Ю.М.Ерыкалов, ответственный сдатчик по системам контроля и управления на атомном ледоколе «Ленин» от предприятия «Звездочка». Почетный судостроитель.

Работы по установке новой АППУ ОК-900 были первым основным направлением модернизации атомного ледокола «Ленин». Одновременно с этим велись работы по автоматизации, дистанционному управлению, сбору, обработке и представлению информации - второму кардинальному направлению модернизации. Для реализации этого направления было необходимо обеспечить:

- автоматическое и дистанционное управление атомной установкой и связанного с нею оборудования и арматуры;

- взаимосвязанное автоматическое регулирование атомной, паротурбинной и электрической гребной установок;

- централизованный контроль за работой всей энергетической установки и обслуживающих ее систем;

- оформление в едином пультовом интерьере поста энергетики и живучести;

- размещение оборудования комплекса систем автоматики, контроля и информации, мнемосхем и цифровых табло;

- комплексный радиационный контроль, включая технологический контроль параметров АППУ.

Сложность решения перечисленных задач потребовала привлечения к проектированию и выполнению работ на ледоколе специализированных центральных научно-исследовательских институтов, центральных конструкторских бюро, организаций и предприятий:

- по автоматизации и дистанционному управлению атомной установкой - Центральный морской научно-исследовательский институт - 1;

- по автоматизации взаимосвязанной работы пароэнергетической и гребной электрической установок - ЦКБ «Луч»;

- по дистанционному управлению оборудованием
и арматурой -ленинградское производственное объединение «Красная Заря»;

- по разработке проекта системы и поставке централизованного комплекса элементов и устройств по сбору, обработке и представлению информации в цифровом виде - Государственное специальное конструкторское бюро средств контроля и автоматики;

- по комплексной системе радиационного контроля - Союзный ЦНИИ приборостроения;

- по разработке и поставке подвесок ионизационных камер - Научно -исследовательский вакуумный институт.

Были разработаны, изготовлены и поставлены комплексы и системы, укомплектованные новейшей электронной малогабаритной аппаратурой с ресурсом непрерывной работы не менее 5000 часов:

- «Артек-Л» - система управления приводами и аварийной защитой атомных реакторов в пусковых, эксплуатационных и аварийных режимах, разработанная ЦМНИИ-1 и изготовленная Куйбышевским приборостроительным заводом;

- привода компенсирующих решеток (шаговые двигатели) и сервоприводы групп стержней аварийной защиты, разработанные и совместно поставленные ОКБМ и Горьковским машиностроительным заводом;

- «УПС» - система контроля и сигнализации положения приводов компенсирующих решеток и сервоприводов групп стержней аварийной защиты реакторов, разработанная ОКБМ, изготовленная Куйбышевским приборостроительным заводом;

- «УСБЗ» - система дистанционного и автоматического управления оборудованием и арматурой, формирования сигналов на аварийную защиту разработанная, изготовленная и поставленная ЛПО «Красная Заря»;

- Машина централизованного контроля «Полюс» на 1024 канала - комплекс элементов и устройств по сбору, обработке и представлению информации в цифровом виде от 750 контрольных точек на пульты атомной, паротурбинной и электроэнергетической установок, логически обрабатывающий и формирующий сигналы на срабатывание аварийной защиты реакторов, а также сигналы по аварийному, автоматическому управлению и блокировкам всей энергетической установки, разработанная, изготовленная и поставленная Государственным специальным конструкторским бюро систем контроля и автоматики;

- «Вьюга» - система взаимосвязанного управления пароэнергетической и гребной электрической установками, управления расходами питательной воды, регулирования уровня воды в деаэраторах и давления пара в магистралях, разработанная, изготовленная и поставленная ЦКБ «Луч»;

- «Десна» - система автоматического управления электроэнергетической установкой в комплексе со схемами электропитания ответственных потребителей, разработанная, изготовленная и поставленная ЦКБ «Луч»;

- «Кашалот» - комплекс автоматического радиационного контроля, сбора, обработки и представления информации по радиационной обстановке, разработанный, изготовленный и поставленный Союзным центральным научно-исследовательским институтом приборостроения.

