運(yùn)行功率和特種泵,木邊載機(jī)大船的關(guān)鍵!


凡是和核能有關(guān)的系統(tǒng),就離不開高科技運(yùn)行功率計(jì)算和特種泵。核反應(yīng)堆本身是一個(gè)靠重核衰變發(fā)熱的特殊高溫高壓裝置,運(yùn)行時(shí)絕對密封,內(nèi)部的壓力和溫度都很高,而且反應(yīng)堆一旦啟動(dòng),就不能隨便的降功率運(yùn)行。也就是說,不論民用堆還是軍用堆,一旦“點(diǎn)火”,那么這種反應(yīng)堆就會(huì)長期在滿功率運(yùn)行。不能像普通的燒煤鍋爐或者燃油鍋爐那樣通過少加煤或者收油門,輕易的降功率。這是因?yàn)楹朔磻?yīng)堆一旦降功率運(yùn)行,反倒是非常危險(xiǎn)的。這是因?yàn)楹朔磻?yīng)堆正常運(yùn)行,內(nèi)部產(chǎn)生和消耗的熱中子和快中子有自己的動(dòng)態(tài)平衡。若核反應(yīng)堆降功率運(yùn)行,那么內(nèi)部中子的產(chǎn)生和消耗,會(huì)失去平衡,一旦過了臨界點(diǎn),這種反應(yīng)堆的反應(yīng)性會(huì)突然的爆發(fā),反應(yīng)堆的功率會(huì)瞬間增大數(shù)百倍!等于一個(gè)正常百萬千瓦級(jí)的反應(yīng)堆的反應(yīng)功率,會(huì)瞬間爆發(fā)到1到2億千瓦級(jí),相當(dāng)于10個(gè)三峽電站馬力全開的功率。
這種瞬間爆發(fā),會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)堆超臨界瞬間爆炸。切爾諾貝利就是這種事故的典型。在事故發(fā)生前,這個(gè)反應(yīng)堆已經(jīng)被人為降功率運(yùn)行了48小時(shí)以上,最后導(dǎo)致不可收拾。因此即使民用核電站,要么3年一次徹底停機(jī)換燃料,要么就只作為大電網(wǎng)的基礎(chǔ)負(fù)荷,而不參與電網(wǎng)的夜間和季節(jié)調(diào)峰。因?yàn)楹穗娬景l(fā)電功率非常穩(wěn)定,無法像煤電站和燃?xì)怆娬灸菢拥凸β蔬\(yùn)行。而作為核潛艇和核動(dòng)力載機(jī)大船也一樣。一旦啟堆,就會(huì)長期的滿功率運(yùn)行。不管部署期間用電量的大小,反應(yīng)堆的發(fā)電功率都是比較穩(wěn)定的。不能隨便收功率,越收功率越危險(xiǎn)。當(dāng)核潛艇和核動(dòng)力載機(jī)大船靠港期間,若長期??浚敲淳透纱嗤6?;若只停靠短時(shí)間,就必須從碼頭上接電纜,把核動(dòng)力艦船發(fā)的電力直接和陸地電網(wǎng)連起來。若不連起來,艦船上的電力將多的成麻煩。這就導(dǎo)致核動(dòng)力艦船,必須有專用碼頭。

這種碼頭不但要有配電站在核動(dòng)力艦船停堆和重新啟堆期間,把陸地電力輸送到船上,還要在停靠而不停堆期間,把船上的電力輸送到陸地上,等于一個(gè)水上的臨時(shí)核電站。而核動(dòng)力船舶的反應(yīng)堆啟動(dòng)和關(guān)閉也是很麻煩的事情。而且有一定的危險(xiǎn)性,因此不是徹底的長年累月的靠港,確定要維護(hù)修理或者長期沒有出海任務(wù),那么核動(dòng)力艦船一般不會(huì)輕易停堆。停堆、啟堆一次的代價(jià),恐怕比給陸地電網(wǎng)免費(fèi)供電幾周的代價(jià)還大。
既然各種反應(yīng)堆啟動(dòng)后都是經(jīng)常滿負(fù)荷運(yùn)行,那么如何確保堆芯的溫度和壓力正常呢。這就需要各種特種泵。通過反應(yīng)堆的一路和二路循環(huán),把反應(yīng)堆內(nèi)部衰變產(chǎn)出的熱量安全的置換出來,變成過熱或者過飽和蒸汽,再通過蒸汽透平,也就是汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,發(fā)出的電力要么儲(chǔ)存在電池組中,要么對外輸出電力。而這兩路循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵核心,就是各種特殊的高科技泵。核電動(dòng)力包中的泵有許多種,有上充泵、冷卻循環(huán)泵、廢水泵、硼酸緊急注入泵等。這些泵都要耐高溫、高壓、耐腐蝕、抗輻射,還必須確保絕對無泄漏。因此這類泵的水平,是一個(gè)國家核能實(shí)力的重要體現(xiàn)。

過去某方民用核電站的大部分主輔泵大多都是原裝進(jìn)口,現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全國產(chǎn)化。而且早在2014年,水下新型試驗(yàn)堆的全部主輔泵已經(jīng)全部交付。201X年,更新的新型堆的全套泵也已經(jīng)順利交付。從這些時(shí)間點(diǎn)上,基本可以判斷新型大黑魚和巨型載機(jī)大船的研發(fā)和生產(chǎn)進(jìn)度!