Военно-морские реакторы США - United States naval reactors

Смотрите также: Военно-морские реакторы

Координаты: 46 ° 33′54,8 ″ с.ш. 119 ° 31′09,7 ″ з.д. / 46,565222 ° с.ш.119,519361 ° з. / 46.565222; -119.519361

Место захоронения реактора ВМФ, участок траншеи 94 200 в Восточном Хэнфорде, Вашингтон, ноябрь 2009 г. Хранимые пакеты отсека реактораЛос-Анджелес учебный класс, Лос-Анджелес класс, и крейсеры.

Военно-морские реакторы США находятся ядерные реакторы используется ВМС США на борту некоторых кораблей для генерации пар используется для производства мощность за движение, электроэнергия, катапультировать самолеты в авианосцы, и еще несколько незначительных применений. Такие морские ядерные реакторы имеют полную электростанция связанные с ними. Все ВМС США подводные лодки и суперкарриеры построены с 1975 г. ядерный такими реакторами. В ВМС США не осталось введенных в строй обычных (неядерных) подводных лодок или авианосцев со времени последнего обычного авианосца. USSкошачий коготь, был выведен из эксплуатации в мае 2009 года. ВМС США имели девять ядерных крейсеры с такими реакторами тоже, но с тех пор они были выведены из эксплуатации. Реакторы проектируются различными подрядчиками,[ВОЗ? ] затем разработан и протестирован в одном из нескольких правительственных (Департамент энергетики ) объекты собственности и генерального подрядчика: Лаборатория атомной энергии Беттиса в Вест Миффлин, Пенсильвания и связанные с ним Комплекс морских реакторов в Айдахо, и Лаборатория атомной энергии Knolls в Нискайуна, Нью-Йорк и связанный с ним сайт Кессельринга в Вест Милтон, Нью-Йорк, все под управлением офиса Военно-морские реакторы. Иногда встречались полномасштабные атомные электростанции. прототип заводы, построенные на Морском реакторном заводе, в Кессельринге и Виндзоре (в Коннектикут ) для испытания атомных станций, которые годами эксплуатировались для подготовки моряков с ядерной квалификацией.

Обозначения реактора

Каждой конструкции реактора дается трехзначное обозначение, состоящее из:

Например, Реактор С9Г представляет собой подводную лодку (S), девятого поколения (9), Реактор, разработанный General Electric (грамм).

История

Концептуальный анализ ядерной морской двигательной установки начался в 1940-х годах. Исследования по созданию ядерных реакторов для ВМФ проводились в г. Лаборатория атомной энергии Беттиса в Вест Миффлин, Пенсильвания с 1948 г. Под многолетним руководством адмирала Хайман Дж. Риковер, первая испытательная реакторная установка, а прототип упоминается как S1W, запущенная в США в 1953 г. Комплекс морских реакторов в Айдахо. Лаборатория Беттиса и Военно-морской реакторный комплекс первоначально и в течение многих десятилетий после этого эксплуатировались Westinghouse. Первое атомное судно подводная лодка USSНаутилус, выведен в море в 1955 году. USS Наутилус ознаменовало начало перехода подводных лодок от относительно медленных и ближних обычные подводные лодки тем, способным выдержать 20–25 узлы (37–46 км / ч; 23–29 миль / ч) в течение нескольких недель подряд.

Большая часть первых работ по разработке реакторов для ВМФ проводилась на базе реакторов ВМФ в кампусе Национальная лаборатория Айдахо (INL, ранее INEL). USS Наутилус был приведен в действие Реактор S2W, а экипаж тренировался на наземном Реактор S1W в INL.

Вторая атомная подводная лодка была USSМорской волк, который изначально был оснащен с натриевым охлаждением Реактор С2Г, и при поддержке наземных Реактор С1Г на сайте Кессельринга под Лаборатория атомной энергии Knolls управляется General Electric. Был также построен запасной S2G, но он так и не использовался.

USS Морской волк беспокоили проблемы с перегревателем, в результате чего USS Наутилус обеспечил намного лучшую производительность. Это, а также риски, связанные с жидким натрием в случае аварии на море, побудили адмирала Риковера выбрать реактор с водой под давлением (PWR) как стандартный военно-морской реактор США. S2G был удален из USS Морской волк и заменен Реактор S2Wa, используя компоненты запасного S2W, входившего в состав USS Наутилус программа. Все последующие военно-морские реакторы США были реакторами типа PWR, в то время как Советский флот использовали в основном PWR, но также использовали свинцово-висмутовые охлаждаемые реакторы с жидкометаллическим теплоносителем (LMFR) трех типов на восьми подводных лодках: К-27 и семь членов Альфа класс.

Опыт работы с USS Наутилус привело к параллельному развитию дальнейшего (Кататься на коньках-учебный класс ) подводных лодок с однореакторным двигателем и авианосец, USSПредприятие, питается от восьми A2W реакторные блоки в 1960 году. Крейсер, USSДлинный пляж, последовал в 1961 году и был оснащен двумя C1W реакторные установки. USS Предприятие находился в эксплуатации более 50 лет и был выведен из эксплуатации в 2012 году.

Полномасштабные наземные прототипы заводов в Айдахо, Нью-Йорке и Коннектикуте предшествовали разработке нескольких типов (поколений) военно-морских ядерных реакторов США, хотя и не всех. После первоначального строительства были проведены некоторые инженерные испытания, и прототипы использовались для обучения моряков с ядерной квалификацией в течение многих лет после этого. Например, A1W прототип на Морском реакторном заводе привел к разработке A2W реакторы, используемые в USS Предприятие. К 1962 году в составе ВМС США было 26 атомных подводных лодок в рабочем состоянии и 30 строились. Ядерная энергия произвела революцию в ВМС США.

