船舶核動力裝置演示文稿目前一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20231《核動力裝置》（優(yōu)選）船舶核動力裝置.目前二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20232《核動力裝置》船舶核動力裝置反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)二回路系統(tǒng)推進系統(tǒng)齒輪減速推進電力推進壓水堆3.船用核動力裝置的基本組成液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆目前三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20233《核動力裝置》壓水堆核動力裝置原理流程目前四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20234《核動力裝置》一回路系統(tǒng)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)專設(shè)安全系統(tǒng)一回路輔助系統(tǒng)廢物處理系統(tǒng)一回路系統(tǒng)的基本組成目前五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20235《核動力裝置》二回路系統(tǒng)汽輪機回路蒸汽系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)潤滑油系統(tǒng)造水系統(tǒng)二回路系統(tǒng)的基本組成目前六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20236《核動力裝置》二回路主機配置方案目前七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20237《核動力裝置》船舶推進方式目前八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20238《核動力裝置》1.3船舶核動力裝置的技術(shù)經(jīng)濟指標1.船用條件2.主要技術(shù)經(jīng)濟指標目前九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/20239《核動力裝置》1.船用條件（1）受海洋條件影響 ——搖擺、傾斜、升降 ——具有在海洋條件下正常運行能力（2）易產(chǎn)生海上事故 ——碰撞、觸礁、火災(zāi)、沉沒，要求生命力強（3）負荷變化頻繁、幅度大 ——機動性要求（4）航行遠離基地、碼頭 ——維修、補給困難 ——要求可靠性高目前十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202310《核動力裝置》1.船用條件（5）船內(nèi)艙室空間有限 ——要求動力裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間較?。?）船上、港口人員密集 ——輻射防護要求高（7）海洋氣候潮濕,空氣中含有鹽分 ——設(shè)備應(yīng)具有抗腐蝕性能目前十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202311《核動力裝置》海上事故（1）2007年1月9日，日本川崎汽船公司的“最上川”號大型油輪和美國“紐波特紐斯”號核動力潛艇在阿拉伯海的霍爾木茲海峽相撞。油輪局部受損，但沒有人員傷亡，也沒有造成原油和核泄漏事故。目前十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202312《核動力裝置》海上事故（2）2000年8月12日，造價10億美元的俄羅斯核潛艇“庫爾斯克”號在巴倫支海爆炸沉沒，118人殉難反應(yīng)堆處于安全關(guān)閉狀態(tài)，沒有造成核泄漏目前十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202313《核動力裝置》核動力潛艇的艙室空間核電站的主控室與汽機廠房目前十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202314《核動力裝置》2.主要技術(shù)經(jīng)濟指標（1）安全性（2）裝置功率（3）經(jīng)濟性（4）重量尺寸（5）可靠性（6）適航性（7）生命力（8）機動性（9）隱蔽性目前十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202315《核動力裝置》（1）安全性含義：對船上所有人員的健康和對周圍環(huán)境的清潔與安全有切實可靠的保證。正常條件下，對人員的放射性輻照低于法定水平。事故情況下，安全系統(tǒng)及時投入，防止放射性物質(zhì)外泄。是船舶安全的基礎(chǔ)，是諸項指標中最基本的要求；核安全始終是在核動力裝置的研制和使用中的首要問題。目前十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202316《核動力裝置》a.安全性要求雖然核動力裝置發(fā)生危險的可能性并不比其他動力裝置大，但萬一發(fā)生事故就會對環(huán)境和人員造成輻射；核動力艦船的檢修和換料需要設(shè)置專用的碼頭和設(shè)施，運行和維修過程中產(chǎn)生的放射性廢物需要適當?shù)奶幚恚粸楸ＷC核動力艦船在意外和遭受攻擊的情況下不發(fā)生核污染事故，核動力裝置必須有很高的固有安全性。

