核潜艇动力系统
潜艇的“水下呼吸器——ＡＩＰ系统
潜艇的“水下呼吸器——ＡＩＰ系统潜艇，一种令人生畏的“沉默杀手”。
两次世界大战中的出色战绩，让潜艇成为与航空母舰并驾齐驱的海战利器。
潜艇最大的优势在于深藏水下的隐蔽性，不过潜艇只能短时间地躲在水里，需要经常回到水面上。
而核动力的出现使潜艇拥有了几乎无限的水下续航能力，但占据全世界潜艇总数90％的常规动力潜艇的情况并未得到改善，直到AIP系统的问世。
AIP系统全称为“不依赖空气推进装置”。
顾名思义，就是指能让潜艇在没有外界空气的水下航行的动力装置。
以往，潜艇在水下是靠蓄电池带动的电动机提供动力的，而蓄电池的电量有限，只能航行几十个小时，不得不经常上浮至海面“呼吸”，即在通气管状态下使用柴油机为蓄电池充电。
这样很容易被对方雷达侦察到，同时柴油机为蓄电池充电时的噪声，也极易被对方水声器材探测到，因而大大增加了常规动力潜艇的暴露率，使其生存能力受到严重的威胁。
现在有了AIP，潜艇仿佛装上了蛙人用的“水下呼吸器”，持续潜航能力成倍增加，可以保证潜艇作战的需要。
早在“二战”期间，德国和前苏联就开始了AIP系统的研制，只是限于技术水平，到20世纪末方才有了实质性的进展。
除这两个国家外，瑞典、法国、荷兰也都已经研制出了不同类型的AIP系统，主要包括热气机型、燃料电池型和闭式循环发动机型三种。
热气机型是最早投入实用的AIP系统，1995年2月服役的瑞典“哥特兰”潜艇装备的便是热气机，开创了AIP实用的先河。
“哥特兰”号装两台功率各为5千瓦的V4——275R型热气机，每台持续功率为65千瓦。
热气机是一种外燃的、闭式循环活塞式热力发动机。
因它是1816年苏格兰的斯特林所发明，故又称斯特林发动机。
热气机可用氢、氮、氦或空气等作为工质，按斯特林循环。
在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质。
气缸一端为热腔，另一端为冷腔。
工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。
潜水艇公考常识
潜水艇公考常识
潜水艇相关的公共考试常识主要涉及到军事、海洋、舰船等方面的知识。
以下是一些可能与潜水艇有关的常识点：
1.潜水艇的种类：
核潜艇、常规潜艇等。
2.潜水艇的结构和原理：
船体结构、动力系统、潜水和浮出的原理。
3.潜艇武器系统：
鱼雷、导弹等武器的种类和使用。
4.潜艇舰艇战术：
潜水艇在舰队中的角色和作战战术。
5.潜水艇的隐蔽性：
如何减小潜水艇的声纳和磁性信号，提高潜水艇的隐蔽性。
6.潜艇舰员的生活和训练：
舰员的居住条件、食物供应等。
潜艇舰员的特殊训练要求。
7.潜水艇的科技发展：
潜艇技术的发展趋势，包括声纳技术、材料科技等。
8.潜水艇与海洋环境：
潜水艇在不同深度和水温下的运作特点。
海洋生态对潜水艇的影响。
9.国际海洋法和潜水艇：
潜水艇在国际水域的行动规范。
这些知识点仅是潜水艇领域的一部分，具体考试涉及的内容可能
因考试的性质和难度而有所不同。
建议参加潜水艇相关的公共考试的考生，详细阅读相关教材和参考资料，保持对潜水艇领域知识的全面了解。
科普 潜艇的分类
科普潜艇的分类潜艇是一种能够在水下航行的舰艇，根据其用途和特点的不同，可以分为多种不同的分类。
下面将介绍一些主要的潜艇分类。
一、按照功能分类1. 攻击潜艇：攻击潜艇是一种专门用于进行水下战斗和进行对海攻击任务的潜艇。
它们通常配备有鱼雷、导弹等武器系统，并且具备较强的隐蔽性能和作战能力。
