中国航母核动力弯道超车得靠它:美俄潜艇尝试均失败
《中国航母核动力弯道超车得靠它:美俄潜艇尝试均失败》是由傻大方资讯为您编辑整理的,希望能对您有所帮助。傻大方资讯 http:///
正文开始:
声明:除《踢馆》外,讲武堂所刊登文章均为授权转载,目的是提供多样化看问题的视角,不代表堂主完全认同文章观点傻大方资讯 http:///
国内现在有很强的呼声,要实现航母的核动力化
在针对潜艇、航母这类船舶的动力反应堆来说,目前真正比较有可能对压水堆形成威胁的方向、在历史上也曾挑战过压水堆的类型,只有液态金属堆。
美国早期装在核潜艇上的金属堆,在同时代压水堆只有17%热效率时,它就能达到22%——这意味着30%的性能提升。在相同的时代,金属堆能提供压水堆超出一代以上的性能水平。
美国SSN 575海狼号潜艇,曾搭载液态金属堆
金属堆在基本的结构原理上其实和压水堆是一致的。
压水堆中,核燃料加热一回路的水加热到280-350度左右;而在一、二回路的热交换器中,二回路的水被一回路传递来的巨大热量,加热成温度和压力都低于一回路的蒸汽,再去推动蒸汽轮机高速旋转,从而带动发电机和螺旋桨(经过减速机构)。
压水堆最大的问题,就是实现一回路的高温,需要保持在每平方厘米112-163公斤的高压状态下,而且水温也没法再高了——374度后水无法保持液态。而金属堆的最大优势,就是只需要低得多的压力,就能实现远超一回路的温度。
略去增殖反应之类的考虑,金属堆大致上相当于压水堆把一回路的冷却剂,从水改成了低熔点的金属。
压水堆结构
这些金属虽然熔点低,但是沸点却很高——达到800-900度,远非水的100度可比。因此只需要每平方厘米50-70公斤的压力,就能实现一回路出口550度的高温;理论上最高,可以达到800度以上。
由于温度和密度上的优势,每一立方米液态金属能携带的热量,远远超出一立方米经过加压的水。因此相同条件下;液态金属堆在二回路中,生成的蒸汽压力和温度能大大的优于压水堆。由于蕴含了高的多的能量,因此金属堆推动汽轮机的力量也特别大。
水银是最常见液态金属,但沸点太低,只有三百多度
在这种一回路高温/低压设计思想下提出的技术路径,除了液态金属堆以外,还有熔盐反应堆——冷却剂甚至核燃料本身都是熔融状态的盐类物质,不过这类反应堆的技术现在远比液态金属堆更不成熟。
美苏早期的金属堆全部宣告失败——故障频发,事故不断,而且价格太过于昂贵。这其中涉及到大量的问题,最关键的还在于液态金属的两个麻烦特性:
液态金属低温下会凝固,这对反应堆的停堆管理造成了巨大的麻烦和成本。对管道和阀门有很强的腐蚀(金属之间相互溶解,以及产生化学反应生成化合物)作用,导致各种故障和事故不断。
虽然问题重重,但是液态金属堆这个技术方向并没有死亡——它的性能优势太明显了,而且高功率密度、单堆可以实现大功率的特性;使得它极其适合用在潜艇、军舰上做为动力。因此在先进反应堆型的探索中,液态金属堆仍然是最被重视的主要突破口之一。
俄罗斯BN600液态金属反应堆模型,用的是钠
比如就目前来说,使用铅铋合金为冷却剂,就是四代反应堆最重要的方向之一。液态金属的腐蚀作用,可以通过材料和工艺问题解决——比如在金属管道内部加设隔离层。
而如何处理液态金属的凝固问题,目前也提出了多种方案:比如其中一种是二级熔融启动,通过增设启动级,先进行部分链式核反应放热,对液态金属进行加温,直到使其全部熔融。
而毫无疑问,新一代的金属堆目前还存在大量的技术问题,要上潜艇或者航母依然遥遥无期,核心技术和工程难关的突破时间依然不可预知。这也是笔者此前在文章中提到,可预见的未来内,压水堆仍然是军舰唯一可选的核动力形式的原因。
可预见未来还得靠压水堆,更往后得靠金属堆
但是从人类现在已经发展出来的反应堆基本结构类型来看,未来能大幅度突破压水堆性能极限、实现小体积、大功率的动力堆构型;只有金属堆是最有可能、最适宜的。
在船舶动力堆的发展上,美苏在在技术条件不成熟的情况下提前应用液态金属堆,走了很大的弯路。中国核潜艇和核航母(如果要搞)在远期的未来,动力上能否成功弯道超车,恐怕关键还得落在是否能先于美、法、俄三国,完成新一代先进液态金属堆的实用化。
如果想第一时间获取深度军事分析文章、向作者提问互动、关注作者又在国内的专著文献中挖掘到了哪些有意思的信息,请搜索并关注微信公众号“候知健”或者“txzzhzj”
欢迎搜索ID:qqmiljwt傻大方资讯 编辑整理
或长按以下二维码关注傻大方资讯 编辑整理
腾讯军事讲武堂
内容转载自公众号
候知健 了解更多赞赏
长按二维码向我转账
受苹果公司新规定影响,微信 iOS 版的赞赏功能被关闭,可通过二维码转账支持公众号。
《中国航母核动力弯道超车得靠它:美俄潜艇尝试均失败》是由傻大方资讯为您编辑整理的,希望能对您有所帮助。傻大方资讯 http:///正文开始:
- 韩国官方认证,秋瓷炫的中国老公这回真的大势了
- 33岁才开始健身的中国妈妈,42岁蜕变成健身女王!
- 什么?区块链市值已超过中国移动?运营商到底该怎么玩?
- 中国医疗保健国际交流促进会特应性皮炎诊疗中心落户哈尔滨市儿童
- 国际乒联总决赛中国选手皆晋级 樊振东将战许昕
- 中国教育部承认的意大利正规高等院校全录,看看有没有你选的学校
- 麦麦提图尔孙·琼在2017年中国拳王赛中夺得“中国拳王金腰带”
- 看点|专访美敦力全球CEO:在中国推进价值医疗 我们得更紧迫些
- 周一中国美院良渚校区边上要卖地啦 !上限楼面价23999元/㎡
- 地理快讯|刘彦随研究员荣获发展中国家科学院(TWAS)科学奖!