ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2014
их численные значения определяются проектантами ЯРУ и корабля с ЯЭУ.
Методика предусматривает использование современных компьютерных технологий при выполнении оценки качества с учетом экологической безопасности ЯРУ перспективных кораблей на этапе проектирования с использованием метода комплексного технического анализа корабельных ЯРУ. В частности, предусмотрена разработка электронной модели заполнения таблицы с последующей обработкой данных, в ней размещенных, и передачей этих данных в файл формирования обработанной информации (графического изложения) в виде циклограммы (круговой диаграммы — см. рисунок) [6], что повышает оперативность и наглядность сравнения основных показателей качества различных типов разрабатываемых реакторных установок
Обоснованность экологической безопасности
Конструктивное совершенство
Периодичность выполнения экологически опасных процедур
Радиационная безопасность
Ядерная безопасность
Пажаровзрывобезопасночть
Надежность
Качество отработки
Конструктивная связь с общекорабельными системами
Тепловое воздействие
Скрытность
Живучесть и стойкость ЯРУ к внешним воздействиям
Круговая диаграмма результатов технического анализа проектируемых ЯРУ
как друг с другом, так и с «эталоном» (базовым значением).
Заключение. Разработанный метод позволяет выполнять технико-экономический анализ корабельных ЯРУ, оценивать уровни их качества (включая экологичность) и обосновывать рекомендации по выбору наиболее предпочтительного варианта ЯРУ для его использования на корабле.
Литература
1. ГОСТ В 95.907—81. Паропро-изводящие установки и их составные части. Номенклатура показателей качества.
2. Бор С. М., Иванов В. И., Калин-кин А. И., Петров С. А. Разработка методики комплексного технико-экономического анализа корабельных ЯЭУ СПб.: 1 ЦНИИ МО РФ, 2000.
3. ГОСТ РВ 51638.0.2-2000. Экологическая безопасность вооружения и военной техники. Основные требования по экологической безопасности.
4. Петров С. Л. Проблема повышения ядерной безопасности ЯЭУ при аварийных и боевых повреждениях кораблей ВМФ. Дисс. на соиск. уч. степ. докт. техн. наук. СПб.: 1 ЦНИИ МО РФ, 2001.
5. Константинов Б. Г. Оптимизация технико-экономических характеристик корабельных ядерных реакторных установок. СПб.: Нестор-История, 2011.
6. Беломестных О. C., Петров С. А. Разработка методики оценки качества ЯРУ перспективных кораблей ВМФ, учитывающей экологические показатели//1 ЦНИИ МО РФ. Труды. № 5. Материалы межотраслевой научно-практической конференции «ВОКОР-2011». СПб., 2011.
Для подводных лодок большого водоизмещения доля стоимости ЯЭУ от стоимости ПЛА существенно меньше и составляет около 6—8% при суммарной стоимости около 25 — 30%.
Необходимо отметить, что стоимость ЯЭУ в значительной степени определяется топливной составляющей. Затраты на топливо, его замену и связанные с этим простои корабля за жизненный цикл ЯЭУ могут составлять от 50 до 60% стоимости ЯЭУ. С увеличением кампании активной зоны эти затраты будут уменьшаться. В настоящее время для ЯЭУ 4-го поколения предусматривается одна перегрузка за весь период эксплуатации. В перспективе рассматривается увеличение кампании активной зоны для обеспечения ее эксплуатации в течение всего срока службы корабля. Активные зоны корабельных установок США имеют срок службы,равный сроку службы корабля. Необходимо иметь в виду, что существует тенденция к увеличению сроков службы кораблей. Если корабли 4-го поколения имеют срок службы 30 лет, то в перспективе рассматривается возможность его увеличения до 40—45 лет. Вполне понятно, что при этом снижаются
О ЗАТРАТАХ НА КОРАБЕЛЬНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
С. М. Бор, А. А. Герасимов (НИИ КиВ ВМФ, e-mail: vunc-vmf-3fil@mil.ru)
Военно-экономическая эффективность корабля зависит от стоимости его составных частей, к числу которых относится ядерная энергетическая установка (ЯЭУ). Затраты на корабельные ЯЭУ определяются не только собственно их стоимостью за жизненный цикл, но и стоимостью элементов корабля, необходимых для размещения и функционирования ЯЭУ в период эксплуатации корабля. К числу этих элементов относится корпус корабля и некоторые общекорабельные устройства и системы. Стоимость собственно ЯЭУ составляет от 7 до 10% от стоимости корабля. В то же время затраты на связанные с ЯЭУ элементы корабля значительно превышают стоимость ЯЭУ.
Стоимость ЯЭУ и элементов корабля, необходимых для ее функционирования, может быть представлена в виде следующей зависимости:
С = С
ЯЭУ ЯЭУ
+ с об.сист +СОКС
(1)
где С — суммарная стоимость ЯЭУ и связанных с ней элементов корабля; С — стоимость собственно ЯЭУ
ЯЭУ „об: сист
за ее жизненный цикл; С — стоимость доли корабля, необходимой для размещения ЯЭУ, за жизненный
«ОКС
цикл корабля; С — стоимость об-
г ЯЭУ
щекорабельных систем и устройств, обеспечивающих функционирование ЯЭУ в течение жизненного цикла.
Затраты на изготовление ЯЭУ и связанных с ней элементов подводных лодок рассматривались применительно к атомным подводным лодкам (ПЛА) различных типов. Результаты выполненных расчетов показали следующее. Для ПЛА среднего водоизмещения при стоимости ЯЭУ 14—18% от стоимости подводных лодок суммарная стоимость ЯЭУ и связанных с ней элементов подводных лодок составляет от 47 до 66% от стоимости ПЛА.
