潛艇核動力裝置

與常規動力相比,核動力具有能量密度極高、持續高功率輸出能量、不依賴氧氣和燃油等優點,對提高潛艇自持力、續航力、機動性、隱蔽性等綜合作戰能力具有重要的意義,因此在潛艇中的套用最為廣泛。核反應堆技術經過半個多世紀的發展,擁有多種類型,按反應堆堆芯形式可分為壓水堆、液態金屬堆、沸水堆、高溫氣冷堆等。但由於潛用反應堆的特殊要求,已經用作潛艇動力的只有壓水堆和液態金屬堆。潛用核動力裝備環境特殊,與陸上核電站相比有其特有的技術要求。

基本介紹

  • 中文名:潛艇核動力裝置
  • 類型:核動力裝置
特殊性
1、 系統布置緊湊,體積重量小。大中型潛艇耐壓殼體的直徑約為10米,核動力系統的主要設備總尺寸不能超過此極限。
2、 可靠性要求更高(相比陸基核電站)。
3、 負荷變化劇烈。軍用核動力的負荷變化可達100%滿負荷,變化速率6%~25%/分。排水量在2萬~4萬噸級的艦船往往要在5~8分鐘內實現核動力裝置的緊急停車。對核潛艇而言,動力裝置的緊急停車、再啟動能力是關係到隱蔽性和機動能力的重要指標。
4、 噪音小。
潛艇核動力裝置
1、 壓水堆
迄今為止,各國現役的核潛艇約98%以上都採用壓水堆。壓水堆核動力裝置主要由壓水堆堆芯、一迴路系統、二迴路及推進軸系組成。
潛艇核動力裝置
經過半個多世紀的發展,壓水堆技術已經較為成熟,尤其是陸上同堆型核電的大規模建造運行,為壓水堆的設計運行積累了豐富的經驗,其安全性和可靠性比其他堆型擁有更大的優勢,因此是目前各國核電和潛用堆的主流堆型。但是壓水堆也有其固有缺點:一迴路系統和設備都要承受高壓,系統複雜,設備製造成本較高;同時由於水本身的特性,一迴路溫度難以繼續提高,因此只能為二迴路提供飽和蒸汽,裝置熱效率較低。
1、 液態金屬堆(快中子對FBR)
液態金屬堆為快中子堆,主要以未經慢化的、平均中子能量為0.08~0.1兆電子伏特 快中子來維持鏈式反應。液態金屬堆一般由反應堆、一迴路、中間迴路、二迴路和推進軸系組成。此迴路一般用石墨和鈹作慢化劑,冷卻劑採用熔融的金屬如液鉀、液鈉、鉛鉍合金和鋰合金等。一迴路有池式和迴路式兩種。
潛艇核動力裝置
液態金屬堆的優點有:
1、 傳熱性能好,能將堆芯熱量導出。
2、 液態金屬沸點高,可大大提高一迴路溫度且降低一迴路壓力。
同時,其具有如下缺點:
1、 鹼金屬活潑遇水發生劇烈反應,對一迴路有強烈的腐蝕性。
2、 金屬鈉和鉍在反應堆中會吸收中子轉變為半衰期較短的鈉-21和釙-210,使一迴路放射性增強,造成維護難度增大。
核動力裝置發展趨勢
1、 提高反應堆功率。
2、 提高反應堆自然循環能力。
3、 延長反應堆堆芯壽期。
4、 推進系統全電力化。

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