комплекс плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива атомных энергетических установок подводных лодок, кораблей и судов

Формула изобретения

Комплекс плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива атомных энергетических установок подводных лодок, кораблей и судов, представляющий собой составное многофункциональное судно атомно-технологического обслуживания, состоящее из функционального судна-секции, имеющего транспортно-упаковочный комплект для размещения в нем облученного ядерного топлива и радиационную и физическую защиту, и из судна-секции-транспортировщика, отличающийся тем, что он дополнен по крайней мере одним функциональным судном-секцией с транспортно-упаковочным комплектом и радиационной и физической защитой, а судно-секция-транспортировщик выполнен в виде судна докового типа с балластной системой и носовой надстройкой, трюм-док которого оборудован со стороны кормы водонепроницаемым затвором, а на грузовой палубе трюм-дока размещена плавучая система, составленная в колонну из по крайней мере двух упомянутых функциональных судов-секций, представляющих собой стандартные лихтеры, с транспортно-упаковочными комплектами и радиационной и физической защитой, причем радиационная и физическая защита выполнена в виде установленных на каждом лихтере по крайней мере шести страховочных капсул, в качестве которых использованы герметично закрытые ракетные шахты утилизированных атомных подводных лодок, а транспортно-упаковочные комплекты расположены внутри этих ракетных шахт, при этом трюм-док оснащен автоматически отключаемыми техническими средствами фиксирования в нем указанной плавучей системы из лихтеров, преимущественно кранцами пневмо-механического типа и башмаками.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области судостроения и обращения с облученным ядерным топливом транспортных атомных энергетических установок, а более конкретно - к транспортным средствам для перевозки водным путем облученного ядерного топлива атомных энергетических установок подводных лодок, надводных кораблей и судов.

Известны плавучие технические базы проекта 2020, принадлежащие ВМФ России, для перезарядки и транспортировки облученных тепловыделяющих сборок активных зон ядерных энергетических установок атомных подводных лодок и надводных кораблей [Кузин В. П., Никольский В. И. Военно-морской флот СССР 1945-1991. Историческое морское общество, Санкт-Петербург, 1996, с. 297].

Однако существенным недостатком этих плавучих технических баз ВМФ является их ориентация в основном на выполнение задач по перезарядке активных зон реакторов атомных подводных лодок и надводных кораблей. При этом для выполнения функций морской перевозки облученного ядерного топлива на плавучей технической базе проекта 2020 используется вариант транспортировки непосредственно облученных тепловыделяющих сборок в стандартных чехлах. В пункте назначения на железнодорожной станции необходимо выполнить целый комплекс потенциально опасных и трудоемких работ, требующих специального разрешения на оборудование поста перегрузки в черте города облученных тепловыделяющих сборок в стандартные транспортно-упаковочные комплекты, имеющие биологическую и физическую защиту. При условии соблюдения международных и национальных норм ядерной, радиационной и экологической безопасности - это практически невозможно. Средства для хранения облученного ядерного топлива плавучей технической базы проекта 2020 позволяют разместить на ней лишь один стандартный транспортно-упаковочный комплект. В то время как для безопасной транспортировки облученного ядерного топлива одной или двух активных зон реакторов атомной подводной лодки (в зависимости от поколения) требуется от пяти до десяти транспортно-упаковочных комплектов и, соответственно, от пяти до десяти рейсов плавучей технической базы.

В настоящее время при очень низком уровне финансирования оставшиеся боеготовыми плавучие технические базы проекта 2020 уже не в состоянии одновременно обслуживать находящиеся в строю атомные подводные лодки и вести выгрузку активных зон из списываемых из боевого состава подводных лодок. Вопрос вывоза водным путем к железнодорожной линии облученного ядерного топлива вообще был выведен из функциональных обязанностей плавучих технических баз и оно накапливается на береговых базах ВМФ.

Таким образом, стала быстро увеличиваться численность атомных подводных лодок в "отстое" (т.е. с невыгруженными активными зонами), а на базах флота скопилось очень большое количество облученного ядерного топлива, что привело к существенному дисбалансу и ухудшению экологической обстановки в районах базирования атомных подводных лодок. Изложенное требует решения задач проектирования и создания многофункционального судна атомно-технологического обслуживания атомных объектов ВМФ, одной из функций которого будет оперативный и безопасный вывоз водным путем накопленного облученного ядерного топлива из расположения баз флота и выгрузка активных зон атомных подводных лодок, находящихся в "отстое", с последующей морской транспортировкой их облученного ядерного топлива.

