Перегрузка активной зоны реакторов являлась весьма сложной задачей, требовавшей четкой организации и жесткого контроля ядерной безопасности. В советском флоте она имела следующую организацию. Перегрузкой зоны занималась береговая техническая база. Перед началом ее проведения специалисты базы проверяли состояние корабля и его главной энергетической установки, а затем составляли соответствующий акт. С подписанием этого акта техническая база брала на себя всю ответственность за перегрузку.
Над реакторным отсеком вырезали часть надстройки и съемный лист прочного корпуса (на АПЛ первого поколения он крепился гайками). На освободившемся месте монтировали домик из алюминиевых сплавов, предотвращавший попадание осадков в реакторный отсек и сохранявший в нем установленный температурный режим. Реакторный отсек герметизировался, а входные люки в него опечатывались. После этого в реакторный отсек можно было попасть только с судна-перегрузчика.
Крышки отечественных реакторов, во всяком случае, АПЛ первого поколения, представляли собой полутораметровый в диаметре цилиндр высотой около двух метров. Между крышкой и корпусом реактором устанавливалась красномедная прокладка. От длительной работы эта прокладка «прикипала» к крышке и корпусу реактора за счет диффузии разнородных металлов. Поэтому крышку приходилось открывать при помощи гидроподрывателей.
Перед началом работ выгружали стержни компенсирующей решетки и аварийной защиты, закрепляли компенсирующие решетки стопором. Затем монтировали установку гидроподрыва и четырехроговую траверзу (так называемый «крестовик»). Крышку поднимали при помощи крана судна-перегрузчика, поэтапно, с выдержкой времени по строго установленной программе, не допуская малейших перекосов. Взамен снятой крышки устанавливали биологическую защиту.
Отработанные ТВЭЛ (на отечественных АПЛ их было по 90 штук в каждом реакторе) последовательно демонтировали специальным устройством и отправляли на несамоходную плавучую техническую базу (ПТБ), где они хранились под водой в изолированном отсеке. Вместо ТВЭЛ устанавливали нештатные стержни компенсирующей решетки и аварийной защиты, которые после испытаний заменялись штатными. Место посадки ТВЭЛ в реакторах калибровали и промывали бидистиллатом. После этого в подготовленные ячейки устанавливали новые ТВЭЛ, которые закреп – лялись аргоновой сваркой. Крышку реактора устанавливали с новой красномедной прокладкой. Для создания герметичности ее прижимали к корпусу реактора нажимным фланцем, обтягивая гайки на шпильках гайковертами под давлением 240 кг/см2 . Герметичность стыковки проверяли гидравлическим давлением 250 кг/см2 и делали выдержку на утечку в течение суток. Процесс перегрузки активной зоны АПЛ пр. 675, например, по расписанию занимал 45 суток. Как правило, в этот срок береговые технические базы не укладывались.
Первая авария произошла в феврале 1965 г. на К-11. Ей предшествовала обнаруженная в ноябре 1964 г. разгерметизация ТВЭЛ, которая привела к необходимости перегрузки активной зоны обоих реакторов. В начале февраля 1965 г. начали проведение этих работ. Как и было положено, оба реактора заглушили компенсирующими решетками. Однако 12 февраля 1965 г. при подъеме крышки кормового реактора, по недосмотру производящих перегрузку специалистов, вместе с ней стала подниматься и компенсирующая решетка. Как следствие, произошел несанкционированный выход реактора на мощность, сопровождавшийся выбросом пара и резким ухудшением радиационной обстановки в реакторном отсеке. Почти мгновенно в нем возник объемный пожар. Крановщик уронил крышку, и она с перекосом упала на корпус реактора.
В процессе тушения пожара в пятый отсек попало 250 т, а в смежный с ним шестой (турбинный) отсек – около 150 т забортной воды. Постепенно вся она распространилась практически по всему кораблю. Несмотря на радиоактивное заражение всех отсеков К-11, было решено восстановить. Для этого пришлось заменить реакторный отсек новым, а остальные отсеки долгое время промывать. В общей сложности восстановительный ремонт продолжался до августа 1968 г. Судя по всему, его проведение было обусловлено политическими соображениями, нежели военной целесообразностью. К концу 70-х годов низкие боевые возможности АПЛ первого поколения уже ни у кого не вызывали сомнения. Тем более, что в тот период советский флот уже пополнялся более эффективными АПЛ второго поколения, в том числе и с преимущественно торпедным вооружением пр. 671.
Данную точку зрения подтверждает судьба К-431, которая в августе 1985 г. пережила точно такую же аварию что и К-11 20-ю годами раньше. В конце июля 1985 г. корабль прибыл на СРЗ-30 для замены активных зон реакторов. После завершения работ, в процессе гидравлических испытаний была выявлена негерметичность стыковочного узла комового реактора. Когда вскрыли место прилегания красномедной прокладки к корпусу реактора, то на ней обнаружили кусок электрода, оставленный по небрежности расчетом береговой технической базы, который в силу причин субъективного характера и вопреки всем инструкциям не был полностью укомплектован.