По части перечисленных систем при работах на атомных подводных лодках на машиностроительном предприятии «Звездочка» был накоплен определенный опыт их монтажа и сдачи. Но, как показали изучение поступающей на завод проектной и рабочей документации, командировки на предприятия и в институты, проектировавшие и изготавливавшие эти системы, этого опыта было маловато.

Пути внедрения нового вида управления атомной энергетической установкой надводного судна оказались не легкими. Сложности были на поверхности:

- ограничение технологически необходимого времени и средств на полный цикл изготовления и испытаний;

- отсутствие необходимых поставок и возможностей комплексных стыковок со смежниками;

- множественные корректировки проектной документации;

- у 40% изготовителей отсутствовали стенды контроля и полномасштабных испытаний для поставляемых изделий и устройств.

Общение с руководителями проектов, главными конструкторами и ведущими специалистами в Ленинграде, Москве, Куйбышеве, Рязани, Смоленске, Витебске, Горьком и Мурманске позволили нам договориться с заказчиками, проектантами и изготовителями о взаимодействии по комплектации и формированию стендов, проверочных установок, об изготовлении монтажных комплектов и макетных образцов, их составу и срокам поставки на машиностроительное предприятие «Звездочка».

В технологическом корпусе (объект 155) машиностроительного предприятия «Звездочка» для монтажа стендов были выделены помещения на первом и втором этажах второго пролета. На первом этаже размещался полномасштабный макет реактора с имитаторами компенсирующих решеток и групп стержней аварийной защиты, макет крышки реактора со штатными приводами управления и защиты реактора (механизмы СУЗ). На втором этаже размещались штатные пульты управления, схемы питания систем и устройств, приборы управления, аварийной защиты и регулирования («Артек-Л», «УПС»). Там же, в смежных помещениях второго этажа этого пролета, машиностроительным предприятием «Звездочка» для предмонтажной подготовки и стыковки со смежниками было предусмотрено размещение стендов систем «УСБЗ»,«Вьюга», «Десна», элементов машины централизованного контроля «Полюс» (отдельные стойки, контрольные устройства по сбору, обработке и представлению информации).

Датчики, измерители и преобразователи было предусмотрено проверять на рабочих местах в объекте 102. После работ в этом объекте более тысячи датчиков, измерителей и преобразователей необходимо было направить на стыковку с машиной централизованного контроля «Полюс» в объекте 155. Предмонтажная подготовка комплекса автоматического радиационного контроля «Кашалот» была предусмотрена в объекте 102 на площадке лаборатории подготовки приборов и устройств радиационного контроля АПЛ.

Все кабельные связи между пультами, схемами питания систем и устройств, приборами управления, аварийной защиты и регулирования были выполнены с использованием марок и типов кабеля, предусмотренных проектной документацией. Принципы связей между системами предусмотрены по штатной корабельной схеме. С участием Горьковского машиностроительного завода, ОКБМ и ЦМНИИ-1 мы разработали исполнительную документацию на комплексный стенд «Артек-Л», «УПС», приводы компенсирующих решеток и сервоприводов аварийной защиты.

В составе комплексного стенда предусматривалось использование полного комплекта штатных систем «Артек-Л», «УПС», приводов компенсирующих решеток и сервоприводов аварийной защиты, устанавливаемых на ледокол для работы в составе АППУ ОК-900, так как на Куйбышевском приборостроительном заводе при наладочно-сдаточных работах системы «Артек-Л» вместо пяти в наличии был только один комплект штатных приводов компенсирующих решеток и отсутствие их вызвало первоочередную необходимость в комплексном стенде на машиностроительном предприятии «Звездочка».

В течение первого полугодия 1969 года были изготовлены корпусные конструкции, монтажные узлы и кабельные трассы, получены основные поставки каркасов пультов для стендов, монтажные комплекты для электромонтажных работ на ледоколе. Все необходимое было поставлено на стенды в сроки, предложенные машиностроительным предприятием «Звездочка».

