核動力船

核動力船

核能發動機使用體積小、經久耐用的鈾燃料，面世之後，輪船航程就能大大增加。1958年，美國的實驗性商船"薩瓦納"號首先採用核動力。1959年，16000噸的蘇聯破冰船"列寧"號下水，在每年有四分之三冰封的新地島與白令海之間的航線上行駛。後來又造了一艘姐妹船"北極"號。至於其他國家，由於公眾擔心放射性物質泄漏，造成禍害，因此商用核動力船未能推廣。但是核動力的潛艇和航空母艦則越來越多，因為軍艦最重要的是延長航程而不必補充燃料，儘量減少對岸上基地及供應船的依賴。

基本介紹

• 中文名：核動力船
• 外文名：atomic-powered ship

原理

以原子核的裂變所產生的巨大能量通過工質（蒸汽或燃氣）推動汽輪機或燃氣輪機工作的一種裝置。其工作原理是：核反應堆將核能轉化為熱能，再利用冷卻劑將熱能輸出堆芯，冷卻劑攜帶的熱量通過蒸汽發生器傳遞給二迴路工質，工質受熱形成蒸汽，蒸汽進入透平作功，帶動螺旋槳轉動。艦艇核動力裝置技術是指在艦艇核動力裝置的建造、使用中所套用的技術。

優點

1、核動力裝置使核潛艇能在水下長期連續航行。核動力裝置以核能為能源，核裂變時不需要空氣，因此核潛艇能在水下長期連續航行，其隱蔽性遠遠超過常規動力潛艇。

2、續航力不受限制。核反應堆一次裝料，可運行幾年甚至幾十年，如美國正在建造的"維吉尼亞"級潛艇上使用的S9G反應堆，其壽命可達33年。從而使核潛艇具有"無限"的續航力。

3、大功率。現在已運行的艦艇動力反應堆，單堆功率在30~300兆瓦（MW）之間，有的核動力艦艇（如航空母艦）裝有多個反應堆，強大的動力使得這些龐然大物能以20~50節的高航速航行。

歷史

1955年，美國建成第一艘核動力潛艇"鸚鵡螺"號。它服役的最初兩年內，一共航行了62000里而無須添加燃料。今天的核子潛艇排水量高達8000噸，潛水深度1000尺，可攜帶魚雷或核彈。1961年第一艘核子動力航空母艦美國的"勇往"號下水，是世界最大的戰艦，只有美國的"尼米茲"級核動力航空母艦可與之相比。"勇往"號的建造費用高達4億5千1百萬美元，艦上官兵共4600人，排水量86000噸，馬力200000匹以上。由於減掉煙囪和汽鍋空氣入口，航速可以超過35里，可載戰機約84架，每15秒可彈射一架飛機升空，效率極高。

兩類核動力船

民用船舶

1959年美國在客貨船“薩凡那”號上試用功率 20000馬力核動力裝置成功；1960年蘇聯在破冰船“列寧”號上採用核動力裝置,功率44000馬力。此後，聯邦德國和日本也分別建造了核動力商船。北極級（Arktika)是世界上最大的核動力破冰船，1975年在蘇聯投入使用。船長134米，寬30米，排水量23000噸，安裝2座反應堆，可在北極圈內深水海域使用，破冰厚度2米，Arktika是第1艘達到北極極點的水上艦船！

核動力艦船軍用艦艇

世界上第一艘核動力潛艇“鸚鵡螺”號於1954年1月21日下水並正式服役 ，1月24日首次開始試航 ，宣告核動力潛艇的誕生；世界上最早的核動力航空母艦“企業”號於1961年12月建成服役。美國現代的航空母艦許多是核動力航母。

全世界公開宣稱擁有核潛艇的國家有6個，分別為：美國、俄羅斯、英國、法國、中國、印度（印度的殲敵者號核潛艇在建）。其中美國和俄羅斯擁有核潛艇最多。

在五個核大國中，美國率先實現了潛艇全部核能化，英國、法國也在90年代基本實現了潛艇核能化。俄羅斯雖然在核潛艇建造數量上是世界之最，但仍保留了一部分常規潛艇，現中國也裝備數艘核潛艇，還是以常規潛艇為主。在世界其它國家中，除了印度租借過俄羅斯一艘核潛艇外，均因各種原因沒有裝備核潛艇。

