Электроэнергия от генератора подается на не жизненно важные шины. Шина в данном случае представляет собой центр энергетической нагрузки. Примеры таких центров:
• Основные питающие насосы.
• Конденсационные насосы.
• Гидравлические насосы.
Не жизненно важные шины соединены с жизненно важными посредством размыкателя. Основные приборы, нуждающиеся в энергии, получают её от бортовых турбинных генераторов, если дела идут нормально. Но если происходит отказ турбины, то энергия поступает из мотора-генератора, который преобразует постоянный ток аккумуляторной батареи в переменный.
Вот несколько примеров приборов, которые жизненно необходимы подлодке:
• Основные охлаждающие насосы малой скорости.
• Основные насосы подачи морской воды.
• Бортовое освещение.
• Машина для приготовления кофе в вахтенной комнате.
Имеются два бортовых турбинных генератора — один по правому, другой по левому борту.
Вторая пара турбин в паровой системе состоит из основных двигателей — один по левому, другой по правому борту. У них есть режим движения вперёд и режим движения назад. Первый из них контролируется дросселем движения вперёд, второй — дросселем движения назад.
Стадии процесса такие же, как и у бортового турбинного генератора — импульсная и реакционная. Каждый из двигателей вращает свой вал, который связан с понижающей шестерней. Хотя они развивают колоссальную мощность (около 15 000 лошадиных сил каждый), они имеют небольшие размеры по сравнению с дизельной силовой установкой такой же мощности. Дизельная установка имела бы размер четырёхэтажного дома, может быть, в два раза больше дома, чтобы обладать подобной мощностью, тогда как основные двигатели не превосходят по размерам легковой автомобиль.
Разность в размерах настолько огромна отчасти оттого, что пар чрезвычайно эффективен. Но нужно также отметить, что основные моторы являются лишь частью цикла. Если вы сложите массу и объем реакторного отсека, бортовых турбинных генераторов, основного конденсатора и всего периферийного оборудования, то окажется, что огромная дизельная силовая установка занимает меньше места, чем атомное оборудование.
Пар, выбрасываемый из основных двигателей и бортовых турбинных генераторов, имеет очень низкие давление и температуру. Их можно сравнить только с температурой и давлением, которые он имеет при входе в турбину (давление на входе в турбину 29 атм, температура на входе в турбину 235 °C; давление на выходе из турбины 0,33 атм, температура на выходе из турбины 71 °C).
Пар нужно либо выпускать за борт, иначе он заполнит все судно (открытый цикл), или он должен возвращаться в паровые котлы (закрытый цикл). Открытый цикл не имеет смысла, потому что вам тогда придется закачивать огромные объемы воды в паровые котлы. С практической точки зрения на судне лучше использовать закрытый цикл и многократно использовать пар из турбин. Опять же с практической точки зрения лучше конденсировать пар в воду и качать воду обратно в турбины.
Это производится в левом и правом основных конденсаторах. Конденсатор — огромный горизонтальный цилиндрический сосуд. Морская вода закачивается в трубы внутри него, их этих же труб выходит нар. Морская вода имеет обычно очень низкую температуру, около –2 °C, (содержание соли в ней позволяет ей иметь более низкую температуру, чем обычная температура замерзания свежей воды). Даже в тропиках морская вода достигает 21 °C, что всё равно гораздо холоднее, чем пар при температуре 76,5 °C.
В любом случае, при соприкосновении пара с холодной водой он конденсируется. Если вы вынете бутылку из холодильника в тёплый влажный день, то бутылка сразу покрывается влагой снаружи. Это как раз то, что происходит внутри конденсаторов.
Конденсат стекает вниз и собирается в ёмкости, называемой горячим колодцем, на дне конденсатора.
Она поставляет морскую воду внутрь корпуса подлодки через обратные клапаны и 48-сантиметровый трубопровод к основным насосам морской воды. Эти насосы качают воду извне через трубы конденсатора.
При отказе основного насоса подачи морской воды, конденсатор перестает работать, а впускной клапан турбины закрывается (потому что при неработающем конденсаторе пару некуда деваться).
Итак, основная система подачи морской воды необходима для сохранения хода. Но система с трубами такого большого диаметра, да ещё и испытывающая давление морской воды, способна затопить подлодку и потянуть её на дно за несколько минут. Поэтому запасные клапаны в комнате управления реактором могут изолировать корпус судна вместо основных клапанов трубопровода морской воды.
Конденсат, который скапливается в горячих колодцах конденсаторов, выкачивается оттуда конденсационными насосами. Насосы имеют относительно малую мощность, поэтому они просто перемещают воду к более мощным насосам.
Конденсат, который выкачивается насосами, отправляется к всасывающим клапанам основных подающих насосов, представляющим собой вертикальные 12-этапные осевые насосы, которые поднимают давление воды по пути к паровым котлам до давления около 30 атм. После прохождения через основной подающий насос вода больше не является конденсатом, теперь это вода паровых котлов.
Вода дальше проходит через регуляционный клапан, который либо открывается, либо закрывается, поддерживая необходимый уровень пара в паровом генераторе. Его роль достаточно важна, потому что если бы клапан был всё время открыт, то подающий насос переполнил бы паровые котлы водой.
Система контроля уровня воды в паровых генераторах использует датчики уровня и потока воды для того, чтобы верно задать положение регуляционного клапана.
Итак, вода, выходя из паровых котлов, делает полный круг — в турбины, в конденсатор, в горячий колодец, через конденсационные насосы, основной подающий насос, регуляционный клапан и обратно в паровой котёл.
Валы основных двигателей вращают шестерни внутри понижающей шестерни. Турбины основных двигателей эффективно работают на больших скоростях, а винт эффективен на малых скоростях. Чтобы эти два компонента совпадали, понижающая шестерня понижает обороты основных двигателей (10 000 оборотов в минуту) до оборотов винта (200 оборотов в минуту). Валы основных двигателей вращают малую шестерню, которая, в свою очередь, вращает большую шестерню около 5 метров в диаметре. Эта шестерня присоединена к валу.
Давайте заглянем в будущее: понижающая шестерня, хоть и является инженерным чудом, всё-таки чересчур шумна. Ей на смену придут электромоторы. В будущем основные двигатели будут представлять собой турбинные генераторы, которые будут вырабатывать переменный ток с помощью электрогенераторов. Электрический ток из этих генераторов будет подаваться к мотору, работающему на переменном гаке и расположенном снаружи корпуса судна. Он и будет вращать винт. Он будет куда более эффективным и менее шумным.
Только у инженера есть ключи для доступа к понижающей шестерне. Это предотвращает поломку шестерён вследствие попадания в них фонарей и инструментов. Это также предохраняет подлодку от саботажа: ключ, кинутый между шестерён, может поставить подлодку в док на год.