ОКБМ "Африкантов" (Нижний Новгород). РИТМы нового века
"Сколько у Америки атомных ледоколов?" - вопрос, который часто задают в ответ на утверждение о том, что у России нет высоких технологий. Гражданский атомный флот Северного Морского пути - такой же предмет отечественной гордости, как космические корабли, бороздящие просторы Вселенной. Причём - не только в прошлом, но и вполне себе в настоящем: на замену списанным советским ледоколам строятся новые, более мощные и современные. Ну а атомными их во всех времена делало Опытное конструкторское бюро машиностроения имени Игоря Африкантова в Нижнем Новгороде. На испытаниях другого их изделия в петербургском НИИЭФА мы побывали в прошлой части, а теперь отправимся ещё один блог-тур под эгидой "Атомэнергомаша" (машиностроительный дивизион "Росатома") непосредственно в ОКБМ "Африкантов", чтобы посмотреть, как делается ядерный реактор РИТМ-200 для новейшего универсального атомного ледокола "Чукотка".
Прототипом ледокола считается поморский коч - деревянное судно с яйцевидным сечением не ломалось во льдах, а выдавливалось ими наверх. На таких судах поморы ходили от Шпицбергена до устья Индигирки, но только в летнее время: о том, чтобы сломать полярный лёд, прочность которого в 50-градусный мороз и штормовой ветер сравнима с прочностью стали, в те времена нечего было и думать. Поморские идеи, однако, использовал петербургский судовладелец Михаил Бартенев, который купил у англичан катер "Пайлот", слегка переделал его и выпустил в 1864 году в Маркизову лужу, где он работал на линии Петербург - Ораниенбаум на несколько недель дольше официальной навигации. Наши чиновники идею, как водится, не оценили, а вот более прошаренные в технике немцы, когда в 1871 году от небывалых морозов встало устье Эльбы, просто купили у Бартенева чертежи и быстренько построили катер "Айсбрехер". Вскоре поморское ноу-хау распространилось по Европе, и вот уже на английских верфях Армстронга по российскому заказу создавались "Саратовскiй ледоколъ" на Волгу, "Ангара" и "Байкал" в Сибирь (1899) и даже "Ермак" (1898) - первый в мире ледокол для открытого моря. Всё изменилось после революции - понимая, что "проливы веками держат серьёзные люди (с)", Советы обратили взгляд на немыслимый по меркам той эпохи Северный Морской путь. С 1920-х годов отечественные ледоколы начали строиться в Ленинграде, года не проходило без очередной экспедиции в Арктику на грани выживания, и в общем, думается, когда человечество начнёт осваивать другие планеты - именно к полярникам будут возводить преемственность первые планетонавты. Уже в 1930-е годы арктическое судоходство стало данностью, но всё же оставалось понимание, что каждый арктический рейс мог стать для своего экипажа последним. На безлюдных берегах было негде взять горючего, а потому целые караваны вставали порой на зимовки лишь от того, что ледокол в борьбе со льдами досрочно выжег весь свой запас. Прогресс, однако, не стоял на месте, и в самом начале ядерной гонки двух сверхдержав стало ясно, какое пространство возможностей в Арктике открывает Атом.
2.
