Fórum Defesa Brasil

Uma pergunta para o pessoal ligado à marinha.

Segundo as notícias disponíveis já está sendo concluída a construção do RENAP-11, um reator nuclear PWR protótipo em escala reduzida do que deverá (ou deveria) ser utilizado nos primeiros submarinos nucleares brasileiros.

Este reator produzirá 11 MW de potência, o equivalente à aprox. 15.000 Hp, já está com o projeto pronto e a construção da primeira unidade iniciada. Deve ser sensivelmente menor que o proposto para o SN (o RENAP-50 de 48 MW de potência), e certamente também foi concebido de forma a poder ser adaptado para uso em submarinos (se não, que raio de protótipo é este?)

A questão é? Porque não utilizar este reator pequeno (ou até um ainda menor projetado especialmente) como uma espécie de sistema AIP para os próximos submarinos que forem construídos para a marinha? A idéia seria empregá-los como fonte auxiliar de energia para carregar as baterias, sem ligação direta com o eixo do hélice, exatamente como um AIP.

11MW é potência insuficiente para um submarino com as características típicas dos nucleares (velocidade 25 a 30 nós contínuos), mas é muito mais do que os sistemas AIP propostos hoje podem fornecer. A título de comparação, os IKL-212 alemães operarão com 9 ou 10 células de combustível de menos de 120KW cada uma, dando na melhor das hipóteses um total de apenas 1,2MW. E este é considerado o sistema AIP mais eficiente do mercado (em parte também pela operação silenciosa das células de combustível, é claro).

Mesmo um reator menor que o RENAP-11 (digamos um RENAP-3 ou 4) já seria muito melhor, pelo menos em termos de potência. A marinha do Canadá pensou em um sistema semelhante há alguns anos atrás, utilizando pequenos reatores de circulação natural, mas eles teriam que desenvolver o reator e o RENAP-11 já está pronto para produção.

Assim o Brasil evitaria o risco de jogar fora todo o investimento já feito no programa do submarino nuclear, e ainda teria um dos melhores sistemas AIP do mercado mundial. Que acham da idéia?

Olá Leandro

A idéia me parece viável sim, desde que aplicada a um sub de desenho nuclear. Digo isto pois para levar reatores nucleares os subs devem obedecer a uma série de requisitos de projeto (casco, vasos de confinamento, etc e tal). Em tese seria uma idéia interessante, ficando no ar "apenas" a questão viabilidade econômica. Sem falar das restrições comerciais criadas...
Creio que vale discutir o conceito, mesmo como elucubração de engenheiros...

Olá Hader,

A idéia me veio exatamente porque a alegação da marinha para a atual concorrência para a aquisição de novos submarinos de desenho importado é exatamente que eles tem que ter características de nucleares, mesmo que sejam convencionais. Até porque imagino que após o programa dos Tupy/Tikuna a MB esteja perfeitamente apta a projetar subs convencionais, sem precisar ajuda exterior.

E já que vão construir novos cascos com características adequadas e um reator já está com o projeto pronto e o protótipo quase, mesmo que seja muito pequeno para um submarino nuclear convencional, porque não juntar tudo em um pacote só.

Li na imprensa geral que o vaso de pressão do RENAP-11 tem 2,5 metros de altura. Somando-se ao sistema de controle das barras de grafite daria algo pouco maior que 5 metros, o que eu acredito caber em um casco com o diâmetro do U-214 ou do Scorpene, os mais citados para vencer a concorrência. Acho que caberia até em um Tikuna.

Imagine por exemplo, retiram-se três dos quatro motores Diesel do Tikuna, alonga-se um pouco o casco, retiram-se alguns tanques de Diesel e instala-se um RENAP-11 no espaço assim obtido. A potência final é praticamente a mesma do Tikuna convencional, mas 3/4 disso também podem ser obtidos indefinidamente em imersão (nenhum AIP chega nem perto disto). Podemos imaginar que o reator pode operar de um modo mais silencioso com potências menores que a máxima, permitindo uma navegação submersa discreta em velocidades mais baixas pelo tempo que a tripulação aguentar. Como as baterias ainda estão lá, caso a situação tática exija o sub pode operar totalmente silencioso por várias horas com o reator desligado, e no caso de surgir a necessidade de parar o reator ainda existe um motor Diesel de emergência para voltar para casa!

