โรลส์-รอยซ์ พีดับเบิลยูอาร์

เครื่องปฏิกรณ์น้ำแรงดันสูง (PWR) ซีรีส์ของโรลส์-รอย ซ์ได้ให้พลังงานแก่ เรือดำน้ำนิวเคลียร์ของกองทัพเรืออังกฤษมาตั้งแต่ชั้น วาเลียน ท์ ซึ่งประจำการในปี 1966 ^[¹^]ซีรีส์นี้ โดยผ่านเครื่องปฏิกรณ์ PWR3+ จะให้พลังงานแก่เรือดำน้ำ SSN-AUKUS ที่กำลังจะเปิดตัวสำหรับกองทัพเรืออังกฤษและกองทัพเรือออสเตรเลียด้วย

พื้นหลัง

การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ วิธีการทำงาน และมาตรฐานประสิทธิภาพถือเป็นข้อมูลลับสุดยอด^{[ 2 ]}

เรือดำน้ำพลังงานนิวเคลียร์ลำแรกของสหราชอาณาจักร HMS Dreadnoughtซึ่งประจำการในปี 1963 ใช้พลังงานจากเครื่องปฏิกรณ์ Westinghouse S5W ของอเมริกา ซึ่งมอบให้แก่สหราชอาณาจักรภายใต้ ข้อตกลงป้องกันร่วมกันระหว่างสหรัฐฯ และสหราชอาณาจักรในปี 1958 ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

พีดับเบิลยูอาร์1

เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ของกองทัพเรืออังกฤษเครื่องแรกคือ PWR1 ซึ่งมีพื้นฐานมาจากแกนและชุดประกอบเครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบโดยอังกฤษทั้งหมด เครื่องปฏิกรณ์เริ่มทำงานครั้งแรกในปี 1965 ซึ่งช้ากว่าที่วางแผนไว้ถึงสี่ปี^{[ 5 ]}การถ่ายโอนเทคโนโลยีภายใต้ข้อตกลงป้องกันร่วมกันระหว่างสหรัฐฯ และสหราชอาณาจักรในที่สุดก็ทำให้โรลส์-รอยซ์สามารถพึ่งพาตนเองได้อย่างสมบูรณ์ในการออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ โดยแลกกับการส่งต่อข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับการออกแบบเรือดำน้ำและเทคนิคการลดเสียงรบกวนให้กับสหรัฐอเมริกา^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

เชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์คือยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะระหว่าง 93% ถึง 97% แกนนิวเคลียร์แต่ละอันมีอายุการใช้งานประมาณ 10 ปี ดังนั้นจึงต้องเติมเชื้อเพลิงประมาณสองครั้งในช่วงอายุการใช้งานของเรือดำน้ำ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

ศูนย์ปฏิบัติการพลังงานทางทะเลของโรลส์-รอยซ์ที่เมืองเดอร์บีเป็นศูนย์กลางการออกแบบและการผลิตเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำของสหราชอาณาจักร และยังคงเป็นเช่นนั้นจนถึงปัจจุบันศูนย์ทดสอบเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ทางทะเลวัลแคน (NRTE)ของกระทรวงกลาโหมที่เมืองดูนเรย์ได้ทำการทดสอบการออกแบบแกนเครื่องปฏิกรณ์แต่ละแบบก่อนที่จะติดตั้งในเรือดำน้ำนิวเคลียร์

เรือดำน้ำ

พีดับเบิลยูอาร์2

เครื่องปฏิกรณ์ PWR2 ได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับ เรือดำ น้ำขีปนาวุธไทรเดนต์ชั้น แวนการ์ด และเป็นการพัฒนาต่อยอดจาก PWR1 เครื่องปฏิกรณ์ PWR2 เครื่องแรกสร้างเสร็จในปี 1985 และเริ่มการทดสอบในเดือนสิงหาคม 1987 ที่ศูนย์ทดสอบเครื่องปฏิกรณ์ทางทะเลวัลแคน

