中国70亿艘破冰船,总功率超过美国航母,堪称“海上浮动核电站”
2019年1月19日,中国破冰船“龙雪”号在途中因恶劣天气撞上冰山。这是我国第三代极地破冰船和科研船。它是1993年3月25日由乌克兰Hellson造船厂建造的,1993年从乌克兰进口,根据中国的需要进行改造。
与泰坦尼克号撞冰山后悲惨沉没不同的是,撞击后,“雪龙”安然无恙,继续它的使命。就这样,它似乎开启了抵御冰山伤害的魔法护盾。事实上,龙雪撞上冰山后仍然安然无恙的根本原因是它是一艘破冰船。所谓破冰船,是指用于打破水面结冰,开辟航道,保证船舶进出冰冻港口和锚地,或者引导船舶在结冰区域航行的服务船。推进系统多采用双轴多桨装置,两轴以上,由柴油机推进。顺便说一下,螺旋桨和方向舵都受到保护和加强。破冰时,头部压碎的冰层会不断或反复破冰。
一般来说,第一艘极地破冰船是俄罗斯人设计的,也就是1899年英国为俄罗斯建造的埃尔马克号。其实很多高纬度国家都有破冰船,比如俄罗斯就有很多马力很大的核动力破冰船,用来开辟北极航道。必须说破冰船发动机的强度是惊人的,它能提供足够的动力让破冰船横冲直撞,这也是破冰船的优势。值得一提的是,自20世纪90年代以来,俄罗斯在包括造船在内的许多技术领域都经历了衰退。有意思的是,那段时间俄罗斯并不是所有领域都在衰退,俄罗斯造船领域只有一个领域领先世界,那就是核动力破冰船,直到今天,这仍然是俄罗斯在世界上的领先地位。2019年,俄罗斯还担任了新一代北极核动力破冰船的首艇。
其实大型核动力船舶也是我们国人梦寐以求看到的巨型船舶。随着中国核工业的稳步提升,我们有能力建造这样的舰艇。这是一座大型海上浮动核电站。该平台将基于核电研究设计院的ACP-100S核反应堆建造。是具有完全自主知识产权的小型一体化压水堆。单个电抗器的热功率可达400 MW,输出功率可达125 MW。该平台采用双反应堆布局方案,总输出功率已经超过美国海军福特。很少有人知道ACP-100S海上浮动核电站早在几年前就已经纳入规划,项目投资约140亿元。第一批有两个订单,单笔成本约70亿元。建成后,将在北部沿海地区投入运营。所谓的核引擎使用小而耐用的铀燃料。它推出后,船只的航程可以大大增加。
1958年,美国实验商船萨凡纳号首次采用了核能。1959年,一艘约1.6万吨的破冰船“列宁”号下水。在新地岛和白令海之间的航线上,每年都会结冰四分之三。事实上,破冰船并不像大家想象的那么神秘。与其他同级别的大船相比,破冰船只多了一点肌肉。破冰船肌肉的主要性能在于它的船体,它由一种特殊的钢材制成。除了比普通钢更耐腐蚀和耐寒外,它的硬度和韧性也强得多。这样就可以保证破冰船不受影响,在零下40到50摄氏度的极地环境中前进。
很少有人知道破冰船不是靠强大的马力和强大的船头破冰的。正常情况下,常用的三种破冰方法如下。当冰层厚度小于1.5米时,破冰船主要依靠螺旋桨和船首的动力破冰,可在冰海中以每小时9.2公里的速度航行;如果冰层较厚,碰撞破冰船的船首部分在浅吃水后会很容易冲向冰面。这时,船会把下面厚厚的冰层压成碎片。之后破冰船会倒退一定的距离,然后全力冲向前方的冰层,将船下的冰层压碎,重复这样会打开新的航道。破冰船虽然破冰到了高处,但还是不时被冰层卡住。
据悉,欧洲的破冰船航行到北冰洋时,冰层太厚,导致船升到冰层之上,但冰层并没有破裂,只是沉了下去。破冰船在冰面上,两边都吊着空,即使开足马力也无法移动。这时候,就要靠酷炫的“荡秋千”破冰法了。为了使破冰船能自行摇摆,人们在船的中间沿两侧设置了摇摆的水箱。这个水箱一方面可以储存锅炉水和食用淡水,另一方面可以保护船体在侧面受损时不漏水。第三个功能是帮助破冰船脱离困境。当破冰船被冰卡住时,人们只需要迅速将一侧的水箱注满,船就会侧翻。相反,当它被泵入另一侧的水箱时,船会向相反的一侧转向,从而来回抽水,破冰船就会左右摇摆。
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