2. 核潜艇：核潜艇是搭载核动力系统的潜艇，它们利用核能驱动潜艇的动力系统，具备较长的航程和较长时间的潜航能力。
核潜艇主要用于战略核威慑和核打击任务，是国家海洋战略的重要组成部分。
3. 布雷潜艇：布雷潜艇是一种专门用于布设水雷的潜艇。
水雷是一种水下武器，通过在海底或水面下布设水雷来进行阻碍敌方舰船的行动。
4. 特种潜艇：特种潜艇是一种用于特殊任务的潜艇，包括侦察潜艇、救援潜艇、作战支援潜艇等。
它们根据任务的不同，配备不同的设备和系统，具备特殊的作战能力。
二、按照推进方式分类1. 核动力潜艇：核动力潜艇是利用核能驱动的潜艇。
核动力潜艇具备较长的航程和潜航能力，能够长时间在水下进行作战和巡逻。
2. 柴油电潜艇：柴油电潜艇是利用柴油发动机和电动机驱动的潜艇。
柴油发动机用于水面航行时提供动力，而电动机则用于水下航行时提供动力。
三、按照潜航深度分类1. 浅潜潜艇：浅潜潜艇是指潜艇能够在浅海水域进行潜航的潜艇。
浅潜潜艇通常具备较小的排水量和较浅的潜航深度。
2. 深潜潜艇：深潜潜艇是指具备较大的排水量和较深的潜航深度的潜艇。
深潜潜艇通常具备较强的抗压能力和较长的潜航时间，可以在深海水域执行任务。
四、按照排水量分类1. 小型潜艇：小型潜艇通常具备较小的排水量和较短的航程，主要用于侦察、布雷和特种作战等任务。
2. 中型潜艇：中型潜艇具备中等大小的排水量和航程，具备较强的作战能力和潜航能力，可执行多种任务。
3. 大型潜艇：大型潜艇具备较大的排水量和航程，通常用于攻击和战略任务，配备有较多的武器和系统。
总结起来，潜艇的分类可以从功能、推进方式、潜航深度和排水量等不同角度进行划分。
船舶核动力装置
美国核动力航空母舰
总结词
美国是全球最大的核动力航空母舰拥有国，这些航母具备强大的作战能力和长期续航能 力。
详细描述
美国拥有多艘核动力航空母舰，这些航母采用核反应堆技术，为航母提供几乎无限的航 程和长期稳定的动力。核动力航空母舰具备强大的舰载机起降能力和作战能力，是美国 海军的重要战略资产。这些航母在多次军事行动中发挥了关键作用，包括打击恐怖主义、
该系统包括了核燃料组件、燃料存储设施、燃料处理设备和废物处理设施等部分。
核燃料循环系统的设计需考虑核燃料的经济性、安全性和环保要求。
冷却系统
冷却系统负责将反应堆产生的 热量带走并排放到环境中，以 维持反应堆的正常运行温度。
冷却系统通常采用液态金属、 水或气体等作为冷却剂，将热 量传递到散热器或冷凝器中排 放。
安全风险
核能技术虽然相对成熟，但仍存在一定的安全风险，如核事故、辐射 泄漏等，需要采取严格的安全措施来确保人员和环境的安全。
风险与挑战
技术成熟度与可靠性
船舶核动力装置技术需要经过长时间的实际运行验证，以 确保其成熟度和可靠性。
国际合作与互操作性问题
由于涉及核能技术，船舶核动力装置的国际合作和互操作 性成为一个重要问题，需要各国政府和国际组织之间的合 作与协调。
核动力装置能够提供持续、稳定的能 源输出，与传统的柴油或燃气发动机 相比，能源利用效率更高。
长续航能力
由于核燃料能量密度高，船舶核动力 装置能够提供较长的续航里程，减少 补给次数。
减少对化石燃料的依赖
船舶核动力装置可以大幅减少对石油、 天然气等化石燃料的依赖，从而降低 温室气体排放。
环保性
核动力装置产生的废物量相对较少， 且长期来看，核废料的处理和处置问 题得到妥善解决后，船舶核动力装置 的环境友好性将更加明显。
核潜艇动力系统
