Témata

Stroje v pohybu:
Atomový ledoborec

Tentokrát vám představíme zatím největší pohyblivý stroj, o jakém jsme v tomto seriálu psali. Jde o ruský ledoborec třídy LK-60 s jaderným pohonem. Loď Sibir byla uvedena do provozu vloni v prosinci a je (po pilotní lodi Arktika) první sériovou lodí této třídy. Ruskou flotilu jaderných ledoborců provozuje společnost Atomflot, která je součástí ruské korporace pro atomovou energii Rosatom.

Tento článek je součástí seriálu:
Stroje v pohybu
Díly
Reklama

Jaderné ledoborce třídy LK-60 staví podle projektu 22220 petrohradský Baltijský závod a celkem se staví pět lodí. Jako první – pilotní – byl v roce 2020 dokončen ledoborec Arktika, Sibir je první sériovou lodí postavenou podle tohoto projektu a ve výstavbě jsou ve stejné loděnici ještě tři její sesterské lodě: Ural, Jakutija a Čukotka. Ledoborec Sibir má domovský přístav v Murmansku a bude razit cestu konvojům v západní oblasti Arktidy, tedy v obsko-jenisejské části Karského moře. Plánovaná doba jeho provozu je minimálně 40 let. Jednou z výhod jaderného pohonu je, že ledoborce nemusejí přerušovat provoz kvůli doplňování paliva a výjimečně mohou vydržet na moři i celý rok.

Stavba lodi trvala šest a půl roku, její kýl byl položen v květnu roku 2015. Loď, dlouhá 173 m a široká 34 m, má výtlak 33 540 tun a její posádku tvoří 54 osob. Výška volného boku lodního trupu je 15,2 m a můstek je umístěn ve výšce 31,2 m nad hladinou. Díky této výšce můstek nabízí výhled do vzdálenosti 11–12 námořních mil.

Díky šířce 34 m může ledoborec prorážet cestu pro tankery o výtlaku až 100 000 t.

Ledoborec Sibir na své první plavbě z petrohradských loděnic do domovského přístavu Murmansk. (Zdroj: Rosatom)

Dvojice jaderných reaktorů

Energii potřebnou pro pohon i pro provoz veškerých zařízení na lodi dodávají dva jaderné reaktory RITM-200. Reaktory vyrábějí páru, elektrogenerátory poháněné parními turbínami pak vyrábějí elektřinu. Ohřátá pára se používá rovněž pro vytápění lodi.

Reaktor typu RITM-200 má integrovanou konstrukci (parogenerátory a hlavní cirkulační čerpadla jsou pevnou součástí jeho tlakové nádoby) a tepelný výkon 175 MWt. Reaktor váží 147,5 t a má tvar válce o průměru 3,3 m vysokého 7,3 m. Výměna paliva v tomto reaktoru probíhá jednou za 5–7 let, celková projektovaná doba provozu reaktoru je 40 let.

Třemi lodními šrouby otáčí trojice hlavních asynchronních elektromotorů, z nichž každý disponuje výkonem 20 MW. Díky tomu může loď na volné hladině vyvinout rychlost až 22 uzlů (tj. přibližně 40 km.h-1) a dokáže prorazit vrstvu ledu silnou až 2,9 m. V tom případě se rychlost lodi pohybuje kolem 3 km.h-1.

Reklama
Reklama

Rychlá změna výkonu

Elektřina jde do motorů přímo bez nějakého velkého bateriového úložiště, takže reaktor musí být schopen velmi pružně měnit výkon. Ledoborec totiž občas musí zacouvat a rozjet se naplno, aby na led najel plnou vahou a prolomil jej. Reaktory jaderných ledoborců proto mohou měnit výkon rychlostí 1 % za sekundu (tedy výrazně rychleji, než to dokážou velké jaderné elektrárny).

