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经典:军用核能技术及其发展第6章-美国的船用核动力装置

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经典:军用核能技术及其发展第6章-美国的船用核动力装置军用核能技术及其发展核科学与技术学院(V20060628.20071102)第六讲美国的船用核动力装置6.1概述6.2美国船用反应堆的发展历程6.3技术发展趋势6.1概述1939年,美国开始对舰船核动力装置的可能性进行初步探讨,二战期间由于集中力量研制原子弹而使研究工作暂时中断1946年,美国卡林顿研究所(现橡树岭国家实验室)提出了以加压水作为冷却剂和慢化剂的压水堆概念1948年5月1日,美国原子能委员会和美国海军联合宣布了建造核潜艇的决定1952年6月,第一座陆上模式堆S1W开始建造,次年5月31日开始发电,单堆热功率60M...
经典:军用核能技术及其发展第6章-美国的船用核动力装置
军用核能技术及其发展核科学与技术学院(V20060628.20071102)第六讲美国的船用核动力装置6.1概述6.2美国船用反应堆的发展历程6.3技术发展趋势6.1概述1939年,美国开始对舰船核动力装置的可能性进行初步探讨,二战期间由于集中力量研制原子弹而使研究工作暂时中断1946年,美国卡林顿研究所(现橡树岭国家实验室)提出了以加压水作为冷却剂和慢化剂的压水堆概念1948年5月1日,美国原子能委员会和美国海军联合宣布了建造核潜艇的决定1952年6月,第一座陆上模式堆S1W开始建造,次年5月31日开始发电,单堆热功率60MW6.1概述(续)1954年1月,世界上第一艘核潜艇,也是美国海军第一艘核动力舰艇“鹦鹉螺”号下水1960年,第一艘核动力航空母舰“企业”号下水1961年,第一艘核动力导弹巡洋舰“长滩”号下水至1998年,美国已建成核潜艇191艘,建造潜艇用堆192座—攻击型核潜艇(SSN)131艘,装堆132座;—弹道导弹核潜艇(SSBN)59艘,装堆59座;—研究艇1艘,装堆1座6.1概述(续)冷战时期,美国和俄罗斯(前苏联)的攻击型核潜艇是执行全球进攻或防御战略的重要力量,着重追求高航速、大潜深、低噪音等全面指标,导致研制费用恶性膨胀。苏联解体后,美国攻击型核潜艇的主要使命从控制全球海洋转向地区战争、护航和沿海反潜作战任务,其发展目标从深潜、高速为主转向以多功能、多用途为主。美、俄核潜艇比较6.1概述(续)美国新一代“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇、俄罗斯“北德文斯克”攻击型核潜艇都是兼有反潜、反舰和攻击能力的多用途潜艇。多用途攻击型核潜艇由于一艘多用,不仅减少了型号,便于维修和管理,而且提高了效费比,对于财力和技术有限的国家是一种可取的途径。“鳐鱼”级(4),1955~1959“鲣鱼”级(6),1956~1961“长尾鲨”级(14),1958~1967“鲟鱼”级(37),1963~1974“洛杉矶”级(62),1976~1996“海狼”级(3),1995~2001“弗吉尼亚”级(3),1996~2004[7级,共计131艘]“华盛顿”级(5),1957~1961“伊桑·艾伦”级(5),1959~1967“拉菲特”级(31),1961~1967“俄亥俄”级(18),1976~1997[4级,共计59艘]SSNSSBN美国舰船核动力堆的命名规则两个字母中间加一个数字:“鳐鱼”级攻击型核潜艇20世纪50年代,美国海军成功建造“鹦鹉螺”号和“海狼”号核潜艇后,决定在这两艘潜艇的基础上建造一批排水量小,造价低的核潜艇,即“鳐鱼”级攻击核潜艇。