瀚海狼山:双堆合璧,天下无敌
2021-01-24 13:54:49






一直有人要给新大舰一步到位的安装上反应堆。可是有个纯粹技术上的问题不知道想过没有?这就是过去新兴大国从来没有在水面上使用过反应堆;另外则是从来没有使用过双堆并联;而且是中等功率的双高效反应堆并联使用的情况。截止目前,在水下使用反应堆是有一定经验的。毕竟已经实际服役了XX条大黑鱼。加上试验中的陆地模式堆,在运行总数上还会大于这个XX台的数量。不过有2点却非常明确。第一,就是最大的黑鱼堆的热功率不会超过200兆瓦,实际输出功率不会超过70兆瓦。第二,过去全部是单堆运行体制,也就反应堆只需要考虑一个堆芯,一套循环体制;不需要考虑双堆或者多堆并联,会出现什么样的新情况。但是水面上的10万吨级载机大舰的情况却不一样了。水面航空大舰到目前,没有单堆的。过去最多有8个小堆并联的情况;后来超级大国全部简化为双中型堆并联运行。



水面大舰使用双堆的好处,第一是热功率大,基本单个的热功率就有350兆瓦以上,2个加起来超过700兆瓦;而4轴的总轴功率超过200兆瓦。比水下的大黑鱼大了好几倍。新兴大国对多堆水面运行和管理其实一直缺乏相应的实际经验。甚至多年前考虑过3堆或者4堆并联的方案。对设计功率提升幅度很大的双堆,原先并没有那么足够的自信心。不过所谓熟能生巧。最近20多年,全球新装机的90%的发电大功率堆,都在自己家里。凡是涉及到非常规动力的设备的零部件,都有最高的质量和性能要求。在这方面,不论用到哪里,很多都是相通的。因此在1000兆瓦级的单大堆的设计、制造和运行能力都达到全球一流水平,相关的设备和配套能力也全部达到世界一流以后,设计和制造一流双堆,自然也不在话下。双堆运行和过去单堆运行会有什么不同?两者在物理上会不会相互干扰是一个非常基础性的问题。实际上在原子层面,双堆确实是会相互影响的。



比如两者会同时释放中微子。这个平时根本看不出来,只有非常特殊的设备才能检测出来。利用双堆同时发射中微子的现象,可以进行一些深奥的物理实验。不过对工程应用为主的水面双堆来说,可以暂时不去理会一些微观层面的变化。首先还是要确保双堆并联,会不会出现特殊情况下的运行干扰。甚至极端条件下会不会存在“殉爆”的问题?而从过去极端情况看,比如当年的切尔诺贝利,4号堆发生超临界反应爆炸,并没有引发旁边另外3个堆的非正常反应。在4号堆被封闭后,另外几个堆甚至又持续发电了十几年才彻底停堆。其他的类似情况也可以证实,反应堆是不会轻易“殉爆”的。虽然解决了这个最大风险,但是船用双堆毕竟是近在咫尺,而且随波逐流。因此整体安全要求还是远远高于陆地堆的。对双堆并联来说,最大的风险不是双堆芯会相互干扰、相互串联。而是两者的一回路和二回路如何更好协调的问题。比如安装了双堆的水面大舰,大部分情况并不是满功率运行。95%以上的出海时间段,都是18节以下的经济航速航行,此时一半功率就够。



瀚海狼山(匈奴狼山)过去多次讲过,对反应堆来说,最安全的局面是持续满功率“燃烧”,而最不安全的局面是长期低功率的“闷烧”,一旦进入碘坑则非常的麻烦。这和普通船机是完全相反的特点。在满功率狂奔的情况下,自然可以双堆一起发全力,而在大部分情况下只需要一半功率,那么是两个堆一起都按照50%的功率运行好呢,还是只开一个堆好?还是采取第三种运行模式更好?这就需要足够的装堆运行时间和经验的积累来证明了。新兴大国在这个方面是一步一个脚印,坚持稳扎稳打。20XX年已经完成新堆的单堆满功率和变功率试验;此后才开始双堆试验。全部测试合格,1X万吨以上的超级大船会立即开工!