10 августа 1985 г. начали повторный подъем крышки реактора, причем с грубейшими нарушениями организации работ. Необходимую команду «Атом» по кораблю не объявили. При монтаже устройства гидроподрыва не закрепили стопор удержания компенсирующей решетки, а четырехрого- вую траверзу (подъемное устройство) не отцентровали по отношению к нему и вместо жесткой сцепки взяли крышку стропами. В результате крышку при подъеме перекосило, и она зацепила компенсирующую решетку, потянув ее за собой. Произошел тепловой взрыв. Как показали расчеты, с возникновением ядерной реакции тепловые нейтроны начали деление, и их активность в короткий промежуток времени достигла 100% мощности, что и привело к взрыву. Крышку подбросило и ударило о прочный корпус лодки. Резкое возрастание температуры превратило воду в пар. Реакция прекратилась.
Падение крышки практически на свое место привело к конденсации воды в реакторе. Снова возникла цепная реакция, и произошел второй тепловой взрыв. Крышку вновь подбросило вверх. Она упала на надстройку К-431. Алюминиевый домик, элементы компенсирующей решетки разрушенной активной зоны разбросало в районе с радиусом 150 м. В результате взрыва погибло 10 человек. В прочном корпусе лодки, в районе реакторного отсека по правому борту образовалась трещина длиной около 1,5 м и шириной несколько десятков миллиметров. Возникший было пожар захлестнуло забортной водой. Вскоре реакторный отсек заполнился забортной водой по действующую ватерлинию. Через выгоревшие стаканы кабельных трас вода стала постепенно поступать в смежные отсеки. Кормовую часть надстройки охватил пожар, с которым, правда, удалось сравнительно быстро справиться.
11 августа 1985 г. (через сутки после начала аварии) откачали воду из реакторного отсека, для чего пришлось приподнять корму корабля (чтобы трещины в прочном корпусе вышла из воды) при помощи двух плавкранов. Всю зараженную воду, ярко зеленого цвета, сливали в бухту Чажма. Чтобы предотвратить возможную потерю остойчивости К-431 при помощи буксиров посадили носовой оконечностью на мель. Впоследствии, после того как заделали трещину в прочном корпусе, а вместо съемного листа смонтировали бетонный свод, лодку отбуксировали в бухту Павловского. Ее решили не восстанавливать, принимая во внимание техническое состояние и более чем 20-летний срок службы. Еще одной жертвой этой аварии стала торпедная К-42.
Зачастую лодки становились жертвой элементарного человеческого самодурства. Наглядный пример тому К-192. 12 июня 1989 г. корабль направился в базу после боевой службы в северной Атлантике. 15 июня 1989 г. была обнаружена течь первого контура реактора левого борта. Его пришлось заглушить и использовать установку правого борта для обеспечения работы обоих ГТЗА. На следующие сутки была обнаружена течь в первом контуре реактора правого борта, которая 26 июня 1989 г. привела к его разрыву. И у этого реактора пришлось сбросить аварийную защиту.
Лодка всплыла в надводное положение и передала сигнал об аварии. Движение продолжили под ГЭД, получая электроэнергию от дизель-генераторов и АБ. Оба реактора, по штатному, промывались системой аварийного охлаждения и постепенно приводились в исходное состояние. Радиоактивная вода удалялась за борт. Вечером того же дня ВПК Симферополь (пр. 1155) доставил на борт корабля группу офицеров штаба эскадры ПЛ во главе с начальником ее электромеханической службы. Он вмешался в процесс расхолаживания главной энергетической установки К-192, отдав приказ снять давление в первых контурах обоих реакторов, что должно было сократить выброс радиоактивной воды за борт. Однако этот приказ мог привести к тепловому взрыву реакторов.
Все возражения командира БЧ-5 и командира дивизиона движения были отклонены в грубой форме, а последнего даже отстранили от исполнения служебных обязанностей. В столь нервозной обстановке личный состав дивизиона движения допустил ряд грубых ошибок, которые в конечном счете привели к пережогу активной зоны обоих реакторов и выносу продуктов деления в трюм шестого отсека. 27 июня 1989 г. в условиях усилившегося шторма спасательному судну Карабах пришлось взять К-192 на буксир. Когда лодку привели в Мотовский залив, то оказалось, что радиационный фон ее реакторного и турбинного отсеков в несколько раз превышал предельно допустимый уровень, а часть личного состава получила значительные дозы поверхностного облучения. Из-за сильного загрязнения отсеков главной энергетической установки восстановление корабля сочли нецелесообразным и его исключили из списков флота.
ЗАРУБЕЖНЫЕ АНАЛОГИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ АПЛ ПЕРВОГО ПОКОЛЕНИЯ
После завершения Второй мировой войны ВМС США располагали большим количеством ДЭПЛ новейшей постройки типов Gato, Balao и Tench. Когда американцы получили в свое распоряжение немецкие лодки XXI и XXIII серий, а также ознакомились с технической документацией кораблей XVII и XXVI серий с парогазовыми турбинами, стало очевидно, что находившиеся в составе ВМС США ДЭПЛ морально устарели и требуют существенной модернизации. Вместе с тем, многие в руководстве страны полагали, что выделять на нее средства нецелесообразно, так как в случае глобальной войны с Советским Союзом