所謂低溫反應堆,就是功率從標準低的潛艇反應堆的48MW(法國k48)-250MW(美國PWR/蘇聯LMCR),縮水到10MW級別的小型化反應堆;由於內部溫度和壓力更低,得名低溫反應堆,也俗稱為小堆。
小堆AIP潛艇思路的源頭,是80年代美國通用原子能公司和加拿大ESC公司,針對小型海底探測器設計的動力系統AMPS-1;這種小型海底探測器的噸位和航速要求,遠遠小於軍事作戰潛艇。在這一小型化反應堆研製成功以後,為了擴展市場多賺錢,ESC集團等公司又在其基礎上改進出了AMPS-1000反應堆,聲稱可用於2000噸級的潛艇。
小堆潛艇改進方案,實際上從一開始就不是從軍事角度考慮的產物,而是基於商業利益角度、為了推銷小型船舶反應堆而搞出來的。目前小堆潛艇的所有正面宣傳,實際上都是顛倒黑白的產物——名義上以接近常規潛艇的價格,提供近乎於標準核潛艇的作戰能力;但實際上卻是以接近核潛艇的採購和維護費用,獲得僅略高於常規潛艇的作戰能力。
核潛艇的優勢不僅源於一次出航中可以視作無限的能源系統,同樣源於其非常高的動力總功率。只有大功率反應堆的核潛艇,才能24小時不停的以30節(55.6公里/小時)甚至更高的全速航行;而目前的AIP常規動力潛艇,即使是以10節(18.5公里/小時)的速度,都無法在保證生活用電的情況下,進行長時間的航行。
而小堆AIP潛艇,說穿了就是平時用小反應堆給蓄電池組充電的常規潛艇,在高速航行時由AIP系統和蓄電池並聯供電;只要蓄電池電量用完,航速立刻就要暴跌下來,除非蓄電池再次充滿。核潛艇真正最大的戰術優勢——持續高速航行能力,小堆AIP潛艇完全不具備,和傳統常規潛艇沒有本質上的區別。
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AMpS1000是加拿大Ese集團1987年提出的功率為1000kw的小型脈衝堆核動力系統,可用在2000噸級的常規潛艇上。該系統各項參數如表1所示,它採用鈾一氫化錯合金為燃料,與低溫低壓的氟里昂Rankine轉換系統結合,具有良好的安全性、保持裂變產物性能好、結構緊湊、壽命長、技術上成熟等特點。美國通用原子能公司和加拿大ESC集團聯合研製的海底探測潛水艇的動力系統AMPs一l〔5〕都屬於液態金屬冷卻快堆