Технология была передана в Великобританию, в то время как технологические разработки во Франции, Китае и Советский союз проходил отдельно.

После Кататься на коньках-класса, разработка реактора продолжалась, и в США обеими компаниями была построена единая серия стандартизированных конструкций. Westinghouse и General Electric с одним реактором на каждом судне. Rolls-Royce построил аналогичные агрегаты для Королевский флот подводных лодок, а затем развили конструкцию до PWR-2. Многочисленные подводные лодки с S5W были построены реакторные установки.

В конце Холодная война в 1989 г. находилось в эксплуатации или строении более 400 атомных подводных лодок. Около 250 из этих подводных лодок в настоящее время списаны, а некоторые отменены по заказу из-за программ сокращения вооружений. В ВМФ России и военно-морские силы Соединенных Штатов имели более ста в каждом, Соединенное Королевство и Франция - менее двадцати, а Китай - шесть. Всего на сегодня около 160.

США являются основным военно-морским флотом с атомными авианосцами (10), в то время как Россия имеет атомные крейсеры. В России восемь атомные ледоколы в обслуживании или строительстве. С момента своего создания в 1948 году ядерная программа ВМС США разработала 27 различных конструкций установок, установила их на 210 кораблях с атомными двигателями, ввела в эксплуатацию 500 активных зон реакторов и накопила более 5400 реакторных лет эксплуатации и 128000000 миль безопасного пропуска пара. Кроме того, утилизировано 98 атомных подводных лодок и шесть атомных крейсеров. В ВМС США никогда не случалось аварии реактора.[1][2]

Обратите внимание, что все девять атомных крейсеров ВМС США (CGN) теперь выбиты из строя. Регистр военно-морских судов, а те, которые еще не утилизированы путем переработки, подлежат переработке. Хотя в результате аварий на реакторе не было потоплено ни кораблей, ни подводных лодок ВМС США, двух атомных подводных лодок, USSThresher и USSСкорпион потерялись в море. Состояние этих реакторов не разглашается, хотя оба обломка были исследованы Роберт Баллард от имени ВМФ с использованием дистанционно управляемые автомобили (ТПА).

Конгресс постановил, чтобы ВМС США рассматривали ядерную энергию как вариант для всех крупных надводных боевых кораблей (крейсеров, разрушители ) и десантные корабли. Если окажется, что рентабельность в стоимость жизненного цикла анализ во время Анализ альтернатив (AoA) этап предварительного проектирования корабля, новые классы кораблей (например, CG (X)) могут продолжить работу с ядерной силовой установкой.

Электростанции

В настоящее время военно-морские реакторы США представляют собой реакторы с водой под давлением, которые идентичны коммерческим реакторам PWR, производящим электричество, за исключением того, что:

  • Они имеют высокую удельную мощность при небольшом объеме и работают либо на низкообогащенном уране (как некоторые французские и китайские подводные лодки), либо на высокообогащенном уране. обогащенный уран (> 20% по U-235, современные подводные лодки США используют топливо с обогащением не менее 93%)[3]
  • Они имеют длительный срок службы активной зоны, поэтому дозаправка требуется только через 10 или более лет, а новые жилы рассчитаны на 25 лет на авианосцах и 10–33 лет на подводных лодках.
  • Конструкция позволяет создать компактный сосуд высокого давления при сохранении безопасности.[требуется разъяснение ]

Длительный срок службы активной зоны обеспечивается за счет высокого обогащения урана и включения "выгорающий нейтронный яд ", который постепенно истощается по мере негорючие яды подобно продукты деления и актиниды накапливать. Потеря выгорающего яда уравновешивает образование негорючих ядов и приводит к стабильной долгосрочной перспективе. эффективность топлива.

Долговременная целостность компактного корпуса реактора высокого давления поддерживается за счет внутренней нейтронной защиты. (Это контрастирует с ранними советскими проектами гражданских PWR, где охрупчивание происходит из-за бомбардировки нейтронами очень узкого сосуда высокого давления.)

Размеры реакторов до ~ 500МВт (около 165 МВт) на более крупных подводных лодках и надводных кораблях. Французский Рубис-учебный класс на подводных лодках установлен реактор мощностью 48 МВт, который не требует дозаправки в течение 30 лет.

Ядерные военно-морские силы Российской Федерации, США и Великобритании используют паротурбинные двигатели. Те из Франции и Китая используют турбину для выработки электроэнергии для движения. Большинство российских подводных лодок, а также все надводные корабли США с тех пор Предприятие питаются от двух и более реакторов. Подводные лодки США, Великобритании, Франции, Китая и Индии питаются по одной.

Вывод из эксплуатации атомных подводных лодок стал серьезной задачей для американских и российских военно-морских сил.[нужна цитата ] После выгрузки топлива, согласно практике США, секция реактора отсекается от корпуса для захоронения в неглубоких захоронениях как низкоактивные отходы (см. Программа утилизации кораблей и подводных лодок ).

Ядерные реакторы в ВМС США

Дальнейшая информация: Список реакторов ВМС США

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Обмен сравнительными показателями НАСА / ВМС - Отчет о ходе работы по обеспечению безопасности реакторов ВМС - 15 июля 2003 г.
  2. ^ «Размер флота». Регистр военно-морских судов. ВМС США. Архивировано из оригинал 14 января 2016 г.. Получено 23 мая 2008.
  3. ^ Мортен Бремер Маерли (1 января 2002 г.). «Компоненты прозрачности морского ядерного топлива» (PDF). Норвежский институт международных отношений. Получено 7 февраля 2007. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)

внешняя ссылка