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中国核动力航母小型核反应堆突破关键技术

发布时间: 2024-12-10 11:51:59来源:乐鱼手机版官网下载安装

  也是区别于常规动力航母的主要标志。但我国限制于军用小型化核反应堆技术水平,不仅是核动力航母没有成型,弹道导弹核潜艇也不过刚接近万吨门槛,反观美俄,绝大部分排水量都在一万七八千吨,甚至更高。

  当然并不是说中国研制能力不行,这些技术都是需要一些时间积淀的,他们研制的时间长,而我国研制的时间很短,能做到这一步就已经很不错了。而且到现在为止,核动力航母俱乐部的成员,也仅有美国和法国两家。

  法国虽然也拥有“戴高乐”号核动力航母,但是技术不是很稳定,其动力心脏K15型核反应堆是从核潜艇上移植过来的,因而存在动力不足等一系列的问题。所以,当前对于该技术使用得心应手的也就美国一家了,美国海军现役的“尼米兹”级和“福特”级都是使用核动力。

  从工业能力方面来说:鉴于我国已经建造了辽宁舰和山东舰,在造舰工业体系上 我们没太大的问题了,建造航母所需的 如大型船坞这些硬件设施也是一应俱全。从需求方面来说:中国海军未来一段时间的重点就是发展远洋作战力量,航母打击群是重中之重,核动力航母自然也是中国海军的必然选项。在技术层面:相关的比如电磁弹射、隐形舰载机等这些配套技术已有大进展,就剩动力这一块短板了。

  而就在最近,“玲龙一号”民用版小型化核反应堆横空出世了。实际上这个“玲龙一号”核反应堆早在去年就已经在海南昌江地区投入试运营状态,如今又在第16届核工业展览上又出现。这样的一个东西一经出来便引发各界的广泛关注,因为它代表中国突破了一个关键的技术瓶颈——将核反应堆小型化。

  因为航母和核潜艇上的空间都是有限的,核反应堆太大会影响船体结构。据公开资料显示,“玲龙一号”的高度不超过14米,宽度不超过10米,远小于传统的核反应堆体型尺寸,这为其未来民用转军用,以及上舰奠定了一个可行的首要条件。

  其次,小型化的同时还要功率跟得上,“玲龙一号”的单台输出功率为125兆瓦,若使用两台ACP-100小型核反应堆组合,将产生250兆瓦的功率,可以换算出约等于28万匹的马力。

  这个马力已超越美军现役“尼米兹级”核动力航母使用的两台A-4W反应堆190兆瓦的总功率和26万匹的马力。同美军最先进“福特级”核动力航母所使用的2台A1B压水式核反应堆产生的功率和马力相当。

  看起来,ACP-100小型核反应堆可完全用到核动力航母上,那它真的可以用到核动力航母上吗?尽管ACP-100小型核反应堆的体积和功率都能达到美国10万吨级核动力航母的水平,但它本身不是为军用而设计。它最主要的用途是作为分布式电源,在接近工业区和人口密集区中建设,实现城市区域供热和工业工艺供热,为偏远地区的中小型电网供电,作为移动电源为海洋资源开发等供电,并可用于海水淡化和海洋开发等使用,而不是为船舶或者军用而设计,往往军用级的产品和民用级的产品在标准上有巨大的差距,ACP-100小型核反应堆亦是如此。

  另外,“玲龙一号”的核燃料丰度仅有3%左右,而正常的情况下军用核反应堆的核燃料丰度则要在20%以上,这对于航母全服役周期成本有至关重要的作用。所谓的“核燃料”丰度,是指核燃料中核物质的浓度,核燃料的丰度越高,其发生核反应时释放的热量就越大,常规使用的寿命就越长。

  特别是美国尼米兹级核动力航母A-4W反应堆的核燃料的丰度达到了60%,这可以让它持续工作20年以上不换燃料,一艘航母的服役周期内,只需要换1-2次燃料即可,效率非常高。最新的“福特级”核动力航母使用的A1B压水式核反应堆核燃料的丰度更是达到了前所未有的97%,这使得它在航母的服役期内不需要换燃料,从建造时装上去,就再也用不着换,直到退役。

  国际上把核燃料的丰度低于20%的归类为民用级别,为了安全,所有核电站反应堆里装的核燃料都是低浓度铀-235(丰度2%~5%),任何情况下都绝对不有几率发生那样的核爆炸。所以,每次核电站发生意外事故,都只是泄漏具有放射性的物质,而不是像那样爆炸。而丰度大于20%的就属于军用级别的了,大于85%就能够适用于制造核弹。

  按照ACP-100小型核反应堆的核燃料3%的丰度来计算,2年左右就要换掉一次燃料,同美国的A1B压水式核反应堆和A-4W反应堆相差甚远。如果让这样的核反应堆上舰,使用效率还不及燃气轮机,可以在服役周期内,三分之一的时间都在换燃料,而且成本也是高昂的。就像法国戴高乐号使用的K-15核反应堆,使用的核燃料丰度只有约20%左右,这导致戴高乐号航母不到5年就要换一次燃料,服役40年就需要换8次燃料,同美国的核动力航母相比,效率相差不是一点点。

  所以,从以上的分析中我们大家可以看出,ACP-100小型核反应堆目前还不满足上航母条件,但有小型化的基础。不过,核动力是迟早的事,关键技术的攻克,意味着中国的核动力航母已经不远了。

  航母是个系统性工程,中国在各项子系统上都不弱,但是缺少美国那样先进航母的设计和使用经验,所以中国现在是摸着石头过河,一步一个脚印地走过来,我们有信心!返回搜狐,查看更加多

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