问题

核动力装置原理近于一般锅炉,为何国产航母仍未装载?

回答
关于国产航母为何尚未装载核动力装置,尽管核动力与常规锅炉在燃烧产生热能的“产热”原理上确有相似之处,但将两者直接类比,并由此推断航母装备核动力的简单性,其实忽略了其中极其复杂的技术、安全、经济及政治因素。这并非简单的“技术成熟度”问题,而是多方面考量的综合结果。

首先,我们来深入理解一下核动力装置和常规锅炉的相似与不同之处。

相似之处:产生热能驱动涡轮

无论是核动力装置还是燃油锅炉,其核心目的都是通过某种方式加热水,产生高温高压的蒸汽。这些蒸汽再驱动蒸汽轮机,蒸汽轮机的旋转动能最终通过传动装置(如齿轮箱)驱动螺旋桨,使舰船前进。从这个宏观的能量传递链条来看,它们都是热动力装置,并且都是以蒸汽驱动为核心。

常规锅炉: 以航空燃油(或柴油)为燃料,通过燃烧室内的空气与燃油充分混合燃烧,释放出大量的热量。这些热量被用来加热锅炉内的水,使其蒸发产生高压蒸汽。这个过程大家都很熟悉,就像家里的燃气灶烧水,只不过功率大得多,效率更高。
核动力装置: 以核裂变反应堆为热源。核燃料(如浓缩铀)在反应堆堆芯内发生可控的核裂变反应,释放出巨大的能量,这些能量主要以中子的动能和裂变产物的动能形式存在,并转化为热能。反应堆内的冷却剂(通常是水或钠)吸收这些热量,然后通过蒸汽发生器将热量传递给另一个循环的水,使其产生高压蒸汽,驱动汽轮机。

所以,从“烧水产生蒸汽驱动涡轮”这个最终的能量转化链条来看,确实存在原理上的“近”。

为何国产航母尚未装载核动力?关键的“不同”和复杂的考量:

然而,正是这两个装置在“产热”方式以及后续整个系统上的巨大差异,导致了核动力装备的巨大挑战,使得国产航母(至少是目前服役的)选择了常规动力。

1. 技术复杂性与成熟度:
反应堆设计与制造: 核反应堆的设计和制造是极其尖端的科技,涉及材料科学、核物理、热工水力学、控制工程等多个领域。反应堆堆芯的设计、燃料的装载与管理、控制棒系统的精确控制,以及冷却剂的循环和热交换,都需要极高的精度和可靠性。目前,掌握成熟的舰用核动力技术并能够独立设计、制造和维护的國家屈指可数。
安全防护: 核动力装置的安全性是头等大事。反应堆需要极其严密的屏蔽和防护措施,以防止放射性物质泄漏和辐射对外环境造成危害。这包括厚重的屏蔽层、精密的密封系统、可靠的冷却系统以及多重冗余的安全保护机制。任何一个环节的疏忽都可能导致灾难性的后果。
配套设备: 除了反应堆本身,核动力装置还需要一系列复杂的配套设备,如蒸汽发生器、高压冷却剂泵、稳压器、屏蔽水箱、应急冷却系统等。这些设备的集成和优化也是一项艰巨的任务。

2. 建造周期与成本:
建造难度: 建造一艘核动力航母远比建造常规动力航母要复杂得多。核反应堆的建造过程本身就耗时耗力,而且需要专门的场地、设备和高素质的专业人员。一旦开始建造,其进度受到的限制也更多。
经济成本: 核动力装置的初始建造成本非常高昂,核燃料的采购、生产、储存和报废处理,以及反应堆的维护和升级,都需要巨大的投入。对于一个国家来说,这是一个战略性的巨额投资。相比之下,常规动力航母虽然在长期运营中燃料成本较高,但初始投资和技术门槛相对较低。

3. 人员培训与管理:
专业人员: 操作和维护核动力装置需要高度专业化的技术人员。这些人员不仅需要掌握常规的动力系统知识,还需要深入理解核反应堆的物理原理、安全规范和应急处理流程。他们需要经过长期、严格的培训和考核才能上岗。
安全文化: 核动力领域有着极其严格的安全文化和操作规程,任何违规操作都可能导致严重的后果。建立并维持这种安全文化,并确保所有相关人员都严格遵守,是运营核动力装置的关键。

4. 国际政治与核不扩散:
国际条约与义务: 发展和部署核动力舰船,可能会涉及到一些国际条约和协定,例如核不扩散条约的某些条款。虽然核动力舰船的核材料不用于武器,但其核材料的管理和运输仍然可能受到国际社会的关注。
地缘政治敏感性: 拥有核动力航母是一项重要的战略能力,可能会对地区力量平衡产生影响,从而引发地缘政治方面的考量。

5. 技术积累与发展路径:
循序渐进: 对于一个国家而言,发展像核动力航母这样的尖端装备,往往是一个循序渐进的过程。首先需要掌握常规动力舰船的设计、建造和运营经验,然后在此基础上逐步攻克更先进的核动力技术。
战略需求: 航母的动力选择也取决于其战略定位和任务需求。对于排水量相对较小、主要执行区域性任务的航母而言,常规动力可能已经足够。而对于需要进行全球部署、长期作战的超级航母而言,核动力则能提供更强的续航力和更高的机动性。

国产航母(如003型福建舰)为何选择常规动力?

