proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2021 год
  Агентство  ПРоАтом. 24 года с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
PRo Выставки
Testing&Control
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[13/02/2013]     Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок


Н.Я.Щербина, к.т.н., доц. каф. ЯЭУ ВМПИ, с.н.с. ПНИЛ ОБЭ и ППЗК ВМФ ВМПИ

 

 

 

 В.А.Винокуров, к.т.н, доц. каф. ЯЭУ ВМПИ 

Миллионы людей  нашей страны оказались вовлечены в процессы, связанные с ядерной энергетикой: в науке, образовании, производстве, создании оружия и вооружении [1,2].  Наряду с решением проблем мирного использования энергии атомного ядра,  противоборство двух мировых систем  привело к необходимости создания ядерных энергетических установок транспортного типа (ЯЭУ).


Благодаря И.В. Курчатову, его соратникам, ученикам и последователям - А.П. Александрову, Г.А. Гладкову, И.И. Африкантову, Н.А. Доллежалю, В.Н. Перегудову и  многим другим видным ученым, конструкторам и строителям, в короткие сроки  была спроектирована транспортная ЯЭУ, которая была установлена на первой советской атомной подводной лодке (ПЛА) К-3, «Ленинский комсомол».

За период «холодной войны» - всеобщей гонки вооружений для достижения паритета с вероятным противником  к 2000 г.   согласно [5, 12, 13, 15] в мире было построено до 500 единиц ПЛА (рис. 1).


Рис.1.Суммарное количество построенных ПЛА, зарубежных (1) и отечественных (2)

В СССР/России за период 1960-2000 гг. построено  около 250 единиц (рис. 2). Темпы строительства ПЛА [12,13] представлены  в табл. 1. 

Рис.2. Строительство ПЛА в СССР/России в 1960-е  - 2000 –е гг.

Табл. 1 Темпы строительства атомных подводных лодок в СССР/России
Годы
1956–1965
1966–1975
1976–1985
1986–1995
1996–2005
Количество ПЛА
44
96
65
37
7
Единиц/год
4,4
9,6
6,5
3,7
0,7


Мы проанализировали 194 ПЛА, которые уже выведены из эксплуатации и практически все утилизированы. Подсчитано, что эти 194 подводных лодки в результате аварийности, недостатков технического обслуживания, ремонта потеряли 1655 лодко-лет. Если соотнести эти потери со средним сроком службы ПЛА, получается, что практически 55 атомных подводных лодок не служили  ни дня, то есть были построены зря.

Корабельные ЯЭУ

Ядерная энергетическая установка  типа ВМ  с водо-водяным реактором, установленная на ПЛА К-3, оказалась востребованной для 55 ПЛА первого поколения.

Кроме указанных ПЛА были  введены в строй две опытные подводные лодки: «стальная» ПЛА с установкой  ВТ-1 с жидко-металлическим теплоносителем (ЖМТ); вторая «титановая» ПЛА с установкой В-5Р с водо-водяным реактором. Мощные ЯЭУ этой ПЛА позволили ей стать чемпионом подводной скорости в 44,7 узла.

Освоение подводных лодок первого поколения и первых опытных образцов ПЛА, наряду с достижениями в освоении новой техники было омрачено аварийными ситуациями из-за низкой надежности парогенераторов, что стало причиной облучения личного состава экипажей атомных подводных лодок.  Из-за течи первого контура на ПЛА К-19 в июле 1961 г. весь экипаж получил облучение разной степени, восемь человек погибло. Из-за аварий ядерных энергетических установок судьба  опытных образцов ПЛА  оказалась недолговечной [12, 16].

С 1967 г. ВМФ начал пополняться атомными подводными лодками второго поколения. Около 150 ПЛА второго поколения с установками типа  ОК-300, ОК-350, ОК-700 оказались более надежными. Тем не менее, второе, как и первое  поколение ПЛА, не избежало потерь по причине аварийности [12, 15, 16]. Так, головные ПЛА проектов 705 и 705К с ЖМТ-установками  были выведены из эксплуатации досрочно по причине аварий ППУ.

