核動力航母的核能是怎麼控制的?航母不出海的時候核能就不工作了嗎?

a安小哥


自從艦船擺脫了人力和風帆後,如何在獲得足夠的燃料成為所有航海人頭疼的問題。畢竟靠岸補給比較繁瑣,如果你湊巧跑到了太平洋這樣的廣袤水域,想靠岸都沒得靠。這一過程中,航母上的核反應堆究竟是如何控制核聚變這一如脫韁野馬般的化學反應的呢?

對於航母等大型軍艦來說,燃料補給也是限制其作戰的一大原因。而這一切在核動力出現後得以順利解決,“無限續航”不再是夢。

核動力推進說白了就是將傳統的蒸汽或者是燃氣輪機給換成核反應堆,把傳統燃料給換成經過處理的鈾棒。通過核裂變反應產生熱量,經過轉化驅動發動機,從而推動艦船前進,當然具體過程不會如此簡單。不過,即使可以“無限續航”,核動力船舶也不可能始終高速前進,那麼我們該如何控制核反應堆呢?

現如今控制核反應一般會通過慢化劑、冷卻劑、控制棒等方式,由於艦船上的空間有限,多采用控制棒來操縱反應堆。控制棒多用鎘、銀、銦等材料製成,通過調節控制棒插入核反應堆的深度,來控制其反應的強弱,在緊急情況下還可以通過控制棒停止核反應。

今天,艦用核反應堆的大戶是航母和潛艇,其中核動力航母尤為引人關注。航空母艦上的核反應堆可以說是常年無休,即使是停在港內也會進行工作,應為軍艦不同於戰車或者是飛機停了就停了,而航母即使靠港也需要大量人員進行日常的維護保養做一些日常的工作,這些都是需要動力的。除非這艘航母進港長時間大修或者更換燃料(哪裡有什麼無限續航,只是燃料消耗的很慢而已)才會關閉核反應堆。


紫龍防務觀察


首先明確一點,核動力航母的核反應堆裝置是可以調整功率,必要時也是可以進行關堆的。

關於核動力航母的核能如何控制,需要說明的是,核動力航空母艦的核動力構成,和汽車的發動機動力構成模式是有本質區別的。

汽車的發動機屬於內燃機,即燃料在機器內部燃燒,產生動能使機器運動。簡單來說,就是動力源和機器合為一體,發動機同時能夠作為動力源屬於動力,同時還能直接驅動運轉。

而核動力航空母艦的動力裝置,事實上是一種非常“古老”的模式,即外燃機的模式。這種模式,早在19世紀蒸汽時代就已出現,當時蒸汽動力軍艦普遍採取鍋爐+蒸汽機的動力構成模式,即動力源和驅動機械是分開的兩套設備,由鍋爐產生高壓蒸汽,而後再輸出到蒸汽機內驅動蒸汽機,進而通過傳動系統驅動螺旋槳,使艦船航行。在核動力航空母艦上,核動力所扮演的其實就是鍋爐的角色,以核反應堆(主要是壓水堆)代替了傳統的鍋爐,其基本原理就是依靠核反應產生的熱量將爐水燒開,產生高壓蒸汽。因為屬於外燃機模式的動力系統,僅僅有核反應堆還並不能驅動軍艦,需要將高壓蒸汽輸入配套的蒸汽輪機之後,依靠蒸汽輪機來驅動傳動系統,從而推動軍艦前進。

因為核動力裝置並不能用來直接推進軍艦航行,只是一種動力源裝置,所以並不是說軍艦不航行是一定要將核能關閉。

核反應堆起動後,即開啟了核燃料的裂變反應,在遇到軍艦不出海、靠港等情況下,通常是調整降低核反應堆的功率,而並不會大費周章地去關堆。這樣一方面反應堆還可以繼續為艦上的發電機等設備提供動力,保持全艦的供電等需求,另一方也可以省去在再次出航時重新起動反應堆的麻煩。這一點其實和傳統的鍋爐十分相似,採用鍋爐+蒸汽機配置的艦船上,在艦船停航、靠泊時,也都不會直接讓鍋爐熄火,而是繼續保持一定的壓力。除非到了需要長時間停航時,才有可能需要把動力源關閉。


海研會









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