第5条国产航母采用核动力?江南造船公布专利,采用第4代反应堆

全文1589字,阅读约需5分钟,帮我划重点

划重点

01国产福建号航空母舰预计2025年之前交付部队,国内相关单位已开展大型船舶核动力推进系统研制。

02江南造船集团申请的一份专利名为“一种模块小型堆动力及船舶”,首次承认掌握大型船舶核动力推进系统。

03该国产大型船舶核动力推进系统采用第四代熔盐反应堆、热能超临界二氧化碳涡轮机、综合电力推进系统等技术。

04与美法核动力航母采用的压水堆相比,钍基熔盐反应堆具有热效率高、寿命长、安全性能好等优势。

05由于此,国产核动力航空母舰推进系统可能会面临使用现有技术成熟压水堆还是更先进的熔盐堆的抉择。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

图片
国产福建号航空母舰正在紧锣密鼓的海试之中,预计2025年之前可以交付部队。这样国产核动力航空母舰发展就被提上日程,我们何日开展国产核动力航空母舰研制就成为外界关注的焦点。种种迹象表明国内相关单位已经开展了大型船舶核动力推进系统研制,有的还取得了技术突破。外界认为解放军第4艘航空母舰可能还是福建号航空母舰的姊妹舰,但是第5艘有可能迈入核动力时代。
图片
(国产福建号航空母舰)
江南造船(集团)有限责任公司申请的一份专利提供了线索:虽然这份专利于2023年11月30日申请,2024年3月8日公开,但一直悄无声息,直到近日才获得公众的关注。技术专利名为“一种模块小型堆动力及船舶”。这是国内相关单位首次承认已经掌握大型船舶核动力推进系统,极具象征意义。更让人感觉惊喜的是这个国产大型船舶核动力推进系统采用了一系列前瞻性技术,包括第四代熔盐反应堆、热能超临界二氧化碳涡轮机、综合电力推进系统等等,其技术水平远超现在的美国核动力推进系统。
图片
(熔盐堆比现有压水堆要优越的多)
国产大型船舶核动力推进系统采用的是钍基熔盐反应堆,而不是美法核动力航母采用的压水堆。两者区别在于用于热交换工持,前者是氟化盐混合物,而后者是水。钍基熔盐反应堆压水堆相比具备诸多的优势,首先是热效率高,钍基熔盐反应堆热效率可以达到45%,而压水堆只有33%,寿命长,钍基熔盐反应堆在常压下工作,安全性能好,维护方便,而压水堆需要巨大的压力来提高水的沸点,因此压力壳在压力、辐射等作用之下会出现疲劳和裂纹等问题,如果维护不及时就会发生故障甚至事故,使用期限较短,且需要频繁的维护。还有一点非常重要那就是熔盐意外流出之后会迅速凝固,产生核污染风险小,而压水堆一旦出现问题可能就会发生大面积核污染,核废料方面,熔盐堆也要比压水堆要少的多,而压水堆核废料处理是一个让人头疼的问题。经济性方面,钍来源广泛,成本低,经济性也比较好。正是有了上述优点,钍基熔盐堆具备体积小、重量轻、维护性能好、经济性优越等优点,在船舶上面运用具备天然的优势。
图片
(国产航母可能不再烧开水而是二氧化碳)
传统核动力推进系统工质是水,有人曾经开玩笑的说“人们社会发展百年,我们还在象瓦特那样在烧开水”。不过国产大型舶核动力推进系统打破了这个惯例,它采用的是热能超临界二氧化碳涡轮机,也就是它的工质不再是水,而是二氧化碳。当然这里的二氧化碳不是我们通常意义的二氧化碳,而是超临界二氧化碳。
由于超临界二氧化碳兼具流体和气体某些特征,并且没有水的腐蚀性,因此效率更高,安全性更好,维护更加方便,设备体积和重量更小,更适合船舶运用。不过这项技术还处于普及的初步阶段,成熟程度还有待验证。
图片
(国产综合电力推进系统)
综合电力推进系统则是我们熟悉的一项技术,随着现代船舶信息化、智能化程提高,对于能源供应要求更大,这样就需要综合电力推进,国内外舰船工业均同意这样的看法“电力推进是21世纪船舶发展方向”。国产大型船舶核动力推进系统产生的功率并没有直接用于推进,而是用于驱动发电机发电,发电机产能的电能通过配电板分别送给推进系统和电子设备及武器系统。这样做的好处就是系统能够实现资源最佳分配,各系统最需要能源的时候可以提供充足的功率,例如现代高能武器已经成熟,这些武器工作的时候需要大量能源来支持,相应就会产生一个用电高峰。综合电力推进系统就可以在这个高峰期把发电机产生的大部分功率分配给高能武器系统,高峰过后再分配给其他系统。
从这里我们可以看到国内相关单位已经在大型船舶核动力推进系统领域取得了技术突破,冲到国际最前沿。这样国产核动力航空母舰推进系统就会面临幸福的烦恼,是使用现有的、技术成熟压水堆,还是更加先进的熔盐堆。这个情况我们也不是第一次遇到了,福建号航空母舰原来准备使用的是国产蒸汽弹射器,结果国产电磁弹射器发展迅速,居然迎头赶上。我们不得不把福建号航空母舰建造工作停下来,进行两种弹射器实际使用对比,然后确定使用电磁弹射器,国产航母弹射器一下就跃居当今顶尖水平。
综上所述,外界认为我们可能还会对不同核动力推进系统进行对比,然后才会确定国产核动力航空母舰动力系统,所以国产核动力航空母舰建造可能会在2030年之后才会启动。