Атомные подводные лодки третьего поколения поступили на флот в начале 1990-х гг. Многие из них  находятся  в эксплуатации и в настоящее время.

В связи с произошедшими в конце ХХ в. изменениями в мире,  к 2003 г. из состава ВМФ  (рис.3)  было выведено  около 200 ПЛА трех поколений [4,9,12,15,16]:  первого поколения - 55 единиц, второго - 125, третьего - 11 и 3 опытных ПЛА.


Рис. 3. Состав ПЛА, выведенных из эксплуатации к 2003 г.
 
Значительная часть из них к настоящему времени  утилизирована. Распределение характеристик периода наблюдений за указанным составом ПЛА представлено на рис. 4. Общее число наблюдений составило 4059 лодко-лет.


Рис.4. Распределение  характеристик периода наблюдения за ПЛА

Катастрофы ПЛА

За более чем полувековую историю эксплуатации ПЛА ВМФ, катастрофу по разным причинам потерпели 5 единиц [3,15,16] (табл. 2).

Табл. 2  Катастрофы ПЛА

 п/п


Объект, дата ввода
Дата списания
Дата  гибели
Фонд наблюдения
(лодка/лет )  за ПЛ
Причина катастрофы-инициирующее событие - ИС
Жертвы личного состава (чел)
Поколения ПЛА


Фонд наблюдения
Лодка/лет  по ГР
№ проекта
№ корабля
Дата  ввода
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
627А
К-8
01.12.1959
1970
12.04.
1970
11
Одновременный пожар в 7 и 3 отс.
52
1 пок.
1439




2
627А
К-159
05.09.1963
1989
29.08.
2003
26
Поступление воды в ЦГБ и ПК ПЛА
9
1 пок.
3
667А
К-219
16.11.1971
1986
06.10.
1986
15
Взрыв ракеты в ракетной шахте
6
РПКСН
1210
4
949А
К-141
30.12.1994
2000
12.08.
2000
6
Взрыв торпеды в 1 отс.
118
3 пок.
137
5
685
К-278
28.12.1983
1989
07.04.
1989
6
Пожар в 7 отс.
42
ПЛА ОЭ
34
Всего 5 ед.


-
-

235
-


Катастроф ПЛА по причине аварий ЯЭУ не отмечено. Исходя из данных табл. 2, риск гибели ПЛА  первого поколения составляет 2/1439, что соответствует значению 1,39 *10-3 ПЛА/год.  Как следует из п.10 табл. 2,  гибели ПЛА второго поколения при фонде наблюдения в 1239 лодко/лет не зафиксировано.

В поколении РПКСН потерпела катастрофу ПЛА К-219. Риск гибели ПЛА в поколении РПКСН составляет 1/1210,  что соответствует значению 8,26*10-4 ПЛА/год.

По другим атомным подводным лодкам периоды наблюдения малы и составляют 137 и 34 лодко/лет соответственно. Наиболее реальным является статистическое объединение первых трех групп, несмотря на то, что во втором поколении ПЛА гибель их не зафиксирована. Общий риск гибели ПЛА в таком случае составит : (2+1)/1439 +1239+1210) = 7,72*10-4 ПЛА /год.

Безопасность эксплуатации ЯЭУ

Практика эксплуатации ядерных энергетических установок перечисленных ПЛА, выведенных из эксплуатации, позволяет произвести анализ безопасности эксплуатации ЯЭУ, располагая  фондом наблюдения в виде реакторо/лет и тех аварий, которые имели место в процессе их длительной эксплуатации (рис.5).


Рис.5. Гистограмма реакторо/лет наблюдений  за ЯЭУ ПЛА

Наибольшее время выработали ПЛ с установкой ВМА, следующая ОК-700, ОК-300, ОК-350, ОК-650. И титановые ПЛ, на которые рассчитывали, что они смогут служить долго и надежно. Оказалось, что 4 лодки с ОК-550 прослужили всего 40 лет – по 10 лет каждая. 3 лодки с БМ-40А выслужили тоже всего по 11-12 лет.