É claro que o custo seria mais alto que um sub totalmente convencional, mas como o projeto do reator está pronto e as peças já estão sendo fabricadas de qualquer jeito, e portanto os fornecedores e o ferramental já estarão desenvolvidos (acredito que o protótipo do reator será concluído qualquer que seja o caso), não acredito que ficaria nada proibitivo.

Mesmo que o RENAP-11 não possa ser instalado em um sub tão pequeno como os citados, e um RENAP-3/4? Ou quem sabe até um sub um pouco maior (um Amur?)

Muito interessante esta proposta. Creio que poderiamos usar este sistema no novo submarino a ser adquirido. Mas como a MB não tem dinheiro nem para o nuclear, ela quer priorizar. Então acho que em vez de gastar uma grana nesse projeta seja melhor colocar o dinheiro no SNB.

Luís Henrique escreveu:Muito interessante esta proposta. Creio que poderiamos usar este sistema no novo submarino a ser adquirido. Mas como a MB não tem dinheiro nem para o nuclear, ela quer priorizar. Então acho que em vez de gastar uma grana nesse projeta seja melhor colocar o dinheiro no SNB.

Pelo que sai na imprensa a decisão de comprar o projeto de um novo submarino convencional e construir pelo menos 1 unidade já está tomada. Por isto tive esta idéia do AIP nuclear, para aproveitar a oportunidade, já que ao que parece o reator protótipo também vai ser terminado de qualquer forma (ele já está meio construído).

A instalação do Reator iria acarretar um grande aumento de tonelagem no submarino. Já que teria que possuir todos os sistemas de um sub convencional + um reator nuclear.

Motores eletricos, diesel, baterias, geradores + o reator.

Acho que não seria viável. Se o fosse, já seria adotado em outros países.

Francisco Daniel escreveu:A instalação do Reator iria acarretar um grande aumento de tonelagem no submarino. Já que teria que possuir todos os sistemas de um sub convencional + um reator nuclear.

Motores eletricos, diesel, baterias, geradores + o reator.

Pelo menos o vaso de pressão do RENAP-11 é bem pequeno e não acho que seria difícil instalá-lo no espaço vago deixado pela retirada de 3 motores Diesel e 3/4 dos tanques de óleo combustível.

Quanto aos tubos e bombas dos circuitos primário e secundário, trocadores de calor, turbina e gerador realmente não sei, pois os volumes ocupados por estes sistemas não foi publicado (alguém aí tem alguma informação?). Certamente teria que ser feita uma extensão do comprimento do casco, mas provavelmente apenas de alguns metros.

Na verdade um reator ainda menor (com todos estes acessórios também menores) já seria interessante, talvez aí mantendo-se dois motores Diesel. É claro que um casco maior seria a solução ideal, e tanto o Scorpene quanto o U-214 são ligeiramente maiores que o Tikuna.

Acho que não seria viável. Se o fosse, já seria adotado em outros países.

Na verdade já foi proposto um projeto muito semelhante pelo Canadá, que seria instalado em uma nova secção de aprox. 5m de comprimento acrescentada ao casco de pressão de um sub convencional. Ao que parece eles desistiram da idéia devido à oferta dos Upholder ingleses a preços de ocasião (se os canadenses soubessem a roubada em que estavam entrando!).

Quanto aos demais países que hoje projetam submarinos, a maioria deles ou já desenvolveu os grandes nucleares (EUA, Rússia, Inglaterra, França e China), ou evitam qualquer desenvolvimento nesta área por outros motivos (Alemanha). As nações escandinavas, que também tem tradição na construção deste tipo de embarcação, parecem estar interessadas apenas na defesa costeira, pois operam apenas no mar do norte, e não teriam porque bancar os custos deste desenvolvimento.