СУДОСТРОЕНИЕ 2'2014
ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ
годовые затраты на корабль, а общая стоимость создания возрастает.
Учитывая, что при проектировании корабля используют уравнение масс, целесообразно принять, что стоимость ЯЭУ пропорциональна массе, а стоимость корабля пропорциональна водоизмещению. Тогда отношение затрат на ядерную энергетическую установку С к затратам на корабль Ск будет следующим:
aM + cbD + n(t/T)cD
С = ■
ЯЭУ
(2)
cD
где М — масса ЯЭУ; й — водоизмещение ПЛА; а — коэффициент, равный отношению стоимости ЯЭУ к массе; Ь — коэффициент, равный отношению водоизмещения ПЛА, связанного с ЯЭУ, к полному водоизмещению; с — коэффициент, равный отношению стоимости ПЛА к водоизмещению; п — число перегрузок реактора за весь срок службы корабля; t — продолжительность перегрузки; Т — срок службы корабля.
С уменьшением массы ЯЭУ снижаются величина Ь и доля затрат на ЯЭУ, при этом одновременно уменьшается водоизмещение. Поэтому отношение затрат ЯЭУ к затратам на корабль может как уменьшаться, так и увеличиваться.
Рассмотрим взаимосвязь массы ЯЭУ с таким важными показателями качества, как надежность, безопасность и скрытность. Исследования показывают, что в общем случае
для повышения надежности, безопасности и скрытности необходимо увеличивать массу ЯЭУ.
Следовательно, уменьшение массы приводит к снижению надежности, безопасности, скрытности. Это, в свою очередь, вызывает увеличение затрат, обусловленных отказами ЯЭУ и необходимостью применять специальные средства для обеспечения требуемых виброакустических характеристик, а также увеличивает продолжительность простоев корабля.
Потенциальные потери, связанные с уменьшение массы ЯЭУ, представим в виде величины к/М, где к — коэффициент, равный экономическим потерям на единицу массы.
Если использовать коэффициент Нормана р, равный изменению водоизмещения корабля при изменении его массы
р = й/МЕ,
то Ь = рМ/й
и отношение Ск /С может быть
ЯЭУ к
определено из следующей зависимости:
С
Я
С
ЯЭУ aM+k/M+cpbM1+n(t/T)cpM1
(3)
cD
но невысокую долю от массы корабля), тогда
СЯЭУ aM+k/M+cpb(M+AM1)+n(t/T)cp(M+AM1)
(4)
С
cD
Из последней зависимости можно получить оптимальную (с точки зрения соотношения стоимостей ЯЭУ и корабля) массу ЯЭУ:
M =
k
1 a + cpb + n
cpb + n(t/T)cp
(5)
Если представить М^ = М + АМ^, где АМ^ — разность между массой корабля и массой установки (можно принять, что АМ^ постоянная величина; такое допущение справедливо, поскольку масса собственно установки составляет относитель-
Как следует из зависимости (5), чем больше потенциальные потери, связанные с недостаточным уровнем надежности, безопасности и скрытности ЯЭУ, тем больше должна быть ее масса.
С другой стороны, чем больше стоимость ЯЭУ и стоимость ПЛА, тем меньше должна быть масса ЯЭУ.
Заключение. 1. При рассмотрении вопроса о стоимости ЯЭУ необходимо учитывать долю затрат на обеспечение размещения и функционирования ее в составе корабля.
2. Получена зависимость для определения соотношения стоимости корабельной ЯЭУ и корабля.
3. С учетом ряда допущений определена зависимость оптимальной массы корабельной ЯЭУ исходя из минимизации затрат.
4. Чем больше потенциальные потери, связанные с недостаточным уровнем надежности, безопасности и скрытности ЯЭУ, тем больше должна быть ее масса.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК КОРАБЛЕЙ
С. М. Бор, О. С. Беломестных, А. А. Герасимов (НИИ КиВ ВМФ, e-mail: vunc-vmf-3fil@mil.ru) УДК [629.5.03-81:621.039.5]:629.5.083
В последнее время актуальность приобретает вопрос повышения срока службы кораблей с ядерными энергетическими установками (ЯЭУ). Это потребовало рассмотрения возможности повышения срока их службы. Вполне понятно, что при повышении срока службы ЯЭУ необходимо учитывать затраты на корабельные ЯЭУ. Не исключается в случае боль-
ших затрат на ЯЭУ ограничение их срока службы с обеспечением замены ЯЭУ в период эксплуатации корабля, в том числе путем вырезки отсека корабля и замены его новым.
Можно определять ресурс исходя из минимизации затрат на ЯЭУ. Возможность минимизации затрат обусловлена следующими обстоятельствами. С увеличением продол-
жительности эксплуатации расходы на обеспечение работоспособности ЯЭУ растут. Происходит это прежде всего из-за увеличения объема восстановительных операций — ремонтов (здесь — заводских) а также технического обслуживания (межпохо-довые и другие ремонты). Наступает момент, когда более выгодным становится вместо продолжения эксплуатации старой ЯЭУ произвести ее замену. С другой стороны, с возрастанием срока службы годовые затраты на ЯЭУ снижаются. Как показывают исследования, с точки зрения минимизации затрат основное оборудование ЯЭУ должно иметь срок службы, равный сроку службы корабля, поскол
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.