“鳐鱼”级核潜艇于1955年开工,1959年服役,同级艇4艘。这是美国首次批量生产的核潜艇,从此核潜艇开始成为美国海军一个独立的战术单位。G.1SSN“鳐鱼”级攻击型核潜艇鳐鱼级总共建4艘,分别是SSN-578“鳐鱼”(Skate)SSN-579“剑鱼”(Swordfish)SSN-583“棘靛鱼”(Sargo)SSN-584“海龙”(Seadragen)第一型批量建造的核潜艇,水下排水量2861吨,水下航速25节,潜深220米,艇员87人艇长81.5米,艇宽7.6米,吃水6.4米SSNG.1“鳐鱼”级的主要特点“鳐鱼”级依然采用常规型艇型,即二战时德国的XXI型,但它是首次完全采用核动力装置的潜艇。动力装置采用美国当时新研制的S3W压水反应堆,采用蒸汽透平减速齿轮推进方式,双轴推进模式,输出功率6600轴马力,噪声较小。SSN由于追求小型化而降低了航速,后来这种反应堆再也没有安装到别的核潜艇上。除“棘鱼”号的核反应堆为S3W型,其余各艇为S4W型。G.1“鲣鱼”级攻击型核潜艇长76.7m,宽9.6m,吃水8.9m排水量:水上3075吨,水下3513吨航速:水上16节,水下大于30节自持力:可70天水下连续航行编制:128人(其中11名军官)动力装置:1座西屋公司的S5W压水堆,2台主汽轮机,单轴推进,轴功率15000马力“鲣鱼”级不但是第一级采用水滴型艇体的潜艇,还是世界是第一次采用压水堆、围壳舵、单轴推进的潜艇SSNG.2“长尾鲨”级攻击型核潜艇到20世纪50年代末,美国新设计的水声设备AN/BQQ-2和反潜火箭已经研制成功。为了装备先进的反潜火箭和高性能的探测设备,并加大潜艇的下潜深度以及减小机舱噪音和螺旋桨空泡噪音,美国海军于1958年-1967年建成了第三代攻击核潜艇“长尾鲨”级(又称“大鲹鱼”级PermitClass)。“长尾鲨”级攻击核潜艇的首艇“长尾鲨”号于1961年服役,该级艇共建造13艘。SSNG.3“长尾鲨”级研制背景20世纪50年代中期,前苏联推出了第一代核潜艇“十一月”级(NovemberClass,简称N级)。当时美国海军的主力“鲣鱼”级(SkipjackClass)攻击型核潜艇虽然速度快,但设计上仍然延续二战时期潜艇以攻击水面舰艇为首要任务的传统,在静音性能方面并未有所发展,侦测装备也不符合猎杀潜艇的需求。因此美国海军也加紧研发全新的攻击型核潜艇,希望能在苏联弹道导弹核潜艇发射飞弹前就搜获之并将其击沉。1956年,美国海军上将阿利·伯克(AdmArleighBurke)首先提出此项需求,称为“诺布斯卡”(ProjectNobska),旨在发展出优秀的潜艇静音、潜深以及侦测装备等技术,使用于新一代的美国核动力潜艇上。依据此计划,新的攻击型核潜艇以反潜为第一要务,而不是如同以往的对付水面舰艇。SSNG.3“长尾鲨”级主要参数该级艇采用水滴型艇型,主尺度:艇长84.9米,艇宽9.6米,吃水7.6米;水上排水量3750吨,水下排水量4310吨。核反应堆为S5W压水堆,单轴,15000轴马力,采用2台蒸汽轮机。该级艇装有三种推进装置:主动力装置、应急动力装置和辅助推进装置,而且从此以后所有的核潜艇都装有这三种动力装置,因而降低了机舱噪音。该艇还装有独特形状的七叶螺旋桨,从而使螺旋桨的空泡噪音减至最低。水上航速20节,水下航速25节以上。该级艇的工作深度300-400米,试验下潜深度400米。