文|环球军事热点
不竭动力——中国未来航母采用核动力的技术分析和介绍
近日，中国航母将采用核动力的消息在网上传言纷纷，那我们今天就要来谈谈核动力和核反应堆航母。
目前，核能动力领域，世界上应用比较普遍或具有良好发展前景的，主要有压水堆（PWR）、沸水堆（BWR）、重水堆（PHWR）、高温气冷堆（HTGR）和快中子堆（LMFBR）五种堆型。 而时雨今天所要说的航母反应堆也主要是压水堆。
首先，压水堆（PWR）最初是美国为核潜艇设计的一种热中子堆堆型。四十多年来，这种堆型得到了很大的发展，经过一系列的重大改进，己经成为技术上最成熟的一种堆型。其核燃料浓度在10-20%，而核电站核燃料浓度在3%。谈到核燃料，其形状是一种高温烧结的圆柱形二氧化铀陶瓷燃料芯块，柱状燃料芯块被封装在细长的镉合金包壳管中构成燃料元件，这些燃料元件以矩形点阵排列为燃料组件，组件横断面边长约20cm，长约3m。几百个组件拼装成压水堆的堆芯。堆芯宏观上为圆柱形。就这个堆芯来说，压水堆的冷却剂是轻水。轻水不仅价格便宜，而且具有优良的热传输性能。所以在压水堆中，轻水不仅作为中子的慢化剂同时也用作冷却剂。轻水有一个明显的缺点，就是沸点低。要使热力系统有较高的热能转换效率。
时雨指出，根据热力学原理，。核反应堆应有高的堆芯出口温度参数：要获得高的温度参数，就必须增加冷却剂的系统压力使其处于液相状态。所以压水堆是一种使冷却剂处于高压状态的轻水堆。以上指的是核反应堆的一回路，而二回路通过与一回路的热交换装置，驱动二回路蒸汽轮机，直接用于提供航母或潜艇动力或者发电。还有一点要指出的是，舰船用核反应堆的屏蔽和核电站用反应堆的区别是一个采用铅屏蔽，一个带水泥屏蔽，相形之下铅屏蔽体积更小，以利用于船舶上的安装。
其次，专家指出，企业号是世界上第一艘核动力航母，当时的技术不成熟一共安了8台A2W的小反应堆，单台功率在25兆瓦，合计功率200兆瓦，导致输出比和稳定性很差，但是到了尼米兹级就改成2台大功率的A4W核反应堆了，其单台功率达到了惊人的96兆瓦，两台总功率也近200兆瓦。说到尼米兹的核动力，其实其设计之处，原本打算规划使用四座功率36兆瓦的A3W反应堆，美军本打算在三台核反应事故后，仍可以有一台核反应堆冗余，但最后因故放弃。而相形之下的法国戴高乐号核动力航空母舰，其使用的是凯旋号核潜艇上上所采用的反应堆的改进型，而潜艇用反应堆的设计理念是先保证低噪音条件再实现高功率。至于法国航母一堆多用主要是因为预算不足，是一个无奈的选择。凯旋核潜艇的K15D单机功率才30兆瓦左右，戴高乐号航母采用了两台K15D反应堆，总功率在60兆瓦，3.5万吨的戴高乐号还可以用，用在10万吨左右的美国航母上肯定不够。
时雨指出，从这点来说，中国在核潜艇反应堆上的技术用在航母核动力上可以参考，但远远不够，还需要重新设计。早间，有新闻传言，中国开始了水面船舶核动力的研究，也印证了这一点。
纵观世界最先进的核动力航空母舰动力莫过于美国最新的福特级航母所用A1B反应堆，其单台功率超过120兆瓦，福特总计采用两台，其总功率功率超过了尼米兹级航母动力的25%。毫无疑问，见贤思齐之下的中国航母动力的目标也是及早接近A4W的水平，而其终极目标则是A1B反应堆。
核动力相对常规动力的特点是其能源的不竭性，军迷们也希望核动力早日安装上中国的航空母舰，真正成为中国水面舰艇动力的不竭之源，这需要中国核动力人付出不断的努力和国家财政持续的投入；但基于中国改革开放40年积累的国力，时雨相信，这个日子不远了！
本文由军迷圈转码显示
查看原文
