与常规动力相比,
核动力具有能量密度极高、持续高功率输出能量、不依赖氧气和燃油等优点,对提高潜艇自持力、续航力、机动性、隐蔽性等综合作战能力具有重要的意义,因此在潜艇中的应用最为广泛。核反应堆技术经过半个多世纪的发展,拥有多种类型,按反应堆堆芯形式可分为压水堆、液态金属堆、
沸水堆、高温气冷堆等。但由于潜用反应堆的特殊要求,已经用作潜艇动力的只有
压水堆和液态金属堆。潜用核动力装备环境特殊,与陆上核电站相比有其特有的技术要求。
3、 负荷变化剧烈。军用核动力的负荷变化可达100%满负荷,变化速率6%~25%/分。排水量在2万~4万吨级的舰船往往要在5~8分钟内实现核动力装置的紧急停车。对核潜艇而言,动力装置的紧急停车、再启动能力是关系到隐蔽性和机动能力的重要指标。
迄今为止,各国现役的
核潜艇约98%以上都采用压水堆。压水堆核动力装置主要由压水堆堆芯、一回路系统、二回路及推进轴系组成。
经过半个多世纪的发展,压水堆技术已经较为成熟,尤其是陆上同堆型核电的大规模建造运行,为压水堆的设计运行积累了丰富的经验,其安全性和可靠性比其他堆型拥有更大的优势,因此是目前各国核电和潜用堆的主流堆型。但是压水堆也有其固有缺点:一回路系统和设备都要承受高压,系统复杂,设备制造成本较高;同时由于水本身的特性,一回路温度难以继续提高,因此只能为二回路提供饱和蒸汽,装置热效率较低。
液态金属堆为快中子堆,主要以未经慢化的、平均中子能量为0.08~0.1兆电子伏特 快中子来维持链式反应。液态金属堆一般由反应堆、一回路、中间回路、二回路和推进轴系组成。此回路一般用石墨和铍作慢化剂,冷却剂采用熔融的金属如液钾、液钠、铅铋合金和锂合金等。一回路有池式和回路式两种。