民船用核反应堆出现,是否可用于航空母舰?关键这种反应堆优势大

娟娟看天下 2023-12-08 00:07:32

12月5日不是在上海浦东新国际博览中心举行了“中国国际海事会展“么。

然而,在这次会展中就出现了一个令人振奋的好消息!

那就是国产舰核反应堆已经可以作为民船的动力系统。

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既然可以作为民船的动力系统,那么作为航空母舰的动力系统也不存在什么难题。

据《中国船舶报》所披露的消息,中国船舶集团有限公司旗下江南造船集团,正式发布了“全球首型、世界最大的24000TEU 级核动力集装箱船船型设计”。

随后DNV船级社向江南造船颁发了该船型的原则性认可证书。

不要小看DNV船级社的认可证书,一型民船只有通过了相关的认证,才可以投入营运之中。

换言之,就是这型船的指标规格都满足要求。这就足够证明,24000TEU 级核动力集装箱船船的所用的核反应堆也是达到了指标。

既然如此,那这套核反应堆用于航空母舰的动力系统自然也不会出现什么难以解决的难题。

据报道称:,24000TEU 级核动力集装箱船型采用了国际上最先进的第四代钍基熔盐核反应堆作为动力系统,此反应堆的最大优势就是安全性高。

只不过,目前并未透露出24000TEU 级核动力集装箱船安装有几台核反应堆,和最大航速是多少,以及换堆的大致年限。

也就只有知悉了这三个参数,才可以判断出这型核反应堆是否可以用做航空母舰的核反应堆。

毕竟航空母舰对核反应堆的要求比较高,主要表现在三个方面。

一是:体积。只有体积足够小的反应堆才可以装进航空母舰内部。

不要看着航空母舰高达二三十米就认为它的空间足够使用;其实,不然!

即便航空母舰的体积比较大,但是它和一般的驱护舰相同,内部的空间也是寸土寸金。毕竟有着弹药舱、机库、生活物资舱、居住舱等等诸多的舱室。

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有这么多的舱室必然就要占据较大的舰体空间,那留给动力系统所用的空间就没有多少了。所以说,在尚未知晓新型核反应堆的体积时,是不好推断其是否可以用于航空母舰的。

二是:丰度。只有丰度足够高的核反应堆才不用经常更换燃料。

要知道航空母舰更换核燃料可不似寻常的维修保养,它需要将舰体切开然后再进行更换,耗时耗力。

美国核动力航空母舰更换核燃料就是至少一年的时间,所以说,当核燃料的丰度不够高时,总不能服役几年就休养一年吧。

三是:功率。只有功率足够大的核反应堆才可以驱动航母前进。

由于舰载机起飞是需要一定的甲板风来提供额外的升力,这时航空母舰也就只有达到一定航速才可以起到作用。

当反应堆功率不足时,为了使航母达到一定的航速,也就只有通过增加核反应堆的数量。总不能像企业号那样为了追求最大航速,只有安装8台核反应堆才够用,最终将舰体设计的太长。

由此可见,在不能得知新型核反应堆的功率时,也无法断定它是否可以被用到航空母舰上。

概而论之,尽管无法确定这型核反应堆是否可以用做建造核动力航空母舰。

但是要清楚既然它可以作为民船的动力系统,那就证明在一些性能上也是满足了航空母舰的设计需求。

在民船上先试验一下大致的性能,查找相应的不足之处并加以改进。随后就可以应用到国产新一代航空母舰上,这也算是先期进行了装舰试验。

难道我今天要说国产航母能否用到这型核反应堆吗?当然不是了,今天主要就是来谈一谈:“钍基熔盐核反应堆”的优势。

钍基熔盐核反应堆的与众不同之处

寻常的核反应堆都是以铀-235,而铀矿在地球中已经探明的储量为614万吨,我国仅有不到26万吨。如果将铀-235当做核燃料,那么当国内存有的储量用完之后就必须由国外进口。

而铀也是核武器的主要原料,现如今我国的核武器数量还比较少。仍然有较大的增加空间,这就需要足够的铀矿来支撑。倘若在将其用做核燃料后,那可以用于核武器的就不剩多少。

反观,钍矿在地球上要超过铀矿的3倍,我国已经探明的钍矿储量也有30万吨。此外,一吨“钍”燃料经过闭环使用,提供的能量相当于200吨的“铀”。可见,将钍当做核反应堆的燃料优势有多么的巨大。

所以说,钍基熔盐核反应堆与寻常核反应堆的最大不同之处就是核燃料的区别。

钍基熔盐核反应堆的优势之一就是“不需要太多的水”

要先说明:钍基熔盐核反应堆是以钍作为核燃料这不必多说,它主要是以复合型氟化盐作为冷却剂。

而常规的核反应堆是需要大量的水,当然了并非是用这些水作为核反应堆的冷却剂。因为常规核反应堆一回路的冷却剂是重水、轻水、氦气、液态金属纳。

水只不过是将冷却剂再次进行冷却,换言之,就是带走冷却剂中的热量,然后变成蒸汽用于推动汽轮机运转发电。

之后这些水蒸气就会无法被水泵运输,只有通过冷凝器凝结成水滴,再次进入蒸汽发生器变成水蒸气。

这时,就需要外界提供的水源当做冷却设备,将而二回路的水蒸气凝结成水滴继续进行循环。

毕竟将水蒸气冷凝之后的水也算是变相吸收了热量,就需要新的水进行替换,这就是三回路。换言之,常规核反应堆的三回路是需要大量的水。

这就需要外部提供源源不断的水源进行补充。所以说,这也是核电站大都建造在沿海地区的原因之一。

而钍基熔盐核反应堆就无需大量的水即可实现发电,因为它直接省去了传统核反应堆的三回路。

一回路直接使用复合氟化盐作为冷却剂,通过热换器将热量传递给二回路水,从而产生蒸汽进行发电。

二回路的水蒸气经过冷凝器凝结成水滴后后再次回到热换器变成水蒸气,以此往复循环进行。

钍基熔盐核反应堆的最大优势就是“安全”

钍基熔盐堆反应皿底部设计有一个冷冻塞,当反应堆的堆芯温度超过预设温度时,冷冻塞便会被溶解,反应堆里含有放射性的熔盐则会从洞孔全部流入到应急储存罐中。

而熔盐又是燃料,失去了燃料的反应堆此刻的核反应便会自动停止运行,熔盐逐渐冷却变成固体。

此外,固态盐也不会扩散,其携带的放射性物质既也不容易泄露,也不会与水源接触导致污染。

可见,钍基熔盐核反应堆安全的原因就是将熔盐当做了核燃料,一旦发生故障,燃料就会流失,反应自然停止,这就实现了安全。

钍基熔盐核反应堆的优势还有“效率高”

据称钍基熔盐核反应堆的发电效率为高达45%-50%,因为氟化盐的熔点就高达550℃,当其通过热交换器时,就拥有较高的温度,从而便可以提高效率。

而现有军用核反应堆的发电效率只是在20%~25%之间。相比而言,钍基熔盐核反应堆的效率几乎提升了一倍。

由此可见,钍基熔盐核反应堆相对于传统的核反应堆有多大的优势。其,比较适合缺乏铀矿的我国使用。

或许使用钍基熔盐核反应堆可以实现弯道超车,从而避开常规核反应堆的不足。(图源网络,侵删)

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