《軍武次位面》作者：大伊萬
這幾天，關於中國船舶集團有限公司下屬江南造船集團有限責任公司在2023年度中國國際海事技術學術會和展覽會上正式發布的、全球首款、世界最大的24000TEU級核動力貨櫃船船型設計的討論，正在網上發酵。
據《中國船舶報》的報道，該24000TEU型核動力貨櫃船，使用了由中國自主研發的、第四代釷基熔鹽反應堆設計，具備核動力裝置總成迴路壓力較低、安全性較好的優點。而在推進系統上，24000TEU核動力貨櫃船則使用了全電推進方案，雙電機驅動雙軸雙槳，裝機功率大，航速高，操縱性好。
總而言之，該型貨櫃船（型號為KUN-24AP）無論是在總體設計上，還是在性能上，都達到了國際先進水平。
此事為何會引發軍迷熱議
對於這款24000TEU大型貨櫃船的總體設計和發布，軍迷們的聚焦點，毫無疑問集中在了它的動力系統上：
畢竟一方面，這是世界上繼美國、德國、日本和蘇聯/俄羅斯之後，第五個提出核動力貨輪技術方案的國家。且相比其它國家那些不太成功的核動力貨輪設計，比如美國的「薩凡納」號、德國的「奧托哈恩」號、日本的「陸奧」號等等，由江南造船廠提出的24000TEU核動力貨櫃船方案總體設計先進，尤其是在關鍵的反應堆部分可靠性較高，安全性較好，整體技術性能遠遠超過這些老設計。可以說，是整體性能最好的核動力貨櫃船設計。
1962年前往西雅圖世界博覽會的途中的美國「薩凡納」號
另一方面，更為重要的是，既然是「船用核動力裝置」，那麼就不得不引人聯想。畢竟按照我們一般的認知，要建造核動力軍用戰鬥艦艇，一般是從陸上模式堆開始，然後過渡到實際裝船，而實際裝船也先要從民用船舶開始，比如俄羅斯的艦用核反應堆都是先安裝在破冰船上。
中國下一代核動力航空母艦想像圖（圖源：大包CG）
那我們可以先安裝在貨櫃貨輪上，在貨櫃船上進行充分運用之後，再將裝置的軍用版本安裝在軍用大型戰鬥艦艇上，最起碼從技術路線的角度上來說理應如此。還有軍迷乾脆認為，這個24000TEU核動力貨櫃船，和大型軍用戰鬥艦艇，在噸位上其實有的一比，那麼完全可以做到「並行設計」，用民用貨櫃船作為「影子設計」，來設計軍用艦艇。
是核航母試驗船嗎
事實確實如此？大伊萬前幾天剛看到相關新聞的時候，確實一度認為，這款24000TEU核動力貨櫃船的設計，可能是中國軍用、民用水面船舶核動力裝置研發上的一個重要里程碑。但後來發現情況似乎並沒有這麼簡單，就從這款KUN-24AP型貨櫃船本身核動力裝置的性能上來說好了。
根據《中國船舶報》的報道，該型核動力船舶使用的，是第四代釷基熔鹽反應堆。該型反應堆的基本原理，是利用了釷-233的裂變核反應，也就是使用中子源轟擊釷-232，使其吸收一個中子，變成釷-233。由於釷-233易衰變，在β衰變後變成裂變材料鈾-233，自此產生反應堆能量。產生能量後，核反應堆的一迴路使用氟化鹽作為介質，經過二迴路氟化鹽冷卻後，再傳遞給使用純水或者二氧化碳作為介質的三迴路，從三迴路導出熱量給汽輪機用於發電，發電後再帶動電動機通過傳動軸系，帶動螺旋槳推進。
從整體設計上來說，釷基熔鹽反應堆的優勢在於幾點：其一是對於壓力容器的要求比較低，其二是沒有堆芯熔毀的危險，其三是反應堆產物相對比較安全。因此相對於傳統的以濃縮鈾為主要反應物質的壓水反應堆，釷基熔鹽反應堆的技術優勢主要包括安全性高、適應性好、在較為缺水的內陸也可以建造等優勢。目前，我國在內陸地區已經建造的試驗性釷基熔鹽反應堆發電廠，就是這一技術優勢的具體表現。
但是，釷基熔鹽反應堆的問題也並非沒有，最大的問題在於它使用的迴路介質是氟化鹽。這一介質對於壓力容器和迴路管路的腐蝕性非常強，這導致反應堆的大修間隔會比較短，目前我國在內陸地區建造的釷基熔鹽反應堆功率暫時還比較低，氟蝕問題還相對容易解決。而作為船用反應堆，一方面要解決反應堆內壓力容器和迴路管路的氟蝕問題，另一方面還要解決海上運行產生的鹽霧腐蝕問題，難度可謂是直線上升。
