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四合院:50年,我海归双料博士

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四合院:50年,我海归双料博士:第103章 航空航天发射中心和正式钍基熔盐堆技术

“我建议选址在北方冰城周边。” 林北继续说:“哈工大那边这几年一直在做航空发动机的预研工作,基于我上次拿过去的大型运输机模型,他们已经在攻克大涵道比涡扇发动机的核心技术了。 风扇叶片的空气动力学设计、燃烧室的高效冷却结构、低压涡轮的材料选型,这几个方向都有实验数据积累。 新厂建在北方冰城附近的话,可以直接利用哈工大的研究团队和实验设施,发动机和整机的技术沟通成本会低很多。” 林北进一步说道:“东北那边工业基础本来就比南方厚实,大型铸锻件、精密加工、铝合金型材都有现成的配套能力,不用从头建供应链。 而且哈工大每年毕业的航空和机械专业学生大部分都留在东北,人才来源稳定,不需要从外地大量调人。 铁路和公路运输条件也好,原材料进厂和成品出厂都很方便。” 林北停顿了一下,把大脑超算刚跑出来的成本估算在脑子里过了一遍:“新厂的预算我粗略算了一下。 厂房和基础设施建设,按照C919脉动生产线的标准来设计,不包括土地征用费用的话,大约需要八百万到一千万元。 设备采购是大头,数控机床、大型蒙皮拉伸机、自动铆接设备、喷漆车间、总装线配套工装,加起来大约需要一千二百万元。 发动机生产线的设备单独算,核心机加工设备和叶片生产线需要大约六百万元。 再加上试飞跑道和配套设施,以及人员培训和技术引进的费用,整座工厂从零到投产,总投资大约在三千五百万元左右。” 他补充了一句:“因为不需要研发费用,图纸已经有了,研发这块省了。 如果算上配套的发动机试车台和材料实验室,需要追加五百万左右,总预算控制在四千万以内应该够用。” 四千万的投资,对种花家来说,那是小钱。 这个月,林北就捐献了七亿米元,换算成种花币的话,那就是将近三十亿。 这都够修建七十座大型飞机制造厂。 目前的种花家,有很多钱,可以同时铺开大量项目。 不过种花家花钱的地方也不少,主要大头还是基础建设,各种的道路开始修建,铁路也在不断的增加建设规模。 今年光是基础建设的总投资,将高达两百亿种花币。 还有大量的项目同步进行,以及经济建设,因此有钱也花得快。 不过成果也都是肉眼可见,大家的生活品质,也都在跟着提升。 “那就按照你的意思办,将大飞机放在北方那边。”夏元帅直接拍板决定。 林北从密码箱里取出第二块移动存储器放在茶几上: “这是综合性航空航天中心的建设图纸。 选址建议在酒泉,靠近现有的风洞实验室和火箭发动机试车台,方便共用基础设施。” 他翻开笔记本对照着图纸结构开始说:“航空航天中心按照功能划分成五个独立但又互联的区域。 第一是气动与热力学试验区,包含一座大型风洞实验室和一座高温材料测试中心。 大型风洞的尺寸足够容纳全尺寸的飞机和火箭模型进行吹风测试,最高风速可以模拟十倍音速以上。 高温材料测试中心配备电弧加热器和热辐射测试平台,用来验证飞行器再入大气层时的热防护材料性能。” “第二是动力系统试验区,包含火箭发动机试车台和液体燃料制备车间。 试车台采用地下导流槽设计,发动机点火时高温燃气通过导流槽排入地下冷却池,不会对周围环境造成影响。 试车台可以承受五百吨级推力的发动机测试,满足未来大型运载火箭的需求。 液体燃料制备车间紧邻试车台,液氧和煤油的制备、存储和输送管线全部封闭运行,安全标准按照军级规范执行。” “第三是总装与测试区,包含卫星总装车间和火箭垂直总装厂房。 卫星总装车间的洁净等级和航天器组装要求一致,恒温恒湿,配备防静电地面和空气过滤系统。 