——保證堆芯不燒毀；——保證放射性物質(zhì)不泄漏。目前十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202317《核動力裝置》b.輻射防護措施核反應(yīng)堆工作時，不可避免有強烈的放射性輻射，這就要求特別的屏蔽，限制或根本不讓艇員進入潛艇的某些部位。廣泛采用自動化設(shè)備，不斷監(jiān)測空氣的放射性和采用其他一些安全措施。對船員照射劑量的極限值都有嚴格的標準規(guī)定。目前十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202318《核動力裝置》c.安全性設(shè)計原則多道屏障—燃料芯塊及包殼—一回路承壓邊界—反應(yīng)堆艙縱深防御—預(yù)防事故發(fā)生—防止運行偏差發(fā)展為事故—限制事故后果—應(yīng)急計劃目前十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202319《核動力裝置》安全措施示意圖目前二十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202320《核動力裝置》（2）裝置功率

含義：指主汽輪機組輸出有效功率，即船舶推進器的輸入功率。有效功率=汽輪機內(nèi)功率-汽輪機機械損失-齒輪減速器損失-軸系損失目前二十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202321《核動力裝置》a.裝置功率與船舶航速的關(guān)系裝置有效功率Ne與船舶航速vs、排水量D之間存在如下經(jīng)驗關(guān)系式：推進功率與航速的立方成正比排水量一定的艦船，推進功率越大，航速則越高高航速對于提高艦船的作戰(zhàn)能力極為有利目前二十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202322《核動力裝置》b.倒車功率民用船舶：倒車功率=（40%~50%）正車額定功率軍用艦船：倒車功率=（20%~40%）正車額定功率軍用艦船推進功率通常大于民用船舶核動力裝置中設(shè)置專門的倒車汽輪機來實現(xiàn)倒車目前二十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202323《核動力裝置》（3）經(jīng)濟性含義：反應(yīng)堆熱功率用于推進船舶的功率份額，表示能量利用的有效程度。核動力裝置的經(jīng)濟性好，意味著核燃料的消耗相對較少，可延長換料周期軍用核動力艦船在服役期內(nèi)的換料次數(shù)減少，可以提高在航率，減少船殼大切口的次數(shù)，同時還可以減少換料過程中產(chǎn)生的放射性廢物目前二十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202324《核動力裝置》a.核動力裝置的朗肯循環(huán)4-5-1：定壓吸熱過程1-2：絕熱膨脹過程（1-2a：實際膨脹過程）2-3：等溫（定壓）放熱過程3-4：壓縮過程目前二十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202325《核動力裝置》裝置效率定義為裝置有效功率與反應(yīng)堆輸出熱功率的比值，即裝置總效率定義為裝置輸出總能量與反應(yīng)堆輸出熱功率的比值，即b.常用的經(jīng)濟性指標[ηnpp

=16%~21%]目前二十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202326《核動力裝置》（4）重量尺寸裝置干重

裝置的機械、設(shè)備和管系的重量裝置濕重

裝置干重+裝置運行所必需的水和油的重量裝置貯備重量

液體的貯備重量消耗材料的重量和貯備儀器重量裝置總重=裝置濕重+裝置貯備重量干重水油濕重貯備重量總重目前二十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202327《核動力裝置》a.重量指標單位功率的重量裝置重量與裝置有效功率的比值，t/kW裝置相對重量

裝置重量與船舶排水量之比船名“列寧”號破冰船“北極”號破冰船“奧托漢”號核商船“薩瓦娜”號核商船“陸奧”號核商船“鸚鵡螺”號核潛艇“華盛頓”號核潛艇t/kW0.0930.1020.1240.2560.2950.0990.077目前二十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202328《核動力裝置》b.尺寸指標容積飽和度裝置有效功率與動力裝置艙室容積的比值，kW/m3面積飽和度裝置有效功率與動力裝置艙室面積的比值，kW/m2長度飽和度裝置有效功率與動力裝置艙室長度的比值，kW/m通常：目前二十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202329《核動力裝置》（5）可靠性含義：裝置在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的使用條件下完成規(guī)定功能的能力?？煽啃詫τ诒ＷC核動力裝置的可用性極為重要，是保證核動力艦船充分發(fā)揮戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)性能的重要前提之一目前三十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202330《核動力裝置》a.可靠性指標可靠度

