03.05 俄羅斯的核潛艇反應堆技術與美國有多大差距?

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以前我正好做過一張蘇聯/俄羅斯四代核潛艇反應堆彙總表,一張圖表基本就能看到俄羅斯核潛艇用反應堆的發展情況,需要電子版圖表的可以關注我並留言。目前來說,艇用核反應堆技術還是美國比較先進,俄羅斯雖然經費緊張,但是一直也沒有放鬆對核反應堆的技術研究,但是總體來說還是有一定差距。法國的核反應堆技術中規中矩,但好在保有獨立研發能力,而英國目前在用的羅·羅公司PWR-2型核反應堆,以及未來的PWR-3型堆,對美國的高質量技術轉移依賴性越來越強。

由上圖可以看出,蘇聯的第一代核反應堆主要解決了能不能上艇的問題,而第二代核反應堆主要改進第一代堆型的可靠性和功率提升。蘇聯當時決定壓水反應堆和液態金屬反應堆兩種堆型同時研製,1952年後由庫爾恰科夫原子能研究院負責壓水堆型陸上模式堆(27BM)的研製,以此為基礎,以OK-150型破冰船核反應堆為母型,蘇聯開發了第一代壓水堆(艇用代號BM-A型),這一型反應堆解決了蘇聯核動力上艇最基礎的問題,對後來的反應堆技術發展產生深遠影響。1957年,蘇聯開始建設液態金屬反應堆型陸上模式堆(27BT),以此開發了第一代潛艇用液態金屬堆RM-1型。雖然當時美國也經行了液態金屬反應堆的研究,但是認為其技術風險過高而放棄,蘇聯堅持發展了兩型,後來證明液態金屬堆雖然具有效率高、壓力低、熱交換強的優點,但是其可靠性卻不盡如人意。

蘇聯的第一代核反應堆(壓水堆單堆熱功率70兆瓦左右),總體來說可靠性低、事故率高,因此其第一代核潛艇多次發生一回路洩露、堆芯熔化等嚴重事故。故此,蘇聯的第二代核反應堆研究重點在於提高安全性和可靠性、降低重量和體積、優化管路、有限的提升功率,因此反應堆事故在蘇聯二代艇上並不多發,其單堆熱功率在72-90兆瓦。

上世紀60年代,蘇聯開始研製第三代核潛艇用反應堆,蘇聯實驗設計局開發了OK-650BK陸上模式堆,除了繼續完善可靠性外,提高性能成為了研製重點,初步實現通用化、模塊化設計,提高可維修性。三代堆在體積和重量較二代沒有太大變化的情況,單堆功率提高了一倍多達到190兆瓦。

俄羅斯第四代艇用一體化反應堆的研製工作基本與第四代核潛艇一同展開,用於裝備“亞森”級核潛艇,整個裝置高度緊湊化,擁有比第三代艇用反應堆更簡單的操作性和更高的安全性,且具備一定的事故保護措施。反應堆與一回路安裝在一起,一旦後者出現洩漏,對外界環境的汙染可以有效控制。雖然四代堆單堆功率達到195兆瓦,但是無論是功率還是技術水平與美製核反應堆還有較大差距。美國俄亥俄級核潛艇使用的S8G反應堆,單堆功率220兆瓦,後期改進型壽命超過20年,此外美國最新一代的核反應堆性能更強勁。


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俄羅斯亞森級核潛艇

美國弗吉尼亞級核潛艇

一、兩款核潛艇排水量。亞森級水上排水量8600噸,水上排水量13800噸;弗吉尼亞級水上排水量6950噸,水下排水量7800噸。從體格上看亞森級要比弗吉尼亞級大,驅動更大一號的潛艇當然就需要更大動力的反應堆。

二、兩款潛艇航速。亞森級水上航速16節,水下航速31節;弗吉尼亞級水上航速28節,水下航速34節。從航速上來看似乎弗吉尼亞級動力更強勁。

三、兩款潛艇反應堆技術。兩型核潛艇反應堆均採用自然循環反應堆,亞森級使用的是俄羅斯KTP型一體化自然循環壓水反應堆,美國使用的是其最新型號的S9G自然循環反應堆。應該說這兩款反應堆沒有質的區別。

綜合核潛艇的排水量,航速,反應堆技術來看,兩國的核潛艇反應堆技術差距不大,都在代差之內。


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