углеводородном топливе существует понятие «экономический ход», то для атомохода оно практически не имеет смысла.
Опыт создания мощных и сверхмощных ядерных энергетических установок для надводного флота есть. Так, мощность энергоустановки российских атомных ледоколов типа «Арктика» — 75 тыс. лошадиных сил, тяжёлых атомных ракетных крейсеров проекта 1144 и 11442 «Орлан» — 140 тыс. лошадиных сил, а американских атомных авианосцев типа «Нимиц» (водоизмещение 90–100 тыс. т) — 260–280 тыс. лошадиных сил.
Чтобы атомная энергетика на морском транспорте стала конкурентоспособной в широком диапазоне судов, включая средние по водоизмещению, нижнюю границу экономичности ЯЭУ необходимо сдвинуть к гораздо более скромным значениям мощности — до 20 тыс. лошадиных сил. Здесь возникает ряд задач, связанных с большой удельной массой ядерных энергоустановок в сравнении с классическими (что, в частности, объясняется наличием биологической защиты и вспомогательных нефтяных паровых котлов на случай, если реакторы вдруг откажут).
Нужно также учитывать, что строительство масштабного флота атомных транспортных судов подразумевает создание специализированной береговой и рейдовой инфраструктуры их обслуживания и существенное усложнение системы подготовки экипажей. Придётся решать и международные проблемы по вопросам эксплуатации таких судов. А это ещё та задача.
КАКОЙ РЕАКТОР ЛУЧШЕ
Все ныне используемые судовые ядерные энергоустановки базируются на водо-водяных реакторах, что обусловливает их относительную громоздкость из-за двухконтурности. Более компактный вариант предполагает одноконтурная схема с кипящим реактором, позволяющая подавать пар в турбину непосредственно из реактора. Правда, в таком случае потребуется распространить биологическую защиту и на турбинную часть.
Ещё один вариант — двухконтурные ядерные энергоустановки газоохлаждаемых реакторов, дающие примерно 25 процентный выигрыш в массе по сравнению с водо-водяными реакторами той же мощности. С такими агрегатами, особенно если в них применяется гелий с присущим ему высоким коэффициентом теплопередачи, можно уменьшить габариты теплообменного оборудования. Кроме того, в этом случае пригодна и одноконтурная схема с газовой турбиной, которая вращается охлаждающим реактор газом, например азотом.
Наконец, американские и российские кораблестроители использовали на атомных подводных лодках реакторы с жидкометаллическим теплоносителем, обеспечивающим более высокий коэффициент полезного действия ядерной энергоустановки в целом. И этот опыт тоже не следует сбрасывать со счетов.
Коль речь зашла о подводных лодках, нужно упомянуть о выдвигавшихся в своё время предложениях по «перепрофилированию» выводимых из состава ВМФ России атомных субмарин в подводные транспорты арктических морей. На первый взгляд идея заманчивая, но совершенно несостоятельная.
Так, предполагалось переоборудовать самые крупные в мире тяжёлые атомные подводные ракетные крейсеры проекта 941 «Акула» в рудовозы для ОАО «Норильский никель». Однако очевидная нерентабельность использования в данном качестве «водовозов» (так прозвали флотские острословы эти лодки из-за неимоверного количества принимаемой ими балластной воды) априори похоронила экзотическую задумку.
Собственно, привлекательность идеи подводного транспортного судна объясняется лишь тем, что на глубине 100 м и ниже практически исчезает волновое сопротивление, на преодоление которого надводное судно расходует изрядную часть энергии двигателей. Однако ещё в 1970 е годы исследования показали, что создание транспортной атомной подводной лодки гражданского назначения может считаться экономически оправданным при водоизмещении не менее 100 тыс. т и скорости порядка 40 узлов. А это потребует оснащения её энергоустановкой мощностью 270–400 тыс. лошадиных сил, что пока можно назвать фантастикой.
В обозримом будущем, скорее всего, гражданское применение ядерных энергоустановок ограничится, как и сегодня, ледокольным флотом. И с учётом возрастающего значения Арктики для экономического развития России его роль вырастает в стратегическую. Атомный ледокольный флот с полным на то основанием можно считать важнейшим компонентом комплексной морской мощи нашей страны. Недаром авторитетный английский справочник Jane’s Fighting Ships неизменно включает атомные ледоколы в состав Российского Военно-Морского Флота. Англичане знают толк в хороших кораблях…
Константин ЧУПРИН,
«Страна РОСАТОМ»
СПРАВКА
Стопроцентно гражданским атомоходом следует всё же считать американскую «Саванну», а не опередивший её первый в мире атомный ледокол «Ленин». Дело в том, что проекты «Ленина» и последующих судов типа «Арктика», несмотря на заявленный статус, по требованию ВМФ предусматривали возможность установки на них вооружения при мобилизации. «Арктику» даже испытывали с артиллерией на борту, которую затем сняли.