Na verdade seria discutível se valeria à pena mesmo para o Brasil iniciar hoje todo o trabalho de desenvolvimento da tecnologia nuclear para submarinos, pois os sistemas AIP são mais simples e baratos (embora menos eficazes) e já estão por aí. Mas o fato é que nosso país já desenvolveu esta tecnologia e os custos já estão pagos, não dá para pedir reembolso agora.

Para desenvolver um nuclear "Full" muitos investimentos ainda terão que ser feitos, e também é de se pensar se vale a pena, mas para um submarino como o que está sendo proposto está tudo pronto ou já decidido, então acho que seria bem viável.

Mesmo sem a discutível vantagem da alta velocidade contínua (e ruidosa), um submarino com AIP nuclear seria uma dor de cabeça tática para todas as marinhas do planeta, mesmo a americana, e permitiria à marinha brasileira impor o respeito necessário à proteção da nossa tão falada "Amazônia azul".

Olá pessoal,

Segundo o "leofonte8" do fórum Aeroespacial :

"O primeiro núcleo do reator, formado por combustíveis tipo vareta, terá 48 MW térmicos. Esta potência térmica é capaz de gerar cerca de 11 MW elétricos (2 turbinas de propulsão com 3.600 kw + 2 turbinas de serviço com 1.800 kw).

Com o segundo núcleo, com elementos combustíveis tipo placa, o reator poderá atingir uma potência térmica de 90 MW. Com pequenas alterações nos geradores de vapor e no secundário poderia gerar 20 MW elétricos.

A confusão que nós fazíamos é que às vezes se dizia que a potência do reator seria de 48MV (Renap-50) e às vezes se falava em 11 MW (Renap-11), nós achávamos que eram dois reatores diferentes. O Renap-11 seria o protótipo em terra e o Renap-50 seria o reator que
seria instalado no sub. Na verdade se tratava do mesmo reator. O protótipo em terra será igual ao reator instalado no submarino."

Abraços,

Roberto

A confusão que nós fazíamos é que às vezes se dizia que a potência do reator seria de 48MV (Renap-50) e às vezes se falava em 11 MW (Renap-11), nós achávamos que eram dois reatores diferentes. O Renap-11 seria o protótipo em terra e o Renap-50 seria o reator que
seria instalado no sub. Na verdade se tratava do mesmo reator. O protótipo em terra será igual ao reator instalado no submarino."

Abraços,

Roberto

Então é isto!

Neste caso o reator que está pronto já tem o mesmo porte do que está previsto para o sub nuclear, e assim realmente não deve caber em submarinos menores, nem faria muito sentido utilizar menos do que a capacidade máxima que ele pode fornecer. Interessante como o vaso de pressão é tão pequeno.

O jeito então é partir direto para o nuclear. Já está quase tudo pronto mesmo, seria um enorme desperdício desistir agora. Nadar, nadar e morrer na praia... .

Obrigado pelo exclarecimento e abraços,

Leandro G. Card.

Olá Leandro

Estive conversando com um colega que trabalha no projeto de motores elétricos para a marinha (um projeto muito interessante que envolve imãs de terras raras) e ele falou a mesma coisa. O reator é o mesmo que irá dentro do sub, apenas menos potente. Toda a parte mecânica é dimensionalmente idêntica. Logo não cabe em um sub com menos de 8m de diâmetro interno...
O projeto do sub nuclear já gerou uma imensa quantidade de tecnologia. O maior problema é a pequena escala de produção, fruto da pouca grana. Parar o projeto agora seria um crime.

Abraços.

Oi Hader,

Foi o que o o Rcolistete informou. Por um lado é bom, pois é sinal que o projeto já está mais adiantado do que parecia. Se o reator maior ainda estava por ser desenvolvido então ainda faltava chão para termos o sub nuclear pronto, mas como ele já está praticamente desenvolvido agora só falta mesmo o casco.

Por outro lado a idéia de reatores pequenos fazendo o papel de AIP's também era interessante, mas é possível que não valha à pena desenvolver um novo projeto de reator menor só para isto. Mas se a marinha se interessar por sistemas AIP e estiver pensando em desenvolver esta tecnologia talvez seja interessante avaliar de novo a idéia de um reator pequeno.

