核動(dòng)力推進(jìn)演示第1頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核動(dòng)力裝置概述1.核動(dòng)力的應(yīng)用概述2.核能的特點(diǎn)3.核動(dòng)力裝置的組成、原理及選型4.核動(dòng)力裝置特殊要求5.艦船采用核動(dòng)力推進(jìn)的優(yōu)越性6.艦船核動(dòng)力裝置的不足之處7.走出核恐慌8.海事概念船選用核動(dòng)力裝置的原因第2頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1421.核動(dòng)力的應(yīng)用核能系統(tǒng)潛艇核動(dòng)力裝置水面艦船核動(dòng)力裝置核能裝置空間攻擊型核潛艇彈道導(dǎo)彈核潛艇航空母艦巡洋艦驅(qū)逐艦核商船空間核電源空間核推進(jìn)裝置核武器第3頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月船舶核動(dòng)力裝置的應(yīng)用第4頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1442.核能的特點(diǎn)（1）核燃料具有極高的能量密度（2）核裂變反應(yīng)不需要氧氣（3）核裂變過(guò)程伴隨著大量放射性物質(zhì)的產(chǎn)生第5頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1451kg鈾-235完全裂變 19,600,000,000kcal1kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒 7,000kcal1L重油完全燃燒 9,900kcal1m3天然氣完全燃燒 9,800kcal1kg鈾-235完全裂變放出的熱量相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒放出的熱量同一質(zhì)量下，核能比化學(xué)能大數(shù)百萬(wàn)倍（1）核燃料具有極高的能量密度第6頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/146（2）核裂變反應(yīng)不需要氧氣第7頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/147（3）核裂變過(guò)程伴隨著放射性物質(zhì)的產(chǎn)生核裂變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的放射性物質(zhì)。核動(dòng)力裝置具有潛在的危險(xiǎn)性。需要采取嚴(yán)格的輻射防護(hù)措施；運(yùn)行管理要求很高。第8頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1483核動(dòng)力裝置的組成、原理及選型（1）船用核動(dòng)力裝置的基本組成 （2）船用核動(dòng)力裝置的基本原理（3）船用動(dòng)力堆選型-壓水堆原因及原理第9頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/149船舶核動(dòng)力裝置反應(yīng)堆一回路系統(tǒng)二回路系統(tǒng)推進(jìn)系統(tǒng)齒輪減速推進(jìn)電力推進(jìn)壓水堆（1）

船用核動(dòng)力裝置的基本組成液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆核能------熱能------電能------機(jī)械能第10頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1410（2）船用核動(dòng)力裝置的基本組成NSSS核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)核動(dòng)力裝置原理流程圖2023/7/1411第11頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）艦船核動(dòng)力裝置選用壓水堆的原因壓水堆所使用的工質(zhì)——水在工業(yè)上已經(jīng)使用了數(shù)百年，各種性質(zhì)研究比較透徹，相關(guān)的泵、閥門(mén)、蒸汽輪機(jī)等設(shè)備在工業(yè)上已經(jīng)成熟；濃縮鈾技術(shù)已經(jīng)解決，不再成為瓶頸；在人力物力上做了很大投入，技術(shù)上做了大量研究，性能上得到不斷改進(jìn)，并且擁有寶貴實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)之后，如果性能上沒(méi)有質(zhì)的飛躍，各個(gè)國(guó)家都不會(huì)輕易選擇其他堆型。12第12頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月壓水堆核動(dòng)力裝置原理流程第13頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1413一回路系統(tǒng)反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)專(zhuān)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)的基本組成第14頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1414二回路系統(tǒng)汽輪機(jī)回路蒸汽系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)造水系統(tǒng)二回路系統(tǒng)的基本組成第15頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/1415二回路主機(jī)配置方案第16頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/14164.核動(dòng)力裝置特殊要求艦船核動(dòng)力裝置的原理與陸上核電站的動(dòng)力裝置相類(lèi)似，但是由于艦船在海洋上工作環(huán)境和軍事要求對(duì)艦船核動(dòng)力裝置有下列特殊要求：由于艦船的容積和重量受到一定限制，為了提高艦船的載貨量和航速，艦艇的作戰(zhàn)性能，要求核動(dòng)力裝置體積小，重量輕、裝置布置緊湊。每單位推進(jìn)馬力的重量愈小愈好。以減少動(dòng)力回路的重量和體積，充分利用艦船的空間，簡(jiǎn)化系統(tǒng)和設(shè)備；艦船長(zhǎng)期在海洋中航行，在風(fēng)浪中縱、橫搖擺，起伏無(wú)常，船體經(jīng)常發(fā)生20°左右的擺動(dòng)和0.5g－1g的振動(dòng)加速度作用。核動(dòng)力裝置系統(tǒng)、設(shè)備聯(lián)接結(jié)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)在此工況下應(yīng)仍能保持穩(wěn)定可靠的工作，系統(tǒng)和設(shè)備的可靠性應(yīng)比核電站更高。與陸上發(fā)電設(shè)備不同，除了主、輔汽機(jī)發(fā)電機(jī)組供電外，無(wú)外來(lái)電網(wǎng)應(yīng)急供電，因此當(dāng)主、輔汽輪機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，必須靠備用柴油發(fā)電機(jī)組快速供電。此外，艦船在航行中運(yùn)行負(fù)荷變化較大，特別是作戰(zhàn)艦船負(fù)荷變化相當(dāng)急劇。負(fù)荷變動(dòng)的量可達(dá)100%滿(mǎn)負(fù)荷，變動(dòng)速度為6－25%/分，排水量為2萬(wàn)－4萬(wàn)噸級(jí)的艦船要在5－8分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)核動(dòng)力裝置緊急停車(chē)。因此建造艦船核動(dòng)力裝置在某些方面比陸上動(dòng)力困難得多。艦船可能會(huì)遭到碰撞、觸礁、著火、爆炸等意外事件，艦船核動(dòng)力必須設(shè)置有效的安全防護(hù)措施．確保安全。要求潛艇核動(dòng)力推進(jìn)裝置的回路系統(tǒng)更加集中緊湊。一艘大、中型潛艇其艇體耐壓殼直徑約為10米。相應(yīng)要求核動(dòng)力回路系統(tǒng)的主要設(shè)備只能布置在直徑為10米以?xún)?nèi)的耐壓殼體內(nèi)。因此，在設(shè)計(jì)建造潛艇核反應(yīng)堆和蒸發(fā)器等主要設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)潛艇特點(diǎn)，降低高度，充分利用空間，使整個(gè)核動(dòng)力推進(jìn)裝置的管路緊湊。17第17頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）提高艦船的隱蔽性,甲板的利用效率核潛艇無(wú)需定期浮出水面用柴油發(fā)電機(jī)給蓄電池充電，可長(zhǎng)期潛航；水面艦船不需要設(shè)置進(jìn)氣道和煙囪，減少上層建筑，免受煙氣的腐蝕和熱氣流的影響，降低了紅外特征提高隱蔽性；

