全球最大核动力集装箱船:中国核动力航母来了?(组图)
这几天，关于中国船舶集团有限公司下属江南造船集团有限责任公司在2023年度中国国际海事技术学术会和展览会上正式发布的、全球首款、世界最大的24000TEU级核动力集装箱船船型设计的讨论，正在网上发酵。
据《中国船舶报》的报道，该24000TEU型核动力集装箱船，使用了由中国自主研发的、第四代钍基熔盐反应堆设计，具备核动力装置总成回路压力较低、安全性较好的优点。而在推进系统上，24000TEU核动力集装箱船则使用了全电推进方案，双电机驱动双轴双桨，装机功率大，航速高，操纵性好。
总而言之，该型集装箱船（型号为KUN-24AP）无论是在总体设计上，还是在性能上，都达到了国际先进水平。
此事为何会引发军迷热议
对于这款24000TEU大型集装箱船的总体设计和发布，军迷们的聚焦点，毫无疑问集中在了它的动力系统上：
毕竟一方面，这是世界上继美国、德国、日本和苏联/俄罗斯之后，第五个提出核动力货轮技术方案的国家。且相比其它国家那些不太成功的核动力货轮设计，比如美国的“萨凡纳”号、德国的“奥托哈恩”号、日本的“陆奥”号等等，由江南造船厂提出的24000TEU核动力集装箱船方案总体设计先进，尤其是在关键的反应堆部分可靠性较高，安全性较好，整体技术性能远远超过这些老设计。可以说，是整体性能最好的核动力集装箱船设计。
1962年前往西雅图世界博览会的途中的美国“萨凡纳”号
另一方面，更为重要的是，既然是“船用核动力装置”，那么就不得不引人联想。毕竟按照我们一般的认知，要建造核动力军用战斗舰艇，一般是从陆上模式堆开始，然后过渡到实际装船，而实际装船也先要从民用船舶开始，比如俄罗斯的舰用核反应堆都是先安装在破冰船上。
中国下一代核动力航空母舰想象图（图源：大包CG）
那我们可以先安装在集装箱货轮上，在集装箱船上进行充分运用之后，再将装置的军用版本安装在军用大型战斗舰艇上，最起码从技术路线的角度上来说理应如此。还有军迷干脆认为，这个24000TEU核动力集装箱船，和大型军用战斗舰艇，在吨位上其实有的一比，那么完全可以做到“并行设计”，用民用集装箱船作为“影子设计”，来设计军用舰艇。
是核航母试验船吗
事实确实如此？大伊万前几天刚看到相关新闻的时候，确实一度认为，这款24000TEU核动力集装箱船的设计，可能是中国军用、民用水面船舶核动力装置研发上的一个重要里程碑。但后来发现情况似乎并没有这么简单，就从这款KUN-24AP型集装箱船本身核动力装置的性能上来说好了。
根据《中国船舶报》的报道，该型核动力船舶使用的，是第四代钍基熔盐反应堆。该型反应堆的基本原理，是利用了钍-233的裂变核反应，也就是使用中子源轰击钍-232，使其吸收一个中子，变成钍-233。由于钍-233易衰变，在β衰变后变成裂变材料铀-233，自此产生反应堆能量。产生能量后，核反应堆的一回路使用氟化盐作为介质，经过二回路氟化盐冷却后，再传递给使用纯水或者二氧化碳作为介质的三回路，从三回路导出热量给汽轮机用于发电，发电后再带动电动机通过传动轴系，带动螺旋桨推进。
从整体设计上来说，钍基熔盐反应堆的优势在于几点：其一是对于压力容器的要求比较低，其二是没有堆芯熔毁的危险，其三是反应堆产物相对比较安全。因此相对于传统的以浓缩铀为主要反应物质的压水反应堆，钍基熔盐反应堆的技术优势主要包括安全性高、适应性好、在较为缺水的内陆也可以建造等优势。目前，我国在内陆地区已经建造的试验性钍基熔盐反应堆发电厂，就是这一技术优势的具体表现。
但是，钍基熔盐反应堆的问题也并非没有，最大的问题在于它使用的回路介质是氟化盐。这一介质对于压力容器和回路管路的腐蚀性非常强，这导致反应堆的大修间隔会比较短，目前我国在内陆地区建造的钍基熔盐反应堆功率暂时还比较低，氟蚀问题还相对容易解决。而作为船用反应堆，一方面要解决反应堆内压力容器和回路管路的氟蚀问题，另一方面还要解决海上运行产生的盐雾腐蚀问题，难度可谓是直线上升。