Atomový reaktor RITM-200 poskytuje tepelný výkon 175 MWt a váží téměř 150 t. S jednou náplní paliva vydrží v provozu až sedm let. (Zdroj: Rosatom)

Variabilní ponor

Lodě třídy LK-60 mohou v případě potřeby zmenšit svůj ponor, a to ze standardní hloubky 10,5 m, kterou používají na širém moři, až o dva metry, tedy na hloubku 8,5 m.

Řešení je prosté – plavidlo má dvojitý trup. V případě potřeby zmenšit ponor odčerpá část vody z „balastních nádrží“, umístěných v prostoru mezi oběma plášti, a částečně se vynoří. S menším ponorem sice ztratí část svého výkonu (sníží se účinnost pohonu), ale může operovat v mělčích vodách, jaké jsou například v ústích velkých sibiřských řek. Díky tomuto řešení může jeden univerzální ledoborec doprovázet lodě na celé trase, která prochází mělkými vodami i otevřeným mořem, a není potřeba střídat dva různé ledoborce.

Reklama

Kde se to zastaví?

Ačkoli ledoborce třídy LK-60 jsou největší svého druhu na světě, konstruktéři jdou ještě dál a v loděnicích na Dálném východě poblíž Vladivostoku se už staví první jaderný ledoborec nové třídy „Lídr“ (projekt 10510), jenž má být vybaven novými reaktory RITM-400. Hlavními parametry konstrukce jaderného ledoborce 10510 jsou elektrický výkon na hřídeli 120 MW, maximální rychlost na volném moři 22 uzlů, délka 209 m, šířka 47,7 m, výtlak přibližně 69 700 t a schopnost překonávat led o síle 4 m. Loď se jménem Rossija má být podle plánu hotova v roce 2027.

Hlavní technické parametry ledoborce LK-60

délka173,3 m
šířka 34 m 
výtlak 33 540 t
ponor 8,5–10,5 m
výkon na šroubech 60 MW
max. rychlost 22 uzlů
max. síla ledu 2,9 m
posádka 54 osob
Vydání #3
Související články
Stroje v pohybu – Pražská mobilní zvonohra

Tentokrát vám představíme stroj veskrze zvláštní a jedinečný. Vlastně jde o hudební nástroj. Je to však takový nástroj, jehož schopnost hýbat se je jen velmi obtížně představitelná, i když má v názvu slovo „mobilní“. Je to totiž zvonohra, jejíž hlavní součástí je soubor 57 zvonů. Jen samy zvony váží dohromady bezmála pět tun, hmotnost celého nástroje je 12 000 kg. Takový kolos byste čekali spíš v mohutných zdech chrámové věže než na korbě nákladního automobilu.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 3. díl: Energetický mix České republiky

V minulém díle jsme upozornili na tu skutečnost, že elektromobily lze za vozidla s nízkými anebo nulovými emisemi skleníkových plynů považovat pouze podmíněně a že jednou z takových podmínek je energetický mix dané země. To jsme ilustrovali na rozdílných emisích bateriových elektrických automobilů mezi Řeckem (155,3 g CO2/km) a Švédskem (4,1 g CO2/km). V tomto díle se zaměříme právě na energetický mix, jak všeobecně, tak v souvislosti s očekávaným postupným přechodem na elektromobilitu.

Úspory naruby - Pravda a lži o vytápění, 2. část

S neustálým zdražováním energií se mnoho obyvatel ptá, čím ekologicky a současně i ekonomicky, tedy levně a s účinností pokud možno přes 100 %, vytápět svůj rodinný dům?

Související články
Jaderné elektrárny ze zakonzervovaných stavenišť

S projekty výstavby jaderných elektráren, které byly na několik let, někdy i desítek let zakonzervovány, se můžeme setkat po celém světě. Některé z nich se podařilo dokončit a mohou tak plnit svou roli v nízkoemisní výrobě elektřiny.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Dodávky pro nejmodernější jaderné elektrárny světa

Koncem února uvedla ruská korporace pro atomovou energii Rosatom do komerčního provozu první blok Novovoroněžské JE-II, která se řadí k nejmodernějším a nejbezpečnějším jaderným elektrárnám na světě. Tento blok je vybaven hermetickými kabelovými průchodkami z produkce společnosti Kabelovna Kabex, která v minulém roce dodala kabely také pro Leningradskou JE-II se stejným typem reaktorů.