——大型水面艦船如航空母艦不需要布置煙囪，上層建筑布置更為靈活。5.艦船采用核動(dòng)力推進(jìn)的優(yōu)越性18第18頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）提高艦船的續(xù)航力續(xù)航力是艦艇裝載一次燃料所能持續(xù)航行的距離利用核動(dòng)力作為艦船的推進(jìn)裝置其最大的優(yōu)點(diǎn)是不需要大量的燃料儲(chǔ)備便可長(zhǎng)期航行，續(xù)航力可以說(shuō)是沒(méi)有限制的。以一艘排水量為5萬(wàn)噸級(jí)的遠(yuǎn)洋船舶為例，若采用核反應(yīng)堆作動(dòng)力，在不補(bǔ)充核燃料的條件下，連續(xù)航行一年，航程可達(dá)幾萬(wàn)海里，只消耗幾十公斤鈾－235。而普通遠(yuǎn)洋船舶一年要燒掉幾萬(wàn)噸的煤或重油。非要在各地海港上添加燃料不可。核動(dòng)力艦船就省去了裝載燃料的停泊時(shí)間，增加了航行時(shí)間。一般一艘核動(dòng)力艦船反應(yīng)堆一次裝料可連續(xù)運(yùn)行幾年，最新設(shè)計(jì)的船用核動(dòng)力反應(yīng)堆從下水投入航運(yùn)起至艦船退役不須更換核燃料，反應(yīng)堆與艦船同壽期。對(duì)于洲際海區(qū)缺乏海港的地帶，核動(dòng)力艦船更顯示出其優(yōu)點(diǎn)5.艦船采用核動(dòng)力推進(jìn)的優(yōu)越性▲世界上第一艘核動(dòng)力航空母艦，1964年進(jìn)行了史無(wú)前例的環(huán)球航行,途中無(wú)需加油和再補(bǔ)給,歷時(shí)64天,總航程3萬(wàn)多海里。19第19頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（3）提高艦船的航速常規(guī)潛艇的水下最大航速為15~25節(jié)核動(dòng)力裝置的高功率可使核潛艇的水下航速達(dá)到30節(jié)以上

[美國(guó)“海狼”級(jí)攻擊型核潛艇的最高航速35節(jié)

]核動(dòng)力航空母艦的航速可以達(dá)到30節(jié)5.艦船采用核動(dòng)力推進(jìn)的優(yōu)越性推進(jìn)功率與航速的立方成正比第20頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（4）減少對(duì)后勤補(bǔ)給的依賴(lài)核動(dòng)力艦船不需要攜帶大量的燃料，在反應(yīng)堆壽期內(nèi)不需要外界補(bǔ)充燃料；核動(dòng)力艦船可攜帶更多的裝備和其他物資，提高應(yīng)變力和自持力；采用核動(dòng)力使艦船的有效載重量提高，普通艦船由于裝載了大量?jī)?chǔ)備燃料而減少了有效載重量，艦船的噸位越大相應(yīng)儲(chǔ)備燃料裝量也越大，按比例增加。若改用核動(dòng)力，則所裝載的核燃料重量幾乎可以忽略不計(jì)，而且隨艦船的噸位加大，核動(dòng)力艦船中動(dòng)力裝置重量比例更小。這對(duì)民用艦船來(lái)說(shuō)，可以加大裝貨量，或加大功率，提高航速。對(duì)軍用艦艇來(lái)說(shuō)，可以加強(qiáng)艦艇的武器裝備，或提高艦艇的航速，提高其戰(zhàn)斗性能。5.艦船采用核動(dòng)力推進(jìn)的優(yōu)越性“武漢”號(hào)，排水量7500噸，最高航速32節(jié)，20節(jié)時(shí)續(xù)航距離6000多公里。

