L'incidente alla centrale nucleare giapponese "Fukushima-1" ha costretto ancora una volta a parlare dei problemi di sicurezza durante il funzionamento delle centrali nucleari di tutto il mondo. Sembra naturale che mentre non esiste una reale alternativa all'energia nucleare, nessuna collisione provocata dall'uomo ne fermerà lo sviluppo.
Centrale nucleare mobile
Quasi mezzo secolo fa è nata la prima centrale nucleare mobile di grandi dimensioni TPP-3 di bassa potenza al mondo, che può essere giustamente considerata un capolavoro di ingegneria meccanica. Nel 1957, l'ufficio di progettazione dello stabilimento Kirovsky di San Pietroburgo (ora OJSC "Spetsmash") ricevette un ordine dal Ministero della costruzione di macchine medie (come allora veniva chiamato il Ministero dell'industria atomica per motivi di segretezza) per la creazione di telai e altri sistemi per una centrale nucleare mobile sperimentale destinata alla fornitura di energia elettrica in aree remote lontane dai sistemi di alimentazione (Estremo Oriente, Nord e Siberia). Certo, in queste regioni è possibile creare centrali elettriche funzionanti sia con combustibili liquidi che solidi, ma la consegna di questi vettori energetici è un problema serio.
La centrale elettrica mobile ha ricevuto la designazione TPP-3 (centrale nucleare trasportabile) e nell'ufficio di progettazione è stata chiamata "Oggetto 27". Poiché le scadenze per lo sviluppo erano estremamente ravvicinate, era necessario trovare soluzioni tecniche che fossero già state padroneggiate nella pratica. Si presumeva che la centrale si muovesse sia fuoristrada che su strade con una superficie convenzionale.
Capo progettista dell'ufficio di progettazione Zh. Ya. Kotin ha utilizzato come base il carro armato T-10, che è estremamente affidabile e ampiamente utilizzato nelle truppe, ma il suo telaio ha subito cambiamenti significativi a causa delle specifiche della nuova struttura. Considerando che la massa di TPP-3 ora superava significativamente la massa del veicolo base (permettimi di ricordarti che il T-10, creato sotto la guida del vice capo progettista, vincitore dei premi statali AS Ermolaev, aveva un peso di combattimento di 51,5 tonnellate), uno speciale bruco allargato, e il sottocarro includeva un numero maggiore di coppie di ruote da strada (dieci contro sette). Il corpo rettangolare sembrava un po' un ingombrante vagone ferroviario. Progettista leader della macchina Zh. Ya. Kotin ha nominato P. S. Toropatin è un esperto costruttore di carri pesanti.
La progettazione e lo sviluppo del telaio per unità pesanti e ingombranti è diventato un compito ingegneristico difficile. Questo lavoro è stato affidato a B. P. Bogdanov, e la produzione fu affidata allo stabilimento di Izhora. È stato possibile creare una struttura a ponte leggera e resistente. Successivamente, Boris Petrovich ha ricordato: “Sono ancora un giovane specialista, dopo la laurea al Politecnico sono stato assegnato al gruppo che progettava la costruzione della centrale. Abbiamo lavorato sodo. Spesso il capo progettista veniva da noi, ci mostrava, consigliava. Non è stato facile posizionare questa attrezzatura, ma volevo davvero completare questo compito. A proposito, il risultato del mio lavoro è stato il primo premio: una medaglia di bronzo della Mostra dei risultati economici”.
La centrale è stata progettata dagli anziani dell'ufficio di progettazione: Gleb Nikonov e Fyodor Marishkin. Quindi hanno usato il motore diesel più potente B12-6. Il giovane specialista A. Strakhal ha lavorato fruttuosamente. Ha progettato schermi protettivi ispessiti. L'installazione è stata realizzata con la partecipazione di un gran numero di organizzazioni di progettazione e ingegneria e scientifiche. Il lavoro è stato svolto sotto la guida e con la partecipazione attiva di un ingegnere di talento, onorato lavoratore Kirov N. M. Blu.
Si può dire di quest'uomo che fu il creatore dell'era atomica. Dottore in scienze tecniche, professore e scienziato ha legato la sua vita allo stabilimento di Kirov. Dopo essersi laureato all'Università tecnica statale di Mosca nel 1932. N. E. Bauman, per 30 anni, ha lavorato nello stabilimento di Kirov, è passato da ingegnere progettista a capo progettista. Negli anni prebellici, nell'ufficio di progettazione speciale dello stabilimento, da lui diretto, iniziarono a creare i primi motori a getto d'aria per l'aviazione del paese. Durante la Grande Guerra Patriottica, Nikolai Mikhailovich ha lavorato come vice J. Ya. Kotina, ha sviluppato carri armati pesanti KB e IS. Nell'agosto del 1943, eseguì l'ordine responsabile dei costruttori di carri armati della città dei carri armati: per ordine del quartier generale, consegnò i campioni di veicoli corazzati da loro creati a Mosca per essere mostrati al comandante in capo supremo.
