核电站|切尔诺贝利的预演——苏联K-431核潜艇事故始末


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核电站|切尔诺贝利的预演——苏联K-431核潜艇事故始末
1964年1月11日 , 在阿穆尔河畔共青城的列宁斯基造船厂为第675号项目中的K-431号核潜艇铺设了龙骨 。 9个月后的64年9月8日 , 她就已经正式下水进行各项测试 。 1965年9月底 , K-431加入了太平洋舰队的行列 。 675号项目中的核潜艇被计划用来对付假想敌的航母战斗群 , 因此配备了16枚533毫米鱼雷和4枚406毫米鱼雷以及8枚可换装高爆或核弹头的P-6巡航反舰导弹 。


 K-431核潜艇


主动力装置使用了两个加压水冷热中子反应堆VM-A , 每个热功率为70MW 。 它们使用高浓缩的235同位素的二氧化铀 。 反应堆向螺旋桨的动力传输是通过两个蒸汽轮机和两个涡轮齿轮单元60-D1进行的 。 轴上核电站的总功率为35000马力 , 得益于此 , 潜艇在水下可以达到29节的高速(53.7公里/小时) 。

在1965年至1984年的服役期间 , K-431号潜艇进行了7次自主航行 。 在21392个运作时长内行驶了181051英里 。 潜艇会定期对反应堆芯进行维修和充电 。 1985年4月 , K-431号潜艇接收了太平洋舰队潜艇导弹运输师(Pacific Fleet's submarine missile carrier division)的第298批后备艇员 , 由海军中校L.V.费奇克(L.V. Fedchik)指挥 。 潜艇兵必须完成一个完整的战斗训练课程 , 这其中就包括在太平洋舰队麾下的第30号船厂更换潜艇的核燃料 。


 30号船厂 , 摄于2004年


从事核反应堆核心更换和修理的第30号船厂位于日本海的茶马湾海岸 。 在工厂南方有一个城市类型的定居点“多瑙河” , 当时约有7000人居住在那里——主要是工厂的工人和他们的家人 。 在东部方向44公里是纳霍德卡 。 西北方向46公里处则是海参崴 。 1985年夏天 , K-431到达船厂4号码头 , 更换两个反应堆的核心 。 此时码头已经来了一位客人 , K-42罗斯托夫斯基共青团员号(Rostovsky Komsomolets)和她的浮动监测站 。 K-431抵达以后 , 维修行动交由海军上校洛帕廷(Lopatin)指挥 。 为了确保重新装载反应堆的过程 , 临时抵达的浮动技术基地PTB-16被带到了K-431号上 。 PTB-16的公开名称为“Plavmasterskaya第133号”(PM-133) , 它的到来是为了取代正处于维修中的PM-80 。 PM-133是一个专门的设施 , 拥有更换反应堆芯的所有必要工具 , 以及用于储存乏燃料和新燃料组件的隔间 。 其上的专家很快就开始了对K-431的工作 。

在重新装载反应堆之前 , 潜艇被全面检查 , 反应堆舱被封死 , 通往相邻舱室的隔板门也被降下 。 此时的潜艇从外表看 , 上层建筑的一部分被切断 , 而表面的蒙皮则全部被移除了 。 在核反应堆检修口布置有大型板房以维持反应堆和外界的隔离 , 与反应堆维护环境温度湿度等要素相对稳定 。


 VM-A核反应堆示意图 , 在右侧的图中可以看到和堆盖相连的控制棒


更换船用反应堆的堆芯是一个相当复杂、耗时的过程 。 首先 , 你需要取下反应堆的盖子——一个直径和厚度均为1.5米的金属圆柱体 。 在堆盖和反应堆主体之间有一个红色的铜垫圈 , 以确保密封性 。 在长时间的使用过程中这些部件都完全挤压密封在一起 , 以至于此时必须用液压破碎机这样的设备来将反应堆盖拆下来 。 在一个特殊的止动器前面(用于防止燃料组件被提升过快) , 固定着一个带有控制棒的燃料组件 , 它可以调节反应堆的功率并提供紧急保护 。 因为安全盖是法兰盖 , 对形变非常敏感 , 所以吊机需用十字型扣具与吊点接合之后起吊 。 再然后拆除所有乏铀燃料组件和补偿网棒 , 清理燃料组件的安装位置 。 接下来 , 装入新的燃料组件 , 用氩气焊接 , 把补偿网放回去 , 安装新的红铜垫片 , 全部完成后用原先的反应堆盖进行封闭 。 在250个大气压的压力下 , 用液压设备检查反应堆盖和堆芯对接的紧固性 , 并在一天内持续进行泄漏检测 。

K-431需要更换两个堆芯 。 第一个堆芯的更换工作一切正常 , 不过第二个堆芯在进行密封的时候出了点岔子 。 8月10日凌晨的气密性检测中发现了一些微量的泄露 , 初步判明是一个焊接电极(welding electrode)的残余部分卡在了密封垫和反应堆盖之间 。 10日上午 , 在将情况汇报给舰队司令部后 , K-431上的核燃料转运负责人海军少校特卡琴科(Tkachenko) , 核潜艇管理维护基地指挥官海军少校科马洛夫(Komarov) , 潜艇基地代表海军中校采卢申科(Tseluiko)海军少校德杜什金(Dedushkin) , 监测站主管海军少校拉扎列夫(Lazarev)以及他的下属中尉文尼科(Vinnik)成立了一个临时委员会前来排除这个故障 。