03.05 核動力艦艇靠岸或停航後,需要停堆嗎?

冰雨1826551


直接答案:普通靠岸或者停航後反應堆並不停堆,只有在需要檢修的時候才會將反應堆置於維修冷停堆或者換料冷停堆狀態。


核科學小知識:核反應堆可處於狀態的遠不只是停堆和非停堆兩種,核反應堆根據需要可以處於功率運行、最小可監測功率、熱態、冷態、維修冷停堆、換料冷停堆、加熱、冷卻等好幾個狀態,正常反應堆都是處於功率運行狀態的,其餘狀態時間較短或者為過度狀態。

當核動力艦艇靠岸後根據不同的修整計劃需要將反應堆置於以上不同的狀態:

1、如果只是回港短暫的物資補給或者官兵療養,完全沒有必要將反應堆轉換到維修冷停堆狀態,這時反應堆可以降功率運行,繼續為艦艇用其它方面如雷達通信系統、損傷控制系統、彈射系統、以及生活保障系統等供電,當然最重要的是為自衛系統和通訊系統供電。

2、如果是回母港小修,這時電源可以轉為由港口提供的外電源,根據後續的計劃可以將反應堆後撤至熱態、冷態或者維修冷停堆。

3、如果反應堆需要換料大修或者是對反應堆一二回路進行比較大修整,為了保證維修人員的受照劑量儘可能少以及防止高溫、高壓介質的傷害需要將反應堆後撤至維修冷停堆。


最後,核反應堆啟動不是如汽車飛機等的一鍵啟動,核反應堆啟動需要一個過程,如果從換料後的換料冷停堆啟動時首先要加熱一回路參數到熱態,然後才可以進行反應堆達臨界的相關操作。為了提高機動性,核動力航母也一般不會將反應堆後撤冷態或者停堆狀態的。

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核先生科普


學過“核反應堆控制”的人都知道,核反應堆是不能停堆後立即啟動的。主要原因是“碘坑”問題。

核反應堆在運行時,會產生大量的“裂變產物”,這些“裂變產物”中,包含著一些能大量吸收中子的核素,吸收中子截面很大,被稱為“毒物”。有些不是放射性同位素,如釤-149。它在核反應堆中累積,但含量是在緩慢的增加,對核反應堆的控制影響不大。

但有些“毒物”是放射性同位素,它除了被中子“消滅”外(吸收中子後嬗變成為其它核素),還會自己發生自然衰變。如氙-135。

在核反應堆運行時,氙-135在不斷的產生,又在不斷的被“消滅”(包括吸收中子和自然衰變),所以它的含量是基本穩定的。

在核反應堆停止運行後,沒有中子來消滅它了,只剩下“自然衰變”。可是,它的“母體”是碘-135,而碘-135的半衰期要大於氙-135,而吸收中子的截面比較小。這樣,其實核反應堆在運行時,積累了大量的碘-135。核反應堆停止運行後,碘-135就在不斷的自然衰變,產生氙-135。這樣,“毒物”就在核反應堆中不斷的積累,含量越來越高。

當然,碘-135和氙-135的半衰期不長,大約十天後就會“衰變殆盡”。所以,氙-135的含量會達到一個峰值後不斷下降。這時,核反應堆的“反應性”就會出現一個隨時間變化的“坑”。這個“坑”,實際上是由碘-135引起的,所以被稱為“碘坑”。在核反應堆的“反應性”小於“碘坑”時,核反應堆就無法達到“臨界狀態”了,就不能啟動了。

就算核反應堆的後備反應性大於碘坑,也不能啟動核反應堆,原因是在“碘坑啟動”時,核反應堆的反應性變化可能十分劇烈,容易造成核反應堆“失控”。所以,“碘坑啟動”是被禁止的。

如果核反應堆不停堆,氙-135的含量就不會有大的變化,也形成不了“碘坑”。而碘坑的“長度”(持續時間)是由碘-135和氙-135的半衰期決定,純屬自然規律,無法人為來改變。一般需要幾天時間。

這是由核反應堆的物理特性決定的,與什麼“強迫停堆”或者“強迫停堆時間”沒有什麼關係。

所有,如果核動力艦船進港後不準備長期停靠,一般只是“降低功率”,而不會“關閉核反應堆”。

所以,總有人詢問,核反應堆能不能“安裝在民用汽車”上。我的回答是“不能”。這裡不僅僅是“輻射防護”的問題,更大的問題是“不能隨意啟動”。


手機用戶58903279720


【核動力航母、核潛艇靠岸後不停堆,關閉壓水反應堆要用控制棒!】

核動力航母、核潛艇目前主要使用壓水反應堆,整個的推進裝置是由反應堆、一回路、二回路、電力系統、應急電力系統和軸系所組成,一般在艦體靠下方的中後部 。在核潛艇上,核動力系統要佔3到4個艙室,在最為靠後的位置,靠近螺旋槳。