Macchine del complesso TPP-3. Nella foto a destra: un'auto del complesso TPP-3 in Kamchatka. 1988 anno
Nel 1947 N. M. Sinev si è nuovamente unito attivamente al lavoro sulla creazione di nuove tecnologie a Leningrado. Nikolai Mikhailovich è uno dei più grandi talentuosi progettisti di apparecchiature domestiche originali per l'energia nucleare, autore di invenzioni che hanno trovato ampia applicazione nella pratica. Molti dei suoi sviluppi sono superiori alle loro controparti estere in termini di indicatori tecnici ed economici. 1953-1961 sotto la guida di N. M. Nascono Sineva, i principali turboriduttori e le pompe di circolazione ermetiche per il circuito primario degli impianti nucleari delle navi. Il suo merito speciale nello sviluppo di un impianto a turbina integrato per il rompighiaccio a propulsione nucleare Lenin e la prima centrale nucleare mobile TPP-3 come capo progettista.
Il complesso mobile TES-3 è stato montato su quattro telai cingolati utilizzando, come già accennato, i nodi del carro pesante T-10. La prima macchina era dotata di un reattore nucleare con sistemi operativi, la seconda - generatori di vapore, un compensatore di volume e pompe di circolazione per l'alimentazione del circuito primario, la terza - un generatore di turbina e la quarta - il pannello di controllo centrale dell'energia nucleare pianta. La particolarità di TPP-3 era che non era necessario costruire edifici speciali e altre infrastrutture per il suo funzionamento.
La parte energetica è stata creata presso l'Istituto di Fisica e Tecnologia. A. I. Leikunsky (Obninsk, ora - FSUE "SSC RF - IPPE"), nei primi anni '60. furono fabbricate due di queste centrali nucleari. Il reattore stesso era un cilindro alto 600 mm e con un diametro di 650 mm, che ospitava 74 gruppi di combustibile con uranio altamente arricchito.
Per proteggersi dalle radiazioni, doveva essere costruito uno scudo di terra attorno alle prime due macchine di TPP-3 nel sito operativo. Il veicolo del reattore era dotato di una schermatura biologica trasportabile, che consentiva di effettuare lavori di montaggio e smontaggio entro poche ore dallo spegnimento del reattore, nonché di trasportare un reattore con nocciolo parzialmente o completamente bruciato. Durante il trasporto, il reattore è stato raffreddato utilizzando un radiatore ad aria, che fornisce la rimozione fino allo 0,3% della potenza nominale dell'impianto.
Nel 1961, presso l'Istituto di Fisica e Ingegneria Energetica intitolato a V. I. A. I. Leikunsky, TPP-3 con un reattore pressurizzato pressurizzato è stato messo in funzione. Questa unità ha completato con successo l'intero ciclo, avendo esaurito le sue risorse di progettazione. Nel 1965 TPP-3 è stato chiuso e dismesso. Successivamente, avrebbe dovuto servire come base per lo sviluppo di centrali elettriche di questo tipo.
Dopo l'operazione di prova a Obninsk, le due macchine più "pericolose" furono messe in naftalina, ma dopo alcuni anni fu necessario inviarle per ricerche sperimentali in Kamchatka (a geyser di vapore termico). A tal fine, L. Zakharov, un ingegnere di prova dell'ufficio di progettazione LKZ e il vice capo del dipartimento di collaudo SI, sono stati inviati a Obninsk. Lukashev con i meccanici del conducente. L'ingegnere Vanin fu inviato in Kamchatka.
Va sottolineato che questa centrale nucleare mobile non aveva paura dei terremoti più forti: la sospensione del serbatoio non resiste a una cosa del genere quando viene sparata.
Caratteristiche tecniche del cellulare TPP-3
Peso totale, t ……………………………… Più di 300
Peso dell'attrezzatura, t …………………….circa 200
Potenza motore, HP …………………………… 750
Potenza termica, kW ……………………… 8, 8 mila.
