航空母舰的核能是怎样转成动能的呢？

【专家解说】：将原子核裂变释放的核能转变为舰船推进力的系统和设备，通常称为核动力推进器。舰船核动力系统与陆上核电站的系统相类似，根据采用的反应堆类型不同，它的系统和设备也有些差异。压水堆型舰船核动力推进装置主要由核反应堆，一回路系统、二回路系统、螺旋桨推进器及其他辅助系统组成。 一回路系统由反应堆、冷却泵、蒸汽发生器、加压器以及相应的管道和阀门等组成。回路中的冷却剂将裂变能转变的热量带出堆外并在蒸汽发生器中将热量传给二回路工质。放出热量后的冷却水温度降低，由冷却泵重新返回反应堆，构成一个闭合的循环回路。一般压水堆动力装置的一回路系统有2条并联的环路，每条环路均由一台冷却泵和一台蒸发器通过主管道与核反应堆相连接。由一台共用的加压器来调节控制回路的压力。整个一回路循环系统的主要设备均集中安装在密封的安全壳体内。船用反应堆安全壳是钢制密闭壳，它能承受一定的压力，可以防止放射物质向外扩散，保护艇员，保护海洋环境。 二回路循环系统由汽轮机、发电机、冷凝器、凝结水泵、给水泵、给水加热器和中间加热汽水分离器等设备组成。二回路的工质也是水，从冷凝器凝结下来的水经过除氧，加热后通过给水泵唧送到蒸汽发生器里，给水在蒸发器中被加热，汽化产生蒸汽，经过汽水分离器，提高蒸汽干度，通过主蒸汽管送向汽轮机，推动汽轮机叶片转动做功。做功后的废汽在冷凝器内再冷却而成凝结水，如此构成第二个闭合循环回路。主汽轮机直接通过齿轮减速箱推动螺旋浆，辅助汽轮机带动发电机发电供舰船中控制仪器、仪表和辅助装置工作，同时供舰船上生活和照明等用电。 舰船核动力装置的原理与陆上核电站的动力装置相类似，但是由于舰船在海洋上工作环境和军事要求对舰船核动力装置有下列特殊要求： (1)　由于舰船的容积和重量受到一定限制，为了提高舰船的载货量和航速，舰艇的作战性能，要求核动力装置体积小，重量轻、装置布置紧凑。每单位推进马力的重量愈小愈好。以减少动力回路的重量和体积，充分利用舰船的空间，简化系统和设备； (2) 舰船长期在海洋中航行，在风浪中纵、横摇摆，起伏无常，船体经常发生20°左右的摆动和0.5g－1g的振动加速度作用。核动力装置系统、设备联接结构和操纵机构在此工况下应仍能保持稳定可靠的工作，系统和设备的可靠性应比核电站更高。 (3) 与陆上发电设备不同，除了主、辅汽机发电机组供电外，无外来电网应急供电，因此当主、辅汽轮机停转时，必须靠备用柴油发电机组快速供电。此外，舰船在航行中运行负荷变化较大，特别是作战舰船负荷变化相当急剧。负荷变动的量可达100%满负荷，变动速度为6－25%/分，排水量为2万－4万吨级的舰船要在5－8分钟内实现核动力装置紧急停车。因此建造舰船核动力装置在某些方面比陆上动力困难得多。 (4) 要求潜艇核动力推进装置的回路系统更加集中紧凑。一艘大、中型潜艇其艇体耐压壳直径约为10米。相应要求核动力回路系统的主要设备只能布置在直径为10米以内的耐压壳体内。因此，在设计建造潜艇核反应堆和蒸发器等主要设备时，应根据潜艇特点，降低高度，充分利用空间，使整个核动力推进装置的管路紧凑。 舰船中使用核动力，将使船舶和舰船的性能大大改善。速度加快，不须经常添加燃料。续航能力可提高几十倍。尤其是水下舰船，使用了核动力，不需要大量空气即可长期在海底航行。所以说，原子核反应堆推进器的出现，使远洋船舶和舰艇动力技术进入了一个新的时代。核动力舰船的优越性为： (1) 利用核动力作为舰船的推进装置其最大的优点是不需要大量的燃料储备便可长期航行，续航力可以说是没有限制的。以一艘排水量为5万吨级的远洋船舶为例，若采用核反应堆作动力，在不补充核燃料的条件下，连续航行一年，航程可达几万海里，只消耗几十公斤铀－235。而普通远洋船舶一年要烧掉几万吨的煤或重油。非要在各地海港上添加燃料不可。核动力舰船就省去了装载燃料的停泊时间，增加了航行时间。一般一艘核动力舰船反应堆一次装料可连续运行几年，最新设计的船用核动力反应堆从下水投入航运起至舰船退役不须更换核燃料，反应堆与舰船同寿期。对于洲际海区缺乏海港的地带，核动力舰船更显示出它的优点。 (2) 采用核动力使舰船的有效载重量提高，有利于提高舰船的航速。普通舰船由于装载了大量储备燃料而减少了有效载重量，舰船的吨位越大相应储备燃料装量也越大，按比例增加。若改用核动力，则所装载的核燃料重量几乎可以忽略不计，而且随舰船的吨位加大，核动力舰船中动力装置重量比例更小。这对民用舰船来说，可以加大装货量，或加大功率，提高航速。对军用舰艇来说，可以加强舰艇的武器装备，或提高舰艇的航速，提高其战斗性能。 (3) 核动力装置不需要空气助燃，这对于水下舰船特别有利，它可以高速度，长时间在水下航行。因为水下没有空气，常规潜艇在水下无法使用柴油机，必须依靠大量蓄电池作为水下航行的动力。如果全速航行，两小时左右就会把蓄电池的电全部用尽，为此必须浮出水面重新开动柴油机充电，才能继续潜水航行。即使是以每小时5公里速度航行，在水下最多能停留几天。总的续航力约为25000公里左右。极易被敌舰发现遭致攻击。 潜艇采用核动力后，情况就大不相同了。反应堆运转时不须消耗空气，潜艇就不必浮出海面，只要携带足够的装备和给养，就可以在深水下连续航行几个月，甚至更长期。水下航速也不受影响。近代快速核潜艇潜水深度可达500米以下，水下航速已经超过大型水面舰只的速度，续航力可达900000公里以上，它可以游弋在地球上各个大洋和终年冰封的北极，围绕地球转十几圈而不须更换核燃料