全球最大重型核动力破冰船技术亮点揭秘

船舶新闻

4月23日，俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)下属的破冰船运营商Atomflot与俄罗斯远东红星造船厂(Zvezda)签署协议，将共同建造世界最强大的“领袖”(Lider)号重型核动力破冰船。这艘破冰船计划在2027年交付。该项目是全球最大重型核动力破冰船建造项目。

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“领袖”号是第一艘10510型120兆瓦核动力破冰船，船身长205米，满载排水量7.1万吨，比俄罗斯目前正在建造的全球最大22220型核动力破冰船还长50米。该船将采用两个RITM 400试验堆，使其有能力穿越北极最厚的冰层。俄罗斯计划至少建造3艘同级别核动力破冰船。

“领袖”号将成为世界上第一艘四季均可在北极航道东北航线破冰护航的破冰船，可凿开厚度四米以上冰层，开辟宽度50米走廊，引导船队以每小时10～12海里速度航行。在“领袖”号投入运营之后，俄罗斯北方航道将实现全年通航，由此便可以确保LNG船等大型船舶能顺利在东西方之间航行。

“领袖”号破冰船的建造是为了促进北海航线(NSR)贸易，这条航线对于加强俄罗斯和亚洲的联系而言至关重要。俄罗斯总统普京曾经指出，作为欧亚之间的一条捷径，北海航线可以媲美苏伊士运河。

除了“领袖”号之外，目前俄罗斯还在波罗的海造船厂建造5艘22220型核动力破冰船。22220型破冰船长173.3米，宽34米，排水量3.35万吨，可以破除3米厚冰层，功率为60兆瓦，建成后将成为世界上动力最强大的破冰船。22220型核动力破冰船装备两个RITM-200核反应堆，每一个具有175兆瓦的热容量。这些破冰船被俄罗斯海事登记局(RMRS)归类为第9型破冰船。

据了解，今年1月15日，俄罗斯前总理梅德韦杰夫在辞职当天签署决议，批准拨款1270亿卢布(约合18.5亿欧元)的联邦预算用于“领袖”级核动力破冰船的建造。这是梅德韦杰夫在任期间签署的最后文件之一。按照规划，俄罗斯政府将在2020年至2027年间从联邦预算中划拨经费。

“破冰船是世界各国推进极地战略的重要抓手，具有重要的战略地位。俄罗斯则是世界上拥有极地破冰船数量最多、技术最先进、极地作业能力最强的国家，也是世界上唯一拥有核动力极地破冰船的国家。俄罗斯在破冰船技术、装备和作战应用等方面具有领先优势。目前，俄罗斯核动力破冰船已发展四代六型核动力破冰船，其中包括在研项目。据了解，俄罗斯迄今已建成10艘核动力破冰船，但只有4艘在役，1艘刚于2019年12月14完成首次试航验证工作，另外5艘已退役。这10艘破冰船可分为三代四型(项目)。”


第1代

“列宁”号是世界上第一艘核动力破冰船，建于1956年，1959年服役，1989年退役。该船长134m，宽27.6m，高16.1m，吃水深度10.5m，破冰能力1.7m，排水量达19240t，最大航速为19.6节，主动力装置功率为44000hp；原装备3座90兆瓦OK-150型压水堆，后由于在换料期间发生事故，堆芯受损严重，于1970年换装了2座159兆瓦OK-900型压水堆，为螺旋桨提供32兆瓦推动力；主要进行北冰洋地区的考察和救援活动，在北海航线上执行破冰和引导运输船只的任务。

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第2代

第2代核动力破冰船共8艘，包括“泰梅尔”级2艘和“北极”级6艘。

目前，6艘“北极”级中只有“亚马尔”号和“胜利50周年”号仍在服役，另外4艘已退役。它们均长148.5m，宽30.5m，高17.25m，排水量23000t，破冰能力2.5m，排水量达19240t，最大航速为20.8节，主动力装置功率为75000hp；装备有2座171兆瓦OK-900A型压水堆，为螺旋桨提供54兆瓦推动力。

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其中，“胜利50周年”号装有两个核反应堆，装有最新的卫星导航和数字式自动操控系统，另外船上装备的6艘救生船也是为在冰区救援航行所特制的。它是目前世界上最新、最大，也是最先进的核动力破冰船，这也使得其成为俄罗斯众多“北极”级核动力破冰船里的巨无霸。