垂直总装厂房的高度可以容纳未来的重型运载火箭,厂房顶部设有可开合式穹顶,火箭在厂房内完成总装后直接垂直转运到发射工位,不需要拆卸分段运输。” “第四是发射与测控区,包含两个发射工位和一座测控指挥中心。 发射工位采用导流槽结构,可以支持液体和固体两种火箭的发射,两个工位可以交替使用,不会因为发射任务占用导致后续任务延迟。 测控指挥中心配备计算机终端和通信设备,可以同时跟踪和指挥多枚火箭或卫星的飞行任务,数据链路使用光纤传输。” “第五是科研与生活区,包含综合科研楼、数据中心和配套生活设施。 科研楼按照实验室标准建造,每层都有独立的通风和供电系统,可以同时容纳几百名科研人员长期驻场。 数据中心计划安装新一代超算,用于航天任务的轨道计算和数据分析。 生活设施包括宿舍、食堂和医疗站,可以满足驻场人员的基本生活需求。” 林北把笔记本合上,抬头看了夏元帅一眼:“整个中心占地面积很大,建设周期大约需要两年,如果投入大量的人力物力的话,建造时间可以缩短一半,总投资总额按照图纸估算大约需要三亿元。” “听说哈工大的有航空航天实验室,那边正在对你拿过去的洲际弹道导弹模型展开研究,你是不是有运载火箭和卫星的相关技术?” 夏元帅没有和林北讨论航空航天发射中心,在他看来,这是必须要建造的,有图纸,证明林北对此很重视。 “我确实是很有想法,但问题是,我们需要配套的工业,才能够实现,所以需要先将航空航天中心,给建造出来,这样的话,才能够将我的想法,变成现实!”林北点点头。 他可不是在吹牛,哪怕没有系统的奖励,林北也有把握,自己研发出运载火箭和卫星,这对林北来说,不是很难,只是需要时间而已,并且时间也不会太长。 夏元帅看到了林北脸上的自信,微微一笑,他就喜欢林北这种自信的样子。 这两年来,种花家的科技领域,在林北的手中,何止是蓬勃发展,简直就是井喷式的飙升。 种花家现在的计算机产业,数控机床,高精度机床,喷气式战斗机,火电技术,各种工程机械,还有很多技术,那在整个蓝星,都是断崖式领先。 这都是林北带过来的。 有人说,因为林北不断提供的技术,让种花家少走了几十年的发展之路,这一点都不夸张。 看计算机产业就知道了,种花家抛出去的边角料,运算速度只有十万次每秒的外贸超算,都成为各国的追求,这就是差距。 现在不止是夏元帅,而是整个种花家高层,对林北那都是无比的信任。 林北每一次拿出来的技术,结果都证明,林北的技术,不单单领先,还无比的实用,这就是口碑。 林北从密码箱里取出第三块移动存储器放在茶几上,手指在存储器边缘停了一下,才开口说: “钍基熔盐堆核电站的完整技术图纸,这套技术路线和目前国际上正在研发的压水堆完全不同,它的优势不在于发电效率高一点或者成本低一点,而是整个核能利用逻辑都不一样。” “先说安全性,压水堆使用固体燃料棒,堆芯一旦失去冷却剂就会熔化,发生堆芯熔毁事故。 钍基熔盐堆使用液态燃料,燃料本身就是熔盐形态,运行温度下是流动的液体。 如果反应堆出现异常导致温度过高,堆底有一个冷冻塞,温度超过设定值之后冷冻塞自动熔化,燃料盐全部流入下方的应急储存罐,反应自动停止。 不需要外部电源,不需要人工干预,物理特性决定了它不会堆芯熔毁。” “燃料盐的压力接近常压,压水堆需要把冷却水加压到一百多个大气压才能防止沸腾,高压本身就是风险来源,管路破裂或者阀门失效就会导致冷却剂流失。 钍基熔盐堆的整个回路都在常压下运行,没有高压爆炸的风险,管路泄漏了也只是熔盐流出来,不会发生蒸汽爆炸。” “然后是放射性废料,压水堆产生的核废料半衰期长达数万年,需要长期地质储存,处理成本极高。 钍基熔盐堆的裂变产物半衰期短得多,大部分放射性物质在几百年内就会衰变到安全水平,处理难度和储存时间都大幅降低。 