В соответствии с решением начальника 12-го Главного управления Министерства судостроительной промышленности СССР Б.Н. Полянского в Северодвинск на предприятие «Звездочка» для рассмотрения вопросов организации и выполнения стендовых работ были вызваны в августе 1969 года руководители предприятий, главные конструкторы систем автоматики, управления и контроля установки ОК-900.

На совещание в Северодвинске прибыли: от ЦМНИИ-1 - главный конструктор системы «Артек-Л» В.А. Сушко, от ОКБМ - руководитель оперативной группы 0К-900-«УПС», привода компенсирующих решеток и сервоприводов аварийной защиты Э.М. Мельников, от ЦКБ «Луч» - директор Ю.И. Колкунов, главный конструктор системы «Вьюга» В.В. Филиппов, главный конструктор системы «Десна» Г.В. Минин, от Государственного специального конструкторского бюро систем контроля и автоматики - ответственный сдатчик системы «Полюс» В.Р. Кремер, от ЛПО «Красная заря» - главный конструктор системы «УСБЗ» Н.В. Пукемов, от Союзного НИИ приборостроения - ответ ственный сдатчик комплекса автоматического радиационного контроля «Кашалот» П.Ф. Якушин, от ЦКБ «Айсберг» - заместитель главного конструктора ЦКБ Р.Ю. Фрейман, начальник отдела систем автоматики Г.Д. Климовицкий, от северодвинского предприятия «Эра» - ответственный сдатчик А.Г. Перепелкин, начальник отдела систем СУЗ Н.М. Рябов. От личного состава экипажа атомного ледокола «Ленин» для участия в совещании прибыли руководитель группы технадзора Мурманского морского пароходства А.К. Следзюк, начальник службы КИП ледокола О.М.Хованский, члены экипажа Б.Я. Бражников, В.Н. Бебенин, И.И. Чапля.

От машиностроительного предприятия «Звездочка» в совещании участвовали главный инженер А.Ф. Зрячев, начальник отдела строителей кораблей Г.М. Макаренко, ответственный сдатчик атомного ледокола «Ленин» В.Т. Калганов, старший строитель по системам контроля и управления на атомном ледоколе «Ленин» Ю.М. Ерыкалов, заместитель главного конструктора О.В. Костылев, заместитель главного технолога Л.Б. Гольм, начальник цеха 1 В.А. Крюков, начальник участка систем контроля Ю.К. Иванов и старшие мастера участка систем контроля В.Г. Нилкин, A.M. Невидимов.

Совещание было рассчитано на четыре дня с 15 августа. Проходило оно на участках стендов, в лабораториях, отдельных помещениях ледокола, в которых велись подготовительные работы к монтажу систем автоматики. Участники совещания ознакомились с фактическим объемом выполненных и предстоящих работ.

Для проведения работ по руководству монтажными операциями по механизмам и устройствам СУЗ, включению приборов и систем питания «Артек», «УПС», «Вьюга» на стенды были определены руководители работ, ответственные сдатчики, ведущие специалисты:

- от машиностроительного предприятия «Звездочка» (комплексный стенд) - старший строитель по системам контроля и управления ответственный руководитель работ на комплексном стенде Ю.М. Ерыкалов, начальник участка систем контроля Ю.К. Иванов, старший мастер участка систем контроля В.Г. Нилкин, мастера участка систем контроля В.П. Баженов, А.В. Иванисов;

- от ЦМНИИ-1 (стенд систем «Артек-Л») - ответственный сдатчик В.И. Тепляков, инженер-наладчик Ю.Н. Москвичев;

- от ОКБМ (стенд систем «УПС», приводов компенсирующих решеток и сервоприводов аварийной защиты) - руководитель оперативной группы Э.М. Мельников, ответственный сдатчик Д.И. Коваленчик;

- от ЦКБ «Луч» (стенд «Вьюга») - ответственный сдатчик Г.И. Гуняев с группой специалистов;

- от личного состава экипажа атомного ледокола «Ленин» для участия в приемке работ на комплексном стенде определены Б.Я. Бражников, В.Н. Бебенин, И.И. Чапля.