“泰梅尔”级(10580)装备有1座171兆瓦KLT-40M型压水堆，为3个螺旋桨提供35.5兆瓦推动力，主要用于在海岸、港湾甚至内河河口等浅水区实施航道破冰作业。“泰梅尔”级包括“泰梅尔”号和“瓦伊加奇”号。它们均长150m，宽28m，吃水8.1m，排水量18500t，破冰厚度为1.7m，速度18.5节。目前这两艘破冰船均在服役。


第3代

第3代核动力破冰船为LK-60YA级(项目22220)，包括“北极”号、“西伯利亚”号和“乌拉尔”号。该项目的船只用于替换“北极”(项目10520)和“泰梅尔”(项目10580)。2009年冰山中央设计局开发了核动力破冰船的技术设计。作为核电站的一部分，使用了新型的RITM-200集成反应堆电站。该型核动力破冰船有三大特点：船型尺寸最大，动力更强，有更高的破冰效率。

“北极”号长173.3m、宽34m，排水量3.35万吨，最大航速可以达到22节。乘员75人，服役期为40年，造价约为369亿卢布(约6.4亿美元)。它配备两座175兆瓦RITM-200型核反应堆，为螺旋桨提供60兆瓦推动力，具备9级破冰能力，可以破除3m厚的冰层，能够在北极条件下为船队引航。2号舰“西伯利亚”号排水量为33540t、长173.3m、宽34m、吃水10.5m、采用2座175兆瓦的NPS-200型核反应堆作为动力、3具螺旋桨推进、航速22节。


第4代

第4代核动力破冰船包括“领袖”级和LK-40级(10570)。

“领袖”级核动力破冰船(项目10510)设计用于在北海航线全年载重量超过100000t，宽度超过50m的大容量运输船的引航。也就是说，专门用于确保船只沿欧洲到亚洲的最短北海航线航行。特别是，新破冰船将必须为天然气运输船和油轮提供全年的护航，包括向韩国、日本和中国运送碳氢化合物燃料的船只。

JSC Afrikantov OKBM(下诺夫哥罗德)已开始为新的“领袖”项目的破冰船开发RITM-400核动力装置的技术设计。正在开发中的设备的热功率为315MW，是其前身RITM-200(175MW)功率的1.8倍。该最新型核动力船的独特设计将确保目前无法使用此航线的大型油轮和干货船也能沿着北海航线航行。在克雷洛夫国家科学中心确定的船体轮廓和120MW的推进器功率将为破冰船提供前所未有的破冰通畅性。根据计算，“领袖”级将能够轻松克服厚度超过4m的北极冰，并为宽度为50m的领航船奠定运输通道。“领袖”级将能够以15节的速度通过两米长的冰。该型破冰船的设计花费大约3年的时间。

“领袖”级总排水量将为71380t，长209m，宽47.7m，高20.3m。该船将接收两座RITM-400核反应堆，其推进器功率为120兆瓦，每个的热功率为315兆瓦。该船的推进器包括四个螺旋桨。预计该型破冰船在水中的速度将达到24节(每小时44公里)，而在2m厚的冰中将达到12节，破冰厚度近4m，各项参数与LK-60级均有较大提升。该船的设计使用寿命为40年。机组人员将包括127人。

除此之外，工程师表示，“领袖”级将由能够“自我诊断”金属腐蚀的材料建造，并可在检测到损伤后进行“自我修复”，因此其维护需求很小。“领袖”级还采纳了“开放船尾”的新理念，开始广泛使用模块化技术，其船尾是自由舱，可依据任务需要搭载不同的作业模块，其中包括反潜装置、导弹、火炮、以及无线电或潜水设备等特种集装箱模块，快速完成多种功能之间的转换。

LK-40级(10570)是冰山设计局与克雷洛夫国家科学中心在联邦目标计划“2009-2016年开发民用航海设备”的框架内，开发的一个海上型核破冰船项目，该项目船只将在北极地区运行。在开发破冰船的过程中，采用了创建“船舶-通用基础平台”的概念。该项目在总体位置，船体结构，能源系统和设备的配置，安全系统，导航等方面具有许多相同的解决方案。专家指出，该概念将允许创建装备不同类型的设备的各种类型的海上核破冰船。他们用于支持海上作业。

冰山设计局表示，在10570项目的基础上，有可能制造出低吃水破冰船，用于维修和修理石油和天然气生产设施的破冰船，用于现场重型建筑工作的船，用于地震勘探的破冰船。




来源：中国船检