ship nuclear reactor
jianting hefanyingdui
利用可控的、自持链式核裂变反应产生热能为舰艇提供能源的装置。是舰艇核动力装置的组成部分。某些可裂变的原子核在中子的轰击下，分裂成两个与原核不相同的核，这些核具有很高的动能，由于受阻，动能随即转变为热能，伴随β、γ射线，以及释放出两三个中子，这些中子，再触发其他可裂变的原子核分裂，并连续不断地进行，称这种核反应为链式反应。链式反应在反应堆中是要缜密调节的。舰艇核反应堆是利用核链式反应产生热能的原理进行工作的。核裂变反应产生的热能，可用流体介质，在反应堆和蒸汽发生器之间进行循环，既使反应堆得到冷却，又把热能传给蒸汽发生器，使二回路系统的给水在蒸汽发生器中，产生大量的高压蒸汽，经主蒸汽管送入蒸汽轮机推动汽轮机运转，将热能变为机械能，带动轴系和螺旋桨转动，推动舰艇前进。世界各国舰艇的核动力装置，广泛使用的是以加压的轻水作为慢化剂和冷却剂，用浓缩铀作核燃料的热中子堆，简称压水堆。压水堆与其他堆型比较，其特点安全可靠、结构紧凑、重量轻、尺寸小和堆芯功率密度高等。
舰艇用的压水堆，主要由堆芯、堆内构件、压力容器、控制棒驱动机构等部分构成(见图)。堆芯，是产生核裂变自持链式反应、释放大量能量的装置，作为慢化剂兼作冷却剂的水，经堆芯流过，是反应堆的核心。由燃料组件、控制棒、固体可燃毒物管、中子源和阻力塞等组成。燃料组件，是堆芯的核心构件，它是由低浓缩二氧化铀芯块和锆合金制成的包壳管等组成，二氧化铀芯块装入包壳管中，上、下两端用塞堵死并焊封；控制棒，由具有吸收热中子截面大、抗辐照能力强的银－铟－镉合金(80%Ag－15%In－5%Cd)，以及铪等元素材料制成，并以棒的形式使用，通过控制棒的驱动机构穿过压力容器顶盖，操纵控制棒插入或提出堆芯，进行反应堆的启动、功率调节和停堆；固体可燃毒物管，用硼－硅酸盐玻璃制成，吸收热中子截面很大(3800靶)的硼10，在堆内不断吸收中子而“燃烧”掉(变成锂7和氦)；中子源，用于保证反应堆安全启动，常用的有钚－铍(PU－Be)源和锑－铍(Sb－Be)源等；阻力塞，是用不锈钢制成的短棒，固定在不插控制棒、可燃毒物管和中子源的空导管中，用以减少冷却剂的旁通流量。慢化剂的水，对中子慢化能力很大，因此，对于相同的燃料装载量来说，堆芯体积就可小些。堆内构件，主要包括：吊篮、压紧导向、压紧弹簧和热屏蔽。用于承受堆芯重量，支承、固定吊篮和燃料组件，保证控制棒的正常运动。压力容器，是一个大的金属结构体，形成密闭空间，容纳堆芯、堆内构件，并与管路、阀门、泵等构成一回路系统，承受很大的压力，是反应堆的关键部件之一。为便于在舱室内布置，尽可能降低容器的高度，采用平顶形或椭球形的封头顶盖。控制棒驱动机构，主要由驱动部件、传动机构和位置指示器组成。用于操纵控制棒在堆芯中上下移动，进行核反应堆的启动、功率调节和停堆，以控制核反应，并保证堆芯的安全运行。
压水反应堆构造示意图
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