Energia elettrica
generatore a turbina, kW ……………………………….1500
Consumo di acqua di raffreddamento
nel circuito primario, t/h ………………………………… 320
Pressione dell'acqua, atm ………… 130, a una temperatura
refrigeratore 270'C (ingresso) e 300 * C (uscita);
Pressione del vapore ……… 20 atm con una temperatura di 280 С
Durata del lavoro
(campagne) …………………………….. Circa 250 giorni
(con caricamento incompleto degli elementi - fino a un anno)
VTS "Ladoga"
Veicolo altamente protetto "Ladoga"
Veicolo ad alta protezione (VTS) "Ladoga" è nato quasi 20 anni dopo la creazione di una centrale nucleare mobile. Occupa un posto speciale tra le macchine caterpillar ad alta intensità energetica progettate specificamente per il lavoro in situazioni di emergenza.
L'incarico per lo sviluppo di un veicolo altamente protetto al KB-3 dello stabilimento di Kirov è stato ricevuto alla fine degli anni '70. I requisiti per la nuova vettura erano estremamente severi e difficili da soddisfare. La cooperazione tecnico-militare doveva avere una buona mobilità, un'elevata sicurezza e la capacità di lavorare in modo autonomo per lungo tempo. Il requisito più importante era la disponibilità di una protezione affidabile dell'equipaggio da radiazioni, influenze chimiche e batteriologiche, mentre il massimo comfort doveva essere fornito alle persone. Naturalmente, date le previste difficili condizioni operative del prodotto, è stata prestata maggiore attenzione alla comunicazione. Inoltre, la cooperazione tecnico-militare avrebbe dovuto essere predisposta in breve tempo, unificandola, se possibile, con altre macchine dello stabilimento.
VTS "Ladoga", che ha lavorato nell'area della centrale nucleare di Chernobyl. 1986 anno
Non è esagerato affermare che grazie all'esperienza accumulata, alle potenti strutture di produzione e collaudo, i designer di Leningrado sono riusciti a creare un veicolo cingolato unico che non ha analoghi al mondo.
Il lavoro su Ladoga è stato diretto da V. I. Mironov, un ingegnere di talento e un eccellente organizzatore. Per 45 anni della sua carriera è passato da ingegnere progettista a vice progettista generale, capo di un ufficio speciale. Nel 1959, subito dopo essersi laureato al Politecnico di Leningrado (specializzato in veicoli cingolati), prima di ritirarsi in un meritato riposo, partecipò attivamente a quasi tutti i lavori dell'ufficio di progettazione degli impianti Kirovsky. È stato ripetutamente premiato e per servizi speciali nella creazione di macchine speciali è stato insignito del titolo di Laureato del Premio di Stato tre volte.
Un'unità di progettazione speciale, KB-A, è stata costituita nell'ufficio di progettazione. Dal 1982 ha iniziato a svolgere il compito assegnato. Il responsabile del laboratorio N. I. Burenkov, capo designer del progetto A. M. Konstantinov e A. V. Vasin, massimi esperti V. I. Rusanov, D. D. Blokhin, E. K. Fenenko, V. A. Timofeev, A. V. Aldochin, V. A. Galkin, G. B. Maggiolino e altri.
Il lavoro di impaginazione, una delle fasi progettuali più difficili, è stato eseguito da A. G. Janson.
Nel corso della progettazione di sistemi e assiemi originali che garantissero un'elevata compattezza e affidabilità della macchina, il talento progettuale del progettista ereditario KB O. K. Ilyin (a proposito, suo padre, K. N. Ilyin, ha partecipato allo sviluppo dei primi carri armati pesanti e sistemi di artiglieria sotto la guida di N. L. Dukhov). È sicuro dire che il contributo di Oleg Konstantinovich alla creazione di questa macchina rivoluzionaria è insolitamente alto.
La base per l'MTC "Ladoga" era il telaio ben collaudato e collaudato del carro armato principale T-80. Era dotato di un corpo dal design originale con un salone, in cui erano collocate comode sedie, illuminazione individuale, aria condizionata e sistemi di supporto vitale, apparecchiature di comunicazione, dispositivi di osservazione e misurazioni di vari parametri dell'ambiente esterno. Ciò ha permesso di garantire condizioni di lavoro normali in un volume interno completamente sigillato. Un analogo di un tale sistema di supporto vitale può essere trovato, forse, solo nell'astronautica.
Videocamera
Il motore a turbina a gas GTD-1250 con una capacità di 1250 CV, sviluppato presso NPO intitolato a V. I. V. Ya. Klimov. È previsto un sistema per l'espulsione della polvere con aria compressa dalle lame di guida dell'apparato ugello della turbina, che consente una rapida ed efficace decontaminazione. Dietro i parafanghi di sinistra si trova un motore a turbina a gas con una capacità di 18 kW, che fornisce energia elettrica a tutti i sistemi Ladoga nel parcheggio.
