當時,為了降低堆芯的溫度,rì本採取了用直升機從空中澆水的辦法,又引入了海水進行冷卻。其結果是,雖然堆芯最終得以保全,但大量受到輻shè汙染的冷卻水排入海中留下了嚴重的生態隱患。
航母作為一種作戰武器,在戰爭中受到損傷是難以避免的。萬一出現電力系統受損的情況,反應堆的冷卻系統停止工作,其後果是非常可怕的。即便不說出現融堆這樣的極端情況哪怕是帶有高輻shè的冷卻水洩漏出來,對艦上乘員的影響也不堪設想。
而氣冷堆就不同了,它的工作特點是使用氦氣代替普通水作為冷卻介質,由於不需要像輕水堆那樣維持冷卻介質在高溫下的液態,因此氣冷堆的工作壓力不大,安全xìng更容易保證。
氣冷堆裡的核燃料是用耐高溫的陶瓷封裝成小型球狀的,裂變反應就在每一個陶瓷球的內部發生。萬一出現冷卻系統停止執行的情況陶瓷球的溫度最高可以升到6度,然後在此溫度下實現自動停堆,而不會像用金屬做堆芯的輕水堆那樣發生融堆的事故。換言之,如果後世的福島核電站是一組高溫氣冷堆,那麼即便是停電多rì也不會有任何的危險。
氣冷堆裡作為冷卻介質的氦氣是惰xìng氣體,即使出現洩漏,也不會帶出汙染物,這也是氣冷堆比輕水堆更為安全的一個原因。
國際上對於氣冷堆的研究已有幾十年時間起步較早的是德國,後來又有南非、美國、俄羅斯、rì本和中國開始了這方面的研究。中國在高溫氣冷堆方面起步落後於其他國家,但進展卻非常迅速到2世紀初,中國的高溫氣冷堆技術已經達到了世界一流的水平。
張逸華提出的思路,就是把已經實驗成熟的高溫氣冷堆搬上航母,作為航母的動力來源。如果這個設想能夠成功,那麼中國建造的這艘核動力航母,將是全球第一艘採用氣冷堆作為動力源的航母。正如張逸華此前向林振華介紹過的,使用氣冷堆的航母會比使用輕水堆的航母具有更好的安全xìng,減少維護的壓力,這對於提高航母的適應xìng以及戰爭條件下的生存能力,將有極大的幫助。
在張逸華提出這個設想之後劉向海組織相關人員進行了認真的討論,眾人認為,使用氣冷堆作為航母動力源的優勢是非常明顯的,既然目前氣冷堆的技術已經較為成熟,完全可以考慮在中國的第一艘核動力航母中使用這樣的設計。
高溫氣冷堆使用的冷卻介質是氦氣,氦氣在反應堆中被加熱到5度左右透過迴圈系統把熱帶到反應堆之外。在這個時候,有兩種把熱能轉化為機械能的模式。
第一種模式是透過一個換熱系統,用高溫氦氣加熱第二回路中的水或者其他介質,再利用形成的水蒸汽或者其他高溫氣體推動蒸汽輪機做功。這種方式與輕水堆類似,技術上也相對比較成熟,但缺陷也比較明顯:一是需要兩個迴路,使整個系統的體積變大,裝置數量增多,提高了維護成本;二是增加了一次熱交換過程,在換熱過程中不可避免地會出現損耗,導致熱效率降低
第二種模式也就是張逸華所提出的模式,即取消第二回路,直接用高溫氦氣驅動汽輪機做功,這樣既簡化了結構,也能提高熱效率,是一種非常有前途的模式。在這個模式中由氦氣直接驅動的汽輪機,就是氦氣輪機。或者嚴格地說,是在核島的第一回路中使用的氦氣輪機。截止到目前為止,世界上已經存在的氦氣輪機僅僅能夠應用於第二回路,在第一回路上使用的氦氣輪機尚處於實驗之中。
張逸華是一個技術痴,自從自己的研究方向由飛機發動機轉向工業汽輪機和燃氣輪機之後,他便開始廣泛涉獵相關的技術,氦氣輪機的技術也是在這個時候進入他的視野的。
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