Ведь главное преимущество ядерного двигателя перед любым другим - даже не мощность, а автономность. На одной "заправке" реактор может работать годами, а чрезмерное напряжение не спалит всё топливо и не забьёт трубы сажей. Так появились суда с практически безграничным запасом хода, первым из которых стала в 1954 году американская подводная лодка "Наутилус". СССР, однако, примерно тогда же запустил первую в мире атомную электростанцию в Обнинске, но построивший её институт изначально создавался как раз для разработки судовых реакторов. И вот в 1953-55 годах в Ленинграде, на специально созданном для этих задач КБ №15 (ныне "Айсберг") корабел Василий Неганов и двое атомщиков - учёный Анатолий Александров и конструктор Игорь Африкантов, спроектировали первый в мире надводный гражданский атомоход. Ледокол "Ленин" был спущен на воду в 1957 году, два месяца спустя после запуска Первого Спутника, а на постоянные арктические маршруты вышел в 1960 году, став первенцем среди атомных тружеников замёрзшего моря. В последующие полвека на СевМорПути успели поработать 10 атомных ледоколов, которые можно отнести к трём основным типам. Построенные на Балтийском заводе в Северной столице "Арктика" (1975), "Сибирь" (1977), "Россия" (1985), "Советский Союз" (1989), "Ямал" (1993) и "50 лет Победы" (2007) - прямые потомки, улучшенные версии "Ленина", водили караваны в открытых морях. Спущенный на воду в 1988 году в Керчи атомный лихтеровоз "Севморпуть" не был похож ни на кого и так и остался единственны в мире грузовым атомным судном. "Таймыр" (1989) и "Вайгач" (1990) заказывались в Финляндии с её причудливыми берегами и 2-м в мире флотом дизельных ледоколов - они имеют меньшую осадку для работы в эстуариях сибирских рек. Вот красный "Ямал" и жёлтый "Таймыр" глядят друг на друга в Кольском заливе у Базы-92 - причала "Атомфлота", переданного в 2008 году из Мурманского пароходство напрямую в "Росатом".
3.
Однако многолетняя автономность работы не отменяет того, что у атомных судов не безграничный ресурс. В 1989 году "Ленин" встал на прикол, и в 2009 году сделался музеем. "Сибирь" прослужила недолго и выбыла уже в 1992 году, а "Арктику" списали в 2008-м. В 2010 та же участь постигла "Советский Союз", а в 2013 - и "Россию". "Севморпуть" был списан в 2012 году, но в 2016-м вдруг вернулся в строй, тем более утилизировать атомное судно - дело долгое и трудное. В глобализованном мире и разорённой стране 1990-2000-х Северный Морской Путь казался анахронизмом, но в те же 2008-13 годах, когда шли списания старых ледоколов, ответственные лица всё больше понимали, что только казался. Глобальное потепление удлинило сезон свободной навигации, а развитие рынка сжиженного газа и запуск новых углеводородных портов вроде Варандея или Сабетты наполняли арктический ход новыми смыслами. С 2013 года Балтзавод начал строительство принципиально новых ледоколов "проекта 22220" (он же ЛК60-Я). По сравнению с предшественниками они мощнее и больше: их водоизмещение 32 тыс. тонн (против 22 тыс. у "50 лет Победы"), длина 172м (против 160), ширина 34 метра (против 30), мощность 60 МВт (81 тыс. лошадиных сил) против 55 (75 тыс.), скорость 22 узла против 21, автономность работы реакторов 7 лет против 4, и всё это при вдвое меньшем экипаже (54 человека против 138). Новейшая система электрического движения позволяет накапливать энергию на лёгких участках пути, чтобы использовать её на тяжёлых - под силу новым ледоколам даже 3-метровый лёд. Специальные балластные цистерны дают ледоколу возможность менять осадку, что позволяет ему работать как в открытом море, так и в устьях больших рек, и потому суда ЛК60-Я называют аббревиатурой УАЛ - "универсальный атомный ледокол". Вот кадр весны 2020 года, снятый с петербургской набережной Лейтенанта Шмидта - у достроечной стенки Балтзавода стояли новые "Арктика" и "Сибирь".
4.
Первая, хоть и не на полную мощность (при испытаниях сгорел один из двигателей) вышла на СевМорПуть в 2020 году, вторая - в январе 2022-го. Финальную стадию испытаний проходит "Урал" - ему досталось проектное название ледокола "50 лет Победы". У заложенных в 2020 году УАЛ-22220 новые названия - "Якутия" и "Чукотка", и на церемониях их закладки присутствовали главы соответствующих регионов. "Чукотка" уникальна ещё и тем, что делается под конкретного заказчика - Баимский медно-золотой рудник близ Певека, который там планировала осваивать британо-казахстанская компания "KAZ Minerals". Но и без британцев такая машина, как атомный ледокол, явно не пропадёт, и вот 7 апреля 2022 года мы с Игорем zavodfoto и Людмилой Дмитриевой под руководством Артёма Шпакова поехали посмотреть, как создаётся РИТМ для "Чукотки".
