基本介紹
- 中文名：水面艦艇核動力裝置
- 類型：核動力裝置
- 分類：壓水堆、液態金屬堆
裝置分類
1、壓水堆
加壓水型核反應堆採用的主流形式是地面上核能發電站的反應堆形式。實際上，最先研發出來的是潛艇用加壓水型核反應堆，發電用核反應堆是作為它的一種套用形式加以研發的。世界上最初的商業用核反應堆是在里科弗的主導下開發的，第一座潛艇用核反應堆的原型STR-1，在地面達到臨界5年後，在賓夕法尼亞州核能發電廠啟用。另一種陸上用主流型號是沸騰水型核反應堆，但並不適合用作傾斜變化較大的船船動力裝置。
壓水堆
2、液態金屬堆
另一種船用核反應堆的形式是液體金屬反應堆，其冷卻劑採用融點較低的鈉(1個大氣壓下的融點是371 K，沸點是1154K)或鉛鉍合金。世界上第2艘核潛艇“海狼“號SSN 575)就是採用的這種反應堆，後來由於液體鈉對配管具有腐蝕作用，因此在1957年服役前就宣布這一設計是個敗筆。38年之後的1995年，日本的高速增殖反應堆原型反應堆也發生了二次冷卻系統的鈉泄漏事件。不過，由於這種反應堆即使不進行加壓，冷卻劑也能夠保持在較高溫度，因此，核反應堆容器和配管可以保持較輕的重量。也許是看上了這一優點，蘇聯海軍的A級和M級潛艇都採用了液體金屬反應堆。
液態金屬堆
歷史沿革及展望
將核能用於艦艇推進系統的想法，是在發現核分裂後不久被提出來的。實際上在最初階段，人們並不清楚能否通過將核能瞬間釋放達到破壞殺傷的目的，相反本來是打算將能量作為一種陸續獲得的動力加以利用。1940年6月成立的美國國防研究委員會就曾提出報告稱，當前最有可能的是將核能用作潛艇動力。
然而，當美國致力於核武器開發後，將核能用於動力的計畫就暫且擱置了。世界上首個核反應堆CP-1於1942年12月2日在芝加哥大學院內述到臨界，其初衷也只是為了生產缽，井非是為了用於動力。真正將核能用於艦船動力的研究是從大戰後開始，被稱為“核潛艇之父”的美國海軍上將海曼·喬治·里科弗為之做出了巨大貢獻。 核動力裝置將熱源置乾裝置以外，從這點上看可以將其稱為外燃動力。從原理上說與以往的蒸氣燃汽輪機並無本質區別，只不過是用鈾代替了煤炭或柴油，用核反應堆代替了蒸汽鍋爐。
現在較為實用的船用核動力裝置分為兩種形式。其中占壓倒性多數的是加壓水型核反應堆，即在高壓條件下，利用普通水(輕水)作為媒介，將核反應產生的熱能導出，產生的蒸汽推動燃氣輪機運轉。如果按照中子能量加以分類，這種反應堆也就是熱中子反應堆，輕水兼用作中子的減速劑。
在加壓水型核反應堆中，通過向一次冷卻水加壓，保持水的高沸點。雖然關於軍用核反應堆的詳細數據並沒有公開資料，但據推測，蘇聯的核動力破冰船“列寧”號所用的加壓水型核反應堆中，一次冷卻水的平均壓力為，8.8兆帕(約184大氣壓)，平均溫度為559K(開爾文)。
美國的民用核動力試驗船“薩凡納”號的核反應堆比“列寧”號的壓力小，溫度低，分別是12.0兆帕和537K。西德的民用核動力船“奧托，漢恩”號上，蒸汽發生器及水泵都放在壓力容器內，壓力為6.4兆帕，溫度為551 Ko“陸奧”號的核反應堆壓力介於兩者之間，設計為，0.8兆帕，溫度551 K，不過該船滿負荷運轉的情況從未出現過，因為建造計畫最終被放棄了。