設(shè)備在規(guī)定的條件下和預(yù)期使用期內(nèi)完成其功能的概率，即不發(fā)生故障的概率。故障率（或失效率）平均失效間隔時間設(shè)備可用率、故障運行率維修度目前三十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202331《核動力裝置》a.故障率隨時間變化的“浴盆”曲線目前三十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202332《核動力裝置》b.可靠性要求核動力艦船的自給力提高，續(xù)航力增大，同時又限制人員接近核動力裝置的很多部位，這就要求主機、輔機、系統(tǒng)、減速器等的工作有高度的可靠性，也就要求核動力裝置的主要部件有很高的強度；核動力裝置要有備用的機械、閥件、系統(tǒng)等；有良好的人-機-環(huán)境，減少人因失誤。目前三十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202333《核動力裝置》（6）適航性含義：在航行時，動力裝置受到某種限定海洋條件下的影響，仍然能夠保證安全運行的能力。海洋條件：

海洋環(huán)境對核動力裝置造成的搖擺、傾斜和升沉等，使核動力裝置承受附加的加速度。因艦船長期在海洋環(huán)境中工作，所以要求核動力系統(tǒng)、設(shè)備和操縱機構(gòu)等能在搖擺、沖擊和振動條件下穩(wěn)定可靠地工作。目前三十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202334《核動力裝置》a.艦船運動的類型數(shù)據(jù)運動類型幅度/°時間/s左右搖擺3015俯仰搖擺107水面艦船甲板傾斜度加速度類型數(shù)值/g垂直±1.0橫向±0.5縱向±0.2水面非軍用船加速度數(shù)據(jù)來源：國際海事機構(gòu)（OMCI）目前三十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202335《核動力裝置》b.設(shè)計限值西屋公司縱傾5°，橫傾15°縱搖±7°，橫搖±30°（周期10s）其它要求橫搖±45°（周期7~9s），縱搖±15°（周期6~8s）長期允許任何方向有20°的持續(xù)傾斜短期（小于3min）允許任何方向有45°的傾斜沖擊加速度3g目前三十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202336《核動力裝置》（7）機動性含義：動力裝置在一定時間內(nèi)改變運行工況的能力。

