653 世界领先

齐橙 / 著投票加入书签

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    顾名思义,核动力航母就是利用核反应堆来产生动力的航空母舰。核燃料的能量密度大,很少的一些核燃料就能够提供航母长时间航行所需要的能量,这比烧煤或者烧油要方便得多。

    到目前为止,航空母舰中使用的核反应堆大多是轻水反应堆,即使用普通水作为冷却剂的反应堆。核燃料在反应堆中发生可控链式反应,产生出大量的热,冷却水把这些热带走,在蒸汽发生器中使另一个回路里的水进行热交换,使第二回路里的水转化为蒸汽,再利用这些蒸汽推动汽轮机做功,带动螺旋桨运转。这就是轻水堆核动力航母的工作原理。

    轻水堆体积较小,技术也较为成熟,因此无论是船用反应堆,还是发电用的反应堆,大多数都采用了这样的设计。

    轻水堆也有一些致命的缺陷,一是为了保证第一回路里的冷却水在320度的高温下仍然保持液态,反应堆必须具有极高的压力,这对于反应堆的外壳提出了很高的要求。二是堆芯缺乏自我冷却的能力,一旦外围的冷却系统出现故障,堆芯温度就会不断升高,直到出现堆芯融化的结果。

    80年代前苏联的切尔诺贝利核电站事故,就出现了堆芯融化的事情,最后不得不用海量的混凝土把整个核电站全部封闭起来,以免核物质继续泄漏。2010年的日本311大地震中,福岛核电站由于供电系统被破坏,导致了冷却水循环系统停止运行,结果也险些酿成融堆的惨剧。

    当时,为了降低堆芯的温度。日本采取了用直升机从空中浇水的办法,又引入了海水进行冷却。其结果是。虽然堆芯最终得以保全,但大量受到辐射污染的冷却水排入海中,留下了严重的生态隐患。

    航母作为一种作战武器,在战争中受到损伤是难以避免的。万一出现电力系统受损的情况,反应堆的冷却系统停止工作,其后果是非常可怕的。即便不说出现融堆这样的极端情况,哪怕是带有高辐射的冷却水泄漏出来,对舰上乘员的影响也不堪设想。

    而气冷堆就不同了,它的工作特点是使用氦气代替普通水作为冷却介质。由于不需要像轻水堆那样维持冷却介质在高温下的液态,因此气冷堆的工作压力不大,安全性更容易保证。

    气冷堆里的核燃料是用耐高温的陶瓷封装成小型球状的,裂变反应就在每一个陶瓷球的内部发生。万一出现冷却系统停止运行的情况。陶瓷球的温度最高可以升到1600度。然后在此温度下实现自动停堆,而不会像用金属做堆芯的轻水堆那样发生融堆的事故。换言之,如果后世的福岛核电站是一组高温气冷堆。那么即便是停电多日也不会有任何的危险。

    气冷堆里作为冷却介质的氦气是惰性气体,即使出现泄漏,也不会带出污染物,这也是气冷堆比轻水堆更为安全的一个原因。

    国际上对于气冷堆的研究已有几十年时间,起步较早的是德国,后来又有南非、美国、俄罗斯、日本和中国开始了这方面的研究。中国在高温气冷堆方面起步落后于其他国家。但进展却非常迅速,到21世纪初。中国的高温气冷堆技术已经达到了世界一流的水平。

    张逸华提出的思路,就是把已经实验成熟的高温气冷堆搬上航母,作为航母的动力来源。如果这个设想能够成功,那么中国建造的这艘核动力航母,将是全球第一艘采用气冷堆作为动力源的航母。正如张逸华此前向林振华介绍过的,使用气冷堆的航母会比使用轻水堆的航母具有更好的安全性,减少维护的压力,这对于提高航母的适应性以及战争条件下的生存能力,将有极大的帮助。

    在张逸华提出这个设想之后,刘向海组织相关人员进行了认真的讨论,众人认为,使用气冷堆作为航母动力源的优势是非常明显的,既然目前气冷堆的技术已经较为成熟,完全可以考虑在中国的第一艘核动力航母中使用这样的设计。

    高温气冷堆使用的冷却介质是氦气,氦气在反应堆中被加热到750度左右,通过循环系统把热带到反应堆之外。在这个时候,有两种把热能转化为机械能的模式。

    第一种模式是通过一个换热系统,用高温氦气加热第二回路中的水或者其他介质,再利用形成的水蒸汽或者其他高温气体推动蒸汽轮机做功。这种方式与轻水堆类似,技术上也相对比较成熟,但缺陷也比较明显:一是需要两个回路,使整个系统的体积变大,设备数量增多,提高了维护成本;二是增加了一次热交换过程,在换热过程中不可避免地会出现损耗,导致热效率降低。

