004航母是不是核动力,大家先了解一下舰用核反应堆带核运转实验,再判断!
前言
最近,关于达力安船厂“004 核动力航母” 的消息在网络上闹得沸沸扬扬,这件事本号此前已多次提及。至于它是否真的采用核动力,今天我们就一同深入学习舰船用反应堆的带核运转实验,熟悉舰船用核反应堆的运行基本流程,让大家能有自己的判断。要知道,这个流程极其繁琐,没有任何 “热血沸腾” 的,更容不得半点 “戏说”,但希望大家能耐心读下去,对舰船用核反应堆形成基本认知。


尼米兹航母核动力反应堆舱
敲重点:而当舰船用反应堆的整体一回路系统、二回路系统(主要负责汽轮机主蒸汽的冷凝以及冷凝水的循环)全部建成后,并非就能直接投入常规使用,还有个环节—— 带核运转试验。这个实验目的检测反应堆整体性能,是否未来能够安全运行,有点类似电脑的开机自检查,而核燃料的装添同样是舰船用反应堆运行第一步,这两项任务危险性很高,下面大家一起来了解技术细节与安全问题。
在带核运转试验中,堆芯部件最重要的是检查燃料棒的完整。燃料棒是核燃料的载体,一排排银色的金属柱,如果一旦出现破损,核燃料泄漏将引发严重的安全事故,在运行之前都要检查每一根燃料棒完整,并要做完整的记录。控制棒则是堆芯的 “刹车与油门”,靠吸收中子来调节核反应的烈度。要是控制棒卡壳或者移动精度差,反应堆功率可能瞬间飙升,酿成事故。


为了实现对堆芯部件的精准检查,采用的是无损检测技术,检测出部件内部可能存在的缺陷,比如利用超声波检测可以发现燃料棒内部的微小裂纹。而人工可视化是专用的观察设备,直接观察堆芯部件的外观情况,能查看是否有明显的变形、腐蚀等问题。这些检查非常繁琐,但都必须严格按照标准流程进行,在堆芯部件完全符合要求后,才能才能进行后续的带核运转试验做好准备。

完成堆芯部件检查后,就进入到首次核燃料装添阶段。首先是燃料棒的运输环节,核燃料具有放射性,所以运输过程中必须采用专门的防护容器。运输车辆也需要经过改装,具备稳定性和抗震性,让燃料棒在运输途中不会受到碰撞和损坏。
到达反应堆现场后,燃料棒要先存放在专用的储存设施中。这些储存设施具备辐射屏蔽功能,还能保持适宜的温度、湿度等环境条件,防止燃料棒因环境因素出现性能变化。在进行装添操作时,工作人员先把核动力燃料棒运送到舰体内,专门的装填位置,使用专用的高精度的机械装置,将燃料棒一根一根精准地装入堆芯指定位置。装添过程中,避免燃料棒之间发生碰撞,每一根燃料棒在设计时都有自己的位置,直接影响反应堆的反应效率和安全性

(这里大家可以思考一下,看到达力安船厂是否在建造这样的专用设施了吗?要知道,这些设施是进行核燃料装添不可或缺的,也是判断是否具备核动力建造能力的重要依据之一。也有人想让装反应堆和核燃料的事情弄到附近可以安装的地方,但有个很实际的工程问题,这个带核运转试验在哪里做?因为船舶主体是达利安建造,而这个运行实验涉及整个船体部分,如果在装反应堆位置很难操作,如果返回船厂,那么肯定无法开机,这么操作工程风险巨大,而核动力最大问题就是安全,除非战时非正常状态有这么操作,问题现在还没有开战呢!如果不明白,那就往下看)
在首次核燃料装添过程中,风险巨大。其中核燃料的放射性是最大的问题,即使有防护措施,工作人员,避免直接接触燃料棒。此外,操作失误也可能导致严重后果,比如如果燃料棒安装位置偏差过大,可能会造成反应堆局部功率过高,引发安全事故。所以要进行全程监测,一旦发现异常,能够立即停止操作。