เชื้อเพลิงของเครื่องปฏิกรณ์คือยูเรเนียมเสริมสมรรถนะสูง (HEU) ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะระหว่าง 93% ถึง 97% การออกแบบแกนเครื่องปฏิกรณ์ PWR2 รุ่นล่าสุดคือ "Core H" ซึ่งมีอายุการใช้งานประมาณ 30 ปี ทำให้ไม่จำเป็นต้องเติมเชื้อเพลิง ช่วยให้เรือดำน้ำไม่ต้องปรับปรุงเครื่องปฏิกรณ์สองครั้งในช่วงอายุการใช้งาน^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} เรือ HMS Vanguardได้รับการติดตั้งแกนใหม่ระหว่างการปรับปรุง ตามด้วยเรือพี่น้องอีกสามลำ เรือดำน้ำ ชั้น Astuteติดตั้งแกนที่มีอายุการใช้งานเต็มรูปแบบนี้ เนื่องจากได้รับการพัฒนาสำหรับSSBNเครื่องปฏิกรณ์จึงมีขนาดใหญ่กว่าเครื่องปฏิกรณ์ของ เรือดำน้ำ ของกองทัพเรือ อังกฤษในขณะนั้นมาก เส้นผ่านศูนย์กลางของ ตัวเรือชั้น Astute ที่กำลังจะมาถึง จึงเพิ่มขึ้นเพื่อรองรับ PWR2

การประเมินความปลอดภัยของการออกแบบ PWR2 โดยหน่วยงานกำกับดูแลความปลอดภัยทางนิวเคลียร์ของกระทรวงกลาโหมในเดือนพฤศจิกายน 2552 ได้รับการเผยแพร่ภายใต้ คำขอ ข้อมูลข่าวสารสาธารณะในเดือนมีนาคม 2554 ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}หน่วยงานกำกับดูแลระบุสองประเด็นหลักที่การปฏิบัติของสหราชอาณาจักรต่ำกว่ามาตรฐานการปฏิบัติที่ดีที่เทียบเคียงได้มาก ได้แก่อุบัติเหตุการสูญเสียสารหล่อเย็นและการควบคุมความลึกของเรือดำน้ำหลังจากการปิดเครื่องปฏิกรณ์ฉุกเฉิน^{[ 14 ]}^{[ 13 ]}หน่วยงานกำกับดูแลสรุปว่า PWR2 นั้น "อาจมีความเสี่ยงต่อความล้มเหลวทางโครงสร้างของวงจรหลัก" ซึ่งเป็นโหมดความล้มเหลวที่มีอันตรายต่อความปลอดภัยของลูกเรือและสาธารณชนอย่างมาก^{[ 13 ]}^{[ 15 ]}

ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2555 ตรวจพบรังสีใน น้ำหล่อเย็น ของเครื่องปฏิกรณ์ทดสอบ PWR2ซึ่งเกิดจากรอยรั่วขนาดเล็กในปลอกเชื้อเพลิง การค้นพบนี้ทำให้ เรือดำน้ำ HMS Vanguard ต้องเติมเชื้อเพลิงก่อนกำหนด และมีการใช้มาตรการฉุกเฉินกับเรือดำน้ำชั้น Vanguard และAstute ลำ อื่นๆด้วยค่าใช้จ่าย 270 ล้านปอนด์ เรื่องนี้ไม่ได้เปิดเผยต่อสาธารณะจนกระทั่งปี พ.ศ. 2557 ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2556 กระทรวงกลาโหม (MoD) ได้มอบสัญญา "พื้นฐาน" มูลค่า 800 ล้านปอนด์ ระยะเวลา 10 ปี ให้แก่ Rolls-Royce เพื่อ "ส่งมอบและบำรุงรักษา" เครื่องปฏิกรณ์ของเรือ ชั้น Astuteและเรือ ชั้น Vanguardที่จะมาแทนที่ในชื่อ Successor ^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2562 กระทรวงกลาโหมได้มอบสัญญามูลค่า 235 ล้านปอนด์ ระยะเวลา 3 ปี ให้แก่ Rolls-Royce สำหรับการจัดการอายุการใช้งานของระบบขับเคลื่อนนิวเคลียร์สำหรับเรือชั้นTrafalgar , VanguardและAstute ^{[ 20 ]}

