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俄罗斯核潜艇的优缺点(如何评价俄罗斯研制出的潜艇永久反应堆)

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发表于 2024-1-26 16:14:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

想必现在有很多小伙伴对于如何评价俄罗斯研制出的潜艇永久反应堆方面的知识都比较想要了解,那么今天小好小编就为大家收集了一些关于如何评价俄罗斯研制出的潜艇永久反应堆方面的知识分享给大家,希望大家会喜欢哦。首先,核动力是怎么推进的
直至目前,所有已应用的船艇的核动力,无论是核动力航母、核动力潜艇、核动力巡洋舰、核动力破冰船,实现推进的过程都是:核反应堆---高压蒸汽循环系统---汽轮机---发电机/变速齿轮系统---推进轴---螺旋桨(无轴推进核潜艇则是发电机直接到螺旋桨)航空母舰核动力系统:
版权归芝士回答网站西或段少易原作者所青有
比如航母,反应堆通过蒸汽带动蒸汽轮机,产生机械能,在经过齿轮减速系统减速,带动传动轴由螺旋桨产生动力。早期核潜艇也是采用这种形式,只是核潜艇要求静音及空间限制,核潜艇反应堆改进较快。比如更先进的无轴推进,就是反应堆带动蒸汽轮机发电,直接采用电动推进。
其次,反应堆是什么
反应堆是覆盖裂变堆、聚变堆、裂变聚变混合对的统称,一般情况指裂变堆,其通过合理布置核燃料,使得在无需补加中子源的条件下能在其中发生自持链式核裂变过程的装置
高压蒸汽循环系统是目前所有核动力舰船反应堆采用的能量输出方式,而且目前所有的核动力舰船,都是采用压水反应堆,也就是轻水堆(提纯的普通水)。水的比热容很高,可以吸收和释放大量的热量,在一个大气压下加热到100度水就会沸腾,而在150个大气压下,加热到343C°不会沸腾。
压水反应堆冷却系统由两个回路组成,一回路链接堆芯和二回路的蒸汽发生器,一回路内保持150个大气压,吸收堆芯热量冷却水能达到300C°以上,冷却水在二回路蒸汽发生器的传热管中将压强约70个大气压左右的二回路水加热至沸腾(约260C°)形成的水蒸气通过二回路送至汽轮机,推动涡轮发动机。
比如俄亥俄及核潜艇,采用S8G压水堆及美军标准压水堆装置热线图:一台反应堆、两个动力循环系统、共用减速齿轮箱带动单轴推进一部七叶螺旋桨。
S8G压水堆热功率250MW,堆芯直径1.6m,高度1.7米,60盒铀锆合金燃料,富集度40%
那么,能不能做到全寿命不换燃料
核潜艇是全封闭的,如果更换燃料,必须将耐压壳割开,这可是一项大工程
来用同经等力头边任油术声类儿办识圆听价。
下图可见潜艇耐压壳也是个相对复杂的结构
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更换核燃料需在反应堆冷态情况下更换,停堆冷却工作长达几个月,然后转移核废料要长达个巴渝的时间,重新安装核燃料要2~3个月然后在逐步安装反应堆顶部部件及系统、安装耐压壳、安装反应堆上方的设备、建筑等。
全寿命不更换核燃料这件事,首先设计到核燃料的浓度,目前大部分的核潜艇普遍采用20%~40%浓度的燃料,因此其更换燃料周期在3年、5年、10年甚至15年等。如果要达到武器级的核燃料确实能够达到延长更换燃料周期的目的,但是有浓缩需要耗费大量的能源也就意味了花费更多的成本。美国可以有,比如弗吉尼亚及可以做到30年不用更换,这技术已经算是很高超了。而且近些年直接取用核弹头内部的超高浓缩铀来生产燃料板。
另外就是反应堆寿命及艇体的寿命,即便是美国目前也就只能做到以上两项达到35年的寿命
那么说到俄罗斯.从技术基础上讲,俄罗斯或许可以达到全寿命不更换核燃料。但是他们没钱去浓缩高浓度铀用于核潜艇,另外研发、建造新型材料的反应堆及艇体也需要大量资金。有人会提到俄罗斯拆解了前苏联大量的核弹,这个很有意思,1994年美俄签署的“百万吨-百万瓦”协定介质到目前美国已经成功将前苏联核武库中15000枚核弹头转化成美国的核燃料,占协议20000枚的75%,仅转换这些燃料耗子80亿美元。
所以现在俄罗斯透露已经搞定全寿命不换核燃料,应该没有实际应用。
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