Двигатель для самого мощного в мире атомного ледокола
Российские инженеры совершили двигательную революцию: в Санкт-Петербурге разработали судовой супердвигатель.
Самый мощный на сегодняшний день атомный ледокол приводится в движение системой электродвижения (СЭД), состоящей из трех электродвигателей гребных винтов, двух генераторов с приводом от паровой турбины, системы управления возбуждением, электропривода противообледенительного устройства.
Каждый из трех гребных электродвигателей (ГЭД) имеет мощность 20 МВт, что значительно больше, чем у предшественников. Это уже делает машины уникальными и сложными в разработке. Однако это не единственная особенность. Раньше подобные механизмы были синхронные либо постоянного тока, российская же разработка является асинхронной. Указанные новшества сочетались с крайне сжатыми сроками реализации проекта. Всё это потребовало от конструкторов инновационного подхода к работе.
Разработанная высоковольтная система электродвижения суммарной мощностью 60 МВт имеет значительную долю российских деталей. Парадоксально, но этот образец успешного импортозамещения появился на свет благодаря проискам западных компаний. Дело в том, что ранее на российские ледоколы устанавливалось преимущественно иностранное оборудование. Поставщиками выступали фирмы ABB, Siemens, Converteam и др. Новый проект не был исключением и включал французский двигатель.
Изначально в проект ледокола были заложены двигатели французской компании Converteam. Но пока шла подготовка, эту компанию купила небезызвестная американская фирма General Electric. И, когда Объединенная судостроительная корпорация (ОСК), наконец, вплотную приступила к строительству ледокола, за этим двигателем пришлось обращаться уже к компании General Electric. А они в поставке отказали.
Стало очевидно, что американцы не оставляют попыток прекратить этот проект и не дадут Балтийскому заводу так просто совершить прорыв в ледоколостроении. В срочном порядке был проведен тендер, в котором в том числе приняли участие Siemens, бразильский WEG и ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (КГНЦ). Последний как раз одержал победу, которая стала первой в этой сфере для российских компаний.
Новые суда проекта 22220 не просто являются очередной ступенью развития советской техники. Они призваны заменить сразу двоих своих предшественников: ледоколы «Ямал» и «50 лет Победы» осадкой 10,5-11 м и судна «Таймыр» и «Вайгач» осадкой 8,1 м. Первые работают на Севморпути, вторые — в мелководных районах Арктики и устьях рек. Чтобы не создавать два современных аналога, было принято неординарное решение: построить двухосадочный ледокол. Для реализации замысла пришлось внести в конструкцию ряд изменений и разработать множество уникальных технических решений.
Как было сказано, у двигателей новинки рекордная мощность — 60 МВт. Советские «Ямал» и «50 лет Победы» имели по 55 МВт, «Таймыр» и «Вайгач» — значительно меньше. Стоит отметить, что на столь высоких показателях повышение на каждую единицу дается инженерам с большим трудом. Кроме того, зависимость проходимости судна от мощности — нелинейная. При сделанном увеличении количества МВт на 9%, ледопроходимость возросла на 15% — с 2,25 до 2,8 метра.
Атомные ледоколы этой серии — наглядная демонстрация самодостаточности страны в технологической и промышленной отраслях. Более 90% оборудования на них произведено отечественными компаниями. Это принципиально новый проект, разработанный ЦКБ «Айсберг». Двухосадочная конструкция судна позволяет использовать его как в арктических водах, так и в устьях полярных рек, в частности, на мелководных участках Енисея и Обской губы. Кроме того, улучшена ледопроходимость судов.
Ко всем механизмам системы электродвижения предъявлялись высочайшие требования, в том числе надежность и минимизация эксплуатационных расходов на длительный срок службы. Комплексным поставщиком СЭД для самых мощных ледоколов является Крыловский ГНЦ. Однако в целом проект является продуктом кооперации лучших научно-промышленных предприятий страны.
ОАО «Русэлпром» создает главные генераторы переменного тока мощностью 36 МВт и гребные электродвигатели, сам КГНЦ работает над статическими преобразователями частоты по 16 МВА, системой управления электродвижением «Океан» и главными электрораспределительными устройствами напряжением 10,5 кВ (последнее в содружестве с ЗАО «ЧЭАЗ»), ЗАО «Электрофизика» поставляет реакторно-трансформаторное оборудование.