人员编制:127人SSNG.3“长尾鲨”号攻击型核潜艇沉没长尾鲨级的首艇长尾鲨号于1961年服役,1963年4月10日大深度潜航试验时在波士顿以东220海里处沉没,艇上129名海员全部遇难,成为美国海军在和平时期最严重的潜艇事故。事故前该艇曾停泊在新汉普顿和朴茨茅斯海军船坞进行彻底检修。4月10日晨在潜水救生船“云雀”号伴随下出海进行深潜演习。上午9时在离波士顿320行米处潜入海底,便与“云雀”号失云了联系,再也没有浮上来。事故地带海水深达2500米,无法进行打捞抢救。4月14日,美国海军装备的深潜器“的里雅斯特”号被用来打探潜艇的踪迹,但仅发现了几块金属碎片。8月,深潜器携带机器人第八次下水,终于发现了潜艇的残骸并拍摄了大量照片,使人们看到了潜艇沉没后的景象。SSNG.3“长尾鲨”号失事原因调查失事根源是由于当时疯狂的美苏武器竞赛,建造潜艇时采用较快速便捷的方式,牺牲了质量管理,造成了悲剧性的后果。艇内管路设施并未以同等核能设施的超高安全标准加以建造,直径四吋以上的水管路采用焊接(weld)来接合,但是四英寸以下的次级管路则采用溶银衔接(Silverbrazed),即把银环放在管路接口加热,使其以毛细原理渗入管路接合处细缝;虽然溶银衔接较焊接方便省时,但是管路没有确实接牢的机率较高。由于建造时程紧凑,导致这些管路的质量检测工作没有确实执行,工作人员仅仅检验了容易接近的接点,而被对象挡住的接点就不予检查。当时“长尾鲨”号有145个水柜管路接受检查,其中20个通过了简易的净力检查,但未通过昂贵耗时的超音波检查,其它还有几百处管路根本未进行超音波检查。G.3SSN“鲟鱼”级攻击型核潜艇鉴于苏联核潜艇力量的不断增强,美国海军为了保持它对于苏联潜艇部队的优势。在“长尾鲨”级核潜艇存在不足,比如储备浮力不足,对该级艇进行较大范围的设计更改,形成新的一个型号。“鲟鱼”级尚未建造,发生“长尾鲨”号沉没事件,因此对原先的设计又进行了改进。SSNG.4“鲟鱼”级主要参数该级艇采用水滴型艇型,主尺度:艇长89米,艇宽9.7米,吃水8.8米;水上排水量4140吨,水下排水量4630吨。核反应堆为S5W压水堆,单轴,15000轴马力,采用2台齿轮减速汽轮机。该级艇装有三种推进装置:主动力装置、应急动力装置和辅助推进装置。该艇还装有独特形状的七叶螺旋桨,从而使螺旋桨的空泡噪音减至最低。水上航速15节,水下航速26节左右。该级艇的工作深度396米。人员编制:107人SSNG.4“洛杉矶”级攻击型核潜艇“洛杉矶”级是美国海军第五代攻击核潜艇,也是世界上建造批量最大的一级核潜艇,具有优良的综合性能,主要承担反潜、反舰、对陆攻击等任务。首艇SSN-688“洛杉矶”号于1972年2月8日开工,1976年11月13日服役,最后1艘SSN773“夏延”号于1996年3月服役,持续时间长达20余年,才最终完成了这一数量高达62艘的庞大造舰计划。SSN△旧金山号(SSN711)G.5“洛杉矶”级研制背景20世纪60年代中期,美苏发展核潜艇竞争激烈。美国对于前苏联“维克托”(Victor)级高速攻击型核潜艇的出现深感不安。相比之下,原先美国“鲣鱼”(Skipjack)级核潜艇的高航速优势,面对新出现的“大参鱼”(Permit)级和“鲟鱼”(Sturgeon)级显得多少有些相形见绌,对美国海军舰队的战术和作战能力产生了不利的影响;同时,为了对付前苏联最快的水面舰队,美国海军需要长期地搜索、跟踪和多次攻击敌舰艇,于是,美国从1964年开始研究SSN688级高速核潜艇,以取得对苏核潜艇抗衡的优势,最终该级定名为“洛杉矶”(LosAngeles)级,从1968年开始正式进行该级艇的研制工作。G.5SSN“洛杉矶”级的主要参数“洛杉矶”级全长110.3米,宽10米,水上航行时吃水9.9米,水上排水量6080吨,水下排水量6927吨,水下航速32节,艇员编制133人,其中13名军官。其动力装置为1座通用电气公司S6G压水反应堆,2台蒸汽轮机,功率26MW,约35000马力,单轴,1台辅助推进电机,325马力。该级艇从SSN751“圣胡安”号开始加装消音瓦,并以首水平舵代替了围壳舵,在冰区上浮时可自由伸缩。SSNG.5“海狼”级的研制背景为了在20世纪90年代后期和21世纪保持攻击型核潜艇的优势,从80年代中期开始,美国海军就开始研制替代洛杉矶级的新式攻击型潜艇。依据冷战末后期美国海军“前进战略”的需求,目标是建造一种在二十一世纪初期能在大洋与北冰洋对抗任何苏联现有与未来核潜艇,并取得制海权的攻击核潜艇。美国海军计划将其前进部署于靠近苏联的海域遂行作战,并且格外强调武器装载量、持续作战能力与静音能力,以便增加在苏联势力范围内的存活机率以及胜算,并延长在这种目标极多的海域内作业的时间,减少为了补充弹药物资而穿越苏联海上防线的次数。此计划被称为“二十一世纪攻击核潜艇”(SSN-21),产物就是“海狼”级。G.6SSN“海狼”级主要参数该级艇采用水滴型艇型,主尺度:艇长107.6米,宽12.9米,水上排水量8060吨,水下排水量9142吨。核反应堆为S6W压水堆,单轴,45000轴马力,2台汽轮机,泵喷推进。S6W压水堆具有静音航速20节。水上航速15节,水下航速38节。该级艇的工作深度594米。是美国海军航速最高和下潜最深的潜艇。人员编制:133人SSNG.3“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇(1)美国海军在建的最新一级多用途攻击型核潜艇,用于替换将要退役的“洛杉矶”级攻击型核潜艇,成为美国海军21世纪近海作战的主要力量,同时也保留了远洋反潜能力。艇长114.91米,宽10.36米,吃水10.1米,水下排水量7925吨,水下航速28节,下潜深度500米。核反应堆一次装料可使用33年。造价22亿美元,2004年10月23日首艇服役SSNG.7“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇(2)装备4具533毫米鱼雷发射管和12个“战斧”巡航导弹垂直发射管。艇载电子设备将安装最先进的C4ISR作战系统。该级艇能发射美国海军正在研制的“曼塔”可回收自主式无人潜水器,用于水下侦察、扫雷和反潜;还能快速部署6人“海豹”突击小组能够完成反潜、反舰、布放水雷、对陆地目标实施精确攻击、搜集情报以及派遣/回收特种作战人员等多种任务。SSNG.7“华盛顿”级弹道导弹核潜艇1957年10月4日,苏联发射第一颗人造卫星。利用“鲣鱼”级攻击性核潜艇,增加弹道导弹舱。布置16个“北极星”弹道导弹的发射筒,两排,每排8个。目前,全部退役。华盛顿级弹道导弹核潜艇对美国和其他国家核潜艇技术的发展,都曾经产生深刻的影响。战略平台、弹舱设计,AIP。SSBNG.1“华盛顿”级弹道导弹核潜艇长116.3米,宽10.1米,吃水8.8米水上5900吨,水下6880吨航速:水上16节,水下为22节潜深:396米自持力:60天动力装置:S5W型压水堆,主机的功率均为15000轴马力艇员人数:132人SSBNG.1“伊桑·艾伦”级弹道导弹核潜艇1961至1963年间,美国又建成服役第二代弹道导弹核潜艇“伊桑·艾伦”级,“伊桑·艾伦”级共建成5艘长125米,宽10.1米,吃水9.8米水上6900吨,水下7900吨航速:水下为25~30节潜深:396米自持力:60天动力装置:S5W型压水堆,主机的功率均为17000轴马力SSBNG.2“伊桑·艾伦”级的历史地位5艘核潜艇的耐压艇体全部都采用了HY-80高强度钢,因此,该级核潜艇的最大下潜深度可以达到396米。