核潜艇的动力系统可以和核动力航母共用,而核动力航母的动力系统则是不可以的。首先,核动力潜艇的压水反应堆的体积较小,且是串联的结构,所以法国才在戴高乐航母上使用了和凯旋级一样的串联式核反应堆。而以美国尼米兹为首的真正压水反应堆则是一款体积庞大且独立的核动力系统,所以核动力装置较大的大型核动力航母的动力系统才没有出现过和核潜艇交换动力系统的先例。
而且,核动力潜艇和核动力航母的动力装置还有结构强度的差距。众所周知,核动力潜艇的作战环境都是水深300米左右的深海地区。而在这种情况下核动力潜艇对处于高压之下的核动力系统的要求肯定是很高的,所以相比只是布置固定于航母底部的压水反应堆来说,潜艇的核动力系统对于各部件的融合要求明显要更高一些。并且,潜艇核反应堆的工作效率也相对较高,尤其是在深海上浮之时,核潜艇动力系统为了解决压力大,核燃料燃烧不充分的问题在设计之时就对燃烧室的缸壁结构禁止了优化,所以同体积的潜艇核动力装置总能表现出更高的功率。
此外,核动力潜艇的动力系统也偏向于量产化,因为在同一时期,核动力潜艇核反应堆的需求数量总是要比航母核动力系统的要求数量要高上很多。以美国的福特级为例,其10艘舰所需的压水反应堆数量也只需20台左右,而最终数量达30艘的弗吉尼亚级则至少需要30台S9G压水反应堆。在当今世界,核潜艇建造数量远高于核动力潜艇是必然趋势,而在这种趋势下,核动力潜艇的动力系统相比起来更偏向于量产也就并不奇怪了。
核动力舰艇靠岸或停航后,需要停堆吗?
核动力舰艇靠岸或停航时,一般是要停堆的!
停靠进行维护的“里根号”核动力航母,此时反应堆应处于“冷停堆”状态
但是,反应堆的停堆并不像我们停车关闭发动机似的,而是有多种停堆形式,如热停堆、冷停堆、停堆换料等,每种情形等特点和用途也是不一样的。
1)热停堆:也叫热态零功率,此时反应堆温度仍维持较高水平,相当于我们开车时“发动机不熄火、挂空挡”。这种情况下,反应堆虽然停堆,但是只要需要,很短时间内就可以重新启动并到达较高功率水平,可以称为是“待命”状态;
在港停靠待命的俄罗斯“北风之神级”战略核潜艇
2)冷停堆:此时反应堆已冷却至较低的水平,如果要重新启堆的话,则需要经历一段较长的过程,与汽车发动机“冷机发动需要预热”的情形类似。只有在舰艇船体长期停靠或者大修保养时才会降至冷停堆状态;
在港检修的法国“戴高乐号”核动力航母
3)停堆换料:这种情况下一般需要将反应堆压力容器打开,去除乏燃料、换上新燃料;反应堆完整性被破坏,就算想启动也启动不了,是最彻底的停堆状态。
目前,世界上主流的核动力舰艇(包括核动力航母、核潜艇,以及核动力破冰船等),其换料周期都很长,例如美国最新的“福特号”核动力航母可以做到近30年不换料(反应堆设计寿命50年,只需中间换料一次),也就是说除非特殊情况,它的反应堆可以几十年都不用打开,技术水平确实很高!
美国最新的“福特号”核动力航母
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直接答案:普通靠岸或者停航后反应堆并不停堆,只有在需要检修的时候才会将反应堆置于维修冷停堆或者换料冷停堆状态。
核科学小知识:核反应堆可处于状态的远不只是停堆和非停堆两种,核反应堆根据需要可以处于功率运行、最小可监测功率、热态、冷态、维修冷停堆、换料冷停堆、加热、冷却等好几个状态,正常反应堆都是处于功率运行状态的,其余状态时间较短或者为过度状态。
当核动力舰艇靠岸后根据不同的修整计划需要将反应堆置于以上不同的状态:1、如果只是回港短暂的物资补给或者官兵疗养,完全没有必要将反应堆转换到维修冷停堆状态,这时反应堆可以降功率运行,继续为舰艇用其它方面如雷达通信系统、损伤控制系统、弹射系统、以及生活保障系统等供电,当然最重要的是为自卫系统和通讯系统供电。
2、如果是回母港小修,这时电源可以转为由港口提供的外电源,根据后续的计划可以将反应堆后撤至热态、冷态或者维修冷停堆。
3、如果反应堆需要换料大修或者是对反应堆一二回路进行比较大修整,为了保证维修人员的受照剂量尽可能少以及防止高温、高压介质的伤害需要将反应堆后撤至维修冷停堆。
最后,核反应堆启动不是如汽车飞机等的一键启动,核反应堆启动需要一个过程,如果从换料后的换料冷停堆启动时首先要加热一回路参数到热态,然后才可以进行反应堆达临界的相关操作。为了提高机动性,核动力航母也一般不会将反应堆后撤冷态或者停堆状态的。
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