Supravodič, to je 8 200 vláken o průměru pět mikrometrů

Poměrně dobře je známo, že Velký hadronový urychlovač v CERNu používá supravodivé magnety a že je bude používat i tokamak ITER. Jak je to však s použitím supravodičů v dalších vědeckých zařízeních? Kdy byl použit supravodič poprvé?

Hyperrychlost pro superspolehlivost

Rosatom vyvíjí a používá superpočítače schopné provést stovky trilionů operací za sekundu.

Multi-D: způsob, jak postavit jadernou elektrárnu včas

Podíváme-li se do světa na průběh výstavby jaderných elektráren, uvidíme, že přístup k řízení projektů se mění, avšak v některých případech až zpětně, což způsobuje zpoždění a nárůst nákladů. Od generálního dodavatele se očekává kromě garance nákladů také garance termínu uvedení do provozu. Jedním ze způsobů, jak toto zajistit, je metodika Multi-D, kterou používá ruská společnost NIAEP-ASE ze struktury Rosatomu.

Novovoroněž II: první reaktor generace III+ na světě

V době, kdy probíhalo aktuální výběrové řízení na rozšíření Temelína, nebyl v provozu žádný demonstrační blok nabízených typů. Dnes se situace mění, protože v prosinci dochází k fyzikálnímu spouštění prvního bloku ruské Novovoroněžské jaderné elektrárny II s reaktorem VVER-1200, který je považován za první reaktor generace III+, jenž bude v provozu.

S jaderným pohonem na Mars jen za měsíc a půl

Doba, která je nutná k dopravení lidské posádky na Mars pomocí současných chemických pohonů, přesahuje rok a půl, což je příliš dlouho, především kvůli působení kosmického záření. Pokud by si loď měla nést palivo potřebné k návratu, doba letu by se navíc ještě prodloužila. V současnosti probíhá testování paliva a komponent pro jaderný reaktor, který by mohl donést lidi k Marsu jen za měsíc a půl.

Mikroelektronika: Atomová baterie

Betavoltaické články využívající radioaktivní rozpad by znamenaly revoluci ve využívání všech systémů, které si vystačí s minimem energie, ale jsou choulostivé na její výpadky. Štafetu výzkumu teď po Američanech přebrali Rusové.

Průlom v jaderné energetice

Na konci loňského roku se podařilo připojit k síti nejvýkonnější průmyslový rychlý reaktor na světě. Jde o BN-800 a uvádí jej do provozu ruský Rosatom v rámci projektu Proryv (česky průlom) s cílem převést technologie pro uzavřený palivový cyklus z laboratoří do praxe.

Přenošené jaderné elektrárny

V souvislosti s odklady termínu spuštění třetího a čtvrtého bloku slovenských Mochovců se objevují otázky, zda má smysl v této stavbě pokračovat. Příklady z domova i ze zahraničí nám ukazují, že i elektrárny, které museli projektanti nosit v hlavě déle, než původně plánovali, si vždy získaly své místo ve výrobě energie a své dokončení si zpětně obhájily.

Kov nad všechny smaragdy

O třetinu lehčí než hliník, mimořádně tvrdý, tuhý a přitom velmi pevný kov. Beryllium, z pohledu chemiků „otec“ žádaného šperkařského minerálu smaragdu, je právem považováno za kov budoucnosti. Má své nezastupitelné místo v kosmických technologiích, palivových tyčích v reaktorech jaderných elektráren, urychlovačích částic. Z jeho slitin s mědí se vyrábí téměř nezničitelné nářadí, ale také žesťové nástroje. Příměsi beryllia najdeme v podmořských internetových kabelech nebo v bateriích mobilních telefonů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit