船舶核动力推进系统原理

将原子核裂变释放的核能转变为船舶螺旋桨推进力的系统和设备，称为船舶核动力推进系统，简称船舶核动力系统。以核潜艇为例，图5-1、图5-2给出了采用压水型反应堆的核动力推进系统。图中，用反应堆的核裂能量产生蒸汽、然后用其驱动汽轮机，最后汽轮机轴再经齿轮减速器传动螺旋桨产生船舶推进力。

图5-1 船舶核动力推进原理图

1—稳压器 2—蒸汽发生器 3—主蒸汽阀 4—主汽轮机 5—减速器 6—离合器 7—主电动机 8—控制棒 9—辅汽轮机与主发电机 10—连轴器 11—一回路屏蔽 12—反应堆 13—主泵 14—电动机 15—发电机 16—蓄电池 17—冷凝器 18—泵

图5-2 核推进装置艇内布置示意图

核潜艇的核动力推进装置主要由压水核反应堆、蒸汽发生器、稳压器、一回路管道与循环系统、二回路管道与循环系统、主汽轮机（透平）、螺旋桨电动机、螺旋桨推进器及其他辅助系统组成。

由核潜艇动力推进装置流程图看出核潜艇动力推进装置的主要特点是：螺旋桨推进器的动力既可来自主汽轮机的轴动力、又可用电动机驱动；该电动机的电源来自蓄电池，蓄电池利用艇上发电机充电系统不断充电，而发电机是用另一台辅助汽轮机驱动的。(www.xing528.com)

核动力船舶所以多采用压水核反应堆，主要是出于安全性考虑。核动力船舶的工作状态不像陆上的核电站，它航行中要产生摇摆和震动，特别对军用舰艇来说，还有训练、作战时的更大程度上的动作，这样一来，核反应堆的选型，要以使用安全性为主。

压水核反应堆内的冷却剂（冷却水）的温度虽然可达330℃，但其工作压力为16MPa左右的高压，在如此高的压力下，反应堆内的冷却水不会沸腾，不会沸腾的冷却水就不会产生气体，没有气体产生的一回路冷却水，也就不会因船舶的摇摆和震动给一回路的结构带来高出设计的额外压力而损坏。

还有，压水核反应堆的一回路系统与二回路系统之间，发生关联的设备是蒸汽发生器，在蒸汽发生器中，有核辐射的一回路系统冷却水与二回路系统的工质（水）并不直接接触，中间的隔离层就是蒸汽发生器的一回路系统热交换管束，因此，这相对增加了使用安全性：整个二回路系统（主汽轮机、冷凝器和二回路系统管道等）因没有核辐射，所以可在不用核屏蔽的情况下运行，这就可简化核动力船舶轮机舱（图5-3、图5-4）的设计。

图5-3 核潜艇轮机舱位置

图5-4 核潜艇（美Ohio）的轮机舱