Quanto à baixa escala, talvez devesse ser considerado o uso destes reatores em outros barcos, e não só nos submarinos. Nos próximos 20 anos a marinha terá que trocar todos os seus escoltas. Tudo bem que em princípio a propulsão nuclear é mais cara (o que talvez nem seja mais verdade com o preço atual do petróleo), mas alguém deveria checar o que vale mais à pena: Importar motores Diesel e turbinas de fora pagando em dólar ou construir mais RENAP's, reduzindo o preço devido à escala e pagando em reais? Isto é claro considerando que os futuros navios venham a ser construídos no país.

Um grande abraço,

Leandro G. Card.

Na minha opinião ficariamos igual os americanos. Apenas submarinso nucleares.

São muito mais eficientes. Muito mais rápidos, autonomia muito maior e não precisam subir para respirar.

Além, é claro, os reatores são nacionais.

Luís Henrique escreveu:Na minha opinião ficariamos igual os americanos. Apenas submarinso nucleares.

São muito mais eficientes. Muito mais rápidos, autonomia muito maior e não precisam subir para respirar. :D

Além, é claro, os reatores são nacionais. :wink:

Qdo. eu ainda estava na ativa e no ComForS, mantinha contato com o pessoal da COPESP em Sampa, e o que me era passado(não era muito) era de que após superado o problema de desenvolvimento do reator, restaria os sistemas secundários ,(principalmente) as turbinas.
Esse sim era(seria) o gargalo.
Estou realmente interessado em como esta etapa será superada. Espero que da mesma forma que o desenvolvimento do Motor Elétrico Principal Exitado por Imãs de Terras Raras MEP-EITR.
No início achava-se que seria um desvio de foco do proegrama, mas agora veio a termo.

Walter

Andei dando uma olhada em vários sites sobre como anda este desenvolvimento, e vi umas informações interessantes.

Em princípio, como os sistemas secundáros podem ser considerados de emprego geral (turbinas à vapor, motores elétricos, etc... não necessariamente tem que estar ligados à reatores nucleares) o pessoal da marinha contava em adquirir estes componentes no mercado internacional, pois por falta de escala não valeria à pena produzir no país.

Mas aconteceram umas coisas estranhas. Uma turbina enviada para balanceamento na inglaterra jamais teria voltado (aparentemente sem explicações da empresa contratada). Uma empresa alemã teria se negado a fornecer o motor elétrico de corrente alternada (mais eficiente e silencioso) quando soube que seria para o submarino nuclear.

Assim sendo só restaria à marinha desenvolver tudo aqui, mas sendo ítens fora de série provavelmente os preços serão astronômicos. Não sei como vão resolver isto.

Leandro G. Card.

cicloneprojekt escreveu:

Luís Henrique escreveu:Na minha opinião ficariamos igual os americanos. Apenas submarinso nucleares.

São muito mais eficientes. Muito mais rápidos, autonomia muito maior e não precisam subir para respirar.

Além, é claro, os reatores são nacionais.

Qdo. eu ainda estava na ativa e no ComForS, mantinha contato com o pessoal da COPESP em Sampa, e o que me era passado(não era muito) era de que após superado o problema de desenvolvimento do reator, restaria os sistemas secundários ,(principalmente) as turbinas.
Esse sim era(seria) o gargalo.
Estou realmente interessado em como esta etapa será superada. Espero que da mesma forma que o desenvolvimento do Motor Elétrico Principal Exitado por Imãs de Terras Raras MEP-EITR.
No início achava-se que seria um desvio de foco do proegrama, mas agora veio a termo.

Walter

Salve Walter

As informações que eu tenho dão conta de que as turbinas realmente se tornaram uma grande dor de cabeça. A RR está criando problemas e a marinha está desenvolvendo uma série de procedimentos de manutenção para fugir do gargalo. As turbinas são fabricadas aqui, mas na hora da manutenção tem que viajar para a ilha britânica e correm o risco de não voltar...alegam uso indevido de tecnologia inglesa. Aliás, este tipo de coisa ocorre com uma grande frequência...
Quanto aos motores MEP-EITR posso dizer que o projeto está andando até que bem, apesar da grana curtíssima. É um projeto fascinante.

Abraços