เรือดำน้ำ

แกน H ^{[ 1 ]}
- เรือดำน้ำขีปนาวุธชั้นแวนการ์ด
- เรือดำน้ำชั้นแอสทูท
  - ฉลาดหลักแหลม
  - ซุ่มโจมตี
  - เก่ง
  - กล้าหาญ
  - แอนสัน
  - อากาเมมนอน
  - อคิลลีส (อยู่ระหว่างการก่อสร้าง)

พีดับเบิลยูอาร์3

มีการพิจารณาตัวเลือกการขับเคลื่อนสามแบบสำหรับการทดแทน เรือดำน้ำชั้น แวนการ์ดและชั้น เดรดนอทได้แก่ PWR2, PWR2b (รุ่นปรับปรุงประสิทธิภาพ) และ PWR3 ^{[ 21 ]} PWR3 เป็นระบบใหม่ "ที่อิงตามการออกแบบของสหรัฐฯ แต่ใช้เทคโนโลยีเครื่องปฏิกรณ์ของสหราชอาณาจักร" ^{[ 22 ]}^{[ 23 ]}สถาบันสถาปนิกกองทัพเรือแห่งสหราชอาณาจักรรายงานว่ามีความเป็นไปได้ที่สหราชอาณาจักรจะได้รับสิทธิ์ในการเข้าถึง การออกแบบเครื่องปฏิกรณ์ S9G ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ที่ใช้ใน เรือดำน้ำชั้น เวอร์จิเนีย^[²⁴^] PWR3 มีการออกแบบที่เรียบง่ายและปลอดภัยกว่า มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าและต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่ารุ่น PWR2 และมีราคาใกล้เคียงกับ PWR2b ^[²¹^] PWR3 มีชิ้นส่วนน้อยกว่า PWR2 ถึง 30% ^[²⁵^]

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2554 รัฐมนตรีว่าการกระทรวงกลาโหม เลียม ฟ็อกซ์กล่าวว่า PWR3 เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุด "เพราะเครื่องปฏิกรณ์เหล่านั้นให้มุมมองด้านความปลอดภัยที่ดีกว่า" ^{[ 26 ]}^{[ 27 ]}ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2554 กระทรวงกลาโหมประกาศว่า PWR3 ได้รับเลือกสำหรับเรือ Successor (ซึ่งต่อมาได้รับการตั้งชื่อว่า เรือชั้น Dreadnoughtในปี พ.ศ. 2559) ^{[ 21 ]}^{[ 15 ]} PWR3 มีราคาสูงกว่า PWR2 ประมาณ 50 ล้านปอนด์ต่อลำ เมื่อเทียบกับแบบ PWR2 ซึ่งชดเชยด้วยอายุการใช้งานที่ยาวนานกว่าของ PWR3 เมื่อเทียบกับแบบ PWR2 ที่มีอายุการใช้งาน 25 ปี^{[ 21 ]} PWR3 ไม่จำเป็นต้องมีการทดสอบต้นแบบแกนเครื่องปฏิกรณ์ แต่ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แทน^{[ 28 ]}^{[ 29 ]}ด้วยเหตุนี้ เครื่องปฏิกรณ์ Shore Test Facility (STF) ที่ตั้งอยู่ที่ Vulcan NRTE จึงถูกปิดลงในปี พ.ศ. 2558 ^{[ 30 ]}

ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2555 กระทรวงกลาโหมได้มอบสัญญามูลค่า 600 ล้านปอนด์ให้แก่โรลส์-รอยซ์เพื่อผลิตเครื่องปฏิกรณ์สำหรับเรือรบ ชั้น เดรดนอทและสำหรับเรือลำสุดท้ายของชั้นแอสทูท คือเรือเอชเอ็มเอส อคิลลีส [ ^{31 ] กระทรวง}กลาโหมยังได้มอบสัญญาเพิ่มเติมอีก 500 ล้านปอนด์ให้แก่โรลส์-รอยซ์เพื่อปรับปรุงโรงงานผลิตแกนเครื่องปฏิกรณ์ของโรลส์-รอยซ์ มารีน พาวเวอร์ โอเปอเรชั่นส์ ที่เมืองเดอร์บี เพื่อผลิตเครื่องปฏิกรณ์ PWR3 และเพื่อขยายอายุการใช้งานของโรงงานไปจนถึงปี พ.ศ. 2599 ^{[ 31 ]}^{[ 32 ]}ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2563 สำนักงานตรวจสอบบัญชีแห่งชาติรายงานว่าการก่อสร้างโรงงานล่าช้ากว่ากำหนด 5 ปี และคาดว่าจะเปิดให้บริการได้ในปี พ.ศ. 2569 ^{[ 32 ]}^{[ 33 ]}

ในปี 2025 กระทรวงกลาโหมได้มอบสัญญามูลค่า 9 พันล้านปอนด์เป็นระยะเวลา 8 ปีให้กับ Rolls-Royce ซึ่งมีชื่อว่า Unity ครอบคลุมการวิจัย การออกแบบ การผลิต และการสนับสนุนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์สำหรับเรือดำน้ำของกองทัพเรืออังกฤษ รัฐมนตรีว่าการกระทรวงกลาโหมจอห์น ฮีลีย์กล่าวว่า "การลงทุนด้านการป้องกันประเทศของสหราชอาณาจักรครั้งนี้จะส่งผลดีในระยะยาวต่อธุรกิจ งาน และความมั่นคงของชาติของอังกฤษ" ^{[ 34 ]}

เรือดำน้ำ

เรือดำน้ำ SSBN ระดับเดรดนอท^{[ 31 ]}
- เรือรบหลวงเดรดนอท (อยู่ระหว่างการก่อสร้าง)
- เรือรบ เอชเอ็มเอสวาเลียนท์ (อยู่ระหว่างการก่อสร้าง)
- เรือรบหลวงวอร์สไปต์(อยู่ระหว่างการก่อสร้าง)
- เรือรบหลวงคิงจอร์จที่ 6 (อยู่ระหว่างการก่อสร้าง)

พาวเวอร์3+

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2566 Rolls-Royce ได้รับการยืนยันว่าจะเป็นผู้จัดหาพลังงานให้กับเรือดำน้ำ SSN-AUKUS ทั้งหมด^{สำหรับ}กองทัพเรืออังกฤษและกองทัพเรือออสเตรเลีย [ ^{35 ]}

เครื่องปฏิกรณ์ PWR3+ ที่วางแผนไว้สำหรับใช้กับเรือดำน้ำ SSN-AUKUS จะเป็นเครื่องปฏิกรณ์ PWR3 รุ่นปรับปรุง มีการอ้างว่าให้ความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานและคุณสมบัติด้านความปลอดภัยที่ดีกว่า ตัวอย่างเช่น เรือดำน้ำจะสามารถพึ่งพาระบบพลังงานภายในของตนเองได้ในขณะที่จอดเทียบท่า แทนที่จะพึ่งพาพลังงานจากฝั่ง^{[ 35 ]}

เรือดำน้ำ

SSN-AUKUS

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

โจนส์, แกเร็ธ (กันยายน 2019). การพัฒนาระบบขับเคลื่อนด้วยพลังงานนิวเคลียร์ในกองทัพเรืออังกฤษ ค.ศ. 1946-1975 (PDF) (ปริญญาเอก). มหาวิทยาลัยพลีมัธ. สืบค้นเมื่อ29 กันยายน 2021 .

ลิงก์ภายนอก

บริษัท โรลส์-รอยซ์ มารีน โปรดักส์ - โรงงานนิวเคลียร์

[

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[

[

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

31 ] กระทรวง

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]