BM-40A och OK-550 är två typer av bly - vismut flytande metall-kylmedelskärnreaktorer för kärnubåten Lira- projektet 705 .
Projekt 705 båtreaktorer var inte de första flytande metallreaktorerna i den sovjetiska ubåtsflottan. Den första LMT-reaktorn baserad på bly-vismutlegering installerades på båten K-27 (1962) Under dess drift identifierades problem med slaggbildning i kylvätskan, vilket ledde till bildning av pluggar i rörledningar, reaktorhaverier och avveckling av båten. Vid utformningen av efterföljande reaktorer löstes problemet med slaggbildning och kontroll av deras ackumulering.
På grund av uppgiftens komplexitet utfördes designarbete oberoende av två designbyråer - OKB Gidropress (utvecklade BM-40 / A-installationen) och OKBM (skapade OK-550). Båda alternativen var monterade på båtar. BM-40 / A "Gidropressa" installerades på tre båtar i 705K-projektet, byggda i Severodvinsk. OK-550 installerades på fyra Project 705-båtar byggda i Leningrad. [1] [2]
Ledningsbåten var Leningrad, med OK-550. Nästan omedelbart (inom sex månader) gick blybåtens reaktor förlorad på grund av den irreversibla stelningen av kylvätskan i ånggeneratorrören. Båten skrotades, reaktorerna i efterföljande seriebåtar modifierades för att förhindra kylvätskan från att svalna. Trots det komplicerade kampen för reaktorns överlevnad avsevärt servicen av båtarna och blev en av anledningarna till deras tidiga avveckling.
Under drift byttes reaktorutrymmet i en av båtarna ut mot ett nytt. Förutom båtreaktorer byggdes en OK-550 som en KM-1 testanläggning vid NITI .
Alla båtar avvecklades efter att ha tjänstgjort i endast 10-15 år. Svårigheter i driften anges som huvudorsaken. Efter misslyckandena med det 705:e projektet användes inte flytande metallreaktorer någon annanstans. Ändå har SVBR- reaktorer vissa fördelar, vilket avgör uppmärksamheten på dem från utvecklarna av kärnteknik.
BM-40A är en produkt av Podolsk OKB " Gidropress " och Institutet för fysik och energi, en block tvåsektionsinstallation med två cirkulationspumpar, och OK-550 är en produkt från OKBM uppkallad efter I. I. Afrikantov , också ett block, men med en grenad primärkrets och tre cirkulationspumpar. [1] BM-40A var mindre bullrig, eftersom den inte var styvt fäst vid skrovet som OK-550, utan var monterad på ett stötdämpande fundament. [2]
OK-550-versionen gjordes som ett block med grenad kommunikation av den första kretsen: tre ångledningar, tre cirkulationspumpar. Monterad på ett konventionellt fundament av balktyp.
Version BM-40A - block; tvåsektion: två ångledningar , två cirkulationspumpar. En liknande atomubåt av projekt 645 användes . Den turboväxlade enheten för den senare var monterad på ett fundament med ett nytt dämpningssystem, den mest bullriga utrustningen installerades på pneumatiska stötdämpare. Enkelaxlad ångturbinanläggning (STU) är en huvudturboväxelenhet (GTZA). [3]
Ångturbinanläggningen var för första gången i sovjetisk praktik sammansatt som en enhet. [fyra]
| Karakteristisk | |
|---|---|
| Kraft | 155 MW |
| Neutronreflektor | Beryllium [5] |
| Bränsle | Höganrikat uran |
| kylvätska | vismut blylegering |
| Koktemperatur för kylvätskan | 1,679 °С |
Fördelarna med LMT-reaktorn var mycket hög kompakthet. BM-40A var 300 ton lättare än klassiska vattenreaktorer, vilket försåg atomubåten Lira med små dimensioner och som ett resultat fenomenal manövrerbarhet – atomubåten tog 40 sekunder att fullborda en sväng. [2]
Dessutom led LMT-reaktorer, liksom alla reaktorer med ett snabbt neutronspektrum, inte av en generisk sjukdom av tryckvattenreaktorer - isotopförgiftning . På 1 minut kunde reaktorn nå full effekt, vilket gjorde att atomubåten Lira fick tid att accelerera för att undvika många torpeder . [ett]
Användningen av flytande metall som kylmedel gjorde det möjligt att upprätthålla ett lågt tryck i primärkretsen, vilket uteslöt övertryck av den första kretsen, en termisk explosion av en kärnreaktor och frigöring av aktivitet till utsidan. [6]
Driften av BM-40A-reaktorn avslöjade många vetenskapliga och tekniska problem, som bestämde reaktorns relativt låga tillförlitlighet. [7] I synnerhet trots det enaxlade kraftverket utan växellådor och möjligheten att installera tysta magnetohydrodynamiska pumpar , var reaktorn i sig ganska bullrig och avslöjade atomubåten. Även om potentiellt LMC-design är mindre bullrig än klassiska vattenkylda reaktorer.
En betydande del av reaktorolyckorna var också förknippade med driftspersonalsfel, eftersom både konstruktörerna och reaktoroperatörerna inte hade erfarenhet av LMC-reaktorer, och åtgärder som liknar vattenreaktorer ofta var felaktiga. I synnerhet var det inte säkert att helt stänga av LCM-reaktorer ens på parkeringsplatsen, eftersom detta kunde orsaka stelning av kylvätskan [2]
Ett av målen med utvecklingen av reaktorn var att eliminera blockering av dess krets från slaggavlagringar från metallsalter , vilket också var ett problem under driften av Lira kärnubåt. Som lösning använder SVBR-reaktorer innovativa limfilter [8] . Samtidigt gör den kemiska reningsstationen i kretsen den mobila reaktorn beroende av den och var en vanlig anledning till att atomubåten Lira inte var i stridstjänst, utan nära stationen vid piren [9] .
I andra publikationer noterar designers att det fanns problem som var typiska för användningen av LMC-reaktorer på kärnubåtar, såsom ökad blykorrosion i kylkretsen, vilket löses genom speciell reglering av närvaron av syre vid den kemiska beredningsstationen i kretsen . [tio]
| Kärnreaktorer i Sovjetunionen och Ryssland | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Forskning |
| ||||||||||
| Industriell och dubbla ändamål | Fyr 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 HELVETE ADE (-1,-2) | ||||||||||
| Energi |
| ||||||||||
| Transport | Ubåtar Vatten-vatten VM-A VM-4 VID 5 OK-650 flytande metall RM-1 BM-40A (OK-550) ytfartyg OK-150 (OK-900) OK-900A SSV-33 "Ural" KN-Z KLT-40 RITM-200 § RITM-400 § Flyg Tu-95LAL Tu-119 ‡ Plats Kamomill Bok Topas Jenisej | ||||||||||
§ — det finns reaktorer under uppbyggnad, ‡ — existerar endast som ett projekt
| |||||||||||