5.
Ещё в петербургском кафе после посещения НИИЭФА мы обсуждали, как с наименьшим недосыпом добраться к 9 утра из Москвы в Нижний Новгород. Обсуждались варианты то ли выехать на машине под утро, то ли прилететь самолётом к вечеру и остановиться в гостинице, а в конечном счёте победил не самыё лёгкий, но самый простой способ - банально доехать ночным поездом. На утреннем вокзале открыт был только "БургерКинг", который наложил на россиян санкции весьма изощрённым образом - еда в нём мало того подорожала раза в полтора, так ещё и стала тошнотворной. Вскоре на поезде с другой стороны приехал Заводыч, а Артём обнаружил, что на такси до места ехать 3 минуты. Избыток времени да солнечная погода и вовсе навели на мысли, что нафиг нам такси? Единогласно наш отряд решил пройтись пешком от вокзала до цели.
6.
Над станцией с длинным названием "Нижний Новгород - Московский" сплетён целый лабиринт мостов, открытых на рубеже 2000-2010-х и плавно переходящих в мосты через Оку. Их опоры интересны муралами:
7.
Мы пошли по Московскому шоссе, пешеходным дублёром которого служит симпатичный бульвар:
8.
Между промзоной и многоэтажками - зооскульптуры с модным дизайном:
9.
Словно идущие на поклон к маленькому памятнику Жуле и Толстушке (2021) - так звали двух дворняжек, стерилизованных и абсолютно безобидных, которые жили в этом сквере и никому не мешали, пока кто-то их не отравил.
10.
У станции метро "Канавинская" с симпатичным вестибюлем-шайбой мы могли бы свернуть на Сормовское шоссе, но продолжили путь по Московскому: нужный нам Бурнаковский проспект образует третью сторону большого 3-угольного квартала.
11.
Наш путь оказался чуть длиннее, но интереснее - большую часть квартала занимает промзона, и только на Московское шоссе выходит фасад жёлтых сталинок:
12.
Те, что на кадре выше, построены в 1940-41 годах, а эта - в 1957-м:
13.
Когда Нижний Новгород звался Горьким, он был крупнейшим промышленным центром России и вторым в СССР после Харькова. Показательно, что специализацией обоих лидеров были не металлургия или нефтехимия, а именно машиностроение. Теперь эта слава в прошлом, но бескрайние приземистые промзоны без горящих печей, монструозных змеевиков и поднебесных труб никуда не делись. В этом районе промзона повсюду - вот, скажем, за Московским шоссе масложиркомбинат (1898) с дореволюционным корпусом:
14.
Навигатор ткнул нас в проходную бывшего завода "Октябрь", но охранники сказали, что нам надо обойти завод по трамвайным рельсам. Рельсы при ближайшем рассмотрении оказались вовсе не трамваем, а подъездным путём:
15.
В перспективе которого видна наша цель - ОКБМ "Африкантов". За его высокими корпусами скрыт оборонный Нижегородский машиностроительный завод, к названию которого добавляют то №92, то им. 70 лет Победы, то "Новое Сормово" - он был основан в 1932 году для производства пушек. Из его конструкторского бюро и сформировалось в 1945-47 годах ОКБ Машиностроения, включённое в ядерный проект. Игорь Африкантов же, сам уроженец деревеньки под Арзамасом, в 1951 году стал здесь главным конструктором, а в 1954-69 годах, до самой смерти, руководил ОКБМ. Своими разработками он отметился во многих регионах будущей Страны "Росатом" (так называется газета концерна, но речь сейчас не о ней) - диффузионных центрифугах для обогащения урана (см. Ангарск или Новоуральск), реакторах на быстрых нейтронах (см. Белоярскую АЭС), ну а в моём рассказе его имя мелькало уже в контексте "Ленина", а вернее - первого судового атомного ректора в СССР. Игорь Иванович по сути и определил то, чем и поныне занимается КБ, получившее в 1998 году его имя: если классические реакторы для атомных станций делают в Волгодонске, то в Нижнем Новгороде занимаются проектированием небольших и нестандартных реакторов для судов и малых атомных станций (вроде плавучей АЭС "Академик Ломоносов"), да и натриевые реакторы на быстрых нейтронах для Белоярки тоже конструировали в ОКБМ.