Еще раз были рассмотрены и уточнены объем изготовления монтажных комплектов и макетных образцов, их состав и сроки поставки на машиностроительное предприятие «Звездочка» с целью окончания кабельного монтажа систем контроля до 15 февраля 1970 года, а наладки этих систем - до 25 марта. На предприятии были определены и исполнены сроки завершения монтажных работ на стендах. В объект 102 на участок систем автоматики и контроля с мая 1969 года стали поступать отдельные устройства и приборы, комплектующие (датчики, измерители, преобразователи), начались проверки и наладка.

15 сентября 1969 года был смонтирован комплексный стенд «Артек-Л», «УПС», приводы компенсирующих решеток и сервоприводов аварийной защиты. К концу сентября был завершен монтаж стенда МЦК «Полюс».

20-25 октября 1969 года комплекс автоматического радиационного контроля «Кашалот» был смонтирован в объекте 102 на площадке лаборатории.

25.08.1969 года был завершен монтаж стенда «Вьюга».

26.08.1969 года на стенде начали вести проверки и стыковочные операции.

При проверках отдельных характеристик электрогидравлических приборов, особенно регуляторов перепада давления, выявлялось отсутствие соответствия отдельных характеристик заданным техническим условиям. Такое несоответствие у регуляторов РУД № 01-03 было выявлено 29 августа, и потребовалось около месяца на поиск путей устранения дефектов.

15.09.1969 года при проверке электрогидравлических блоков управления (ЭГБУ) потребовалась настройка на подрыв подпружиненных клапанов. Работа проведена со всеми ЭГБУ с получением положительных результатов.

До 19.09.1969 года по результатам проведенных проверок выполнена переборка и настройка отдельных измерителей и регуляторов.

20.09-02.10.1969 года проводились проверки органов управления питанием, проверки управляемых линейного и интегрального каналов, проверки работы в кольцо с обоих пультов управления. Проверены скоростные и линейные характеристики байпасных и дроссельных клапанов и их управляемость с разных пультов.

С 3 по 13 октября 1969 года проводилась замена игл, подпятников, опор призм-валиков и рычагов регуляторов - результаты отрицательные.
22.10.1969 года из Ленинграда привезены новые детали из материала 9X18, проведена переборка регуляторов с последующим снятием характеристик измерителей и датчиков (22-29 октября 1969 г.). При замене старых призм-валиков на новые получены необходимые характеристики.

С 18 по 30 октября 1969 г. произведена привязка проверенных пультов, приборов и устройств к местам установки на ледоколе и их маркировка.

В процессе стендовых проверок четырех регуляторов РДП-30, переданных 07.09.1969 г. от личного состава экипажа, нами получены результаты с отклонениями характеристик от отраженных в отчетной документации.

Схема работоспособна, но пришлось добиваться от проектанта (ЦКБ «Аврора) приведения проектной документации в соответствие с полученными нами результатами наладки, испытаний и схемных решений. Положительное решение получили через пятьдесят дней. Всего на проверку, регулировку, стыковку и подготовку к передаче на ледокол для монтажа системы «Вьюга» ушло более трех месяцев.

15.09.1969 года был смонтирован в полном объеме комплексный стенд «Артек-Л», «УПС», приводы компенсирующих решеток и сервоприводов аварийной защиты. Межприборные связи и соединения выполнены по корабельной схеме. Перед специалистами, работающими с системами и устройствами СУЗ, стояла сложная задача автономных проверок, стыковочных проверок и комплексных испытании на стендах в кратчайшие сроки.

Сложность задачи заключалась и в том, что в системе «Артек» впервые были применены приводы компенсирующих решеток с шаговыми двигателями, которые управлялись вновь разработанными схемами управления на тиристорах.

Как указывалось ранее, на Куйбышевском приборостроительном заводе при наладочно-сдаточных работах системы «Артек-Л» вместо пяти был в наличии и применен только один комплект штатных приводов компенсирующих решеток. Кроме этого в системе «Артек» был впервые применен метод регулирования ядерного реактора по сигналу отклонения средней температуры от заданной температуры.