当首次核燃料装添完成,反应堆还需要进行启动核燃料装添。启动核燃料装添的目的是在反应堆启动阶段,根据实际运行需求补充适量的核燃料,以维持链式反应的稳定进行。这就像烧柴火时要先放引火柴,启动核燃料的量不多,却能让堆芯里的核反应从 “星星之火” 变成 “稳定火焰”。
启动核燃料装添的具体操作步骤与首次装添有相似之处,但也有特殊技术要点。在装添速度方面,需要根据反应堆的启动进度和功率变化情况进行调整,让核燃料能够平稳、均匀地参与反应,避免因装添速度过快或过慢导致反应堆功率波动过大。在位置控制上,要结合反应堆启动阶段的堆芯物理特性,精确准安装,让反应堆内的链式反应能够持续、稳定地进行下去。

首次核燃料装添结束后,试验推进至反应堆真空与压力试验环节。船厂先对反应堆的一回路系统进行抽真空处理,排除系统内的空气;待真空度达到设计要求后,向一回路系统注入专用冷却剂,并逐步升高系统压力,模拟反应堆运行时的压力环境,同时监测系统各部位的压力变化与密封情况,检查管路、阀门、接口等位置是否存在泄漏,若发现压力异常下降或泄漏点,及时泄压并进行维修,直至系统压力稳定无泄漏。
压力试验合格后,开始进行反应堆临界前试验。这一阶段的核心是逐步提升反应堆的功率,使反应堆接近临界状态,也就是链式反应即将持续进行的状态。工作人员会通过控制棒的缓慢抽出,逐步增加堆芯内中子的数量,推动核反应逐渐增强,同时密切监测反应堆的中子通量、温度、压力等参数。这些参数能直观反映反应堆的运行状态。

在功率提升过程中,不能让堆芯温度急剧升高,每提升一个功率等级,都要稳定运行一段时间,观察各项参数是否保持稳定,若出现参数异常,如中子通量波动过大、温度超出安全范围等,需立即插入控制棒降低功率,排查异常原因。此外,还会在这一阶段测试反应堆的应急停堆系统,模拟突发故障场景,如断电、冷却剂流量不足等,验证应急停堆系统能否快速响应,使反应堆安全停机。
当反应堆顺利达到临界状态并稳定运行一段时间后,试验进入带核功率提升试验阶段。工作人员会按照预设的功率曲线,逐步将反应堆功率提升至设计额定功率的不同百分比,如25%、50%、75%、100% 等,每提升至一个功率节点,都会维持该功率水平运行数小时至数十小时不等,期间持续监测反应堆的各项运行参数,包括堆芯温度、一回路冷却剂温度与压力、二回路蒸汽参数、辐射剂量等,分析参数变化趋势,判断反应堆在不同功率下的运行稳定性。
在此阶段测试反应堆的也会进行负荷调节能力,通过改变汽轮机的负荷需求,观察反应堆能否快速调整功率以匹配负荷变化,验证反应堆的动态响应性能。若在某一功率水平下出现参数异常,如温度过高、压力不稳定等,需降低功率至安全范围,排查问题根源,可能涉及燃料棒散热、冷却系统效率、控制系统精度等方面,待问题解决后,再重新进行功率提升试验。

在完成额定功率下的稳定运行测试后,带核运转试验进入最后的性能验证与数据整理阶段。工作人员会对试验过程中采集的所有数据进行汇总与分析,包括各阶段的温度、压力、流量、中子通量、辐射剂量等参数,对比设计标准,评估反应堆的运行性能是否达到预期指标,如功率输出能力、热效率、稳定性、安全性等。
在试验过程中出现的异常情况及处理措施进行记录,形成完整的试验报告,若试验结果符合设计要求,说明反应堆具备投入常规运行的条件;若存在未达标的项目,则需针对问题制定改进方案,对反应堆系统进行调整或维修后,重新开展带核运转试验。

整个舰船带核运转试验过程中,最重要就是安全,每一步操作都在安全防护措施下进行,工作人员需穿戴专业防护装备,借助远程操作设备减少直接接触辐射环境的机会,实时监测试验区域的辐射剂量。
所以说,对于核动力设施,都有着极其严格的操作流程和完善的法律法规,绝对不是在键盘上敲几下,搞个“鸡血核动力”,就能轻松实现的,如果有人觉得简单,那么就亲自指挥核动力试验看看!
至于达力安船厂建造的是否是核动力航母,看看是否在建造这些必要的附属设施就有初步判断了。而且还有一个重要问题,核动力的建造与实验周期非常长,大家如果不理解这一点,看看上面介绍的这个繁琐流程就能明白了,每一个环节都需要耗费大量的时间和精力,现在我们也等不起!



军事撰稿人