16.
Но атомная энергия не превращается в электричество напрямую: атомные станции - те же ТЭС с необычным нагревом воды, а американские атомные корабли их моряки не случайно ласково зовут пароходами. Через активную зону реактора циркулирует жидкость, будь то расплавленный металл (свинец или натрий) или вода, под огромным давлением нагретая до 300 градусов. Герметичные трубы с этими жидкостями проходят густой сеткой через парогенераторы, испаряя в них чистую воду для паровых турбин. Поэтому незаменимая часть реактора - насос, работающий в экстремальных условиях, и именно это открыло "Африкантову" новое направление - производство оборудования для работы со сжиженным газом, испытания которого мы и наблюдали в прошлой части в питерском НИИЭФА. "Росатом" с помощью нижегородского ОКБМ плотно вошёл в эту отрасль: "африкантовские" насосы на терминалах Сабетты будут закачивать газ в грузовые суда, караваны которых поведут сквозь Арктику ледоколы с "африкантовскими" реакторами.
17.
У проходной, как и в прошлый раз, собралась внушительная группа журналистов - наш блог-тур стал частью масштабного пресс-тура. За воротами - пост росгвардии с турникетами, но мы сперва свернули в бизнес-центр:
18.
В гардеробе нам выдали маски - то ли во всей Нижегородской области, то ли конкретно в ОКБМ короновирус по-прежнему не дремлет. Ждать нас отправили в конференц-зал, напротив которого в коридоре висят вот такие плакаты:
19.
А в буклетах, которые нам раздали, подробно описан герой сегодняшнего рассказа - новейший реактор РИТМ-200:
20.
О его достоинствах нам рассказал лично генеральный конструктор Юрий Фадеев:
21.
Самая наглядная особенность РИТМов - единый корпус, в котором находятся и активная зона реактора, и парогенераторы. Это делает его вдвое более компактным, увеличивая энергоэффективность (тепло не теряется в длинных трубах) и освобождая место для балластных цистерн, которые и позволяют новым ледоколам менять осадку. Мощность РИТМ-200 - 50 МВт (во многих местах пишут - 175, но то другой параметр - тепловые мегаватты), а учитывая, что у ледокола два таких реактора, по генерируемой энергии один УАЛ-22220 сравним с, например, Иваньковской ГЭС: этой энергией можно обеспечить город со 130-тысячным населением. Ледокол следующего поколения "Лидер" с парой реакторов РИТМ-400 и вовсе мог бы запитать областной центр вроде Костромы или Пскова. От радиационных аварий же РИТМ защищён по современным принципам "пассивной безопасности" - в случае ЧП и отключения питания таковую обеспечат не столько хитроумные системы, сколько обычные законы физики. Российская локализация РИТМ-200 к началу 2022 года составляла 92%, и по словам Фадеева, для всех попавших под санкции деталей можно создать отечественные аналоги: смещение сроков по новым изделиям если и пройзодёт, то не превысит нескольких месяцев.
22.
После пресс-подхода был небольшой фуршет в буфете с вязанными (!) картинами:
23.
А дальше начался долгий досмотр росгвардейцами на проходной - пронос техники в ОКБМ тщательно регламентирован, и в пределах периметра полностью запрещены мобильные телефоны и ноутбуки, способные выходить в интернет. К проходной примыкает большая камера хранения с маленькими ячейками, но нам разрешили оставить запретные вещи в конференц-зале. По территории мы перемещались на трёх микроавтобусах от двери до двери, а в некоторых местах сотрудники ОКБМ предупреждали журналистов прямо - "даже не смотрите туда!".
23а.
Первая остановка - гигантское здание №52. С потолками высотой полсотни метров это по сути целый крытый квартал, внутри которого - улицы и дворы между "зданий второго порядка".
24.
Техногенная эстетика впечатляет:
25.
Становится ясно, что в облике заводов из голливудских боевиков и компьютерных игр не так-то много отсебятины.