Так же был применен метод коррекции мощности по положению питательного клапана, то есть по расходу питательной воды второго контура. Учитывая сложность решаемых задач, сразу была введена двухсменная работа с составлением плана заданий на сутки и регистрацией этих планов в журнале работ на стенде.

В первые же два дня при работе с приводами было выявлено наличие импульсных помех в приборах управления компенсирующими решетками.

С 17 по 22 сентября 1969 г. работали по планам поиска причин помех в приборах управления компенсирующими решетками. Был намечен план устранения помех путем изменения конфигурации жгутов в приборах. 23.09.1969 года продолжался поиск определения работоспособности приборов управления компенсирующими решетками и исправности механизма периферийной компенсирующей решетки № 2. Была выявлена неисправность редуктора.

С 24 по 30 сентября 1969 г. велись работы по определению работоспособности и исправности остальных механизмов компенсирующих решеток. Результаты положительные.

2 октября получен и 3 октября 1969 года установлен новый механизм для периферийной компенсирующей решетки № 2. С 4 по 15 октября 1969 г. велись испытания приборов и устройств «Артек», «УПС» и механизмов СУЗ по программе совместных комплексных испытаний. В процессе снятия осциллограмм при включении привода периферийной компенсирующей решетки № 1 от прибора управления наблюдались сбои в чередовании импульсов при подаче на обмотки шагового двигателя. Для принятия решения был вызван специалист из МНИИ-1.
С 15 по 18 октября 1969 года велся монтаж приборов и устройств для поиска решения о порядке подавления радиопомех в системах «Артек», «УПС» и механизмов СУЗ.

С 19 по 26 октября 1969 года велся монтаж в приборах «Артек».

С 27 октября по 3 ноября 1969 года после проведения проверок функционирования помехозащитных устройств были продолжены испытания приборов и устройств «Артек», «УПС» и механизмов СУЗ по программе совместных испытаний. В результате испытаний получены положительные результаты работ. Проведена стыковка и проверка связей с машиной централизованного контроля (МЦК) «Полюс».

Комплекс «Артек», «УПС» и механизмы СУЗ подготовлены для установки и монтажа на ледоколе. К концу сентября был завершен монтаж на стенд МЦК «Полюс» в объекте 155.

Об МЦК «Полюс»: отдельные стойки системы, контрольные устройства по сбору, обработке и представлению информации обеспечивают работоспособность 1024 каналов измерения и выполняют функции сигнализации и защиты. 50 каналов используются для самоконтроля системы. Машина принимает аналоговые сигналы, замеряет их, а на управление выдает после сравнения данных уже сигналы дискретные, если отмечаются отклонения от нормы. Все точки измерения машина «обегает» за 5 секунд, и всего за пять миллисекунд она подключает каждый параметр, успевая его обработать, считать преобразованную информацию в цифровом виде и выдать отклонения, если они были.

При этом единственная подвижная часть системы - герконы, обеспечивавшие подключение канала измерения за пять миллисекунд. Герконы состоят из двух биметаллических пластинок-магнитов, помещенных в индукционную катушку и запаянных в стеклянную трубку. Как только подается ток на катушку, пластинки замыкаются. Вот и вся механическая часть МЦК «Полюс». В остальном сплошная электроника. В постоянную память машины был заложен алгоритм обработки информации: с какими эталонами надо сравнивать данные, по какой шкале, размерности.

Внедрение на атомном ледоколе «Ленин» МЦК «Полюс» позволило при малых объемах оборудования значительно увеличить объем получаемой информации, вывести ее в пост энергетики и живучести и представить не только на цифровых табло, но и на мнемосхемах.

19.10.1969 года закончена проверка элементов машины централизованного контроля «Полюс».

23.10.1969 года начата стыковка с МЦК «Полюс» около 200 датчиков, измерителей и преобразователей, подготовленных в объекте 102.

Было необходимо проверить более тысячи позиций.