    第二种模式也就是张逸华所提出的模式,即取消第二回路,直接用高温氦气驱动汽轮机做功,这样既简化了结构,也能提高热效率,是一种非常有前途的模式。在这个模式中由氦气直接驱动的汽轮机,就是氦气轮机。或者严格地说,是在核岛的第一回路中使用的氦气轮机。截止到目前为止,世界上已经存在的氦气轮机仅仅能够应用于第二回路,在第一回路上使用的氦气轮机尚处于实验之中。

    张逸华是一个技术痴,自从自己的研究方向由飞机发动机转向工业汽轮机和燃气轮机之后,他便开始广泛涉猎相关的技术,氦气轮机的技术也是在这个时候进入他的视野的。

    一开始,张逸华觉得这种代表着世界顶尖水平的技术与中国的国情尚有差距,所以只是对其加以关注而已,并没有想到自己的有生之年能够冲击这项技术。随着中国经济实力越来越强,技术上与国际先进水平的差距越来越小,张逸华的心便开始活动了。在他看来,如果能够有机会参与一项世界领先的技术研究,也就不枉今生了。

    林振华对于这些事情多少有些了解,氦气轮机这个词,张逸华在集团办公会议上也已经说过不止一次了。集团曾经研究过这个项目的可行性,最后的结论是涉及到的技术环节太多,未来的市场前景也不够明朗,像这样的项目,如果没有国家牵头,仅凭一家企业的力量去做,是非常困难的。

    林振华没有想到的是,在汉华集团否决了这个项目之后,张逸华居然走了一条“曲线救国”的道路,拉着海军把这个项目又重新提出来了。

    “林总,这一次和过去不一样。”张逸华向林振华解释道,“过去咱们没有国家的支持,靠咱们汉华一家来做,肯定是不行的,很多方面的技术人才和技术积累都不足。但这一次就不同了,科工委的洪丰副主任说了,要调集全国的精兵强将来攻克这个难题。在前期,华青大学核能技术研究院的教授们已经做了许多开创性的工作,只要把生产部门的力量投入进去,突破这个技术难关,是完全有把握的。”

    “老刘,你的看法呢?”林振华扭头看着刘向海。

    刘向海笑道:“我是搞推进器的,对于核能和热机这方面,没有发言权。不过,科工委组织的几次技术论证会我都参加了,从专家们的意见来看,咱们国家突破氦气轮机技术的条件已经成熟了,现在就差一把火候了。”

    林振华也笑道:“呵呵,如此说来,我就是那把火候了?说说吧,需要我做什么?”

    “人,财,物。”刘向海伸出三个手指头。

    “人,财,物,这些我都出了,那还要你们干什么?”林振华笑呵呵地问道。

    刘向海道:“当然不可能全让你出了。人,主要是老张他们这个团队,这段时间可能需要征用一下了。你们汉华这些年搞工业汽轮机和燃气轮机,积累下不少经验,搞氦气轮机,少不了你们这次精锐的团队。”

    林振华点点头道:“这个没问题。不过,老张,你得留下一半的队伍,公司里工业汽轮机和燃气轮机的研发和技术服务,不能停下,明白吗?”

    “林总,你放心吧,我早就安排好了。”张逸华答道。

    林振华向刘向海递去一个无奈的表情,说道:“老刘,你看看,老张的一颗心早就飞到你这里来了,我想留又能留得住吗?”

    “都是为国家做事嘛,分什么你的我的。”刘向海大大咧咧地说道,拿人家的团队来给自己干活,他可是一点也不心疼的,“人的方面,还有就是希望汉华能够支援我们一些优秀技工,氦气轮机的试制需要有高素质的工人来完成,这方面,汉华的实力也是其他企业无法匹敌的。”

    “我手里还有一些从欧洲招聘来的高级技工,我打听过,他们有过同类产品的加工经验,到时候可以让他们来发挥一些作用。”林振华道。

    “那可太好了。”刘向海道,“我就说嘛,小林绝不是小气的人,涉及到国家的事情,你是肯定不会藏私的。”

    “好了,人都答应给你了,就没我的事情了吧?我先走了……”林振华做出一个转身欲走的样子,不过脚底下却纹丝没动。他记得刘向海说的是“人财物”三项,现在刚说完“人”呢。