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核动力舰船(航母 , 核潜艇还有核动力巡洋舰)的核反应堆在设计的时候基本上不会考虑停堆的情况 , 因为链式反应一旦发生 , 很难停下来 。 只有满功率运转和低功率运转的情况 。 只有在长时间停靠维修的时候才会考虑彻底停堆 。
核动力反应堆理论上是个核动力发电站 , 只能通过微调来控制反应强度 , 彻底停堆不但启动程序繁琐 , 而且需要专门的电厂供应航母用电!核动力装置本身 , 跟陆上核电站的性质是一样的 。 只不过并不是将核裂变反应的全部能量都用来发电 , 而是大部分供应航母航行 , 其他的采用来发电或者别的需求 , 必须核动力航母的蒸汽弹射器 。
无论是陆上核电站 , 还是核动力舰船反应堆 , 其裂变反应的强弱程度都是可以控制的 。 就好比是汽车发动机的油门 , 核动力反应堆的功率大小是通过控制棒控制的 。 控制棒是一种能够吸收中子的设备 , 如果需要减小反应堆的输出功率 , 那么就让控制棒吸收一部分裂变中子 , 这样核反应因为减少了中子的轰击 , 烈度就会慢下来 , 这样反应堆的整体功率就会下降 。
但是核反应堆却不能用控制棒彻底停下来 。 低功率运行的核反应堆本身安全系数就不高 。 反应堆内的核燃料低功率运转会产生大量的热量 , 而且低功率核反应发生的时候 , 链式反应的发生并不是可以控制的 , 很容易酿成灾祸 , 所以 , 控制棒只能有限控制核反应堆 , 而不能彻底让核反应堆停止反应 。 只有在核动力舰船进港维修维护的时候 , 才会考虑彻底停堆 , 其他状况下 , 基本上不考虑彻底停堆的事情 。
一旦核燃料没有取出就彻底停堆 , 必须在陆上建立发电厂为航母供电 , 维持核反应堆的冷却水循环 。 2005年小鹰号撤出横须贺基地 , 替换小鹰号的是美国核动力航母 。 横须贺民众对核的抵制最后迫使美国宣布在航母进港的时候将会彻底关停核反应堆 。 以陆上电力作为航母的用电来源 。 为此 , 横须贺军港还专门建设了一座专供这艘航母使用的电厂 。 如果美国的核动力航母在横须贺不停堆 , 那么这个电厂就不再需要了 。
一般核动力舰船在靠港之后 , 核反应堆功率一般都不会调整 , 只有在基础设施不具备的港口才会考虑控制核反应堆的输出功率 。上面我们提到过停堆对于核反应堆的危害 , 实际上不要说停堆 , 即便是将核反应堆的功率降低 , 实际上对核反应堆的运行也是有影响的 。 所以大部分核动力舰船在靠岸之后 , 核反应堆还是处于全功率运转状态的 。
很多人肯定很好奇 , 全功率运转的舰船核反应堆 , 本舰电力根本就用不完 , 难道多余的电能都白白浪费了吗?我们知道 , 电能的存储是很困难的 , 航母不可能带着一座蓄能水电站啊 。 大家其实不必担心能源会被浪费掉 。 核动力舰船的基地一般都配备有电厂输电装置 。 这些舰船在停靠期间 , 将会作为临时的核动力发电站 , 将核动力反应堆的能量转化成电能为陆地电网供电 。 其实能量一点也没有浪费 。
有好多小伙伴好奇 , 航母在自己国家的基地具备这样的输电设施 , 那么出港的航母停靠别的国家的港口难道也为这个国家供电吗?再说也不是所有的港口都专门的建设有输电设备啊 。 这就要说到航母的低功率运转了 。 航母即便彻底停堆 , 核反应堆依然还是需要冷却的 , 所以说 , 自身电力需要还是一种需要 , 核动力舰船在外国军港短暂停靠的时候 , 就会通过控制棒降低核反应堆的功率输出 , 只需要满足自身用电需求就行了 。
这就不对了 , 不是说反应堆长期低功率运行不好吗?确实 , 不要说长期低功率 , 就是经常调节功率 , 也可能造成控制棒融化 , 进而导致堆芯融化 。 核电站事故不就是这么发生的吗?但是我要说的是 , 一般航母在别的国家港口停靠的机会很少 , 即便是停靠 , 也会选择哪些具备条件的港口停靠 。 核潜艇基本上不会在别的国家的港口停靠 , 只会在自己的基地停留 , 核动力航母有时候需要 , 但是时间也不会很长 , 所以短时间内的功率调节实际上是不用担心的!
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