套用概況

目前，國外有美國、俄羅斯、英國和法國擁有了核動力潛艇，美國和法國擁有核動力航母，美國和俄羅斯擁有核動力巡洋艦。

1、美國核動力裝置的情況美國的艦艇核動力，基本上是在西屋公司和通用電氣公司兩大企業之間的競爭中發展的。西屋公司設計和建造的是SW系列，包括一座陸上模式堆S1W，及S2W、S3W、S4W、S5W、S5Wa、S5W-Ⅱ、S6W等裝艇堆。通用電氣公司設計和建造的是SG系列，包括S1G、S3G（雙堆）、S5G、S7G、S8G六座陸上模式堆和S2G、S4G、S5G、S6G、S8G、S9G等裝艇堆。由燃燒公司設計和建造的是SC系列，只建造了一座陸上模式堆S1C和一座裝艇堆S2C。所有反應堆中，除S1G和S2G以外，都是壓水堆。美國艦艇核反應堆，無論是SW系列還是SG系列都採用板狀燃料元件。

2、俄羅斯前蘇聯艦艇核反應堆的發展。俄羅斯/前蘇聯艦艇核反應堆的發展按時間大致可分為四代。

第一代為50年代至60年代中期，研製船用壓水堆核動力裝置，建造了BM-A型陸上模式堆，反應堆為雙流程，熱功率為75MW，軸功率1.75萬馬力，採用盤管式管外直流蒸汽發生器，主要裝備於H級和E-Ⅰ級彈道飛彈核潛艇、E-Ⅱ級飛航飛彈核潛艇、N級攻擊型核潛艇。同時研製的液態金屬冷卻劑（鉛-鉍合金）快中子反應堆也建造了PM-1型陸上模式堆，熱功率為74MW，軸功率為1.75萬馬力，裝備於"阿爾法"級攻擊型核潛艇。第一代核動力裝置的壓水堆和液態金屬冷卻堆分別建造了陸上模式堆。

第二代核動力裝置為60年代至70年代末研製，為緊湊式分散布置，熱功率為177MW，軸功率4萬馬力，反應堆改為單流程，簡化了堆內結構，採用了螺旋管式管內直流蒸汽發生器。主要裝備於Y級和D級彈道飛彈核潛艇、C級飛航飛彈核潛艇、V級攻擊型核潛艇。

第三代核動力裝置為80年代初至90年代末期研製，是第二代的改進完善，初步實現了通用化、模組化設計，增加了可靠性和可維修性。反應堆仍為緊湊布置，熱功率為177~190MW，軸功率為4~4.5萬馬力，採用了列管式直流蒸汽發生器。主要裝備於颱風級彈道飛彈核潛艇、奧斯卡級飛航飛彈核潛艇、S級和"阿庫拉"級攻擊型核潛艇。在此期間，前蘇聯還研製了水面艦艇用的壓水堆，功率為300MW，裝備於"基洛夫"級核動力巡洋艦上。90年代至下世紀初研製、建造的"北德文斯克"級攻擊型核潛艇上使用的反應堆仍為緊湊布置壓水堆，採用了直管式高效直流蒸汽發生器。是第四代反應堆，結構與第三代基本相同，但安靜性有了飛躍性改進。總的來說前蘇聯的艦用核反應堆基本上都採用了壓水堆。根據裝艇技術要求不同，裝置稍有差異。

3、英國艦艇核動力裝置的發展英國於1958年在購買的美國S5W潛艇壓水堆的基礎上，設計建造了陸上模式堆PWR-1。通過PWR-1模式堆，成功地研製了A、B、Z三種型號的堆芯，分別裝備於"勇士"級、"快速"級和"特拉法爾加"級攻擊型核潛艇和"決心"級彈道飛彈核潛艇。1987年，英國建成第二代潛艇動力堆PWR-2的陸上模式堆STF-2並投入運行，研製成功了G型堆芯，已裝備"前衛"級彈道飛彈核潛艇。

4、法國艦艇核動力的發展法國1960年開始建造PAT陸上模式堆。PAT型分散布置壓水堆通過蒸汽透平、減速齒輪帶動螺旋槳，軸功率為1.6萬馬力。新研製的K-15型自然循環一體化壓水堆，單堆功率為150MW，軸功率為4.1萬馬力。該堆已裝備"凱旋"級彈道飛彈核潛艇和"戴高樂"號核動力航母。1971年開始建造攻擊型核潛艇上使用的CAP型陸上模式堆，燃料元件採用棒狀。1983年開始服役的"紅寶石"級攻擊型核潛艇裝備了CAS-48一體化壓水堆，熱功率為48MW，軸功率為9500馬力，燃料元件採用板狀。