ЯЭУ практически всех проектов не избежали аварийных ситуаций с распространением радиоактивности. На  360 реакторных установок  ПЛА по разным оценкам [5,7,9,12,15,16] приходится около 500 радиационных аварий.  Таким образом, частота радиационных аварий ЯЭУ, без отнесения к конкретному проекту ППУ, в среднем составляет  величину 2,57, а на один реактор 1,38. Риск радиационной аварии при общем времени наблюдения в 7608 реакторо-лет составляет значение 6,57 * 10-2 рад.ав./год.

 Среди наиболее тяжелых радиационных аварий ЯЭУ атомных подводных лодок следует отметить аварии [5,7,15,16] с тепловым взрывом активной зоны ядерного реактора ПЛА с установкой  ВМ и  сожжение активной зоны с установкой ОК–300 из-за нарушения условий теплообмена при течи первого контура. Указанные подводные лодки на протяжении десятков лет сохраняют высокий радиационный фон, не позволяющий произвести их утилизацию.

После аварийных происшествий с ПЛА в начале ХХI в.  при создании кораблей новых поколений в  практику работы проектных организаций  внедряется всесторонняя экспертиза принятых проектных решений на соответствие техники и вооружения тактико-техническим заданиям [19].

Нельзя сказать, что подобная работа не велась ранее. Но то, что аварии и аварийные происшествия вплоть до катастроф повторялись, свидетельствуют о том, что содержание и качество такой работы  могло быть не достаточным.

Для поддержания боевой готовности сил флота за годы существования подводных лодок с ЯЭУ  была создана, налажена и показала высокую эффективность система перезарядки корабельных ядерных реакторов [6,15]. За указанное время было проведено около тысячи перезарядок корабельных ядерных реакторов, создано перегрузочное оборудование, удовлетворяющее всем требованиям безопасности при проведении потенциально опасных работ в ядерном и радиационном отношении. Существующие центры перезарядки корабельных ЯР обеспечивают нужды флота.

В настоящее время, в условиях реформирования ВС РФ,  когда силы и средства флотов противостоящих сторон значительно сокращены и продолжают сокращаться,  работа  по обеспечению безопасной эксплуатации ЯЭУ и ПЛА для поддержания стратегического паритета имеет приоритетное значение.

Согласно данным [14] в  ХХI в. произойдет значительное изменение количественного состава ПЛА, что неизбежно повлияет на состояние стратегической составляющей морских сил ядерного сдерживания (табл. 3). 

Табл. 3  Изменение  состава морских сил ядерного сдерживания

Государства
Годы
1985
1995
2005
2015
2030
Россия
63
35
16
8
8
Великобритания
4
4
4
4
4
Франция
6
4
4
4
4
США
38
24
18
14
14

Динамика изменения состава ПЛА  МСЯС  представлена на  рис. 6.


Рис. 6. Динамики изменения морских сил ядерного сдерживания

 В ближайшей перспективе предполагается  изменение состава многоцелевых атомных подводных лодок, как это  представлено  данными рис. 7.


Рис.7. Динамика изменения  состава подводных сил

Такое резкое изменение количественного и качественного состава морских сил ядерного сдерживания и многоцелевых атомных подводных лодок противостоящих сторон  повышает требовательность в вопросах их безопасной эксплуатации, во-первых, и их значимость в поддержании стабильности  в мире, во-вторых. Потеря хотя бы одной лодки сегодня чревата не только потерей боеспособности, но и стратегического паритета.

Выводы 
 
Повышение безопасности  ПЛА  и ЯЭУ является актуальной проблемой, что требует:

1. совершенства теории безопасности, как самостоятельного научного направления;

2. разработки теории и методов математического моделирования и экспертизы аварии, как сложного события, происходящего в  сложной организационно-технической системе;
   
3. разработки новых методов и средств  предупреждения аварий;
        
4. совершенствования систем защиты.