È possibile fornire aria all'equipaggio non attraverso l'unità filtrante, ma da un cilindro fissato alla parete posteriore dello scafo. Sulla superficie interna della custodia sono fissati elementi del rivestimento: protezione anti-neutroni. Oltre ai periscopi e ai visori notturni, Ladoga dispone di due videocamere.
Nei primi anni '80. MTC "Ladoga" ha superato prove difficili nel deserto del Kara-Kum, sulle montagne Kopet-Dag e Tien Shan e nelle regioni dell'estremo nord. Tuttavia, Ladoga è stata in grado di dimostrare pienamente le sue capacità durante la liquidazione delle conseguenze del disastro nella centrale nucleare di Chernobyl (ChNPP), avvenuta il 26 aprile 1986. A seguito della distruzione della quarta unità di potenza, un grandi quantità di sostanze radioattive sono state rilasciate nell'ambiente. In tale situazione, è stato deciso di utilizzare Ladoga per la ricognizione e la valutazione della situazione direttamente al reattore.
Il posto di lavoro del conducente-meccanico e l'interno del VTS "Ladoga"
Nell'area della centrale nucleare di Chernobyl "Ladoga" ha percorso più di 4000 km, dopo aver eseguito una serie di studi
Kirovtsy a Chernobyl, secondo da sinistra - G. B. Insetto. giugno 1986
Il 3 maggio, l'auto (numero di coda 317) è stata consegnata a Kiev con un volo speciale da Leningrado. Il nono giorno dopo l'incidente, è arrivata da sola nell'area della centrale nucleare di Chernobyl. Dal KB dello stabilimento di Kirov, il lavoro era diretto dal vice capo progettista per il lavoro scientifico B. A. Dobryakov e il tester leader V. A. Galkin. È stato creato un distaccamento speciale, che comprendeva l'equipaggio dell'auto, la dosimetria, i servizi igienico-sanitari, alimentari e medici. Gli equipaggi in partenza per il sito includevano il presidente della commissione governativa I. S. Silaev, capo del servizio chimico del Ministero della Difesa V. K. Pikalov, accademico E. P. Velikhov, rappresentante del Ministero della costruzione di macchine medie E. P. Slavsky e altri.
BA Dobryakov era particolarmente interessato ai parametri tecnici, al grado di contaminazione, ai risultati dell'elaborazione, alla valutazione delle capacità operative dei sistemi Ladoga. Lui, insieme a G. M. Hajibalavim ha eseguito i calcoli più complessi per la sicurezza.
Ingegnere collaudatore G. B. Zhuk in seguito disse: “La devastazione dei villaggi, gli orti ricoperti di erbacce sono stati impressionanti, ma la cosa principale è l'entità della distruzione: non c'è un tetto a blocchi, né muri, un angolo dell'edificio è crollato fino alle fondamenta. Il vapore turbinava su tutto e - completa abbandono intorno. Mentre erano in macchina, tutti guardavano attraverso dispositivi di osservazione e telecamere.
Dopo aver lavorato da maggio ad agosto 1986, "Ladoga" ha percorso più di 4 mila km, superando aree con un background di radioattività estremamente elevato, conducendo ricognizioni dell'area, effettuando registrazioni video ed eseguendo una serie di altri studi, anche nel ChNPP sala turbine.
In meno di quattro mesi di lavoro con l'uso di "Ladoga", 29 specialisti dell'ufficio di progettazione dello stabilimento di Kirov hanno visitato l'area della centrale nucleare di Chernobyl. Vorrei ricordare i partecipanti attivi della spedizione di Chernobyl: i capi dei laboratori O. E. Gerchikov e B. V. Kozhukhov, ingegneri collaudatori A. P. Pichugin, così come Yu. P. Andreeva, F. K. Shmakova, V. N. Prozorova, a. C. Chanyakova, N. M. Mosalov.
Di maggiore interesse sono le voci del "diario di bordo", che erano tenute dagli specialisti che gestiscono il "Ladoga". Ecco alcuni estratti per maggio-settembre 1986:
Ingegnere collaudatore V. A. Galkin (viaggio d'affari dal 9 maggio al 24 maggio 1986):
“…05/05/86, il primo viaggio nella zona NPP per ricognizione, le letture del tachimetro 427 km, il contaore motore 42,7 m/h. Il livello di radiazione è di circa 1000 r/h, decontaminazione. Non ci sono commenti sull'auto.
… 16.05.86 Partenza per la zona NPP con i membri della commissione. Tempo operativo per la partenza: 46 km, 5,5 m / h. Il livello di radiazione è di circa 2500 giri / h, le letture del tachimetro sono 1044 km, 85, 1 m / h. Non ci sono commenti sull'auto. Disattivazione. Gli indicatori tecnici sono formalizzati dall'atto”.