機動性的內(nèi)容：啟動時間——從冷態(tài)到熱態(tài)所需時間變速能力——改變功率水平的時間變向能力——正、倒車轉(zhuǎn)換時間及倒航時間續(xù)航力——艦船裝載一次燃料所能持續(xù)航行的距離目前三十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202337《核動力裝置》機動性要求由于艦船機動性的特點，船用核動力裝置相比陸用的需要額繁地改變功率，且航行中運行工況變化也較大。作戰(zhàn)艦艇航速的大幅度迅速變化；快速升負荷，30~60s內(nèi)，裝置功率從10%升至100%快速降負荷，2s內(nèi)，裝置功率從100%下降到10%事故情況下，0.8~1.2s內(nèi)實現(xiàn)停堆破冰船破冰過程核動力航母蒸汽彈射過程目前三十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202338《核動力裝置》（8）生命力含義：在遭到戰(zhàn)斗破損或事故破損時，裝置能夠保證或者可能恢復(fù)其功能的能力。對于在海洋中航行執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的軍用艦船，動力裝置的生命力直接關(guān)系到艦船的生死存亡對于承擔戰(zhàn)略使命的核動力潛艇，動力裝置的生命力甚至關(guān)系到國家的命運目前三十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202339《核動力裝置》a.生命力保障措施主動力分組布置（如雙機方案）應(yīng)急貯備（關(guān)鍵設(shè)備完全備份）采用互換性好的設(shè)備和儀表重要設(shè)備單獨供電，設(shè)置應(yīng)急供電系統(tǒng)重要消耗品分散布置具有破損報警裝置及隔離裝置目前四十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202340《核動力裝置》b.生命力設(shè)計實例美國的“飛魚”號及其以后所有美國核潛艇上普遍采用機械設(shè)備的“雙重設(shè)置”原則，即同一設(shè)備有兩套的設(shè)計原則。前蘇聯(lián)/俄羅斯在生命力研究和設(shè)計中也很重視這一原則。核潛艇動力裝置的主要部件（除了反應(yīng)堆、減速器、軸系和螺旋槳外）都盡可能雙重配置，有些核潛艇設(shè)置兩座反應(yīng)堆目前四十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202341《核動力裝置》（9）隱蔽性含義：動力裝置運行過程中發(fā)出的物理場不被外界探測到的能力。隱蔽性是提高艦船生存能力的重要手段，在“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的今天，隱蔽性顯得尤其重要隱蔽性也是達到作戰(zhàn)突然性的重要前提目前四十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202342《核動力裝置》a.影響隱蔽性的主要因素①噪聲主冷卻劑泵、齒輪減速器、螺旋槳等回轉(zhuǎn)設(shè)備流體噪聲②放射性放射性廢物的排放放射性物質(zhì)的泄漏目前四十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202343《核動力裝置》b.提高隱蔽性的措施控制水下噪聲水平消除噪聲源——采用自然循環(huán)反應(yīng)堆；使用電力推進；提高運轉(zhuǎn)設(shè)備加工精度；采用泵噴推進器隔離噪聲源——使用減振器、隔離殼和吸音材料，采用整體式減振浮筏控制放射性外泄強度限制排入海水中的放射性物質(zhì)；保證對反應(yīng)堆足夠的放射性屏蔽。增大下潛深度，利用海洋背景提高隱蔽性目前四十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202344《核動力裝置》c.“東芝事件”的背后20世紀80年代初，日本東芝機械公司背著巴黎統(tǒng)籌委員會，向前蘇聯(lián)出售了4臺高精密的加工船用螺旋槳的數(shù)控機床前蘇聯(lián)使用這種銑床加工出高質(zhì)量、低噪音的大型船用螺旋槳，將新型核潛艇的噪音大幅下降，致使美國的一艘核潛艇于1986年10月在直布羅陀附近海域跟蹤前蘇聯(lián)核潛艇時與其發(fā)生了相撞事件在此之前，前蘇聯(lián)海軍核潛艇在200海里以外有所動作，美國核潛艇不僅能夠發(fā)現(xiàn)，而且能夠辨別其特征美國極為震怒，向日本政府施壓，嚴厲制裁東芝公司，許多當事人被捕，這就是哄動一時的“東芝事件”目前四十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202345《核動力裝置》1.4船舶核動力裝置的發(fā)展趨勢1.國外船舶核動力裝置的發(fā)展概況2.船舶核動力裝置技術(shù)發(fā)展趨勢目前四十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202346《核動力裝置》1.