26.
В одном из таких "дворов" проходит испытания перегрузочный комплекс: раз в несколько лет любому реактору надо "менять батарейки", коими служат ТВЭЛы - изготовляемые в подмосковной Электростали стержни с таблетками урана, обогащённого до энергетических параметров (в РИТМах - 20% активного изотопа U235).
27.
Вместе с ТВЭЛами заменяют и кое-какие элементы конструкции, накапливающие радиацию или подвергающиеся коррозии, и вот ОКБМ Африкантова разрабатывает специальные комплексы для всех этих манипуляций в реакторных залах АЭС и на причалах "Атомфлота".
28.
Не по нашей теме - перегрузочное устройство для ВВЭРов, водо-водяных реакторов атомных станций, главных "рабочих лошадок" современного "Росатома".
29.
Верхний ярус его стенда оказался отличной смотровой площадкой, а вот ещё какой-то элемент этого комплекса рядом с нашей группой:
30.
Камеры наведены на перегрузочный комплекс РИТМ-200, состоящий из 22 элементов:
31.
Над каждым РИТМ-200 работают 16 предприятий по всей стране, и мощные корпуса этих реакторов изготовляют на другом заводе в Подольске. В Нижнем, однако, делают "внутрикорпусные шахты" - специальные вкладыши, отдельно от корпусов похожие на металлические башни. На испытательном стенде они снабжены смотровыми площадками:
32.
Вот тут в кадре - жёлтая крестовина домкрата и похожий на башенку какой-то насос, который будет работать на финальной стадии испытаний:
33.
В уголке лежит крышка реактора:
34.
На площадке испытательного стенда - пост управления, где и столпилась большая часть журналистов:
35.
На посту и двое операторов с ящиком инструментов и сенсорным пультом:
36.
Мне они предложили спуститься вниз и посмотреть, как отображаемые на экране процессы выглядят в реальности - вот так происходит замена ТВЭЛов:
Click to viewОтдельный стенд содержит устройство для замены другого оборудования - непосредственно в работе с реакторами они устанавливаются над шахтой по очереди:
37.
Экскурсию по стендам нам проводил главный в ОКБМ "Африкантов" конструктор оборудования по обращению с топливом Сергей Душев:
38.
А мимо тем временем проходил Александр Лукоянов, начальник отдела робототехники и адаптивных технологий. Он нёс с собой несколько пробных изделий - недавно в ОКБМ запустили новейший 3D-принтер, печатающий из металлического порошка. Эти в общем ничего не значащие штуковины, от удара звенящие, словно хрусталь, теперь нужно было проверить на соответствие заданным параметрам. По словам Александра, то изделие, которое 3D-принтер печатает чуть больше суток, традиционным способом изготовляется около 40 дней.
39.
Проведя в жарком (несмотря на огромный размер!) 52-м здании более 2 часов, мы вновь погрузились в микроавтобусы и поехали буквально на другой конец ОКБМа. По пути встречали местный транспорт: грузовые электромобильчики с логотипом "Хёндая" и не попавшие мне в кадр трактора "Белорус" с прицепами абсолютно колхозного вида. Да и драндулетик заснять мне удалось лишь сзади - иначе в кадр бы попадал периметр, а это на любом объекте самая секретная часть.
40.
Мы пришли в механосборочный корпус крупногабаритного оборудования:
41.
Где нас встретил энергичный начальник Сергей Люлин:
42.
Только вот как следует его послушать мне не удалось - в производственном цеху довольно шумно:
43.
Особенно впечатляет советский ещё карусельный станок. Не знаю, жив ли ещё завод, на котором он сделан, но работа его завораживает:
Советское оборудование справляется со своими задачами, но не стоит думать, что здесь есть только оно. Например, недавно в цеху внедри технологию эжекторного сверления, когда насос внутри сверла втягивает металлическую стружку.
44.
