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中国新型反应堆领先美军两代 国产核航母却无法使用

  带二回路热交换的气冷堆,热效率在37-46%左右

沸水堆结构,把水换成氦气就是最高效的气冷堆原理,能到50%

依靠更高的冷却剂温度和更直接的能量转化设计,气冷堆在理论上能获得更高的效率;笔者在文献中见过的最大的数字是50%——如果放在压水堆上,这至少是一代、甚至两代以上的技术差距。

由于每立方米氦气能携带的热量太少了,只有水的几百分之一;因此气冷堆虽然热效率更高,但却需要非常巨大的体积,才能实现和压水堆相同的功率,这使得它只适合作为陆地发电站的选择,是从根本原理上最不可能、最不适合作为潜艇动力堆的类型。

  这东西要立起来才能用,没有任何舰船能装得下

比如清华大学的气冷堆,最大功率仅10MW,但核心部件的高度已经达到12.6米,全世界已经没有任何一种核潜艇能装得进去。

而法国的红宝石,仅2600吨排水量的小型核潜艇,其反应堆功率也有48MW,而美俄主流大型核潜艇的反应堆,功率更是达到250MW级别。要在气冷堆上实现相同的输出功率,其体积是现在任何一种船舶的动力舱室都无法容纳的。

最后要指出的是,现在全世界范围内,气冷堆都没有达到商业运行的成熟阶段——美日德在气冷堆领域的发展均停留在示范电站阶段,国内气冷堆技术源自德国,在建的石岛湾项目也属于示范电站。现在气冷堆还没有在实际运行中,真正表现出包括安全性在内,相对压水堆的实际优势。

气冷堆由于原理上的高热效率优势,它本身是一个值得探索的方向;但这不代表它就一定具备实用性价值——特别是在与其它堆型的竞争中,能推广普及化,也不代表它就适用于所有的场合。(作者署名:候知健)