Литература
1.Александров А.П. Атомная энергетика и научно-технический прогресс. М.:Наука.1978.
2.Александров М.Н. Безопасность человека на море.- Л.: Судостроение, 1983
3.Алексин В.  Флот и аварийность (проблема не только для флота, но и для всего государства) // Морской сборник.-1992.-N10
4.Временное положение об АПЛ, исключенных из состава ВМФ и предназначенных для сдачи на слом, при их хранении на плаву в соединениях подводных лодок. ВМФ, 1999.
5.Высоцкий А.В., Казакевич Н.В., Коковин В.А., Мартынов Н.П., Щербина Н.Я.  Характерные технические происшествия на кораблях и судах. – СПб.: ВМИИ. 2003
6. Винокуров В.А. и др. Перезарядка корабельных ядерных реакторов.  – СПб.: ВМИИ. 2005
7.Горигледжан Е.А. Конструктивное обеспечение минимизации риска воздействия на окружающую среду аварийных атомных паропроизводящих установок АПЛ России при их длительном хранении в саркофагах. Материалы международного научного семинара Москва
8. ГОСТ 22.0.05-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Источники техногенных и чрезвычайных ситуаций. - М.: Издательство стандартов.1995.
9.Гусев Л.Б., Щербина Н.Я.  Андреева Е.Ю. «Состояние процесса вывода из эксплуатации и утилизации АПЛ» Международная конференция по морским интеллектуальным технологиям МОРИНТЕХ-2001. - СПб.: 2001.
10.Ершов Г.А., Калинкин А.И, Петров С.А, Щербина Н.Я. Современные  компьютерные технологии и вероятностный анализ безопасности корабельных ядерных энергетических установок. // Морской вестник № 4 (44), 2012.
 11.Зубков Р.   Аварийность  ПЛ  за  рубежом  //  Морской  сборник.-1988.- N3.
12.Ильин В.Е., Колесников А.И. Подводные лодки России. Иллюстрированный справочник. –М.,ООО издательство «Апрель», 2001..
13.История отечественного судостроения в 5 т. (под редакцией И.Д. Спасского) том 5.- СПб
Судостроение .1996г.
14.Капитанец И.М. Сильный флот – сильная Россия. - М.: «ВЕЧЕ»., 2006
15. Лисин С.А. Хронология аварий и катастроф отечественных подводных лодок. – СПб. «Галея Принт». 2011
16.Мормуль Н.Г. Катастрофы под водой.- Мурманск.: 1999.
17.Петров С.А. Обеспечение ядерной безопасности корабельного ядерного реакторного оборудования ВМС зарубежных государств. Учебное пособие. – СПб.: ВМИИ. 2002.
18.Щербина Н.Я. О математическом моделировании аварийного происшествия (статья ВАК). //Морской вестник № 4 (40). – СПб.: 2011.
19. Приказ ГК ВМФ № 429 от 25.11. 2004  («О введении в действие Руководства о порядке планирования, финансирования и проведения в ВМФ экспертиз кораблей (судов) вооружения и военной техники»)
 

 
Связанные ссылки
· Больше про Безопасность и чрезвычайные ситуации
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Безопасность и чрезвычайные ситуации:
О предупреждении аварий на сложном объекте

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 4.25
Ответов: 4


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 8 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 13/02/2013
За что люблю моряков - так это за аббревиатуры. ПНИЛ ОБЭ и ППЗК ВМФ ВМПИ - просто чудо!!! В-общем, как там во флажковой азбуке - Буки-Буки


[ Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 13/02/2013
Проще было бы так:  О К Л Ж П  Ч Ш Ц!


