003航母核动力实锤? 吊装核燃料棒、尾部换热管: 真是核动力证据?

这事儿突如其来，003航母福建舰近期“动作频频”，三条电磁弹射器的风雨棚已经拆除，甲板上留下三条晃眼的白色弹射滑轨，虽然大家知道这是电磁弹射器，但在厚厚甲板的包裹下毫无感觉，围观群众似乎一点都不激动。

然而从舰尾拍摄的一张照片却让网友沸腾了，发表在社交媒体上的这位大神配文：核动力航母点火，舰艇尾部换热管清晰可见，看得网友都懵圈了，说好的常规动力，真变成核动力了？

核动力航母：核燃料棒真的长这样？

003航母为核动力的说法并不占主流，到目前为止社交媒体上仍然有很多网友坚持003为核动力，而这次吊装“核燃料棒”的照片以及“换热器”被公布后，倒是有很多网友有些搞不清楚了，所以当务之急是要搞清楚这吊装的到底是不是核燃料棒？

核反应堆：还真是用核燃料棒的

核反应堆大家都听过，有重水堆也有轻水堆，还有沸水堆也有压水堆，甚至还有钠冷却堆、快种子增值堆和钍基熔盐堆等等，其实笔者上述一股脑儿罗列的都是不同类型不同分类方式反应堆，比如以减速剂区分的，就是重水堆和轻水堆以及石墨堆等，这是让热中子减速，更有利于撞击到原子核发生反应。

也有冷却剂分类的，比如水冷与钠冷却甚至熔盐冷却和气冷反应堆等，还有燃料类型分为天然铀堆、浓缩铀堆、钍堆等等。但无论是哪种堆，其原理都是使用重核裂变产生热量烧开水，然后利用蒸汽推动蒸汽轮机再发电或者直接输出机械能的一种方式，其最核心的部分就是反应堆燃料在中子的轰击下发生裂变产生巨大的热量。

在这里的问题是核燃料到底是以什么方式接受中子轰击的？也就是核燃料究竟是个什么样？其实这个问题还真不好回答，因为不同结构的反应堆和不同结构的燃料有不同的形态，主要有球状和棒状，但绝大部分情况下都适合棒状燃料，原因很简单，方便更换，比如美国核能管理委员会 (NRC)提供的新制的二氧化铀陶瓷核燃料芯块图片如下：

这种核燃料芯块中心是陶瓷级二氧化铀粉与基体粉末压制而成，排列称串再在外壳包裹锆或不锈钢等，形成核燃料棒，如下图这样的造型：

最后将多个芯块安装到一起，形成成品核燃料棒，这种组合到一起形成的就是长方体的核燃料棒：

当然也不只是这种长方体的造型，还有棒状的，比如BMK反应堆燃料棒，看起来就很像核燃料棒了，所以各位是不是把003航母尾部看到的吊装“核燃料棒”的场景和这个核反应堆的燃料棒给对起来了？

其实航母的核反应堆燃料棒并非是在船下水之后舾装时吊装的，而是在反应堆生产完成之后直接就内置在反应堆内了，并不存在先装好反应堆，再吊装核燃料的情况，一个是反应堆安装完成之后，并没有从甲板到内部的核燃料吊装通道，另一个则是更换核燃料相当于一次大修，因为要把航母“开膛剖肚”，然后打开反应堆再更换核燃料。

由于航母使用的核燃料浓度很高，比如尼米兹级航母的SW型核反应堆核燃料浓度高达60%，所以它可以时隔二十几年才需要更换一次核燃料，在航母服役的生涯中只需要更换一次，也就是“一辈子”用两炉燃料，所以这开膛剖肚也不是很麻烦，毕竟二十几年才一次。

所以我们由此可以作出判断，尽管还不清楚这个吊装的部件到底是航母上啥位置使用的，但可以确信，这个绝对不是核燃料棒。

第二个问题：换热器到底是长啥样的？

核动力航母也是烧开水然后用蒸汽推动蒸汽轮机，要理解原理到此为止就可以了，但这些蒸汽怎么办？直接排入大气？就像当年蒸汽推动的火车一样？然而并不是，因为产生蒸汽的淡水非常纯净，必须要循环利用，所以要有一个大功率的散热并能重新冷凝成淡水的装置，再将这些淡水注入“锅炉”再次变成蒸汽。

这个所谓的换热器就是搞这个用途的，航母的功率动辄上百兆瓦，比如尼米兹级的功率高达150兆瓦以上，2/3的功率都是核动力提供的，假设按超超临界机组的热效率在45%~49%左右计算，那么有50兆瓦的热量需要散热，除了提供给舰上热水外，估计30兆瓦以上的功率要白白浪费。

要是只有舰尾这几个“换热器”是绝对不可能散热如此高功率的，航母的蒸汽冷凝器必须有一个巨大的散热片，通过淡水散热后通过管道交换到海水，肯定不会直接用海水给换热器散热的。所以舰尾的几根管子不是“换热器”。

