核潛艇的反應(yīng)堆主要考慮靜音和安全性,因為潛艇長時間在水下工作,一般又只有一個反應(yīng)堆,如果出現(xiàn)故障那就是全滅的結(jié)局,所以對安全性要求更苛刻。從50年代開始,美國核潛艇的反應(yīng)堆采用的都是飽和蒸汽,壓強和溫度都很低,一般就是2兆帕多一點,200多攝氏度的溫度。由于需要比較高的自循環(huán)率(也就是不開主泵的時候也能低速工作,省掉主泵聲音)來降低噪音,所以也不要求高的功率密度,做得大點也無所謂,像俄亥俄級的S8G反應(yīng)堆還專門要做到很大來降噪。
俄亥俄級的反應(yīng)堆(右側(cè)圓柱體)和蒸汽輪機、減速箱(左側(cè))
美國洛杉磯級攻擊核潛艇的反應(yīng)堆艙和動力艙,可見美式潛艇動力部分結(jié)構(gòu)大同小異。
拆下來之后是這個樣子的,準備送去核反應(yīng)堆保存場的拉斐特級核潛艇反應(yīng)堆
而航母需要的是大功率和小體積反應(yīng)堆,所以在壓縮體積上比核潛艇要求高。同時彈射器還需要高壓蒸汽來彈射,所以必須用過熱蒸汽,一般壓強達到6兆帕、400攝氏度以上高溫,這樣才能在有限的體積內(nèi)實現(xiàn)大功率。
尼米茲級A4W反應(yīng)堆的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(左)和冷卻系統(tǒng)(右)。
福特級航母上的核反應(yīng)堆又比傳統(tǒng)航母核反應(yīng)堆有什么變化呢?
福特的反應(yīng)堆主要是提高了維護性和持久性,可以十幾年甚至二十幾年不用大修和換料,這樣可以省很多錢。
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