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详细说说：核反应堆是怎样驱动航母行驶的

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详细说说：核反应堆是怎样驱动航母行驶的

从科技发展来看，人类大部分的动力来源还是来自于热机。这里面有直接燃烧燃料的燃料热机，还有就是各种通过吸热放热介质的温度、压力转换的介质热机（外燃机）。到了核动力航母上，所听到的核反应堆，也只是一个介质热机的热源。其本质和已经面试了200多年的火车其实也没有太大的区别。

火车通过烧煤产生热量，这些热加热了火车火车锅炉中过热管（30）中的水，使之蒸发沸腾形成水蒸气。高温高压的水蒸汽进入到火车头的气室内（26）。然后高温高压的水蒸气进入瓦尔斯谢尔茨阀门，在车轮机构的驱动下，蒸汽使活塞往复运动。在这个过程中，水被加热成水蒸气完成煤火的热能到动能的转化过程。

早期的蒸汽船其实也是和蒸汽火车一样，只不过蒸汽机不驱动车轮而驱动蹼轮划动水。蒸汽输出动力的时候依然依靠气缸的往复运动。当动力在船上实现的时候，很快一种古老的设计就被运用在船只上。这个设计来源于阿基米德，最早是古希腊人用来提水灌溉。

这是一种利用螺旋杆将水抬升到高处的机械装置。在1838年10月18日，阿基米德号蒸汽纵帆船下水。它的螺旋桨恰恰就是一圈阿基米德螺旋。当“高速旋转”可以作为船只的推进形式的时候，大型船舶的动力设计就成了“如何让热机直接旋转起来”的课题。

在二战中，大型军舰就已经普遍地采用了蒸汽轮机作为蒸汽内能到动能的转化机制。这个其实很简单，当高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机后，会推动蒸汽轮机的涡轮旋转，然后蒸汽轮机会通过主轴将动力输出出来。

当一个蒸汽轮机输出的能量不够的时候甚至还可以将多个蒸汽轮机并联使用以获得更大的动力输出。而大部分蒸汽轮机的主轴就直接通过轴杆连接到螺旋桨了。其中根本没有什么电能、齿轮箱等等一系列的能量转化过程。通过战列舰的工程图，就可以找到四个涡轮机以及伸出的长长的主轴。这是目前蒸汽轮机最高效的动力输出形式，调节速度也仅仅需要调节通往蒸汽轮机内的蒸汽流量，而无需做过多的机械变速调节。

至于需要调节多大的速度，还真的不像汽车挂档一样，在大型船舶中所使用的是叫做“车钟”的装置，这是一个指令传输装置，在设定到新的档位时会发声，因此叫做“钟”。一个安装在舰桥，对应的另一个安装在轮机室，当扳动舰桥上车钟的时候轮机室的车钟会发出声响，并且内部的指针会指到相应的档位。轮机室的人按照规则设定好蒸汽流量和锅炉温度之后，再去扳动轮机室内的车钟，舰桥上的车钟也做出反应。这是一种相当迅速的指令传达系统。但是指令并不传达给机器而是传达给车钟两侧的人。

蒸汽轮机解决了舰船上的动力输出部分，而蒸汽的来源就得靠锅炉了。典型的船用锅炉的结构和一开始说到的蒸汽火车的结构是相似的，都是一大堆的水管在火里烧。

燃料的高温加热水管中的水分产生蒸汽，这些蒸汽就输送到蒸汽轮机驱动涡轮旋转。当然了，大型船舶还有一个选择，就是“核动力”，利用核反应堆发出的热量代替锅炉来产生水蒸气。在核动力船舶的整个动力系统中核反应堆的作用仅仅相当于锅炉中的燃料，核反应堆的堆芯温度会维持在900˚C左右。由于核动力反应堆是封闭的，因此我们需要将堆芯的温度导出。这时候就需要用到循环系统了。

和水冷电脑的思路一样，依旧是用水将热量导出。只不过核反应堆中的水维持在150个大气下，在这种压力下水可以做到在340度以下依旧不沸腾。大量流动的水会带走反应堆核心所产生的热量。这些超高温的水一边从反应堆吸收热量，一边被导入二级蒸发装置的传热管中。

二级蒸发装置中的压力是70个标准大气压，水会在260度左右开始沸腾，产生高温高压的蒸汽。这时候有蒸汽了。就可以把这些蒸汽通过管道导入到涡轮机中驱动涡轮旋转。

驱动过涡轮的蒸汽会进入一个冷却装置继续冷却成水，然后再次流入蒸汽发生器，循环往复。核反应其实就是一个锅炉，到现在驱动航母航行的方式和200年前也没太大区别，依旧还是烧开水。