核潜艇动力系统水：从动力系统讲,柴电潜艇和水面舰艇所用柴油机有无区别?海:总的讲没有太大区别,只是潜艇用柴油机排气的背压要求相对高一些。
潜艇柴油机排气口处设置了气体分布器,可将废气均匀地变成小气泡排到海水里,不易被反潜兵力目视发现。
当风浪较大时。
柴电潜艇如何保证通气管状态航行的安全?海:潜艇通气管进气口被海水淹没时,浮阀装置会自动将进气口盖死,以防止海水进入。
但是,通气管进气口被盖死的时间不能过长,否则正在工作的柴油机将从艇内舱室抽气,使舱室内的气压迅速下降,造成负压事故,严重危及艇员生命安全,对此是有沉痛教训的。
虽然潜艇各舱室是用舱门隔开的,但全艇通风系统从首到尾是相通的,因此潜艇各舱室会同时出现负压。
安全措施是:一旦因海浪造成通气管进口关闭,当舱室内压力降至一定数值时,应立刻手动或自动将柴油机停机。
因此,柴电潜艇水下通气管航行时,对海面风浪等级是有严格要求的。
潜艇在水下航行中有时会遇到液体海底。
海水密度跃层比较稳定,潜艇可以停坐在上面,既节约蓄电池电力,又可利用液体海底待机或休息。
液体海底与季节和海区有关。
如果潜艇停机,可以坐在上面悬浮,当然要注意不要坐在液体海底区域的边缘上。
为了在液体海底上坐得更稳,可以向水柜再加注些海水使潜艇更重些。
潜艇在航行中,动力系统容易出现哪些问题?海:仅举一例,如推力轴承。
潜艇推力轴承用来承受水对螺旋桨的反作用力,最后将这个力传递给艇体,以推动潜艇前进。
在这方面容易出现烧推力轴承的问题。
推力轴承的推力瓦块表面通常采用耐磨材料巴氏合金,熔点低。
螺旋桨工作时,推力轴承因承受巨大摩擦力而产生很高的热量,如果得不到及时冷却,推力轴承上的巴氏合金材料便容易熔化而“烧掉”。
核潜艇引擎工作原理
核潜艇引擎工作原理
首先，核潜艇引擎的核反应部分是由核燃料（通常是铀或钚）在反应堆中进行核裂变，产生大量的热能。
这些热能会被用来加热水或其他工质，产生蒸汽。
这一过程类似于传统火力发电厂的工作原理，不同之处在于核潜艇使用的是核裂变而不是化石燃料。
接下来，产生的蒸汽会被送入蒸汽涡轮机，通过蒸汽的高速流动驱动涡轮机旋转。
涡轮机的旋转会带动连接在一起的发电机，将机械能转化为电能。
这些电能用来供给潜艇的电力需求，同时也用来驱动潜艇的其他系统。
最后，核潜艇引擎的推进系统利用电能来驱动潜艇的螺旋桨或水下推进器，从而推动潜艇在水下航行。
这种推进方式相比传统的内燃机推进更为高效，同时也更为安静，使得核潜艇能够更好地隐蔽自己。
总的来说，核潜艇引擎的工作原理是通过核裂变产生热能，再将热能转化为电能，最终利用电能来驱动潜艇的推进系统。
这种高度先进的动力系统使得核潜艇具有长时间的潜航能力和高度的隐蔽性，是现代军事海洋力量中不可或缺的一部分。
世界潜艇性能大比拼：中国新核潜低噪音世界第一
世界潜艇性能大比拼：中国新核潜低噪音世界第一由于作战方式的特殊，潜艇需要长期隐藏在海洋深处游弋。
因此，隐身性能就成为潜艇能否在复杂残酷的海洋战争环境中生存的主要因素。
据军事专家介绍，潜艇提高隐身性能有两大法宝，一是降低潜艇自身的噪声水平，二是减少潜艇对雷达波和声纳探测的反射率以及降低潜艇的红外和磁性特征。
据了解，已下水的英国"机敏"级核潜艇安装了喷水推进装置，是世界上第一种不用螺旋桨推进的潜艇，螺旋桨噪声的消除大幅提高其反侦察能力，让其航行时产生的噪音比一条小鲸鱼的动静还小，仅为90至100分贝。
在核潜艇隐身技术方面，美俄一直走在世界军事强国的前列。