而且钍基熔盐堆具备在线后处理能力,可以在运行过程中不断提取裂变产物、补充新燃料,不需要像压水堆那样每十八个月停堆换料一次。” “钍的储量比铀丰富得多,目前已知的钍资源储量大约是铀的三到四倍,我们的钍矿储量本身就排在世界前列,钍资源足够支撑几百年的核能需求。 钍基熔盐堆的燃料利用率也远高于压水堆,几乎可以消耗掉全部钍燃料,而压水堆只能利用铀资源中不到百分之一的铀-235。” “发电效率方面,钍基熔盐堆的运行温度可以达到七百摄氏度以上,而压水堆只有三百摄氏度左右。 温度越高,热力学效率越高,同样的热量可以发出更多的电。 如果采用超临界二氧化碳循环,发电效率可以做到百分之四十以上,比压水堆高出将近十个百分点。 同等装机容量下,钍基熔盐堆需要的冷却水更少,燃料消耗更少,废料产出也更少。” “还有舰艇应用的可能性,钍基熔盐堆的体积比压水堆小,因为不需要高压容器和复杂的安全系统,整个回路可以做得更紧凑。 如果小型化技术成熟,它可以安装在大型水面舰艇和潜艇上作为动力源。 一艘核动力驱逐舰或者航空母舰使用钍基熔盐堆的话,续航力基本上只受限于船员补给和弹药消耗,不需要像常规动力舰艇那样频繁靠港加油。 而且液态燃料堆的启动和停机比压水堆快得多,军舰出航时不需要等待反应堆缓慢升温,反应速度更适合军事用途。 最关键的是,钍基熔盐堆的辐射更加可控,不需要厚重的防辐射层,只需要一个简单的隔离罩子即可。 整个反应堆的体积,可以做得很小,更加适合舰艇使用,不会占用舰艇的宝贵空间。 如果将来可以实现全电推进技术的话,那对舰艇的发展,将起到革命性作用。” 林北把话头收住,把第三块存储器往夏元帅的方向推了一点:“所以我建议把钍基熔盐堆作为国家重点能源方向来发展。 现有的压水堆预研可以继续做,作为技术储备,但主力方向应该放在钍基熔盐堆上。 短期先建一座小型实验堆来验证材料和工艺,积累运行数据,中期建示范堆验证工业化生产,长期再推广到全国作为主力清洁能源。” 夏元帅点点头,林北说的很详细,也做出了稳妥的安排,而不是一开始就匆匆上马。 对林北的慎重,夏元帅很是认可。 哪怕图纸没有问题,可是建造过程中,难以做到百分百复刻,反应堆这东西,很危险,慎重一点,准没错。 夏元帅听完之后沉默了一会儿,手指在桌面上轻轻敲了两下,然后开口问了一句:“制造成本和制造难度怎么样?能不能在我们现有的工业基础上造出来?” 林北说:“制造成本比压水堆高一些,主要是材料费用。 钍基熔盐堆的回路需要耐高温耐腐蚀的特殊合金,镍基合金和哈氏合金的用量比较大,这些合金的冶炼和加工工艺目前国内正在成熟中,需要新建一条专用的合金生产线。 按照图纸估算,一座五百万千瓦级别的钍基熔盐堆电站,建造成本大约在两亿元左右,比同等规模的压水堆高出大约一倍。” 林北继续说:“制造难度主要集中在三个方面,第一是熔盐回路的密封和焊接,高温液态熔盐的渗透性很强,对焊缝的要求比普通管道高出几个等级,需要专门的焊接工艺和检测手段。 第二是冷冻塞和应急排放系统的可靠性,这个系统关乎反应堆的安全,设计要求零故障,制造和测试的标准要定得极高。 第三是燃料盐的制备和在线处理,钍盐和氟盐的混合、纯化、循环都需要专门的化工设备,这部分工艺和现有的化工体系有重叠,但精度要求更高。” 林北停顿了一下,把大脑超算刚跑出来的制造可行性评估在脑子里过了一遍:“以我们现在的工业能力,第一座实验堆的制造周期大约需要一年到两年。 镍基合金的冶炼需要新建电渣重熔炉和真空感应炉,焊接工艺需要培训和认证一批专门的焊工,燃料盐制备需要建设一条小型化工中试线。 如果现在就开始前期准备的话,实验堆可以在五四年年底左右建成并达到临界状态。” 夏元帅听完之后明确表态:“你放心大胆去干,资源该协调的,你协调不了的,直接找我。”