BM-40A și OK-550 sunt două tipuri de reactoare nucleare cu lichid de răcire plumb - bismut pentru submarinul nuclear al proiectului Lira 705 .
Reactoarele cu barca Proiectului 705 nu au fost primele reactoare cu metal lichid din flota de submarine sovietice. Pe ambarcațiunea K-27 a fost instalat primul reactor LMT pe bază de aliaj plumb-bismut (1962).În timpul funcționării sale au fost identificate probleme de formare de zgură în lichidul de răcire, ceea ce a dus la formarea de dopuri în conducte, defectarea reactorului și dezafectarea. a bărcii. La proiectarea reactoarelor ulterioare a fost rezolvată problema formării zgurii și controlul acumulării acestora.
Datorită complexității sarcinii, lucrările de proiectare au fost realizate independent de două birouri de proiectare - OKB Gidropress (a dezvoltat instalația BM-40 / A) și OKBM (a creat OK-550). Ambele opțiuni au fost montate pe bărci. BM-40 / A „Gidropressa” au fost instalate pe trei bărci ale proiectului 705K, construite în Severodvinsk. OK-550 a fost instalat pe patru bărci Proiectul 705 construite la Leningrad. [1] [2]
Barca de conducere a fost Leningrad, cu OK-550. Aproape imediat (în decurs de șase luni), reactorul bărcii de plumb a fost pierdut din cauza solidificării ireversibile a lichidului de răcire în tuburile generatorului de abur. Barca a fost casată, reactoarele ambarcațiunilor în serie ulterioare au fost modificate pentru a preveni răcirea lichidului de răcire. Cu toate acestea, lupta pentru supraviețuirea reactorului a complicat foarte mult serviciul ambarcațiunilor și a devenit unul dintre motivele dezafectării lor timpurii.
În timpul funcționării, compartimentul reactor al uneia dintre bărci a fost înlocuit cu unul nou. Pe lângă reactoarele pentru bărci, un OK-550 a fost construit ca unitate de testare KM-1 la NITI .
Toate ambarcațiunile au fost scoase din funcțiune după ce au servit doar 10-15 ani. Dificultățile în funcționare sunt invocate drept principalul motiv. După eșecurile cu proiectul 705, reactoarele cu metal lichid nu au fost folosite nicăieri altundeva. Cu toate acestea, reactoarele SVBR au anumite avantaje, ceea ce determină atenția acordată acestora din partea dezvoltatorilor de tehnologii nucleare.
BM-40A este un produs al OKB " Gidropress " din Podolsk și al Institutului de Fizică și Energie, o instalație bloc cu două secțiuni cu două pompe de circulație, iar OK-550 este un produs al OKBM numit după I. I. Afrikantov , de asemenea, un bloc, dar cu un circuit primar ramificat si trei pompe de circulatie. [1] BM-40A a fost mai puțin zgomotos, deoarece nu a fost atașat rigid de carenă ca OK-550, ci a fost montat pe o fundație care amortizează șocurile. [2]
Versiunea OK-550 a fost realizată ca bloc cu comunicații ramificate ale primului circuit: trei linii de abur, trei pompe de circulație. Montat pe o fundație convențională de tip grinzi.
