江南造船廠新核電方案,004動力帶來新可能

Mondo 軍事 更新 2024-01-28

江南造船廠近日發布了新的船舶設計,展示了世界上第一艘也是世界上最大的24,000TEU核動力貨櫃船。 這一訊息激發了人們對核動力航母的期待和想象。 雖然該艦不是核動力航母,但設計的發布無疑增強了人們對中國核動力航母建造技術的信心,尤其是江南造船廠是福建艦的“母親之家”。 這艘核動力貨櫃船的發布,意味著中國掌握了核動力水面艦艇的設計和建造技術。 該船雖然沒有用於驗證核動力航母系統,但為江南造船廠未來建造核動力航母做好了準備,也為其獲得核動力船舶建造資質和安全認證奠定了基礎。

儘管人們可能認為核動力貨櫃船的推進系統與核動力航空母艦之間存在技術相關性,但事實並非如此。據江南造船廠介紹,這艘核動力貨櫃船配備了熔鹽反應堆,而現代核動力航空母艦主要使用壓水反應堆。 考慮到可靠性和燃料替代等因素,預計國產核動力航母也將使用壓水堆代替熔鹽反應堆。 熔鹽反應堆將核燃料與氟化物鹽混合,在室溫下是固體,因此當反應堆發生故障時,它會迅速冷卻並聚結成固體,從而降低核洩漏的風險,從而降低對安全系統的要求,為反應堆小型化創造有利條件。

在此之前,美國曾試圖將核反應堆安裝在戰略轟炸機上,雖然最終放棄了,但這顯示了熔鹽反應堆在小型化方面的優勢。 因此,這艘核動力貨櫃船雖然不是為核動力航母準備的,但它的發布仍然為我國核動力航母的未來發展提供了有益的參考和啟示。 現代核動力航空母艦的反應堆選擇一直備受關注,熔鹽反應堆作為替代品存在一些缺點。 首先,它容易受到熔鹽和輻射的影響,這使得反應堆管容易受到損壞。 此外,燃料的熔化性會對熱交換器和管道產生不利影響。 此外,還存在二次迴路的臨界性和石墨材料的輻射穩定性等問題。

據相關資料顯示,熔鹽反應堆的石墨原件需要在不到5年的時間內更換,這意味著熔鹽反應堆需要每隔一段時間進行一次清潔和維護,這增加了維護工作和執行成本。 在美國,尼公尺茲級核動力航空母艦的反應堆加註需要3-4年時間,耗資近30億美元。 如此漫長的建造週期,讓美國海軍覺得擁有10艘尼公尺茲級航母是不夠的,如此高昂的造價甚至讓美國海軍兩次試圖放棄對現役航母的加油和大修,直接讓航母提前退役。 因此,現代核電的趨勢是使反應堆具有更長的壽命和更高的可靠性。

美國海軍維吉尼亞級攻擊核潛艇使用的S9G核反應堆每30年只需更換一次,而美國海軍攻擊核潛艇的使用壽命正好是30年。 這種長壽命的反應堆不僅節省了時間和金錢,而且還避免了對海軍部隊的部署產生太大影響。 考慮到國產核動力航空母艦的需要,熔鹽反應堆並不是乙個理想的選擇。 對於民用船隻來說,每 4-5 年需要更長的反應堆維護時間可能是可以接受的,但對航空母艦的靈活性產生了嚴重影響。 因此,國產核動力航母可以選擇傳統的壓水堆作為動力,以確保航母能夠長期部署和執行。

在國產核動力潛艇的反應堆可靠性和高功率方面取得巨大進步的背景下,這種選擇似乎更合理。 最終目標是使反應堆的壽命與航空母艦的壽命保持一致,使航空母艦在整個服役過程中不需要更換核燃料。 尼公尺茲級航空母艦的更換週期為25-30年,這意味著在服役過程中需要更換核燃料。 據稱,最新的福特級航母可以達到50年的核燃料更換使用壽命,這意味著航母核反應堆的壽命得到了極大的延長。 雖然我們還沒有建造和使用核動力航空母艦,但後發優勢帶來的技術創新為我們提供了將國產核動力航空母艦的核反應堆使用壽命提高到50年的機會。

這將使航空母艦在服役期間無需考慮更換核材料,並且使用時間更長,成本更低。 因此,從這個角度來看,我們可能不需要急於建造核動力航空母艦。 下一艘航母可能仍然是常規動力航母,即與福建航母同級的艦艇。 一方面,這可以快速為解放軍海軍提供第4艘航母,讓我們大部分時間在海上部署1-2艘航母; 另一方面,它可以為新一代核動力航空母艦爭取更多時間,特別是用於航空母艦核動力推進系統的開發。

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