[
Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 13/02/2013
ПЛА управляют люди и  большинство аварий и катастроф ПЛА (а реально, всех, мне известных) связано с человеческим фактором, моральным и духовным состоянием экипажа. Я был участником двухнедельного выхода для решения задач БП, когда ПЛА пр. 705 была отправлена в море с одним неработающим АТГ, не управляемой автоматикой турбиной (а управляемой матросом с ломом, вставленным в маневровый механизм, с девиацией оборотов ГЛВ от 60 до 150 об. мин.)  и другими проблемами технического характера. При этом все безаварийно вернулась в базу, выполнив всю программу выхода. С одной стороны преступный волюнтаризм командования, с другой - нормальная работа экипажи и командира. И был свидетелем попытки устроить панику на борту этой же ПЛА, тоже в сложных условиях, пришлым человеком обличенным властью, но не подготовленным духовно и интеллектуально, что могло очень плохо закончиться для всех.
Что важнее, люди или железо – однозначно люди, без них и железо тонет. Управляемые «дроны», хоть в воздухе, хоть в воде, всегда проиграют подготовленному, устойчивому в своей психике,  знающему свой маневр, духовно крепкому живому разуму, на месте принимающему решения. «Повышение безопасности  ПЛА  и ЯЭУ является актуальной проблемой…», но не единственной существенно влияющей на боеспособность и стратегический паритет, главное - люди (но без замполитов).
Ветеран ПОР, Dmitri333


[ Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 13/02/2013
Согласен с ветераном ПОР, Dmitri333 но замполиты все-таки неужны. Неважно как их называть, но грамотный авторитетнй человек, обличенный властью и опытом, как духовный наставник, может позитивно влиять на силу духа команды.


[
Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 13/02/2013
Интересная статья, но графические данные подкачали. Пришлось сильно напрягаться вглядываясь в таблицы и графики.


[ Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 14/02/2013
"Катастроф ПЛА по причине аварий ЯЭУ не отмечено."
Сколько можно врать самим себе!?
У нас одних реактивностных аварий на лодках было не менее пяти (К-11, К-140, К-429, К-222, К-431) , аварий с потерей теплоносителя первого контура не менее пяти (К-8, К-19, К-171, К-314, К-192),  ТЖМТ вытекал из первого контура  (К-27, К-123) с соответствующими радиационными последствиями. 
Сколько народу погибло в борьбе за спасение лодок в тяжелейших авариях! Помнить надо погибших моряков, своими телами затыкавших дыры первого контура! Иначе мы не люди, а манкурты с отбитой памятью. 


[ Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 16/02/2013
Вас нынешнии правители страны предали, продали и подставили...

Какого Вы напрягаетесь отбелиться?

Попусту все


[ Ответить на это ]


Re: Безопасность эксплуатации атомных подводных лодок (Всего: 0)
от Гость на 30/06/2013
Внимательно прочитал статью - типичное, якобы "научное", а по сути коньюктурное рассуждение на "модные" новации о "безопасности и рисках". Как эти два "гиганта" военно-морской мысли смогли в одной выборке учесть гибель "К-8" и "К-159"? И всё отнести на счёт первого поколения наших ПЛА - "риск гибели ПЛА первого поколения составляет 2/1439, что соответствует значению 1,39 *10-3 ПЛА/год". Как можно объединять гибель ПЛ на боевой службе и затопление давно списанной ПЛ при буксировке её на понтонах к месту утилизации? Остальные перлы нет желания даже  комментировать. Выражения типа "...гибели ПЛА второго поколения при фонде наблюдения в 1239 лодко/лет не зафиксировано.  В поколении РПКСН потерпела катастрофу ПЛА К-219. Риск гибели ПЛА в поколении РПКСН составляет 1/1210, что соответствует значению 8,26*10-4 ПЛА/год". Какое такое особое "поколение РПКСН?" И, что, проект 667А и его модификации не относятся ко второму поколению ПЛА?  Н.Я! Стыдно должно быть. Пишите лучше о "фамильярном" обращении с ураном-235. Не надо смешить людей, служивших некогда на атомных подводных лодках ВМФ СССР. 


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.94 секунды
Рейтинг@Mail.ru