如今,全球的現(xiàn)役核潛艇和航母,使用的都是核反應(yīng)堆類型,而且基本是壓水堆,對(duì)此中國也不例外。就像國內(nèi)船舶核動(dòng)力設(shè)計(jì)教材中的結(jié)論所述,除非在非壓水堆的反應(yīng)堆技術(shù)上出現(xiàn)質(zhì)的突破,否則沒有一種堆型能夠撼動(dòng)水壓堆在船舶動(dòng)力堆的地位。
水壓堆這個(gè)名字源于這種反應(yīng)堆是以水為回路中直接浸泡核燃料的冷卻劑,其壓力在11-16MPa之間。換句話說就是在每立方厘米上都存在112到163公斤的壓力。就拿船舶反應(yīng)堆來說,如果施加11MPa的高壓,反應(yīng)堆里面的水能夠在281度的情況下保持液態(tài)。這可以讓它在一二回路之間的熱交換器里,能夠產(chǎn)生極大的溫差,讓二回路中的水也會(huì)變成有著極高的溫度和壓力,從而產(chǎn)生水蒸氣。
這些蒸汽有著極高的能力,通過讓蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)的葉片高速旋轉(zhuǎn),完成機(jī)械能、電能的轉(zhuǎn)化。壓水堆性能上也存在一個(gè)核心瓶頸,那就是在壓力和溫度的關(guān)系上,水壓堆的一回路的水溫不能做的更高了。若水溫到了臨界點(diǎn),會(huì)帶來水壓過高等問題,而且可能會(huì)導(dǎo)致泄漏,難以搶修。
之前有傳言,說中國將在核潛艇上使用的高溫氣冷堆,使用氦氣作為冷卻劑,理論上來說,這個(gè)說法的確可行,還能省去一大堆麻煩的過程。而且,這種冷氣堆效率比水壓堆更高,效率達(dá)到了驚人的50%。但是這種冷氣堆效率雖高卻體積極大,所以用于陸地發(fā)電還行,但用于潛艇動(dòng)力堆就有些不現(xiàn)實(shí)了。