Мы пришли посмотреть на свежеизготовленную крышку реактора РИТМ-200 для "Чукотки". Такая весит около 35 тонн, а изнутри наполняется раздробленным в мелкую (5-20мм) гальку змеевиком (серпентинитом) - этот поделочный камень ещё и прекрасно поглощает радиацию. К "пупырышкам" крышки подсоединяются различные контакты, ну а при нас рабочий накручивал на них заглушки для предстоявших гидравлических испытаний:
45.
Две профессии - два инструмента:
46.
А вот немного наглядной агитации от "Росатома":
47.
К третьему пункту программы нас привезли в самый что ни на есть исторический центр ОКБМ:
48.
Поставленный в 2016 году к 100-летию конструктора памятник Игорю Африкантову...
49.
...глядит на старейшие корпуса 1940-х годов:
50.
Здесь уже не цеха, а кабинеты, в одном из которых находится виртуальный стенд - до испытаний в металле тут создаются суперкомпьютерные двойники оборудования, на которых так же с помощью суперкомпьютера моделируются различные ситуации. Свой небольшой суперкомпьютер есть в этом же здании этажом выше, а для более сложных операции ОКБМ "Африкантов" подключается по закрытому спецканалу к суперкомпьютеру ядерного центра в Сарове (бывшем Арзамасе-16). Испытанные виртуальные двойники остаются для обучения персонала. Ведущий специалист Игорь Зотов, проводя нам экскурсию, отдельно подчёркивал, что всё это работает на отечественном софте.
51.
Вернувшись к проходной, перед выходом обратно в город мы прошли в отдельный кабинет к безопасникам, которые с нескольких ноутбуков отсмотрели весь отснятый материал, но у меня по крайней мере ничего не удалили. Журналисты разъехались по своим студиям и редакциям, а нас ОКБМовский бусик отвёз в центр Нижнего Новгорода:
52.
Отмечать завершение блог-тура мы остались в маленькой, уютной и очень прогрессивной кафешке "Террапия". Тут увлечённый своим делом, какой-то очень неформальный женский коллектив во главе с шеф-поварессой, а на стенах картины некоего художника, который недавно бросил всё и никому ничего не сказав, отправился в странники. Правая картина нарисована бокалом, средняя - обувью, а левая, под названием "Страсть" - человеческим телом, и как мы понадеялись - всё-таки женским. Пока блоггеры угощались вкусной едой, домашним лимонадом и крафтовым пивом, на ТВ стали выходить репортажи нижегородских коллег. Мощность РИТМ-200 у них неуклонно росла: одни сказали, что таким можно запитать миллионный город, другие - что энергии хватило бы всему полуторамиллионному Нижнему Новгороду. Но более всего развеселила нас опечатка "ядерный редактор" - после небольшой дискуссии все сошлись на том, что это редактор, который не подвержен профессиональному выгоранию.
53.
Что же до ОКБМ "Африкантов", то у них на очереди реактор РИТМ-400 для следующего поколения атомных ледоколов "Лидер". Эти смогут работать по всей Арктике круглый год (нынешние не заходят за Таймыр в январе-марте), развивать во льдах коммерческую скорость (пока что Северный Морской путь хоть и короче суэцкого, но дольше), а их ширина корпуса в 47 метров позволит пробивать путь для супертанкеров и больших контейнеровозов. С постройкой "Лидеров" Балтзавод не справится просто по размерам стапелей, поэтому головное судно "Россия" заложили в 2020 году на новой верфи в дальневосточном Большом Камне. Взломать арктические льды оно должно в 2027 году, когда группировка УАЛ-22220 будет полностью сформирована. В завершение рассказа - ещё один объект, над которым работал ОКБМ "Африкантов": плавучая атомная теплоэлектростанция "Академик Ломоносов", которую я заснял в 2019 году в Мурманске накануне буксировки в Певек. Она по сути экспериментальная, и реактор на ней другой - новые серийные ОПЭБы (оптимизированные плавучие энергоблоки) "Росатома" будут выглядеть иначе и оснащаться модифицированным реактором РИТМ-200М. Плавучие атомные станции - это в принципе новое пространство возможностей: их можно хоть ставить на полярных берегах под конкретные стройкии и проекты, хоть сдавать в аренду (с русским персоналом и охраной) другим странам по всему миру.
54.