國外船舶核動力裝置的發(fā)展概況美國前蘇聯(lián)/俄羅斯英國法國目前四十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202347《核動力裝置》“鰩魚”級(4)，1955~1959“鰹魚”級(6)，1956~1961“長尾鯊”級(14)，1958~1967“鱘魚”級(37)，1963~1974“洛杉磯”級(62)，1976~1996“海狼”級(3)，1995~2001“弗吉尼亞”級(3)，1996~2004[7級，共計131艘]“華盛頓”級(5)，1957~1961“伊?！ぐ瑐悺奔?5)，1959~1967“拉菲特”級(31)，1961~1967“俄亥俄”級(18)，1976~1997[4級，共計59艘]SSNSSBNⅠ.美國目前四十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202348《核動力裝置》發(fā)展研制分代海狼級、弗吉尼亞級解決：先進技術(shù)，靜音洛杉磯級解決穩(wěn)定性鰹魚級解決機動性、水滴型鸚鵡螺、海狼解決適應(yīng)性第四代核潛艇第三代核潛艇第二代核潛艇第一代核潛艇目前四十九頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202349《核動力裝置》美國發(fā)展的船用堆系列1.西屋公司的SW系列陸上模式堆：S1W，A1W裝艦堆：S2W，S3W/S4W，S5W，S5W-Ⅱ，S6WA2W，A4W，C1W2.通用電氣公司的SG系列陸上模式堆：S1G，S3G，S7G裝艦堆：S2G，S4G，S5G，S6G，S8G，S9GD2G，A1G目前五十頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202350《核動力裝置》美國船用動力堆的命名規(guī)則兩個字母中間加一個數(shù)字：表示所裝備艦艇的類別：A—航母C—巡洋艦D—驅(qū)逐艦S—潛艇表示研制的公司：C—燃燒工程公司G—通用電氣公司W(wǎng)—西屋公司XXX首字母末字母中間數(shù)字表示研制序號目前五十一頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202351《核動力裝置》表1美國潛艇堆主要性能表堆名S5WS5W-ⅡS5GS6GS8GS6W堆型PWRN-PWRN-PWRN-PWRN-PWRPWR堆功率MW6085-10060160250250軸功率HP1500020000-2500017000400006000060000換料周期，a4~54~5910~1310~1310~13續(xù)航力，萬海里121235~40100100100初次投運時間195819611969197619811995目前五十二頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202352《核動力裝置》N級，13V-I級，16V-II級，7V-III級，25“阿爾法”級，7M級，1“鯊魚”級，12“塞拉”級，6H級，8Y級，34D-Ⅰ級，18D-Ⅱ級，4D-Ⅲ級，14D-Ⅳ級，7“臺風(fēng)”級，6攻擊型彈道導(dǎo)彈型E-Ⅰ級，5E-Ⅱ級，29C-Ⅰ級，12C-Ⅱ級，6P級，1“奧斯卡”-Ⅰ級，2“奧斯卡”-Ⅱ級，12巡航導(dǎo)彈型Ⅱ.前蘇聯(lián)/俄羅斯1950~2003：建造248艘核潛艇和5艘水面艦艇目前五十三頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202353《核動力裝置》前蘇聯(lián)/俄羅斯壓水堆緊湊布置直管式高效直流蒸汽發(fā)生器安靜性“雅森”級第一代50-60年代第二代60-70年代第三代80-90年代第四代20世紀末發(fā)展過程壓水堆、單流程螺旋管式管內(nèi)直流蒸汽發(fā)生器Y級、D級、C級、V級通用化、模塊化列管式直流蒸汽發(fā)生器臺風(fēng)級、奧斯卡、S、阿拉庫壓水堆、雙流程盤管式管外直流蒸汽發(fā)生器“阿爾法”級攻擊核潛艇目前五十四頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202354《核動力裝置》英國購買美國潛艇壓水堆研制A、B、Z三種堆芯勇士、快速、特拉法爾加研制成果G、前衛(wèi)級核潛艇S5WPWR-1PWR-2目前五十五頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202355《核動力裝置》法國1960年建立路上模式堆PAT1971年CAP攻擊核潛艇陸上模式堆1983年CAS-48一體化壓水堆（“紅寶石”級攻擊核潛艇）200年“戴高樂”號核動力航母目前五十六頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202356《核動力裝置》2.船舶核動力裝置技術(shù)發(fā)展趨勢提高安全可靠性延長堆芯壽命增強自然循環(huán)能力減振降噪目前五十七頁\總數(shù)六十三頁\編于十點5/22/202357《核動力裝置》Ⅰ.提高安全可靠性提高反應(yīng)堆的固有安全性；提高反應(yīng)堆的自然循環(huán)能力；采用非能動安全系統(tǒng)；提高自動控制水平、減少誤操作。目前五十八頁\總數(shù)六十三頁\編于十點