396米的下潜深度成为其后美国海军各种型号弹道导弹核潜艇的标准下潜深度。虽然是美国海军第二代弹道导弹核潜艇,但是作为标准型的弹道导弹核潜艇设计的,为美国海军其后的各种型号的弹道导弹核潜艇的设计提供了许多借鉴和参考的依据。对美国海军其后数十年间的弹道导弹核潜艇的基本设计模式起到了定型和固化作用。在美国海军弹道导弹核潜艇的发展中,起到了承上启下的作用。由于该级艇的设计和建造,使得美国海军的弹道导弹核潜艇技术从“华盛顿”级平稳地过渡到“拉斐特”级,为完成美国海军“北极星”计划的全部过程发挥了关键的衔接作用。SSBNG.2“伊桑·艾伦”级的结构及外形SSBNG.2“拉菲特”级弹道导弹核潜艇从1960年首艇开工到1967年,共建造31艘长129.5米,宽10.1米,吃水10米水上7250吨,水下8250吨航速:水下18节,水上25节潜深300米人员编制:143人,其中13名军官1座S5W型压水堆及2台蒸汽轮机,总功率1.5万马力SSBNG.3“俄亥俄”级弹道导弹核潜艇美国第四代战略核潜艇,是当今世界上最先进的弹道导弹核潜艇,共建造了18艘可发射24枚“三叉戟II”型导弹,导弹最大射程1.2万公里,命中精度90米经过改装后能够装载常规的战斧巡航导弹,支持特种作战部队SSBNG.4“俄亥俄”级的研制背景20世纪60年代,美国核潜艇搭载的“海神”导弹射程只有4600km,必须到靠近欧亚大陆海域才能攻击苏联,由于前苏联海军的崛起,反潜兵力的增强,直接威胁到当时在役的导弹核潜艇的生存。美国计划为“海神”导弹增加第三级火箭,射程增至8300-9300km,装备它的核潜艇可在美国海域附近打击世界上任何战略目标,从而形成水下远程导弹系统计划(ULMS),并于1971年9月14日获得批准。1972年初,ULMS-I型导弹命名为“三叉戟”-Ⅰ型(C4)导弹,ULMS计划随之称为“三叉戟”计划,同时开始发展一种新型的弹道导弹潜艇以供三叉戟导弹使用,“俄亥俄”级战略导弹核潜艇的建造计划因此浮出水面。SSBNG.4“俄亥俄”级的主要参数排水量18750吨长170.7米,宽12.1米,吃水11.8米一座S8G自然循环压水堆,热功率250MW,堆芯寿期500满功率天,更换核燃料周期15年以上2台蒸汽轮机,齿轮减速装置,单轴,1个7叶螺旋桨,航速20节以上,下潜深度400米艇员编制155名(其中军官15名)续航力1000,000公里SSBNG.4“俄亥俄”级的相关照片SSBNG.46.2美国船用反应堆的发展历程6.2.1研究概况6.2.2已发展的船用堆系列6.2.3S5W的特点6.2.4S6W的特点6.2.5S6G的特点6.2.6美国船用堆发展的经验6.2.1研究概况研究过压水堆、液态金属堆和气冷堆,目前在舰船上装备过的有压水堆、液态金属堆压水堆装备了数百艘核动力潜艇和水面舰船(航母、巡洋舰、破冰船、商船等)液态金属堆只装备过美国的“海狼”号(SSN-575)核潜艇和前苏联的“阿尔法”级核潜艇,目前“阿尔法”级已退役压水堆技术比较成熟,结构简单,坚固耐用,运行性能好,结构紧凑,目前舰船核动力装置全部采用压水堆6.2.2已发展的船用堆系列1.