美軍核航母發電量可供應一座城市,退役後能當核電廠用?太天真

天空之城 2021/02/02 檢舉 我要評論
 

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核動力航母退役後能不能當做發電廠來用?這個問題很有意思!以核能為動力的超大型航空母艦是當今世界的海上霸主,以美國尼米茲級和福特級為例,排水量達到十萬噸,載機上百架,威風八面,造價更是高達上百億美元。如此昂貴的寶貝退役之後,直接拆掉甚是可惜,那把它當成一座核電廠繼續使用,發揮餘熱,是不是一個好主意呢?

海上霸主:核動力超級航母

如果僅僅是摳字眼,那麼答案是肯定的:核動力航母當然可以做發電廠,甚至常規動力航母,或是任何一艘大型貨船、郵輪或軍艦,都可以當發電廠來用,因為它們都有著不俗的發電能力。

船舶本身就需要用電,而航空母艦要用電的地方就更多了:功率巨大的雷達、作戰指揮系統,艦載機的升降調度,無數個船艙的通風照明,五花八門的電子設備,還有幾千名官兵的吃喝拉撒睡……個個都是用電大戶。那麼航母自身的發電能力有多強呢?

大型航母耗電量巨大

核航母發電量可供應一座城市

以美國現役主力航母尼米茲級為例,總發電功率達到了7.2萬千瓦,其中有6.4萬千瓦是核動力系統發出來的,相當於一座小型火電廠,而最新的福特級,由於採用了耗電量巨大的電磁彈射,總發電能力據說達到了17萬千瓦左右,可滿足一個幾十萬人口的城市用電,相當驚人。

而航母用作發電廠,在歷史上還真是有先例:1929年,為緩解大旱造成的水電站發電不足,美國派出兩艘常規動力航母列克星敦號和薩拉托加號為華盛頓州塔克馬市的10萬居民供電長達1個月。90年前的老式航母尚能如此,更不用說發電能力超強的現代核動力航母了。

曾為城市供電的列克星敦號常規動力航母

然而假如你是個億萬富翁,比如說某首富,如果有人向你提出這樣的建議,那他一定是非蠢即壞!而如果你採納了這個建議,並且有本事搞來一艘退役核航母的話,這個另類的核電站一定會讓你賠掉底褲!為什麼這麼說呢?筆者來給大家分析一下:

航母「核電站」發電效率遠不如民用電廠

首先,核動力航母動力系統的效率並不高,遠不如火力發電廠。以尼米茲級為例,採用兩台A4W反應堆,總的熱功率達到110萬千瓦,而輸出的軸功率是26萬馬力,大約相當於19萬千瓦,假設它此時還能達到6.4萬千瓦的發電功率的話,總的熱效率約23%,如果從民用的角度來看,只能用四個字來形容:慘不忍睹!

因為一般的核電站效率能到32%,超超臨界的火電機組能達到45%,甚至有50%的。不過您可別以為航母核動力系統不夠先進,因為熱效率並不是它的追求,由於船上的空間極為狹小,核動力裝置體積緊湊,還需要頻繁而快速的升降功率,尼米茲級能達到23%的效率已經相當不易,屬於世界領先水準。

核航母主要功率用於推進

熱效率低我就忍了,而雪上加霜的是,核航母的發電功率只占核反應爐輸出功率的一小部分。航母核動力系統與核電站不同,反應堆產生的蒸汽推動主汽輪機,而主汽輪機直接與推進系統的軸系相連,驅動螺旋槳,只有部分蒸汽被引出來驅動專門發電用的汽輪機。

還是以尼米茲級為例,前面說過了,推進功率達到19萬千瓦以上,是發電功率的三倍,如果想發揮出核反應爐的全部能力,就需要對航母動力系統進行改造,給主汽輪機也掛上發電機,但這就需要對航母來一次開膛破肚的大手術,沒個幾十億美元可玩不起,發電賺的那一點兒錢還不夠塞牙縫!

其實如果有全電推進的航母,反應堆蒸汽全部拿去發電,那發電功率一下子就上去了,美國最新的福特級曾經就想這麼搞,但後來發現竟然沒有這麼大的推進電機,只好作罷。

有網友就問了,發電能力低點兒就低點兒吧,我就讓反應堆低功率運行,停掉推進用的汽輪機,蒸汽只供應發電機組不就行了?還能節省核燃料。這樣做在理論上確實可以,這時咱們就該聊一聊核動力航母動力系統最核心的部分:核反應爐了。

核反應爐並非省油的燈

如果航母反應堆用的是像核電廠那樣的低濃鈾核燃料,鈾235富集度大約是3%,那麼單從發電角度來講也許能賺點兒錢。但現實卻大相徑庭:為了實現反應堆小型化和長壽命,核動力航母用的是高濃鈾,高到什麼程度?

美國尼米茲級是97.3%,福特級是93%,這已經快接近純的鈾235,妥妥的能拿去造原子彈了。這種高濃鈾燃料的生產成本是相當高的,或者說根本就沒考慮成本。美國航母用的核燃料很多就是直接來自庫存的核彈頭。

尼米茲級航母的核反應爐

而為了物盡其用,核航母退役時,裝載的這一爐核燃料已經基本燒盡了,如果你要讓它繼續發電,只好掏錢再給它換上一爐新燃料,這個成本不用我說你也能想像得到,絕對能讓人撞牆!又回到那句話:發電賣的錢,還不夠這爐核燃料塞牙縫的!再加上核動力裝置高昂的維護和安保費用,這座看起來很高大上的航母核電站絕對是個餿主意!

但是估計有網友會說,如果有哪個地方確實需要不計成本地應急供電呢?筆者倒是可以提供個簡單易行的辦法:找個大點兒的貨輪,安裝幾台大功率柴油發電機組,再盡可能地多裝柴油。這種柴油機發電的方式,又省事又省心,雖然比火電廠成本高,但比起這燒錢比光速還快的核動力航母發電廠,那可是便宜多了!

好了,今天的奇聞趣事就到這裡了,期待下次相遇! 如果沒看過癮,可以關注我的粉絲頁:萬小刀←更多的奇聞趣事等著你來探索!




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