научная статья по теме ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Машиностроение

Текст научной статьи на тему «ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА СЛУЖБЫ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК»

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, поскольку замена его связа-

ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ

СУДОСТРОЕНИЕ 2'2014

на с большими затратами и необходимостью вывода корабля из действия на длительный период. Таким образом, можно считать, что срок службы корабля определяется в известной мере сроком службы основного оборудования ЯЭУ.

Определение оптимального срока службы энергетических установок основывается на минимизации затрат за жизненный цикл.

Стоимость создания включает затраты на проектирование, опытно-конструкторские работы, изготовление и монтаж. Это постоянная величина, которая не меняется в процессе эксплуатации. Стоимость эксплуатации определятся затратами на техническое обслуживание, ремонты, топливо и личный состав. Сюда же относятся затраты на утилизацию.

Определение затрат на создание ЯЭУ и затрат, необходимых для поддержания характеристик ЯЭУ на требуемом уровне, — достаточно трудоемкая работа, требующая изучения и обработки статистических данных по затратам на различных стадиях жизненного цикла, а также исследования тенденций роста стоимости, обусловленного инфляцией. Кроме того, при определении затрат необходимо учитывать их эффективность, зависящую от времени использования финансовых средств. Обычно для учета этого фактора применяется зависимость, включающая коэффициент дисконтирования.

Затраты на топливо составляют значительную долю от общих. Для их уменьшения необходимо увеличивать кампанию активной зоны. Имеются данные, что в США кампания активной зоны обеспечивает

ее эксплуатацию в течение всего срока службы корабля, что сокращает затраты не только на собственно топливо, но и сопутствующие работы (перегрузку, хранение, транспортировку, переработку).

Рассмотрим подход к определению оптимального значения срока службы ЯЭУ и соответственно корабля с ЯЭУ

Суммарные затраты на создание и эксплуатацию корабельной ЯЭУ равны:

Су = ЬС + сС + dCK,

(1)

где Сс — затраты на создание корабля; Сэ — затраты на поддержание характеристик корабля в течение всего периода эксплуатации; Ск — стоимость корабля; Ь, с — постоянные коэффициенты, определяющие долю соответствующих затрат на ЯЭУ от затрат на корабль, d — доля затрат, связанная с простоем корабля для ремонта ЯЭУ

В зависимости (1) первая составляющая, как уже отмечалось, постоянна, вторая и третья возрастают с увеличением продолжительности срока службы.

Определим суммарные затраты за один год службы, приняв, что затраты на эксплуатацию возрастают пропорционально сроку службы:

Су, = ЬС/Т + аТ,

(2)

атации, величина а может быть определена из следующей зависимости:

а = сСэ1/Т1 ,

где Сэ1 — затраты на эксплуатацию корабля за год в определенный период эксплуатации Т1; Т1 — продолжительность рассматриваемого периода (например, 10 лет).

Фактически а — тангенс угла наклона прямой зависимости затрат за год эксплуатации от срока службы.

Из зависимости (2) может быть определен оптимальный срок службы Т*:

Т*=

ьссТ,

(3)

сС

где Т— срок службы корабля (ЯЭУ); а — коэффициент пропорциональности, определяющий возрастание годовых затрат в зависимости от срока службы.

Если считать, что годовые затраты линейно зависят от времени эксплу-

Как следует из зависимости (3), оптимальный срок службы возрастает с увеличением затрат на создание ЯЭУ и уменьшением затрат на ее эксплуатацию. При этом, чем больше доля затрат на установку, тем больше должен быть оптимальный срок службы установки и соответственно корабля. Вместе с тем, чем больше доля затрат на эксплуатацию, тем меньше должен быть оптимальный срок службы установки и корабля.

Заключение. 1. При определении оптимального срока службы корабельной ЯЭУ, можно считать, что срок службы корабля с ЯЭУ определяется сроком службы ЯЭУ

2. Для оценки оптимального срока службы корабельной ядерной энергетической установки можно использовать приведенную в статье зависимость.

БЛИЦ-НОВОСТИ

/ 3 апреля судостроители АСПО спустили на воду СПБУ «Меркурий».

У ОАО «КАМПО» осуществляет постройку для ВМФ серии специализированных многофункциональных катеров-катамаранов поисково-спасательного обеспечения пр. 23370.

У Судоремонтный завод «Южный Севастополь» выполнил размерную модернизацию судна-площадки «Валерий Онищук» по пр. DCV52.

/ ОАО «Метзавод им. А. К. Серова» подтвердило соответствие своей продукции — специальных судостроительных марок стали — правилам Российского морского регистра судоходства.

/ 2 апреля завод «Красное Сормово» и Московское речное пароходство подписали акт приема—передачи

двух танкеров пр. RST27 — «Дмитрий Покровский» и «Валентин Груздев». Суда построены по лизинговой схеме с участием ООО «Газтехлизинг».

/ 28 марта четвертая экспортная дизель-электрическая подводная лодка пр. 636, построенная ОАО «Адмиралтейские верфи» для ВМС Вьетнама, была спущена на воду (ИТАР—ТАСС).

У 26 марта на стапеле ОАО «Московский ССЗ» заложили обстановочное судно пр. 3052 (зав. № 277) для ФБУ «Администрация Волжского бассейна».

У 18 марта на китайской верфи Yangzhou Haichnan Shipyard состоялась закладка танкера-химовоза «МИД-ВОЛГА-2» грузоподъемностью 6290 т для ООО «Средне-Волжская судоходная компания».

У В марте судостроители ОАО «Пелла» спустили на воду два буксира пр. ПЕ-65 (стр. № 505, 506), построенные для Северного флота ВМФ РФ.

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»