Ingegnere collaudatore A. P. Pichugin:
… 6.06.86. Uscita nell'area NPP 16-00, ritorno 18-10. L'obiettivo è familiarizzare il compagno Maslyukov con l'area dell'incidente. Letture tachimetro 2048 km, contaore 146, 7 m/h. Durante l'uscita, hanno percorso 40 km, 2, 2 m / h, temperatura + 24 ° С, livello di radiazione circa 2500 r / h, nessun commento, è stata effettuata la decontaminazione. Gli altri indicatori sono attivati.
… 06/11/86 Partenza per la zona NPP con C. Aleksandrov. Temperatura ambiente + 33 °, chiarimento dell'area dell'infezione.
Letture strumentali: 2298 km, 162, 1 m/h. Per l'uscita 47 km, 4,4 m/h. Non ci sono commenti. Disattivazione.
Ingegnere leader S. K. Kurbatov:
“…27/07/86 Partenza per la zona NPP con il Presidente dello Stato. commissioni, letture strumenti 3988 km, 290,5 m/h, tempo di funzionamento del motore ausiliario GTD5T - 48,9 m/h. Livelli di radiazione fino a 1500 giri/ora. Filmare, registrare il rumore e l'accelerazione delle vibrazioni a una velocità dell'auto di 30-50 km / h. Per l'uscita: 53 km, 5,0 m/h, 0,8 m/h sull'ausiliare.
La tensione delle cinghie del bruco è stata eseguita, la staffa destra è stata piegata, la lanterna è stata strappata. I difetti sono stati eliminati. Disattivazione. Il resto dei parametri è in atto.
L'ingegnere capo V. I. Prozorov:
“… 19.08.86, 9-30 - 14-35, partenza del capo della guarnigione e del capo del servizio chimico. Completato 45 km, 4,5 m/h, unità ausiliaria 0,6 m/h (totale 56,8 m/h). Nessun commento, pulizia del vano comandi e dell'abitacolo, scarico di circa 100 g di condensa dall'evaporatore dell'impianto di climatizzazione. La contropressione è stata controllata - normale, il livello dell'olio: motore 29,5 litri, trasmissione 31 litri, spazzole generatore GS-18 - 23 mm. Altri parametri in atto».
Ingegnere collaudatore A. B. Petrov:
“… 6.09.86 - partenza per la zona NPP, determinazione dell'influenza delle radiazioni ionizzanti sulla composizione ionica dell'aria. Composizione: Maslov, Pikalov. Letture 4704 km, 354 m/h. Per l'uscita 46 km, 3,1 m/h, 3,3 m/h del motore ausiliario (totale 60, 3 m/h). È stato redatto un protocollo.
… 8.09.86, partenza per la zona del villaggio di Pelev (4719 km, 355, 6 m/h) per l'uscita 15 km/1, 6 m/h. Disattivazione. Parametri in atto”.
Il 14 settembre "Ladoga" è stato spedito allo stabilimento, dopo aver accuratamente decontaminato l'esterno e l'interno. Successivamente è stato utilizzato nei lavori di ricerca nell'ufficio di progettazione del sito n. 4 (vicino a Tikhvin).
Riassumendo alcuni risultati, possiamo dire che la creazione dell'ufficio di progettazione VTS "Ladoga" Kirovtsy ha anticipato la necessità di un veicolo altamente protetto per il Ministero delle situazioni di emergenza. Nella pratica mondiale, non ci sono molti esempi in cui le proprietà e le capacità di una tecnica così speciale sarebbero testate in condizioni reali. I creatori di Ladoga hanno acquisito una preziosa esperienza lavorando in condizioni estreme. E oggi questa macchina non ha eguali in termini di durata del funzionamento in condizioni di aumentato rischio di radiazioni.
Vorrei esprimere l'auspicio che una tecnica simile a quella sopra descritta sia ancora richiesta, soprattutto di fronte a sempre più frequenti disastri naturali e provocati dall'uomo.
Caratteristiche tecniche del VTS "Ladoga"
Peso, t …………………………………………………….42
Equipaggio, persone ………………………………………….2
Capacità cabina, persone ……………………………….4
Motore, tipo …………………………………. GTD-1250
Autonomia di lavoro, h ……………………………….48
Autonomia, km ………………………………………….350
Potenza specifica, CV D ………………….circa 30
Velocità, km/h …………………………………………… 70
Unità di potenza aggiuntiva, tipo, potenza ……………………………….. GTE, 18 kW