Versiunea BM-40A - bloc; două secțiuni: două linii de abur , două pompe de circulație. A fost folosit un submarin nuclear similar al proiectului 645 . Unitatea turbo-angrenată a acestuia din urmă a fost montată pe o fundație cu un nou sistem de amortizare, cele mai zgomotoase echipamente au fost instalate pe amortizoare pneumatice. Instalația de turbină cu abur cu un singur arbore (STU) este un bloc principal de turbo-reductor (GTZA). [3]
Instalația de turbine cu abur a fost pentru prima dată în practica sovietică asamblată ca o singură unitate. [patru]
| Caracteristică | |
|---|---|
| Putere | 155 MW |
| Reflector de neutroni | Beriliu [5] |
| Combustibil | Uraniu foarte îmbogățit |
| lichid de răcire | aliaj de plumb de bismut |
| Temperatura de fierbere a lichidului de răcire | 1,679 °С |
Avantajele reactorului LMT au fost compactitatea foarte mare. BM-40A era cu 300 de tone mai ușor decât reactoarele clasice cu apă, care au oferit submarinului nuclear Lira dimensiuni mici și, ca urmare, o manevrabilitate fenomenală - submarinul nuclear i-a luat 40 de secunde pentru a finaliza o viraj. [2]
De asemenea, reactoarele LMT, ca toate reactoarele cu un spectru de neutroni rapid, nu au suferit de o boală generică a reactoarelor cu apă sub presiune - intoxicație cu izotopi . În 1 minut, reactorul a putut atinge puterea maximă, ceea ce a permis submarinului nuclear Lira să aibă timp să accelereze pentru a evita multe torpile . [unu]
Utilizarea metalului lichid ca agent de răcire a făcut posibilă menținerea unei presiuni scăzute în circuitul primar, ceea ce exclude suprapresiune a primului circuit, o explozie termică a unui reactor nuclear și eliberarea activității în exterior. [6]
Funcționarea reactorului BM-40A a scos la iveală multe probleme științifice și tehnice, care au determinat fiabilitatea relativ scăzută a reactorului. [7] În special, în ciuda centralei electrice cu un singur arbore fără cutii de viteze și a posibilității de a instala pompe magnetohidrodinamice silentioase , reactorul în sine a fost destul de zgomotos și a demascat submarinul nuclear. Deși designul potențial LMC este mai puțin zgomotos decât reactoarele clasice răcite cu apă.
O parte semnificativă a accidentelor la reactoare a fost asociată și cu erorile personalului de exploatare, deoarece atât proiectanții, cât și operatorii reactorului nu aveau experiență cu reactoarele LMC, iar acțiunile similare cu cele cu apă au fost adesea eronate. În special, nu era sigur să se închidă complet reactoarele LCM chiar și în parcare, deoarece acest lucru ar putea provoca solidificarea lichidului de răcire [2]
Unul dintre obiectivele dezvoltării reactorului a fost eliminarea blocajului circuitului său de la depozitele de zgură din sărurile metalice , care a reprezentat și o problemă în timpul funcționării submarinului nuclear Lira. Ca soluție, reactoarele SVBR folosesc filtre adezive inovatoare [8] . Totodată, stația de curățare chimică a circuitului face ca reactorul mobil să fie dependent de acesta și a fost un motiv comun pentru ca submarinul nuclear Lira să nu fie în serviciu de luptă, ci lângă stația de la debarcader [9] .
În alte publicații, designerii notează că au existat probleme tipice pentru utilizarea reactoarelor LMC pe submarinele nucleare, cum ar fi coroziunea crescută a plumbului a circuitului de răcire, care este rezolvată prin reglementarea specială a prezenței oxigenului la stația de preparare chimică a circuitului. . [zece]
| Reactoarele nucleare din URSS și Rusia | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cercetare |
| ||||||||||
| Industrial și cu scop dublu | Far A-1 AB(-1,-2,-3) AI OK-180 OK-190 OK-190M "Ruslan" LF-2 ("Lyudmila") SCC I-1 EI-2 ADE (-3,-4,-5) GCC IAD ADE (-1,-2) | ||||||||||
| Energie |
| ||||||||||
| Transport | Submarine Apă-apă VM-A VM-4 LA 5 OK-650 metal lichid RM-1 BM-40A (OK-550) nave de suprafață OK-150 (OK-900) OK-900A SSV-33 "Ural" KN-Z KLT-40 RITM-200 § RITM-400 § Aviaţie Tu-95LAL Tu-119 ‡ Spaţiu Muşeţel Fag Topaz Yenisei | ||||||||||
§ — sunt reactoare în construcție, ‡ — există doar ca proiect
| |||||||||||