核動力破冰船

以核動力為動力的破冰船

核動力破冰船是以核動力為動力的破冰船。全球最大核動力破冰船是俄羅斯造的,用於破碎水面冰層,開闢航道,保障艦船進出冰封港口。

發展歷程


“北極”(Arktika)級破冰船一共有5艘,分別是“北極”號、“亞馬爾半島”號(Yamal)、“50周年紀念日”號(50 years anniversary)、Rossia號以及“蘇維斯基聯盟”號(Sovietsky Soyuz)。
北極級(Arktika)是世界上最大的核動力破冰船,1975年在蘇聯投入使用。船長134米,寬30米,排水量23000噸,安裝2座反應堆,可在北極圈內深水海域使用,破冰厚度2米,Arktika是第1艘達到北極極點的水上艦船。

冰船動力


浮動式核電站示意圖
浮動式核電站示意圖
該破冰船的動力來自於中國核工業集團有限公司的小堆技術。
譜系化的小堆技術包括ACP10S、ACP25S、ACP100S等不同功率規模的浮動式核電站堆型,並可在此基礎上進行單雙堆組合,實現不同功率規模集成的浮動式核電站。
小堆技術是中核集團基於60多年核電建造、運營管理經驗自主研發的新型核能綜合利用技術,具有零污染、零排放、宜退役、選址靈活的特點,運行期間,反應堆長期處於船體吃水線以下,大海為天然熱阱,有利於堆芯冷卻,技術上可以做到取消場外應急,固有安全性高。

主要分類


核動力破冰船“列寧”號、錨地,或引導艦船在冰區航行的勤務船,其分為江河、湖泊、港灣或海洋破冰船。
從動力上分,破冰船主要有柴油動力和核動力兩種,其中核動力推進系統的破冰船只有俄羅斯擁有,主要用於開闢北極航道;而在南極,很多港口不接受帶有核燃料的船隻靠港。
在設計和建造破冰船能力上比較強的國家有俄羅斯、芬蘭、瑞典、德國、美國、挪威、丹麥、日本、加拿大等。目前全球破冰船隊中,功率超過1萬馬力的破冰船有50艘,其中俄羅斯擁有的破冰船最多。

主要特點


列寧號核動力破冰船
列寧號核動力破冰船
船體寬(縱向短,橫向寬)、船殼厚、馬力大,且船體各區域設有不同的壓水艙,動力多採用對稱的多軸,多螺旋槳配置(一般裝有2-4隻螺旋槳)。破薄冰的船在船尾和靠近船頭的側位,分別裝兩隻螺旋槳,船頭螺旋槳從冰下將水抽出,削弱冰層的支托並使其成為片狀裂開。船在後兩隻螺旋槳的推動下前進。
破冰船一般常用兩種破冰方法,當冰層不超過1.5米厚時,多採用“連續式”破冰法。主要靠螺旋槳的力量和船頭把冰層劈開撞碎,每小時能在冰海航行9.2千米。
如果冰層較厚,則採用“衝撞式”破冰法。衝撞破冰船船頭部位吃水淺,會輕而易舉地衝到冰面上去,船體就會把下面厚厚的冰層壓為碎塊。然後破冰船倒退一段距離,再開足馬力衝上前面的冰層,把船下的冰層壓碎。如此反覆,就開出了新的航道。還有一種方法是使用螺旋槳當刀子把冰切碎。用燃料油為動力的破冰船,多採用柴油機帶動發動機發電,電動機驅動螺旋槳(組合機組驅動),驅動功率可達上百萬瓦,可以滿足較長時間破冰航行的需要。
在極地海域航行,對操作要求也非常高,難度遠遠大於普通水域。破冰船在南北極航行時通常包括開闊水域的航行、浮冰區航行和陸緣冰區航行,其中最為複雜的是陸緣冰區的航行。所謂陸緣冰區,就是靠近沿岸連成一片沒有水域的海冰區。這時候,就需要採用各種特殊的破冰方法,例如旋迴破冰法、徒步破冰法等。徒步破冰法也就是利用船體運動能量破冰前進,破冰船通過衝撞、倒車再衝撞的步驟緩慢前進。破冰等級分1到7檔,第1檔破冰能力最強,第7檔最弱。破冰船並非所向披靡的“破障船”,實際破冰能力受到諸多條件限制。