“微山湖”補(bǔ)給艦，排水量接近3萬(wàn)噸21第21頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.艦船核動(dòng)力裝置的不足之處 核動(dòng)力裝置使艦船具有幾乎無(wú)限的水下航程，并能提供持續(xù)的水下最大航速，但存在以下不足：聲輻射信號(hào)和熱輻射信號(hào)相對(duì)較大；體積、重量較大，適用于較大型艦船；技術(shù)密集，造價(jià)高昂；運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生放射性廢物，處理麻煩；核燃料后處理代價(jià)高，技術(shù)難度大。核動(dòng)力裝置設(shè)備的維修等具有一定的局限性22第22頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月輻射類(lèi)型——天然輻射，人工輻射天然輻射源——宇宙射線宇生放射性核素（碳-14）原生放射性核素（鉀-40，天然衰變系——鈾系、釷系、錒鈾系核素）人工輻射源——核工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的放射性物質(zhì)核應(yīng)用技術(shù)中生產(chǎn)與使用的放射性核素大氣核武器試驗(yàn)沉降物計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等的照射輻射無(wú)處不在我們的食物、房屋、天空、大地、山水草木、人身體都存在著輻射人體所受輻射比例：天然輻射92%醫(yī)療產(chǎn)生的輻射7%其他人工輻射（核燃料生產(chǎn)、反應(yīng)堆、核試驗(yàn)等）1%7.核安全第23頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月能源每吉瓦年平均死亡人數(shù)煤0.32石油0.36天然氣0.09水力0.8核能0.01發(fā)電燃料鏈歸一化死亡率

（1970—1992年）核工業(yè)是很安全的行業(yè)美國(guó)核工業(yè)每百萬(wàn)工時(shí)發(fā)生的各種事故，不到其他工業(yè)的三分之一1942--1975年，美國(guó)核工業(yè)共發(fā)生10086起事故（包括燒傷、觸電、跌落等），其中放射性事故僅有41起，占千分之四第24頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月心臟病2100癌癥980中風(fēng)520吸煙（吸煙者）2300所有事故400空氣污染80室內(nèi)氡氣35水壩事故1飛機(jī)墜毀1所有核電0.04某些危險(xiǎn)導(dǎo)致的壽命期望值損失（天）

（美國(guó)80年代中期平均水平）核安全第25頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原子彈采用高濃（高富集度）核燃料，反應(yīng)堆用低濃（低富集度）核燃料，反應(yīng)堆不會(huì)發(fā)生核爆炸原子彈將核燃料壓成密度非常高的狀態(tài)發(fā)生核爆炸，反應(yīng)堆核燃料不會(huì)處于這樣的狀態(tài)原子彈發(fā)生核爆炸有非常嚴(yán)格的控制條件，反應(yīng)堆不能達(dá)到這樣的條件原子彈在設(shè)計(jì)上是使放射性物質(zhì)散發(fā)出去，反應(yīng)堆在設(shè)計(jì)上是使放射性物質(zhì)包容起來(lái)反應(yīng)堆不是原子彈核安全第26頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月縱深防御、多重保護(hù)、多道屏障第一道防線—預(yù)防事故：充分的安全裕度“冗余化”原則第二道防線—控制事故：輕水堆設(shè)有三道屏障（燃料元件包殼，一回路壓力邊界，安全殼），并設(shè)有保護(hù)系統(tǒng)（快速停堆系統(tǒng)）第三道防線—緩解事故：?jiǎn)?dòng)專(zhuān)設(shè)安全設(shè)施（應(yīng)急堆芯冷卻系統(tǒng)，安全殼噴淋系統(tǒng)等）核反應(yīng)堆的安全保證核安全第27頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核安全第28頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間國(guó)別反應(yīng)堆名稱(chēng)用途死亡人數(shù)1958.10.15前南斯拉夫Vinca零功率堆11961.1.3美國(guó)SL-1研究堆31983.9.23阿根廷Consfituyentes零功率堆11986.4.26前蘇聯(lián)Chernobyl-4核電站28總計(jì)死亡人數(shù)：33國(guó)外發(fā)生的輻射致死事故（核反應(yīng)堆）核安全第29頁(yè)，課件共31頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)間國(guó)家死亡人數(shù)1961東德11962墨西哥41968美國(guó)11975意大利11978阿爾及利亞11978摩洛哥81982挪威11987巴西4198