3.11.1969 года для обеспечения работ по завершению кабельного монтажа на ледоколе в объеме системы до 15.02.1970 года был сформирован план действий с МЦК «Полюс». Продолжительность работ по плану, количество исполнителей, срок завершения стыковок были рассчитаны исходя из временных затрат на пятьдесят уже проведенных стыковок с МЦК «Полюс» и с учетом подобных операций на предшественнике - варианте 512-каналь-ного МЦК, созданного для Байконура, откуда стартовали советские ракеты и спутники. Так космос, где мы тоже были первыми, пересекся с первым атомным ледоколом «Ленин». 15.12.1969 года стендовые работы с МЦК «Полюс» были завершены.

Для сбора, обработки и представления информации по радиационной обстановке в контурах атомной установки, сточных активных водах, по замерам аэрозольной активности и фону по помещениям ледокола (всего 64 контрольных точки) разработан комплекс «Кашалот». Пульт, мнемосхема и основная аппаратура системы размещены в центральном посту радиационного контроля. Система укомплектована малогабаритной электронной аппаратурой и снабжена системой запоминающих устройств. Впервые был введен централизованный контроль отдельных радиационных параметров не по суммарному измерению их, а по отдельным изотопам, характерным для нарушения эксплуатации установки (разработана и изготовлена Союзным НИИ приборостроения). Такого вида контроля тогда не существовало вообще.

Комплекс «Кашалот» прошел стендовую проверку без замечаний.

Начало 1960-х годов было отмечено внедрением полупроводниковых элементов, что и позволило резко - в сотни и тысячи раз - уменьшить объемы, занимаемые оборудованием систем контроля и автоматики. Это действительно был огромный, качественный скачок, прорыв в научно-техническом прогрессе на пути работ внедрения комплексной автоматизации управления и централизованного контроля.

Монтаж перечисленных выше систем на стендах машиностроительного предприятия «Звездочка» был началом пути к внедрению нового типа управления атомными энергетическими установками посредством цифровых систем автоматизации управления и централизованного контроля. Эра аналогового канального приборного контроля и управления стремительно закатилась.

Инициаторами внедрения и основными руководителями этих работ на атомном ледоколе «Ленин» выступили ЦКБ «Айсберг», машиностроительное предприятие «Звездочка», ОКБМ и ЦМНИИ-1, ЦКБ «Луч», Государственное союзное конструкторское бюро систем контроля и автоматики. Поставку для ледокола оборудования, аппаратуры и сдачу их в эксплуатацию совместно с предприятием «Звездочка» наряду с институтами произвели Горьковский машиностроительный завод, Куйбышевский приборостроительный завод, приборостроительный завод «Манометр», Витебский завод электротехнических приборов, Рязанский завод тепловых приборов, николаевский завод «Теплотехник», Смоленский опытный завод «НИИ Теплоприбор», Львовский завод тепловых приборов, Ленинаканский приборостроительный завод, машиностроительное предприятие (г. Электросталь), ленинградский завод «Знамя Труда», ленинградский завод «Двигатель», Щелковский насосный завод, арматурный завод «Знамя Октября», северодвинское предприятие «Эра».

Предприятию «Звездочка» пришлось выполнить большой объем новых, несвойственных работ, потребовалось провести значительное количество организационных и технологических мероприятий. В течение всей первой навигации после модернизации выходы из строя оборудования атомной, механической и электроэнергетической установок отсутствовали. Автоматика, системы дистанционного управления и информации работали нормально, замена каких-либо элементов, электронных блоков или узлов не производилась. Радиационная обстановка в контурах атомной установки и по помещениям ледокола в течение всей навигации не изменялась.

Анализы воды первого - третьего контуров, проводившиеся личным составом ледокола, показали, что радиоактивность находится в пределах утвержденных норм. Работа ледокола «Ленин» в навигацию 1970 года получила высокую оценку штаба ледокольной проводки Западного сектора Арктики. Результаты модернизации:

- новая атомная энергетическая установка;

- внедрение автоматики и дистанционного управления;

- замена устаревшего оборудования на современное, более надежное, с большим ресурсом работы.

Атомный ледокол «Ленин». Второе рождение