美国潜艇的噪声一直比较低，"洛杉矶"级核潜艇的噪声为128分贝，"俄亥俄"级核潜艇和"海狼"级攻击核潜艇的噪声更是降到100至110分贝，已与自然海洋的噪声水平十分接近。
由于目前俄罗斯潜艇已经全面实现潜艇消声瓦化，即所有核潜艇都加装了俄罗斯研制生产的消声瓦设备，因此，俄罗斯潜艇的噪声从20世纪60年代H、E和 N级核潜艇的160分贝，逐渐降低到目前"阿库拉"级的115至120分贝。
更为先进的俄罗斯955级"北风之神"，由于艇体表面敷设了厚度为150毫米的第二代消声瓦，并采用了高阻尼材料制造螺旋桨、气幕降噪、钛合金钢制造艇身以及加装反音响声源系统等独特技术，隐身能力更为强悍，据说可以达到100分贝以下，敌方无论在水中还是太空都很难发现它。
据英国《简氏防务周刊》等国外权威军事杂志披露，中国目前的"汉"级改进型核潜艇和最新型的093、094级核潜艇，由于采取了新型动力驱动系统并加装了消声瓦，因此潜艇噪音能控制在110分贝左右。
此外，由于中国开发出了一种"艇用外壳表面仿鲨鱼皮技术"，即采用仿生学原理制造的、类似鲨鱼皮结构的消声瓦，使得我国新型潜艇不但能显著吸收潜艇自身产生的噪音，还能吸收和消弱敌方的声纳探测声波，进而能在潜艇隐身领域与美英俄等军事强国一较高下。
核潜艇动力原理
核潜艇动力原理核潜艇是一种以核动力为驱动能源的潜艇，其动力原理是通过核反应堆产生的热能转化为机械能，驱动潜艇进行航行。
核潜艇的动力原理是现代海洋工程技术的重要组成部分，对于提高潜艇的航行性能和作战能力具有重要意义。
核潜艇的核动力系统主要由核反应堆、蒸汽发生器、蒸汽涡轮机和推进器等部件组成。
核反应堆是核潜艇的核心部件，它利用核裂变反应产生大量热能，然后将热能传递给蒸汽发生器，使其产生高温高压的蒸汽。
蒸汽经过蒸汽涡轮机后驱动推进器进行转动，从而推动潜艇前进。
核潜艇的核动力系统具有高效、长续航能力和低噪音等优点。
首先，核反应堆产生的热能可以持续驱动潜艇进行航行，不需要频繁加注燃料，大大提高了潜艇的续航能力。
其次，核潜艇在水下航行时，核动力系统工作时产生的噪音相对较低，这对于提高潜艇的隐蔽性和隐蔽性具有重要意义。
此外，核动力系统的能量密度大，可以为潜艇提供强大的动力支持，使其具有较高的航行速度和机动性。
在核潜艇的动力系统中，核反应堆是核动力系统的核心部件。
核反应堆利用铀等放射性核素进行核裂变反应，产生大量热能。
核裂变反应是一种高效的能量转化方式，可以将核能转化为热能，然后再转化为机械能，从而驱动潜艇进行航行。
核反应堆的设计和运行需要严格控制反应堆的核裂变速率和热能释放速率，以确保潜艇的安全性和稳定性。
除了核反应堆外，蒸汽发生器、蒸汽涡轮机和推进器也是核潜艇动力系统中不可或缺的部件。
蒸汽发生器负责将核反应堆产生的热能转化为蒸汽，蒸汽涡轮机则将蒸汽能量转化为机械能，驱动潜艇的推进器进行转动。
推进器是核潜艇的航行动力来源，它将蒸汽涡轮机转动产生的机械能转化为推进力，推动潜艇前进。
总的来说，核潜艇的动力原理是通过核反应堆产生的热能转化为机械能，驱动潜艇进行航行。
核动力系统具有高效、长续航能力和低噪音等优点，是现代海洋工程技术的重要组成部分，对于提高潜艇的航行性能和作战能力具有重要意义。
核潜艇的动力系统中，核反应堆、蒸汽发生器、蒸汽涡轮机和推进器等部件密切配合，共同完成潜艇的动力转化和传递，确保潜艇的安全、稳定和高效航行。
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核潜艇动力系统水：从动力系统讲,柴电潜艇和水面舰艇所用柴油机有无区别?海:总的讲没有太大区别,只是潜艇用柴油机排气的背压要求相对高一些。