西屋公司的SW系列陆上模式堆:S1W,A1W装舰堆:S2W,S3W/S4W,S5W,S5W-Ⅱ,S6WA2W,A4W,C1W2.通用电气公司的SG系列陆上模式堆:S1G,S3G,S7G装舰堆:S2G,S4G,S5G,S6G,S8G,S9GD2G,A1G西屋电气公司西屋电气公司(WestinghouseElectricCorporation)又译威斯汀豪斯公司,美国主要电气设备制造商和核反应堆生产商1886年1月8日,由G.威斯汀豪斯在美国宾夕法尼亚州创立,总部设在宾夕法尼亚州匹兹堡市1889年时曾改名西屋电工制造公司(WestinghouseElectricManufacturingCompany),1945年10月改用现名2006WestinghouseElectricCompanywassoldbyBNFLtoToshiba.通用电气公司美国通用电气公司(GeneralElectricCompany,GEC)是美国、也是世界上最大的电器和电子设备制造公司,总部位于美国康涅狄格州费尔菲尔德市除了生产消费电器、工业电器设备外,还是一个巨大的军火承包商,制造宇宙航空仪、喷气飞机引航导航系统、多弹头弹道导弹系统、雷达和宇宙飞行系统等表1美国潜艇堆主要性能表堆名S5WS5W-ⅡS5GS6GS8GS6W堆型PWRN-PWRN-PWRN-PWRN-PWRPWR堆功率MW6085-10060160250250轴功率HP1500020000-2500017000400006000060000换料周期a4~54~5910~1310~1310~13续航力万海里121235~40100100100初次投运时间195819611969197619811995表2SSN核动力装置主要参数艇型排水量t堆型主汽轮机轴数/轴功率万马力航速节潜深m鳐鱼28601×S3W/S4W22×(0.35~0.5)22210鲣鱼35131×S5W21×(1.5~2)30213长尾鲨43001×S5W21×1.530360鲟鱼46401×S5W-II21×1.7530400洛杉矶69271×S6G21×332~35450海狼98501×S6W21×5.2,泵喷35610弗吉尼亚73001×S9G21×4.55,泵喷28240表3SSBN核动力装置主要参数艇型排水量t堆型主汽轮机轴数/轴功率万马力航速节潜深m华盛顿67001×S5W22×1.525210伊桑·艾伦78801×S5W-II21×1.525300拉菲特82501×S5W或1×S5W-II21×1.5或1×225400俄亥俄187001×S8G21×6254506.2.3S5W型核动力装置的特点由西屋公司与贝蒂斯核动力研究所研制,没有建陆上模式堆1台反应堆,2个冷却环路,每个环路有1台立式自然循环蒸汽发生器、2台主泵,2个环路共用1台稳压器2台单缸汽轮机,共用1台两级齿轮减速器,单轴单桨,轴功率15000马力2台汽轮发电机组,功率2250kWS5W反应堆压力容器高2.8m,直径2.4m,重量25吨堆芯高1.07m,直径1.2m,功率密度80MW/m3板状元件,包壳Zr-4合金,235U富集度40%堆芯设计寿命5000满功率小时,换料周期5年[后改进为7000满功率小时,换料周期10年]反应堆热功率60MW,冷却剂系统压力16MPa堆芯双流程,流量2400t/h,堆芯进出口温度250/280℃额定工况下蒸汽压力2.3MPa6.2.4S6W型核动力装置西屋公司在S5W和D2W基础上研制1台反应堆,2个冷却环路,每个环路有1台立式自然循环蒸汽发生器、1台主泵,2个环路共用1台稳压器2台单缸汽轮机组,有2台主冷凝器,单轴,泵喷射推进