我们还是回到中国船舶报的官方报道，根据报道称，此次推出的KUN-24AP型24000TEU核动力集装箱货轮，在采用第四代钍基熔盐反应堆的情况下，其大修换料间隔大约10到15年。这个数据怎么说呢，对于民用船舶来说，不好说到底好不好用，但是对于军用战斗舰艇来说这个换料间隔确实有些太短了。
毕竟，根据美国海军“尼米兹”级航空母舰的大修间隔，“尼米兹”级航空母舰上所使用的A4W型压水反应堆，其换料大修（RCOH）周期长达24年。一次换料大修时间根据美国海军的标准需要39个月，326.7万工作日，一般在航母服役的第23年开始实施。在此期间，航母有长达3到4年的时间必须呆在船坞内，切割船体，拆除旧有的核反应堆，将新的核反应堆吊装进入船体等，航母的正常训练和执勤都受影响。
如何提高航空母舰的RCOH周期，确保航空母舰在服役周期内的在航率和妥善率，一直都是美国海军在军用核反应堆研发中的重中之重。目前，最先进的CVN-78“福特”级航空母舰的A1B型舰用核反应堆，据称堆芯寿命已经做到了50年，可以确保“福特”级航母在全服役周期内，都可以不用进行RCOH大修。也就是说，人家在整个服役生涯内都可以不用切割船体、更换核反应堆等。
美国“福特”号航空母舰
相比之下，我们的船用钍基熔盐核反应堆，目前还只能做到10到15年换料大修。对于一艘货船来说，这个成本和在航率到底行不行咱们不做评论，但是对于一艘军用战斗舰艇来说，这个换料大修间隔显然是难以满足要求的——等于是这艘船每15年就得有3年的时间在船坞里呆着，人家50年的服役周期要么换料一次，要么根本就不需要进行换料；我们得换料两次，白白比人家少服役6到8年时间，无论是时间成本还是运行成本都是难以接受的，更将对部队的正常战备值班产生巨大的影响。
同时，这还没有考虑到民用核反应堆是否符合军用规格的需求。毕竟民用核反应堆的极限工况、抗损性能等，必然和军用核反应堆完全不一样，这中间必然会有大量长时间的测试和认证需要做，做完了之后才能获得民用转为军用的许可证。即使不考虑到钍基核反应堆的换料时间问题，要从民用核反应堆改军用也必然是一个漫长的过程。因此，此次我们在国际海事技术展览会上发布的民用核反应堆，它真的是用在核动力集装箱船舶上的民用堆，和军用舰用反应堆关系不大。
小结
所以，在明确了钍基熔盐核反应堆的技术特点和性能之后，咱们就能明确，目前该类型的核反应堆，是一种比较好的民用核反应堆，但是作为军用反应堆明显还差点儿意思，想用来制造核动力水面战斗舰艇显然是不可行了。其实，不仅仅是核动力水面战斗舰艇，就算是民用集装箱船，使用核动力装置作为动力组，也要面临着比较大的问题。
德国“奥托哈恩”号核动力货船
从历史上曾经建造过核动力货船的国家来说，美国的“萨凡纳”号核动力散货船虽然设计比较成功，但是由于制造和运行成本高企，最后没有持续建造；德国的“奥托哈恩”号核动力矿砂运输船则由于欧洲环保组织持续反对，几乎每一个港口都把它拒之门外，不得不放弃了核动力装置，改为使用常规动力运行；而日本的“陆奥”号则同时面临着核反应堆设计不可靠、日本当地渔业协会反对等问题，最后也没有运行下去。
唯一运行的比较成功的，也只有俄罗斯的核动力破冰船了，只不过，俄罗斯的核动力破冰船都依托本土的北极港口运行的，基本上不往国外跑。而且北极地区地广人稀，可以将发生核异常情况的附带损失降低到最低限度，这种优势对于其它国家的民用船舶来说，毫无疑问是基本上不具备的。江南船厂公众号发布的图片
因此，咱们目前推出来的KUN-24AP型24000TEU核动力集装箱船，从完成总体设计，到真正投入运行，中间需要做的工作还有很多。比如船员的涉核操作认证，比如怎样让其它国家的港口肯接受核动力货轮，比如怎样在新能源、生物能源船舶面前保持自己的绿色能源优势等……这方面，我们的核动力集装箱船所能做的还有很多，路也还很长，希望我们的核动力船舶好运吧。