潜艇柴油机排气口处设置了气体分布器,可将废气均匀地变成小气泡排到海水里,不易被反潜兵力目视发现。
当风浪较大时。
柴电潜艇如何保证通气管状态航行的安全?海:潜艇通气管进气口被海水淹没时,浮阀装置会自动将进气口盖死,以防止海水进入。
但是,通气管进气口被盖死的时间不能过长,否则正在工作的柴油机将从艇内舱室抽气,使舱室内的气压迅速下降,造成负压事故,严重危及艇员生命安全,对此是有沉痛教训的。
虽然潜艇各舱室是用舱门隔开的,但全艇通风系统从首到尾是相通的,因此潜艇各舱室会同时出现负压。
安全措施是:一旦因海浪造成通气管进口关闭,当舱室内压力降至一定数值时,应立刻手动或自动将柴油机停机。
因此,柴电潜艇水下通气管航行时,对海面风浪等级是有严格要求的。
潜艇在水下航行中有时会遇到液体海底。
海水密度跃层比较稳定,潜艇可以停坐在上面,既节约蓄电池电力,又可利用液体海底待机或休息。
液体海底与季节和海区有关。
如果潜艇停机,可以坐在上面悬浮,当然要注意不要坐在液体海底区域的边缘上。
为了在液体海底上坐得更稳,可以向水柜再加注些海水使潜艇更重些。
潜艇在航行中,动力系统容易出现哪些问题?海:仅举一例,如推力轴承。
潜艇推力轴承用来承受水对螺旋桨的反作用力,最后将这个力传递给艇体,以推动潜艇前进。
在这方面容易出现烧推力轴承的问题。
推力轴承的推力瓦块表面通常采用耐磨材料巴氏合金,熔点低。
螺旋桨工作时,推力轴承因承受巨大摩擦力而产生很高的热量,如果得不到及时冷却,推力轴承上的巴氏合金材料便容易熔化而“烧掉”。
因此必须配有专门冷却系统对其表面进行冷却,这个冷却剂就是润滑油。
具有一定压力的轴系润滑油不断进入推力表面,形成油膜减少了推力表面的摩擦力,同时不断带走热量,而这个润滑油是通过海水冷却的。
如果轴系润滑油系统或轴系海水冷却水系统出现故障,潜艇螺旋桨就不能工作了。
因此要及时监测滑油温度,温度异常时及时采取措施。
水:潜艇动力系统最常见的问题是“三漏”,即漏水、漏油、漏气(汽)。
这与设备的密封效果、材料腐蚀等有关。
“三漏”可能会造成设备运转失常,还可能污染空气影响人员健康。
特别是核潜艇N路蒸汽管道,如果漏汽严重,高温高压的蒸汽弥漫到舱室里,可能烫伤人员的呼吸道和皮肤,所以是很危险的。
核潜艇反应堆在安全上容易出什么问题?海:各国核潜艇反应堆大都用压水堆,这种堆广泛用于核电厂,技术上比较成熟。
但是与常规潜艇相比,核潜艇存在一些特殊的安全问题。
一个是反应堆核能释放控制问题。
反应堆内设置有控制棒,以便按设计允许的功率水平逐渐释放核能。
但在某些事故情况下,例如控制棒提升过快或连续抽出时,反应堆内所产生的热量在短时间内将急剧升高,这种失控的功率增长使堆内瞬间产生无法接受的大量热能,这些热能来不及被导出堆芯,将导致反应堆燃料元件烧毁。
如1985 年苏联太平洋舰队K-431号核潜艇在海参崴进行换料时,由于外部原因导致控制棒被提起相当高度,造成反应堆进入瞬发临界状态,发生了巨大爆炸,后果十分惨重。
第二个是燃料元件产热导出的安全问题。
反应堆燃料元件芯块和其外部的包壳材料能承受的温度都是有限度的,如果温度过高会导致严重损坏。
因此在反应堆运行期间,必须及时将堆芯内的产热导出,防止堆芯温度升到超出安全的程度。
反应堆第三个安全问题是辐射。
堆内原子核在裂变过程中以及裂变产物衰变过程中将产生大量射线,如果发生燃料元件破损和一回路冷却剂泄漏事故,裂变产物可能失控外泄,其辐射会对人体和环境产生严重影响。