那么这几根“棍子”是什么用途呢？从亚伯拉罕·林肯号航母尾部的框架以及保护条来看，应该是靠泊码头时使用的，相信我国的003航母福建舰应该也是这个用途。

003航母核常之争：常规动力已成定局

福建舰的动力一直都有两种说法，常规动力与核动力，中国的核反应堆技术并不低，所以福建舰选择核动力也是有人相信的，但自从去年6月18日下水后这个希望就破灭了，原因很简单，眼见为实，在舰岛中间有一个巨大的黑洞洞的排烟口，这就是常规动力的证据。

常规动力不是烧重油的锅炉就是用燃气轮机，这个重油锅炉有点夸张的，比如俄罗斯的库兹尼佐夫航母，那个出海时浓烟滚滚，不用卫星侦察，找条狗闻着味就找到了！但很多网友却发现，师出同门的中国辽宁舰却完全不是这样，这回大家是搞明白了，原来是大毛的保养技术不到家，这个浓烟滚滚就是保养不力的证据。

不过无论是重油锅炉还是燃气轮机，都需要一个巨大的排烟口，因为这个排烟口不只是排烟，还是一个冷却以及混入外界空气的区域，因为这也是一个降低航母排烟红外特征的重要举措，所以功率越大，需要的排烟口也越大，根据卫星图的测量，003航母福建舰的排烟口要比辽宁与山东舰都大，这从侧面证明003航母的功率很大。

然而有网友却表示，福建舰的极有可能是核常混合动力，比如就一位大V朋友的理由是这样的：

去年福建舰下水两三个月内烟囱都没冒烟，就已经可以实锤福建舰是核动力了。按照国军标，蒸汽动力的水面舰艇系泊试验的顺序是先试验锅炉，然后试验主汽轮机，再往后是试验轴系，实验结束后再检查。但事实上福建舰完全没有遵守这些试验流程，下水几个月都不见烟囱冒烟，也就是没有试验锅炉。

但事实上山东舰在下水一个月内舰岛上的烟囱就冒烟了，并且福建舰舰岛上的烟囱冒烟最早也是今年四月份了，所以这不是常规动力的证据？然而这并不足以让这位大V朋友相信是常规动力，因为他认为到现在为止都还没有把烟囱周围熏黑，这表示这种动力并非重要动力，也就是说使用烟囱的不可能是舰上的主动力，只能是舰上的辅助动力了，据此判断，003航母很有可能是核动力加上常规辅助动力。

这位朋友的理论也挺有迷惑性的，毕竟核动力航母也有超大功率的常规辅助动力，它们不参与航母的动力，但提供辅助动力，因为航母不只是推进，还有很多设备需要供电，因此需要大量辅机，功率甚至达到了核动力的1/3左右，所以这么大功率的辅机，当然也需要一个很大的排烟口。

但辅机动力并不像重油锅炉那样集中布置，而是分散在全舰各处，就近布置，因此“烟囱”也到处是，比如尼米兹的排烟口就环了航母一周，仔细看就能分辨出这个开口原来是排烟用的。

因此笔者认为，福建舰在舰岛上的那个巨大的排烟口，绝对不是为了辅机使用的，而是常规动力的排烟口，之所以那么大，是因为003航母也是目前最大排水量的常规航母，没有大的排烟口确实不行。

电磁弹射：为何只需常规动力

这里还要解决另一个问题，用电功率超高的电磁弹射居然不用核动力？这个问题其实不难回答，因为需要多大功率是可以算出来的，比如能将一架35吨的重型战斗机在3秒内加速到240千米/小时的起飞速度，其动能大约是：7.76223e+8J

这个动能约合：215.6175千瓦时

功率大约是：258,741KW

一般弹射间隔为50秒左右，所以充电系统必须在50秒之内将这个损耗的电充满，因此充电系统的功率大约是：15,524.46KW

按弹射器效率50%算，充电效率80%算，那么这个充电功率将会增加到：38,811.15KW；

按福建舰3条弹射器计算，那么需要：116,433.45KW，如果错开一点点，比如将三条弹射器的同时弹射变成100秒弹射三次，那么功率可以降低到77,622.3KW。

也就是这个充电功率将在77兆瓦~116兆瓦之间，这个功率是不是和福建舰的全舰功率差不多了？其实笔者要告诉各位，美国的福特级航母其中就有68MW的电力来自四台柴油机组，这个距离电弹所需的功率仅仅只有一步之遥，我国的QC-400单台即可提供400兆瓦的电力，2台即可满足100秒弹射三架战斗机的充电要求，3台即可满足50秒内同时弹射三架战斗机的要求。如果按一般套路，一台冗余备份，那么四台QC-400完全可以满足冗余工作要求。

燃气轮机启动快，响应迅速，大中型燃气轮机可以搭配，日常使用常规动力的剩余功率充电，加上1~2台QC-185战斗值班，搭配大功率QC-400可以在这个准备时间中启动并达到正常功率运行状态。

常规动力在功率上来看绝对没有问题，但有一个毛病是无法避免的，也就是油料补给，这个会和辽宁舰以及山东舰有类似的问题，战斗值班时间局限于常规燃料消耗进度，一般机动性部署1~2个月后燃料消耗就要见底了，所以这就是大家希望福建舰是核动力的重要原因。但事情得慢慢来，我们的部署要求也是近海，能得到陆基支援的海域部署，所以福建舰是可以满足海军在未来一段时间内需求的。