Известно также многофункциональное составное судно атомно-технологического обслуживания - техническое предложение ОАО "КБ "Вымпел" проекта 11511 [Суда комплексной переработки отходов. Рекламные материалы ОАО "КБ "Вымпел", 2001 г.], включающее судно-секцию-транспортировщик и функциональное судно-секцию, снабженную современным оборудованием для перегрузки активных зон ядерных реакторов атомных подводных лодок и надводных кораблей.

Однако указанное судно-секция оборудовано техническими средствами, обеспечивающими морскую транспортировку лишь одного транспортно-упаковочного комплекта с облученным ядерным топливом. Поэтому для вывоза водным путем облученного ядерного топлива одной атомной подводной лодки составное судно проекта 11511, как уже было отмечено ранее, должно выполнить от пяти до десяти рейсов, что существенно повышает транспортные расходы и время в процессе морских перевозок облученного топлива, приводящие практически к невозможности вывоза упомянутого топлива с береговых баз ВМФ и баз "отстоя" атомных подводных лодок. Необходимо также отметить, что мореходные качества с точки зрения прочности счаливающих устройств составного судна значительно ниже в сравнении с судном с цельнометаллическим корпусом традиционной архитектуры. Кроме того, разработка проекта и создание многофункционального составного судна атомно-технологического обслуживания проекта 11511 потребует большого объема финансирования. Все это приводит к большим материальным затратам при проектировании и создании рассмотренного многофункционального составного судна, существенному увеличению транспортных расходов и времени в процессе морской перевозки облученного ядерного топлива, снижению мореходных качеств создаваемого составного многофункционального судна атомно-технологического обслуживания и продолжающемуся ухудшению экологической обстановки в районах базирования и "отстоя" атомных подводных лодок.

Задачей заявляемого изобретения является уменьшение материальных затрат при создании многофункционального судна атомно-технологического обслуживания, повышение его мореходных качеств, сокращение транспортных расходов и времени в процессе морской перевозки облученного ядерного топлива и, соответственно, улучшение экологической обстановки в районах базирования и "отстоя" атомных подводных лодок.

Указанный технический результат достигается тем, что известный комплекс плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива атомных энергетических установок подводных лодок, надводных кораблей и судов, представляющий собой составное многофункциональное судно атомно-технологического обслуживания, состоящее из функционального судна-секции, имеющего стандартный транспортно-упаковочный комплект для размещения в нем облученного ядерного топлива и радиационную и физическую защиту, и из судна-секции-транспортировщика, дополнен по крайней мере одним функциональным судном-секцией с транспортно-упаковочными комплектами и радиационной и физической защитой, а судно-секция-транспортировщик выполнен в виде судна докового типа с балластной системой и носовой надстройкой, трюм-док которого оборудован со стороны кормы водонепроницаемым затвором, а на грузовой палубе трюм-дока размещена плавучая система, составленная в колонну из по крайней мере двух упомянутых функциональных судов-секций с транспортно-упаковочными комплектами и радиационной и физической защитой, представляющих собой стандартные лихтеры типа Lighter Aboard the Ship, радиационная и физическая защита которых выполнена в виде установленных на каждом лихтере по крайней мере шести страховочных капсул, в качестве которых использованы герметично закрытые ракетные шахты утилизированных атомных подводных лодок, а транспортно-упаковочные комплекты расположены внутри этих ракетных шахт, при этом трюм-док оснащен автоматически отключаемыми техническими средствами фиксирования в нем указанной плавучей системы из лихтеров преимущественно кранцами пневмомеханического типа и башмаками.

Дополнение комплекса плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива атомных энергетических установок подводных лодок, надводных кораблей и судов еще одним или несколькими функциональными судами-секциями с транспортно-упаковочными комплектами и радиационной и физической защитой позволяет разместить на многофункциональном судне атомно-технологического обслуживания не один, а заданное количество транспортно-упаковочных комплектов с облученным ядерным топливом, определяемое, например, размещением на одном (или нескольких) специализированном железнодорожном составе в пункте назначения, и тем самым сократить и оптимизировать транспортные расходы, а также существенно уменьшить время вывоза морем накопившегося облученного ядерного топлива из районов базирования и "отстоя" атомных подводных лодок.

Выполнение судна-секции-транспортировщика в виде судна докового типа с балластной системой, носовой надстройкой и трюм-доком в кормовой части позволяет транспортировать большее количество, по сравнению с прототипом, транспортно-упаковочных комплектов с облученным ядерным топливом, размещенных на функциональных судах-секциях, располагаемых на его грузовой палубе трюм-дока, а также реализовать корпус упомянутого судна-транспортировщика неразъемным в цельнометаллическом исполнении, что существенно повысит его мореходные качества по прочностным характеристикам, поскольку при этом полностью исключаются достаточно ненадежные счаливающие устройства для сопряжения функциональных секций многофункционального судна прототипа.