水:核事故大致分三类。
第一类是反应堆失水事故,是指反应堆一回路管路破损或人为误操等原因,导致冷却水向外泄漏。
核燃料因冷却水流失而得不到充分冷却,可能使堆芯熔化。
失水事故是核潜艇核事故发生概率最高的,经我统计,在国外核潜艇发生过的48起核事故中,失水事故占30多起。
1961年苏联H级K-19号弹道导弹核潜艇就是因失水事故造成反应堆熔化,死亡22人。
到目前为止,最严重的3次核电站核事故,有2起也是失水事故,分别是1957 年的英国温茨凯尔核电站失水事故、1979年的美国三哩岛核电站失水事故,所以不论核潜艇还是核电站,失水事故被普遍关注。
第二类是反应堆欠冷事故。
是指由于一回路的冷却水流量减小或温度升高,造成反应堆冷却能力不足导致的事故。
如一回路冷却水泵卡死或管道被阻塞,都会造成一回路流量减少,其中极端的事故是全船断电,备用电源也接不上,引起水泵完全停运,一回路冷却水循环完全停止,这种事故称为“断流事故”。
欠冷事故与失水事故都会造成反应堆冷却不足,主要区别是:欠冷事故的冷却水不向外泄漏;而失水事故的冷却水向外泄漏。
欠冷事故在国外核潜艇上发生得最少,记载的只有2次。
第三类是反应性引入事故,是指由于某种原因向反应堆内瞬间引入的中子数量过多,使链式反应过于猛烈,导致反应堆失控。
这就好比在燃烧的火炉里泼上一桶汽油,在应该刹车时却误踩了油门。
国外核潜艇共发生反应性引入事故约8起,仅次于失水事故,且都发生在苏联。
各国核潜艇反应堆的技术差距体现在哪里?水:目前各国反应堆的技术差距有的地方还是比较大的,但已在逐步缩小之中。
主要表现在反应堆的自然循环能力、设备的静音效果、设备仪器的小型化和自动化程度、核燃料使用寿期、核动力装置的安全可靠性和自动处理事故的能力、核动力装置建造中的模块化技术等方面。
请对自然循环反应堆及其适用的反应堆布置形式做一分析。
水:目前一体化布置的反应堆就是自然循环反应堆。
自然循环能力是指:一回路不用主泵推动,仅靠冷却水的自动对流就能带走堆芯热量的能力。
各国都在竭尽全力提高自然循环能力,好处一是降噪。
如果在某种航速以下不用启动主泵就可带出堆内热隆,就去掉了核潜艇的一回路主泵噪声。
据说国外更先进的核潜艇已经达到在较高功率下都不必启动主泵。
第二个好处是反应堆停运时可自动带走堆内剩余释热。
核反应堆停堆后,由于缓发中子的存在和裂变产物的β、γ衰变, 仍会形成一个剩余热源,在停堆后由此产生的热很可观。
如果有较高的自然循环能力,停堆后一回路冷却水仍会继续自动流动,继续冷却堆芯,特别是当反应堆运行中冷却剂泵因故障不能运转时,自然循环能力的作用便尤为明显。
提高自然循环能力的途径有几种。
一是减小回路流阻,加大回路流量。
一般的办法是采用“紧凑布置”,即缩短主管道长度、减少弯管,加大主管道直径,这实际上仍然没有摆脱分散布置的格局。
或者采用“半一体化布置”,即取消阀门,将蒸汽发生器、主泵与核反应堆压力容器以超短管连接成为半一体。
比较彻底的办法是采用“一体化布置”, 把蒸汽发生器置入反应堆压力容器中,这样虽然反应堆堆芯和蒸汽发生器之间高度差很小,对自然循环不利,但由于完全取消了冷却剂系统中的管道连接,使冷却剂阻力大大减小,且完全杜绝了由于管道破损引起的失水事故,其对自然循环能力和安全的贡献远远大于位差造成的损失。
另外还应尽量简化堆芯结构,使流道顺畅。
第二种途径是提高反应堆与蒸汽发生器之间的高度差。
在反应堆舱空间容许的条件下,尽量抬高蒸汽发生器的高度,减小蒸汽发生器本身的长度:同时尽可能降低堆芯的高度。
