红色心脏：前苏联核潜艇动力装置【2】

北风之神级核潜艇

第四代核反应堆

20世纪80年代开始，前苏联开始设计第四代攻击核潜艇（北德文斯克级、塞拉B型）、巡航导弹核潜艇（奥斯卡C型）与弹道导弹核潜艇（北风之神级），与之配套的新一代反应堆装置是整体式的。这种布局配置明显的优点就是一回路在一个空间里（综合体的壳体里），而且没有大口径的管道、连接管和阀门等装备。这种动力装置在设计时，已经考虑到了现代化的核安全要求。由于不需要外壳，整个反应堆体积更小（只有第三代反应堆的三分之二，甚至更小些），自然循环能力非常强。

所谓自然循环能力是指在闭合回路内依靠热段（向上流）和冷段（向下流）中的流体密度差来实现的流动循环。如果堆芯结构和管道系统设计得合理，就能利用这种驱动推动冷却剂在一回路中循环，并带走堆内产生的热量，而不再使用循环泵进行强制循环。当时美国正在建造的海狼级就是采用了一体化自然循环压水堆。前苏联自然不能落后。

当时前苏联的目标是有自然循环的时候，其满功率可以达到30%至35%（美国的海狼级只有25%至30%），这可以保证北德文斯克级攻击核潜艇在不开主泵情况下，拥有22节以上的航速，可以想象这对核潜艇意味着什么！

相比普通压水堆，前苏联新一代一体化自然循环压水堆还具有以下特点：

增长堆芯寿命：反应堆一次装料所使用的时间称为堆芯寿命。反应堆寿命越长不仅可以减少反应堆换料的次数，更可以提高潜艇的在航率，也使得放射性废物大量减少，减少了对潜艇进行大切口的次数。为了达到堆芯寿命大幅度增加，设计局从设计长寿命的燃料元件着手，研制新型耐腐蚀，耐辐射的材料，并使用浓度非常高的富集铀。

安全与可靠性高：前苏联海军力图使新一代反应堆在安全性与可靠性方面达到一个新的高度。新反应堆可以在全艇断电、冷却剂断流等情况下，堆芯都可以依靠自然循环导出余热，并应用非能动安全系统，使得安全系统在各种事故条件下，都可以正常工作。

自动化程度高：该反应堆的自动化程度超过以往任何一型反应堆，不仅减少了人员数量，同时也减少了人员操作的可能性。

噪声更低：核潜艇主要的噪声源之一就是来自反应堆的机械噪声，新型自然循环反应堆，配备了更好的隔声减振和吸声结构，整个反应堆的噪声，计划是比第三代压水反应堆减少一半左右。

系统和设备更简化：新型反应堆二回路都采用了双机单缸。双机单缸是指二回路系统推进主汽轮机由2台独立的单缸汽轮机并联所组成，配备了2台主凝结器等辅助设备，2台汽轮机可并联运行，也可以单独运行。该方案除了能简化系统外，还具有提高二回路寿命的优点。

通过上述措施，新一代反应堆在各方面性能与美海狼级配备的S6W自然循环反应堆不相上下。目前刚投入现役的北德文斯克级上装有1座新式的KTP－6型自然循环一体化压水反应堆，标志着俄罗斯核反应堆技术已进入第四代发展水平。