艦艇用常規動力系統——燃氣輪機和柴油機,可以隨時停車,隨時啟動。所以,驅逐艦、護衛艦、常規潛艇靠岸後,主動力系統都是不工作的,可由碼頭供電,也可以用輔機。但是,大型核動力航母靠岸後或者是進港後,還是依靠核動力系統,為全艦供電,所以核反應堆仍舊處於運轉狀態,是不關停的。一旦有突發任務,航母可以立刻起航。

核潛艇分為攻擊型核潛艇、戰略導彈核潛艇,靠岸時反應堆同樣都不停。因為,攻擊型核潛艇要隨時準備出海執行任務。攻擊型核潛艇與常規潛艇相比,最大的優勢就是大潛深、高航速,能快速到達作戰海域。戰略核潛艇即使在靠岸期間,也要保持高度的戒備水平,艇上的潛射彈道導彈仍處於隨時能夠發射的狀態,反應堆自然也不能停。

那麼,有軍迷和網友要問了,萬一出現突發情況,或者要維修,如何讓核動力航母和核潛艇的反應堆停下來呢?答案很簡單,用控制棒!

壓水反應堆的堆芯內部有多組控制棒(見上圖)。控制棒用銀銦鎘材料製成,外面套有不鏽鋼包殼。控制棒由硼和鎘等易於吸收中子的材料製成,可以吸收反應堆中的中子,它的粗細與燃料棒差不多。把多根控制棒組成棒束型,用來控制反應堆核運轉的快慢。核反應壓力容器外有一套機械裝置,可以讓控制棒快速插入堆芯,也可以調節控制棒插入堆芯的深淺。如果想使核反應堆停堆,只需將控制棒完全插入堆芯中就可以了。這樣一來,控制棒就吸收了大量中子,堆芯就會由於中子數量不足而導致裂變反應難以為繼,核反應自然就會減弱或停止運行了。


軍事觀察員東旭


核動力艦艇靠岸或停航時,一般是要停堆的!


停靠進行維護的“里根號”核動力航母,此時反應堆應處於“冷停堆”狀態

但是,反應堆的停堆並不像我們停車關閉發動機似的,而是有多種停堆形式,如熱停堆、冷停堆、停堆換料等,每種情形等特點和用途也是不一樣的。

1)熱停堆:也叫熱態零功率,此時反應堆溫度仍維持較高水平,相當於我們開車時“發動機不熄火、掛空擋”。這種情況下,反應堆雖然停堆,但是隻要需要,很短時間內就可以重新啟動併到達較高功率水平,可以稱為是“待命”狀態;
在港停靠待命的俄羅斯“北風之神級”戰略核潛艇

2)冷停堆:此時反應堆已冷卻至較低的水平,如果要重新啟堆的話,則需要經歷一段較長的過程,與汽車發動機“冷機發動需要預熱”的情形類似。只有在艦艇船體長期停靠或者大修保養時才會降至冷停堆狀態;


在港檢修的法國“戴高樂號”核動力航母

3)停堆換料:這種情況下一般需要將反應堆壓力容器打開,去除乏燃料、換上新燃料;反應堆完整性被破壞,就算想啟動也啟動不了,是最徹底的停堆狀態。

目前,世界上主流的核動力艦艇(包括核動力航母、核潛艇,以及核動力破冰船等),其換料週期都很長,例如美國最新的“福特號”核動力航母可以做到近30年不換料(反應堆設計壽命50年,只需中間換料一次),也就是說除非特殊情況,它的反應堆可以幾十年都不用打開,技術水平確實很高!

美國最新的“福特號”核動力航母


威吶解析


圖為俄羅斯的北風之神級戰略導彈核潛艇,這類武器平時是不可能停堆的


核動力艦艇我們都知道,就是裝載核反應堆的艦船或者是潛艇。核反應堆不像很多人想的那樣直接推動船體航行,其動力依然是蒸汽輪機。只不過傳統的蒸汽輪機是通過鍋爐和燃料油來燒出高壓蒸汽,在驅動蒸汽輪機推動船隻向前航行,而核動力自身就是一個燒水爐子,源源不斷的燒水產生蒸汽驅動艦船,小夥伴們或許有疑問,核動力艦艇靠岸或者停航的時候要不要停堆呢?當然不需要。


