現在全世界的現役核潛艇和航母，使用的核反應堆類型，都是壓水堆，中國也不例外。

　　正如國內船舶核動力設計教材中的結論，除非其他反應堆類型出現質的技術突破，否則沒有一種堆型能撼動壓水堆在船舶動力堆領域一統天下的地位。

　　壓水堆的名稱來源，源於它要對一迴路中直接浸泡核燃料的冷卻劑——水，施加巨大的壓力，通常在11-16MPa之間。也就是每平方厘米上，壓力達到112到163公斤。這樣做的原因，是水的沸點和壓力相關——比如在青藏高原上由於氣壓低，除非用高壓鍋，水開了也到不了100度。

　　就船舶反應堆來說，在施加11MPa的高壓以後，反應堆中的水可以在281度的情況下保持液態。這使得它在一二迴路之間的熱交換器里，能夠通過巨大的溫度差，使得二迴路的水也變成具備較高溫度（不同功率下251-278度）和壓力（不同功率下3.92-6.13MPa）的蒸汽。

　　這些具備高能量的蒸汽，又通過推動蒸汽輪機的葉片高速旋轉，帶動螺旋槳和發電機，完成核能——熱能——機械能/電能的轉化。而制約壓水堆性能的一個核心瓶頸，就在壓力與溫度的關係上：一迴路的水溫，不能再做高了。

　　水溫要做到370度，需要超過21MPa的壓力。到了374度，水就達到臨界點，極短時間內全部蒸發成密度與水一樣大的蒸汽。過高的壓力會帶來大量的問題，包括設計製造太貴、泄漏幾率加大且後果嚴重得多、難以搶修等等。

　　在權衡成本、風險、性能等多方面因素以後，目前主流壓水堆的設計，壓力一般在15-16MPa，水溫能達到350度左右。再往上做，即使是每10度溫度的提升，需要的壓力增加也太大了，性能的提升速度遠不及成本和事故風險的增加速度。

　　受到這些關鍵瓶頸的限制，現在先進航母和潛艇的動力堆，熱效率只有30%左右——陸地核電站更重視經濟性，體積和重量限制寬鬆，可以做的更高，達到33-37%。

　　此前盛傳中國將在核潛艇上使用的高溫氣冷堆，則是使用氦氣作為冷卻劑；它在接收核燃料組件釋放的大量熱量以後，溫度可以很容易的做到600~1000度範圍。

　　而且從理論上講，氣冷堆可以省去用高溫氦氣加熱二迴路、再生成高溫高壓蒸汽推動蒸汽輪機的過程；直接用加熱後的氦氣，推動氦氣輪機發電。這種設計在技術上並不難，實際上和現在已經被主流淘汰的沸水堆設計差不多——沸水堆沒有二迴路，水直接燒成蒸汽去推蒸汽輪機。

　　帶二迴路熱交換的氣冷堆，熱效率在37-46%左右

　　沸水堆結構，把水換成氦氣就是最高效的氣冷堆原理，能到50%

　　依靠更高的冷卻劑溫度和更直接的能量轉化設計，氣冷堆在理論上能獲得更高的效率；筆者在文獻中見過的最大的數字是50%——如果放在壓水堆上，這至少是一代、甚至兩代以上的技術差距。

　　由於每立方米氦氣能攜帶的熱量太少了，只有水的幾百分之一；因此氣冷堆雖然熱效率更高，但卻需要非常巨大的體積，才能實現和壓水堆相同的功率，這使得它只適合作為陸地發電站的選擇，是從根本原理上最不可能、最不適合作為潛艇動力堆的類型。

　　這東西要立起來才能用，沒有任何艦船能裝得下

　　比如清華大學的氣冷堆，最大功率僅10MW，但核心部件的高度已經達到12.6米，全世界已經沒有任何一種核潛艇能裝得進去。

　　而法國的紅寶石，僅2600噸排水量的小型核潛艇，其反應堆功率也有48MW，而美俄主流大型核潛艇的反應堆，功率更是達到250MW級別。要在氣冷堆上實現相同的輸出功率，其體積是現在任何一種船舶的動力艙室都無法容納的。

　　最後要指出的是，現在全世界範圍內，氣冷堆都沒有達到商業運行的成熟階段——美日德在氣冷堆領域的發展均停留在示範電站階段，國內氣冷堆技術源自德國，在建的石島灣項目也屬於示範電站。現在氣冷堆還沒有在實際運行中，真正表現出包括安全性在內，相對壓水堆的實際優勢。

　　氣冷堆由於原理上的高熱效率優勢，它本身是一個值得探索的方向；但這不代表它就一定具備實用性價值——特別是在與其它堆型的競爭中，能推廣普及化，也不代表它就適用於所有的場合。