综合以上因素,国产航母选择常规动力(如蒸汽轮机燃气轮机联合动力系统)是基于当前中国海军的发展阶段、技术积累、经济承受能力以及综合战略考量做出的一个务实选择。

技术过渡与自主化: 发展核动力舰船是一个漫长而复杂的过程。在具备成熟的核动力技术之前,发展和装备常规动力航母,可以有效积累舰船设计、建造、维护的经验,培养相关技术人才,为未来发展核动力航母打下坚实基础。003型航母采用了电磁弹射等先进技术,本身就代表了中国海军装备水平的巨大飞跃,这本身就是重要的自主化成果。
成本效益: 常规动力航母的建造和维护成本相对较低,能让海军在有限的资源下,最大化地形成战斗力。
任务需求: 对于目前中国海军的舰载机作战和远洋活动需求而言,先进的常规动力系统,特别是燃气轮机联合动力系统,已经能够满足大部分的作战要求,提供了相当可观的航速和续航能力。

未来展望:

尽管目前的国产航母并未装备核动力,但这并不意味着中国海军放弃了这一目标。事实上,有大量的证据和分析表明,中国正在积极研发和储备舰用核动力技术。一旦技术、经济和战略条件成熟,装备核动力航母将是中国海军迈向深蓝、提升全球军事存在的重要一步。但这一步的实现,需要技术上的突破、巨大的投入和长期的积累,绝非一日之功。

所以,简单地说“原理近于一般锅炉”就认为核动力航母应该很轻易装备,是对背后复杂工程技术、安全体系和国家战略的极大简化。国产航母选择常规动力,是当前阶段战略发展的必然,也是为未来铺路的重要一环。

网友意见

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别急,核动力潜艇是八十年代下水的,又不是那么难事。

航母核动力,意味着海军的远洋化,这不完全是个实力问题,而是一个时机问题,也就是说,要在什么时候,中华民族愿意从此带上驾辕,承担起世界秩序维护的重大责任及其沉重负担?

各位同学,每人每年少去一次巴黎,上缴国库,让部队的孩子们去巴厘维和,你,想好了吗?

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因为航母动力所要求的性能比较极端。航母作为高速船只,在大部分时候是以相对稳定的速度巡航的,但很可能因为什么事情就要求迅速加速到最大航速,这对动力系统的高功率输出能力提出了很高要求;但同时这种高功率输出的切换时间又很短,大约几个小时后又会降低到正常功率,然后再因为某个原因突然提高功率输出,因此高频率的功率输出转换对可靠性又提出了很高要求。最后航母的其他系统如电力、生活能源等又不能因为动力功率的输出变化影响太大,尤其是电力系统,必须能够稳定承受输出功率的波动,这又对辅助系统的设计提出了很高要求。最后就是整体体积必须可以接受。

综合来说就是,工况环境变化大,工程技术难度极大,对辅助领域如材料、自动化控制等方面的要求很高。而不是没钱,如果美国肯向中国出售航母动力堆技术,中国肯定是有钱的。

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中国到现在为止连一个自己设计、制造、运营一体的核电站都没有,

还谈什么核航母?

一共43个核电站反应堆,

4台俄国堆

2台加拿大堆

9台法国堆

2台日美堆

剩下25台都是按照法国M310改装的所谓国产堆,和魔改Mig-21或者魔改T-54一个性质的东西,自主程度较高的华龙1号还在天上飘。

唯一所谓自主创造设计的、中国最早的核电站,1994年的秦山第1核电站的CNP-300反应堆耐压壳还是日本造。

第三代民用反应堆就买了俄罗斯的VVER-1000(还有三+代的VVER-1200)、欧洲EPR、美日AP-1000三种

就差再买两台韩国的APR-1400

就可以凑齐全世界全部三代民用堆了


----------------------说不定可以召唤神龙▼

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核动力航母和8万吨带电磁弹射的航母差不多,

8万吨带电磁弹射的航母和辽宁舰差不多,

辽宁舰和075两栖攻击舰差不多,

075两栖攻击舰和055差不多,

055和052D差不多,

052D和054A差不多,

054A和051护卫舰差不多,

051护卫舰和鞍山号驱逐舰,

鞍山号驱逐舰和501下关号护卫舰差不多,

501下关号护卫舰和炮艇差不多,

炮艇发动机才和锅炉差不多,

兄弟,你的一个差不多,把整个中国海军的发展史都整没了!!!

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