核动力航母需要的大量除盐水是海水提纯吗?

2022-06-11 22:11 点击:116 编辑:邮轮网

答案是肯定的,航母当然需要使用除盐水,这些水也来自于海水淡化。只是需要注意,航母淡水一般并不提供给反应堆。

核动力航空母舰使用的是“压水反应堆”,比如美军的“尼米兹级”航空母舰,它采用的就是两个名为西屋A4W的压水反应堆系统,单个反应堆功率为100兆瓦。

(注A代表航空母舰,4个用于第四代航空母舰,W代表西屋公司)

压水反应堆使用的冷却水和慢化剂就是“轻水”,即最普通的一氧化二氢水,也就是我们天天喝的东西。

所以,所谓的“除盐水”其实就是淡水,并不需要把名词搞得深不可测。

淡水的补充在现代海军看来问题并不大,军舰自己的储备淡水即可使用,还可以使用航空运输和靠岸补给,对拥有舰载机的尼米兹航母而言,派艘“灰狗”运输机跑去拉几箱纯净水跟玩一样。

当然,航母自己也是海水淡化能力的,无论是自带的反渗透膜,还是直接利用核电热力进行蒸馏,都是相当简单的技术,航母自己是可以大量产水的。

不过呢,压水堆的慢化水一般是不从外补充的,因为它们自带“循环回路”。

如A4W反应堆,它拥有两级冷却循环回路,回路一中的水被核堆芯加热,流入导热管冷凝系统,冷凝系统吸收掉热量,将凝结水还原又送回去。导热管吸收的热量会拿来给回路二的循环系统加温,形成一个蒸汽发生器,然后这些蒸汽被拿来推动涡轮叶片,冷凝后再次被送回去重复之前的循环。

也就是说,其实回路一中的堆芯水是被拿来反复使用的,它本身不会导出去散逸掉,这也是为什么核潜艇也使用压水堆的原因。这个部分不可能在慢速剂运作过程中拆壳加水,那里面存的可是高能堆芯,你想加海水都加不成。

而回路二中的水则就是普通的蒸汽水,这部分水其实也是封闭式循环的,等闲不会随意补充,因为两个回路之所以能通过同样的H2O轻水完成不同的热量和状态交换,完全靠的就是不同的气压差。

比如回路一的堆芯水在150个大气压下工作,这样水可以形成340℃的超滚水不沸腾。而回路二推涡轮的水,则只在70个大气压下工作,那么它们可以被控制在260℃左右形成高压过热蒸气。

既然存在循环性的冷凝交换系统,实际上也就不需要什么外来的水添加了。

实际上,美国航母所消耗的大量除盐水,其实是给蒸汽弹射器用的,这东西才是航母真正的耗水大户。根据资料,美国航母的蒸汽弹射器一次弹射就得消耗625公斤蒸汽,以及1吨的缓冲淡水。

这么凶猛的用量,自然不可能依靠“灰狗”运输农夫山泉了,但美军并没有大规模启用航母的热能“烧锅炉”,他们采用的是反渗透膜技术。

略微具体的来说,美国航母的淡化水技术名为“超高压海水淡化反渗透膜”,这种东西其实现在挺司空见惯的,虽然用在城市上比较奢侈,但供给一艘航母简直绰绰有余。

像当年海地地震时,救灾的美军航母就使用自身反渗透淡化设施,每天对灾民提供了20万加仑的纯净淡水,而他们自己的日产量在40万加仑,这相当于1500000升水。

航母自重多少吨?

航母按照满载排水量可以分为轻型航母、中大型航母、重型航母三个划分种类,比如意大利的加富尔这种满载排水量只有2万吨的航母既属于轻型航母、我国满载排水量6万吨的辽宁舰、山东舰则属于中大型航母、美国10万吨的尼米兹级核动力航母便是重型航母了。

但是我们通过排水量衡量航母吨位的时候只知道这艘航母的满载排水量是多大?并不知道这艘航母在下水前的自重是多少?或者说航母不搭载舰载机等外部武器装备的时候,这艘“空船”自重是多少?其实这些都是可以计算出来的。

我们以美国的小鹰号常规动力航母和尼米兹级核动力航母为例来说,小鹰级航母作为美国最后一型常规动力航母,标准吨位6.1万吨,搭载近百架舰载机和附属设备后满载排水量高达8.2万吨,这里的6.1万吨指的就是航母建造完成还未加满燃油、没有搭载舰载机等设备时的自身重量,也就是航母建造完成后还停泊在船坞内未下水时的重量,而这个重量其实就是小鹰号航母的自重,但是并不是小鹰号航母的标准排水量。

因为欧美国家在计算军舰满载和标载排水量时和我国完全不一样,比如我国军舰的标准排水量是加了燃油、装载了导弹后具备一定航行作战能力后的排水量,但是欧美国家的军舰的标准排水量则是没有加装任何东西,只是建造完工后的吨位。比如美国的伯克级导弹驱逐舰标准排水量只有六千吨出头一点,满载排水量能够达到9800余吨,跨度将近30%以上,而我国的052D型导弹驱逐舰标准排水量6300吨,满载排水量只有7200吨,跨度只有14%。

对应到小鹰号航母而言,小鹰号航母在不搭载燃油、舰载机等外部重量的时候只有6.1万吨,但是搭载上7800吨燃油、1000吨润滑油、6000吨舰载机所需的航空燃油、1800吨武器弹药后,额外重量就增加了1.7万吨,再算上平均80架舰载机差不多1500吨的重量、五千人和附属生活物资、甲板调度车等重量,也就接近了小鹰号航母满载8.1万吨的满载排水量,毕竟小鹰号航母极限状态下能够搭载85架舰载机,那么算上舰载机和所需燃油、弹药等重量也就稳稳的达到了8.1万吨满载排水量。

同样尼米兹级核动力航母也是差不多的,比如尼米兹级核动力航母虽然是基于小鹰号常规动力航母舰体结构基础上升级而来的,同时换装了重量更重的核反应堆等推进系统,同时强化了防护装甲、增加了航母搭载舰载机的舰体结构冗余度等,所以尼米兹级核动力航母的自重要更重一些达到了7.3万吨,加装上部分舰载机等设备后标准排水量则达到了8.7万吨,如果搭载上近百架舰载机、所需的燃油、武器弹药等附属设备后,尼米兹级核动力航母的满载排水量也就稳稳的达到了9.3万吨,从林肯号航母之后的额第二批次开始尼米兹级核动力航母进行了防护升级等改进工作,满载排水量也从第一批次的9.3万吨跃升到了10.2万吨。

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