圖為靠港的核動力航母


核動力艦艇只有在更換燃料棒的時候才需要完全停堆。一般情況下則是不需要停堆,因為核動力船隻想要完全停堆在啟動,往往需要數天的時間。一旦有突發情況完全來不及做出反應,最重要的是核動力艦艇本身理論上有著無限的航程,所以不停堆對艦艇來說沒有什麼影響。除此之外核動力艦艇屬於一個龐大的系統,只要不是更換核燃料,艦艇上始終都是有設備在工作的,這就需要電力,這些電力都是通過核反應堆來提供。


圖為蘇聯的阿爾法級攻擊型核潛艇


除此之外還有一些特殊的反應堆是不能停堆的,比如俄羅斯的阿爾法級核潛艇,採用的是液態金屬反應堆,在停船的時候核反應堆只會維持自身反應。這時候就需要複雜的岸上設備對核潛艇進行不間斷維護,防止液態金屬凝固。

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區域拒止



美國艦用反應堆,軍用反應堆要比民用反應堆結構緊湊的多,在工藝製造也複雜很多。

軍艦不論是核動力還有傳統動力入港以後,主機都要停止運行,核動力艦船甚至在未等軍艦入港的時候,也就是進入12海里絕對安全的情況下,主機(反應堆)就要關閉,採用“輔機”推進。
一般來說艦船
有兩種動力和能源供應設備,一個是主機,一個是輔機。主機是在艦船行駛的過程中提供推進的,而輔機則為艦上的生活用能源、各種電器設備、武器裝備…提供電力,它們之間可以互不干擾進行使用,也可以並機聯合使用,比如:生活用電輔機發生故障,停止運行,可由主機帶動發電機為艦上的照明和做飯提供電力。並且軍用艦船不止一個主機或者一個輔機,而是多套。要不然只有一臺沒有備用或者獨立的,要是主輔機故障,那麼軍艦也就失去動力和感知力成了“死魚”!

那麼,主輔機具體到核動力艦船也是這樣的,核反應堆就是這類型艦船的主機,而主機又是艦船的心臟!艦船駐泊以後就要關閉反應堆、停止運行,減少其核燃料無故損耗和反應堆機械磨損,反應堆是“金貴”的艦船主件,費用要佔到核艦船製造費用20%左右,況且軍用核反應堆不似在陸上反應堆燃料棒更換頻繁,它的燃燒棒是全壽命的,也就是說核艦船的核燃料棒壽命結束了→反應堆的壽命也結束了→同時艦船也退役了!但是,艦體還能用幾年,所以儘量的將核燃料棒的使用壽命延長,這就要精打細算的讓反應堆運行省著用,不能因為核能源是所謂“無限能源”就大手大腳!要儘量做到核燃料、反應堆、艦體一起使用壽命結束。
核艦船當中除了“超級核航母”


以外其他艦船都有推進輔機,這樣就會大大的減少燃料棒的消耗和主機機械的磨損,圖片上這艘英國“前衛級”戰略核潛艇正在出港,指揮台冒出的白煙就是“柴油輔助推進機”在工作,等它出港到了深水區才讓核反應堆運行。而“核動力超級航母”本身太重了,只好讓核反應堆低速運行確保進出港(這也是一般國家用不起的原因之一,費用極高)。而核艦船入港駐泊完畢後核反應堆必須關閉,各種生活用電、燒飯(軍艦上做飯都要電,禁止使用燃油燃氣)和一些必要的設備運行則由岸上用電纜連接到軍艦上面……要是使用輔機發電,也同樣會產生主機那樣的使用矛盾!並且輔機運行噪音也是很大的,深更半夜duang duang作響還讓不讓人睡覺了?況且輔機使用的是優質柴油,用它發電實在太浪費了,不如從岸上接一根電纜經濟……。

從上面簡單的介紹了軍用艦船的主輔機使用原則來看,不論是核動力還是常規動力的軍用艦船,入港駐泊後主輔機都有關閉,以減少燃料和機械磨損。


皇家橡樹1972


不需停堆,好比待機狀態.降功率.脫離負載.如果停堆.那核燃料燒盡.在一定時期更換或進行大修及異常才能呈現停堆狀態。


黃鶴樓天下江山第一樓


這要看靠岸幹什麼?

如果是靠岸休整或不涉及核反應堆的維修只需要熱停堆就可以了。熱停堆狀態要再次啟航的話時間較短就可以使反應堆再次運行。

如果是長期停航或涉及反應堆的維修的話,要一直降功率,直到冷停堆狀態。這樣要想再次啟航時間就要長得多了


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核動力系統的停堆與起堆都是一整套的操作規程,不但複雜而且難,而且時間不短,還不是一天兩天,還會造成堆芯損耗,停與起動前都得有大量的檢測工作,可能要有更換。反而不停堆艦也要用電,只需降低堆的燃值則可,堆在理論上可十至五十年不停堆。


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