我們還是回到中國船舶報的官方報道，根據報道稱，此次推出的KUN-24AP型24000TEU核動力貨櫃貨輪，在採用第四代釷基熔鹽反應堆的情況下，其大修換料間隔大約10到15年。這個數據怎麼說呢，對於民用船舶來說，不好說到底好不好用，但是對於軍用戰鬥艦艇來說這個換料間隔確實有些太短了。
畢竟，根據美國海軍「尼米茲」級航空母艦的大修間隔，「尼米茲」級航空母艦上所使用的A4W型壓水反應堆，其換料大修（RCOH）周期長達24年。一次換料大修時間根據美國海軍的標準需要39個月，326.7萬工作日，一般在航母服役的第23年開始實施。在此期間，航母有長達3到4年的時間必須呆在船塢內，切割船體，拆除舊有的核反應堆，將新的核反應堆吊裝進入船體等，航母的正常訓練和執勤都受影響。
如何提高航空母艦的RCOH周期，確保航空母艦在服役周期內的在航率和妥善率，一直都是美國海軍在軍用核反應堆研發中的重中之重。目前，最先進的CVN-78「福特」級航空母艦的A1B型艦用核反應堆，據稱堆芯壽命已經做到了50年，可以確保「福特」級航母在全服役周期內，都可以不用進行RCOH大修。也就是說，人家在整個服役生涯內都可以不用切割船體、更換核反應堆等。
美國「福特」號航空母艦
相比之下，我們的船用釷基熔鹽核反應堆，目前還只能做到10到15年換料大修。對於一艘貨船來說，這個成本和在航率到底行不行咱們不做評論，但是對於一艘軍用戰鬥艦艇來說，這個換料大修間隔顯然是難以滿足要求的——等於是這艘船每15年就得有3年的時間在船塢里呆著，人家50年的服役周期要麼換料一次，要麼根本就不需要進行換料；我們得換料兩次，白白比人家少服役6到8年時間，無論是時間成本還是運行成本都是難以接受的，更將對部隊的正常戰備值班產生巨大的影響。
同時，這還沒有考慮到民用核反應堆是否符合軍用規格的需求。畢竟民用核反應堆的極限工況、抗損性能等，必然和軍用核反應堆完全不一樣，這中間必然會有大量長時間的測試和認證需要做，做完了之後才能獲得民用轉為軍用的許可證。即使不考慮到釷基核反應堆的換料時間問題，要從民用核反應堆改軍用也必然是一個漫長的過程。因此，此次我們在國際海事技術展覽會上發布的民用核反應堆，它真的是用在核動力貨櫃船舶上的民用堆，和軍用艦用反應堆關係不大。
小結
所以，在明確了釷基熔鹽核反應堆的技術特點和性能之後，咱們就能明確，目前該類型的核反應堆，是一種比較好的民用核反應堆，但是作為軍用反應堆明顯還差點兒意思，想用來製造核動力水面戰鬥艦艇顯然是不可行了。其實，不僅僅是核動力水面戰鬥艦艇，就算是民用貨櫃船，使用核動力裝置作為動力組，也要面臨著比較大的問題。
德國「奧托哈恩」號核動力貨船
從歷史上曾經建造過核動力貨船的國家來說，美國的「薩凡納」號核動力散貨船雖然設計比較成功，但是由於製造和運行成本高企，最後沒有持續建造；德國的「奧托哈恩」號核動力礦砂運輸船則由於歐洲環保組織持續反對，幾乎每一個港口都把它拒之門外，不得不放棄了核動力裝置，改為使用常規動力運行；而日本的「陸奧」號則同時面臨著核反應堆設計不可靠、日本當地漁業協會反對等問題，最後也沒有運行下去。
唯一運行的比較成功的，也只有俄羅斯的核動力破冰船了，只不過，俄羅斯的核動力破冰船都依託本土的北極港口運行的，基本上不往國外跑。而且北極地區地廣人稀，可以將發生核異常情況的附帶損失降低到最低限度，這種優勢對於其它國家的民用船舶來說，毫無疑問是基本上不具備的。
江南船廠公眾號發布的圖片
因此，咱們目前推出來的KUN-24AP型24000TEU核動力貨櫃船，從完成總體設計，到真正投入運行，中間需要做的工作還有很多。比如船員的涉核操作認證，比如怎樣讓其它國家的港口肯接受核動力貨輪，比如怎樣在新能源、生物能源船舶面前保持自己的綠色能源優勢等……這方面，我們的核動力貨櫃船所能做的還有很多，路也還很長，希望我們的核動力船舶好運吧。