Дооборудование трюм-дока со стороны кормы водонепроницаемым затвором и размещение на грузовой палубе трюм-дока плавучей системы, составленной в колонну из двух или более функциональных судов-секций с транспортно-упаковочными комплектами и радиационной и физической защитой, представляющих собой стандартные лихтеры типа Lighter Aboard the Ship (ЛЭШ), позволяет сократить материальные затраты при проектировании и создании комплекса плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива атомных энергетических установок подводных лодок, кораблей и судов, поскольку функциональное судно-секция с транспортно-упаковочными комплектами и радиационной и физической защитой выполнено практически полностью с использованием стандартных технических решений и оборудования, включающего готовые лихтеры типа ЛЭШ.

Выполнение радиационной и физической защиты в виде установленных на каждом лихтере типа ЛЭШ шести и более страховочных капсул, в качестве которых использованы герметично закрытые ракетные шахты утилизированных атомных подводных лодок с расположением внутри этих ракетных шахт транспортно-упаковочных комплектов, позволяет дополнительно снизить материальные затраты при создании комплекса плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива атомных подводных лодок, кораблей и судов, поскольку радиационная и физическая защита функционального судна-секции из лихтеров для размещения в нем транспортно-упаковочных комплектов с облученным ядерным топливом реализована из уже существующего оборудования и самих ракетных шахт утилизированных атомных подводных лодок.

Реализация плавучей системы, составленной из двух или более функциональных судов-секций, в качестве которых использованы два или более лихтера типа ЛЭШ, в трюме каждого из которых установлены не менее шести ракетных шахт от утилизированных атомных подводных лодок, выполняющих функции радиационной и физической защиты, с размещением в этих шахтах двенадцати и более транспортно-упаковочных комплектов, позволяет осуществить перевозку водным путем за один рейс двенадцати и более упомянутых комплектов с облученным ядерным топливом, что обеспечит оперативный вывоз накопленного ядерного топлива из расположении технических баз флота и из активных зон атомных подводных лодок, находящихся в "отстое", и существенно улучшит экологическую обстановку в районах базирования и "отстоя" атомных подводных лодок.

Оснащение трюм-дока судна-секции-транспортировщика предложенного комплекса плавсредств автоматически отключаемыми техническими средствами фиксирования в нем плавучей системы из лихтеров типа ЛЭШ преимущественно кранцами пневмомеханического типа и башмаками позволяет осуществить спасение плавучей системы из лихтеров с загруженным облученным ядерным топливом путем отделения ее от упомянутого судна-секции-транспортировщика и всплытия на поверхность в случае тяжелой аварии в море, связанной с полным затоплением рассмотренного комплекса плавсредств, и избежать развития ядерно-радиационной аварии, что в итоге дополнительно улучшает экологическую обстановку на морских трассах, прилегающих к районам базирования и "отстоя" атомных подводных лодок.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлен вариант комплекса плавсредств для морской транспортировки облученного ядерного топлива, где на фиг.1 изображен вид сбоку судна-секции-транспортировщика, имеющего за носовой надстройкой трюм-док, в котором размещена плавучая система из двух функциональных судов-секций, представляющих собой стандартные лихтеры типа ЛЭШ, на фиг.2 - вид судна-секции-транспортировщика сверху с помещенной на грузовой палубе трюм-дока плавучей системой из двух вышеупомянутых лихтеров, на одном из которых ближе к носу сняты крышки трюма и показаны отсеки с раскрепленными в них ракетными шахтами, взятыми с утилизированных атомных подводных лодок, на фиг.3 - разрез судна-секции-транспортировщика, стандартного лихтера, закрепленного на грузовой палубе трюм-дока, и ракетных шахт, раскрепленных в отсеках трюмов лихтера, в которых установлены транспортно-упаковочные комплекты с облученным ядерным топливом.