,轴功率60000马力采用浮筏减振,动力装置与艇体之间不是刚性连接,噪声不易辐射传出;反应堆具有很强的自然循环能力,整个动力系统辐射噪声降低了50dB,使“海狼”级水下静音航速达到20节S6W型反应堆新型堆芯结构,保证均匀释热,功率密度70MW/m3新型钚基燃料元件,堆芯采用新型结构堆芯设计寿命13000满功率小时,换料周期达到25~30年反应堆热功率250MW,冷却剂系统压力16MPa冷却剂平均温度290℃6.2.5S6G型核动力装置通用电气公司与诺尔斯核动力研究所研制,以D2G为基础,吸收了S5G自然循环堆的特点,没有建陆上模式堆采用传统的压水堆单堆布置形式(分散式布置)1台反应堆,2个冷却环路,共用1台稳压器,每个环路有1台立式自然循环蒸汽发生器、2台主泵,2个环路2台单缸汽轮机,共用1台齿轮减速器,单轴,一部七叶大侧斜螺旋桨,轴功率45000马力采取了一系列减振降噪措施,使“洛杉矶”级成为20世纪80年代最为安静的核潜艇S6G型反应堆铀-锆合金板状元件,包壳Zr-4合金堆芯采用高性能结构材料和新型结构堆芯设计寿命500满功率天,换料周期15年反应堆热功率130~150MW6.2.6美国船用堆发展的经验认真、谨慎,多试少制。发展了13型潜艇堆,建了7座陆上模式堆;强调反应堆技术的基础研究,尤其重视发展新概念堆型和新材料;高度重视安全可靠性,未经陆上考核和海试的技术不轻易采用;在建造过程中强调质量保证,安全裕度大。6.3技术发展趋势提高单堆功率——满足核动力舰船大型化、快速化的发展长寿命堆芯增强自然循环能力提高固有安全性——采用非能动安全系统降低噪音——用电力推进系统代替齿轮减速装置,用复合材料制造螺旋桨,可使噪声降至90~100dB。长寿命堆芯的优点减少换料次数,提高在航率;减少艇壳的大切口次数,增加艇壳的可靠性;减少放射性废物对操作人员和环境的影响;提高燃料利用率,降低换料费用。采用富集铀、锆包壳和板状元件;[铀锆合金或UO2-Zr4,铀235富集度在20%以上,S6G、S8G、S9G达40%左右]提高转换比和堆芯中子经济性;燃料元件的布置采用稠密栅;采用可燃毒物控制,对控制棒进行程序控制,适当加大燃料的初始装载量;优化燃料元件结构。堆芯寿命由最初的2年增至现在的30年,在整个服役期内堆芯不换料延长堆芯寿命的措施自然循环反应堆的优点提高反应堆运行的安全性。——自然循环能力高时,可保证在中、低速工况下不使用主泵,避免了由于主泵故障导致的一系列问题,保证堆芯不会烧毁提高潜艇的隐蔽性。——潜艇噪声主要来自于螺旋桨、主齿轮减速器和主泵,主泵停转可以减小噪声增强自然循环能力的措施增大堆芯进、出口冷却剂的温差,适当提高堆芯含汽量,以提高反应堆冷却剂系统中冷却剂的密度差;(受反应堆热工安全性的限制)蒸汽发生器的安装位置高于反应堆堆芯,以增大位差;(受核潜艇壳体尺寸限制)减小一回路系统及设备的流动阻力;[增大主管道直径并缩短其长度,紧凑布置,一体化布置]采取适当的控制措施。[减小海洋条件对自然循环的影响]依靠重力、对流、蒸发等自然过程自动处理各种事件,即使在发生严重失水事故时,也能保证堆芯得到充分冷却;由于不需要运行人员操作,可以避免人为误操作的发生。非能动余热排出系统非能动安全注射系统非能动安全系统的特点采用浮阀减振,动力装置与艇体之间不是刚性连接,噪声不易辐射传出采用吊挂防振、抑制噪声、隔声减振等措施提高反应堆自然循环能力,降低整个动力系统的辐射噪声减振降噪措施TheEnd
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