但由于舱室空间有限,提高两者位差潜力不大。
第三种途径是加大反应堆和蒸汽发生器中的冷却水温差(即密度差),来达到提高冷却剂上浮升力的目的。
国外潜艇核动力装置的布置形式基本走的是“分散布置一紧凑布置一半一体化一一体化”的循序渐进路子,各国都把提高自然循环能力作为重要指标。
目前绝大部分都已发展为紧凑布置或半一体化核反应堆,自然循环能力明显提高。
法国是最先在核潜艇上采用一体化反应堆的,早在1971年服役的第一艘弹道导弹核潜艇“可畏”号上就使用了半一体化核反应堆,它的主泵在反应堆内。
1982年又在“红宝石”级攻击型核港艇上使用了一体化反应堆,蒸汽发生器和冷却剂泵均在反应堆压力容器内,自然循环能力达30%。
这种布置结构紧凑、系统简单、体积小、重量轻,大大减少了因管道引起的破损事故,提高了反应堆在低功率下的安全性。
目前法国核潜艇全部是自然循环压水堆。
70年代以后,美国核潜艇均采用紧凑布置的自然循环压水堆,目前自然循环能力也已达到25%-30%。
俄罗斯在建造了100余艘紧凑布置压水堆核潜艇后,于1975年开始研制半一体化压水堆并用于核潜艇上,据悉正在进行全自然循环的一体化陆上试验堆,自然循环能力可达100%,即可望完全取消一回路泵。
如果降噪技术使得螺旋桨、齿轮箱和一回路主泵这三大噪声被显著抑制,核潜艇能否完全低于海洋背景噪声?水:我对这点还有所怀疑。
即使这三大噪声被削掉了,艇上还会有各种运转机械的轰轰噪声通过艇壁传向外面。
现在艇上所有机械设备都有降噪措施,最差的也隔了一层胶皮垫,不可能将设备与艇壁硬性连接。
海:你如果在艇内用金属敲击艇体就有可能暴露目标。
核潜艇在作战需要时瞬间关机或启动的能力如何?水:这实际是核潜艇的机动性问题。
高速航行时能突-'然降低速度,也能在低速时很快提速,这是核潜艇应该具备的基本性能。
航速的变化是靠降低或提高反应堆功率来实现。
但是说反应堆“关机”不太确切,因为核潜艇一旦出海,是不会轻易关闭反应堆的,只有返回到基地后才完全关闭。
核潜艇在海上,反应堆一旦关闭,再“点火”启动要经过数小时至十几个小时才行,所以不到万不得已,一般只把功率降到较低并维持住,而不完全“熄火”。
海:核潜艇的主动力系统能满足战术机动的需求。
反应堆跟踪二回路功率需求的能力很强。
当停车命令发出后,二回路汽轮机设有速关功能,能把二回路的进汽通道迅速关断,汽轮机很快便停车,这时反应堆功率控制系统能根据二回路需求功率的变化,迅速将控制棒插入堆芯,反应堆功率也会迅速降至应有的水平。
反之,当二回路升功率命令发出后,通过自动或手动操作,反应堆功率也会根据二回路功率需求迅速升至所需的水平。
核潜艇普遍装备了柴油发电机和推进电机。
这是否会增加系统的复杂度及故障率?水:这种复杂是需要的,可以说是一种“保险”的作法,是一种备用的措施。
目前只有法国核潜艇是用推进电机作为主推进方式。
其它国家核潜艇的主动力基本都是用减速齿轮直接带动推进轴,但一般还要配备由蓄电池、柴油机和推进电机组成的备用动力,就是类似常规潜艇的推进动力。
在主动力故障等特殊情况时,可启用备用动力系统。
备用动力不由反应堆供能,也不启动主汽轮机组和齿轮箱,而由柴油直流发电机(通气管状态航行时)或蓄电池(水下航行时)提供直流电源,并通过直流推进电机驱动螺旋桨。
蓄电池的电能也可以用来在海上重新启动已经关闭的反应堆。
另外采用电动机航行,噪声也较低。
核潜艇必须配置汽轮发电机,以提供全船用电,为核潜艇的各种交直流电动机、仪器仪表、照明设备、电灶等用电设施提供电源。