Комплекс плавсредств включает судно-секцию-транспортировщик 1 (фиг.1) докового типа с балластной системой 2 (фиг.3), имеющее за носовой надстройкой 3 трюм-док 4 с грузовой палубой 5 (фиг.1 и 2), снабженной со стороны кормы входным проемом с водонепроницаемым затвором 6. На грузовой палубе 5 размещена в процессе погрузки наплывом плавучая система 7 (фиг.1) из двух функциональных судов-секций, в качестве которых использованы стандартные лихтеры типа ЛЭШ. Трюм-док 4 оборудован автоматически отключаемыми техническими средствами закрепления и фиксирования в нем после всплытия судна-секции-транспортировщика 1 системы из лихтеров 7 соответственно в продольном, вертикальном и поперечном направлениях, состоящими преимущественно из фиксирующих башмаков 8 и пневмомеханических кранцев 9 (фиг.2). В отсеках трюма каждого из лихтеров системы 7 жестко раскреплены по шесть ракетных шахт 10, снятых с утилизированных атомных подводных лодок и выполняющих функции радиационной и физической защиты облученного ядерного топлива в системе из лихтеров 7 в составе предложенного комплекса плавсредств. Внутри каждой ракетной шахты 10 размещены транспортно-упаковочные комплекты 11 (фиг. 3) с облученным ядерным топливом в количестве двенадцати единиц на плавучую систему из лихтеров 7.

Комплекс плавучих средств для морской транспортировки облученного ядерного топлива работает следующим образом.

В процессе погрузки облученного ядерного топлива в комплекс плавсредств для морской транспортировки, например при выгрузке его из атомной подводной лодки, находящейся в "отстое" (или подготовленной к утилизации), функциональная система из двух лихтеров 7 доставляется судном-транспортировщиком 1 к атомной подводной лодке, выгрузка активных зон реакторов которой осуществляется с помощью плавучей технологической базы проекта 2020. Судно-транспортировщик 1 притапливают путем заполнения балластной системы 2, открывают затвор 6 и, после отключения технических средств крепления - башмаков 8 и средств фиксирования - пневмомеханических кранцев 9, выводят функциональную систему из лихтеров 7 из трюм-дока 4. После этого судно-транспортировщик 1 может выполнять какие-либо другие функции атомно-технологического обслуживания. Плавучую систему 7 причаливают с противоположной стороны от атомной подводной лодки к борту плавучей технической базы, выполняющей выгрузку активной зоны реактора лодки. Снимают крышки трюмов лихтеров 7, последовательно открывают крышки ракетных шахт 10 и соответствующие крышки транспортно-упаковочных комплектов 11 и осуществляют перегрузку штатными средствами плавучей технической базы облученного ядерного топлива в соответствующий транспортно-упаковочный комплект 11 с последующим закрытием открытой крышки комплекта 11 и шахты 10, выполняющей радиационную и физическую защиту плавучей системы из лихтеров 7. После заполнения всех двенадцати транспортно-упаковочных комплектов 11 в шахтах 10 задраивают крышки отсеков трюмов лихтеров 7. В результате этой операции плавучая система из лихтеров 7 с ядерным топливом, загруженным в транспортно-упаковочные комплекты 11 радиационно- и физически защищенными техническими средствами ракетных шахт 10, готова для транспортировки морем. Посредством балластной системы 2 снова притапливают судно-транспортировщик 1 (если было осуществлено всплытие транспортировщика 1), заводят наплывом в трюм-док 4 транспортировщика 1 плавучую систему из лихтеров 7 с загруженным облученным ядерным топливом в транспортно-упаковочных комплектах 11, осушают балластную систему 2, обеспечивая всплытие судна-транспортировщика 1 и контакта его грузовой палубы 5 с плавучей системой из лихтеров 7. После всплытия транспортировщика 1 плавучую систему из лихтеров 7 закрепляют и фиксируют на грузовой палубе 5 трюм-дока 4 с помощью башмаков 8 и пневмо-механических кранцев 9, закрывают водонепроницаемый затвор 6 и выполняют морскую транспортировку облученного ядерного топлива в порт назначения, связанный с железнодорожной сетью страны. В порту назначения выполняют перегрузку прибывших морем транспортно-упаковочных комплектов 11 в специализированный железнодорожный состав, в котором размещается по стандарту Министерства транспорта двенадцать транспортно-упаковочных комплектов с облученным ядерным топливом.

При вывозе водным путем накопившегося облученного ядерного топлива из береговых хранилищ на действующих технических базах атомных подводных лодок операция погрузки ядерного топлива на плавучую систему из лихтеров 7 выполняется с помощью либо технических средств судна пр. 2020, либо средств самой базы флота. При этом система из лихтеров 7 может располагаться в трюм-доке 4 судна-транспортировщика 1 или на плаву, как было изложено ранее.

Невысокая стоимость плавучих систем из лихтеров 7 типа ЛЭШ позволяет снабдить ими береговые технические базы атомных подводных лодок в достаточном количестве, обеспечив тем самым непрерывно-поточный вывоз морем облученного ядерного топлива, накопившегося в хранилищах баз флота и местах "отстоя" подводных лодок.