The invention belongs to the field of reactor engineering technology, and discloses a heat pipe type dual mode space nuclear reactor core with radial hydrogen flow channel. The reactor core includes radial reflector, reactor core active area, heat pipe, reactor core barrel, axial reflector and control drum. The reactor core active area is located in the reactor core barrel, and the axial reflector is located above the reactor core active area. The radial reflector is hollow cylindrical structure, and the reactor core active area, the axial reflector and the heat pipe are located in the cavity of the radial reflector. Simple, safe and reliable operation with the advantages of passive, non-single point failure.
【技术实现步骤摘要】
一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯
本专利技术属于反应堆工程
,具体涉及一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯。
技术介绍
双模式空间核反应堆同时具备推进和发电的功能,结合了核热推进反应堆以及空间反应堆电源相对于常规能源的诸多优势。该反应堆非常适用于载人登月、载人火星、空间运输等任务。美俄等航天大国对双模式反应堆开展了广泛的研究,提出了的双模式反应堆主要为三种类型:一是基于热离子反应堆的双模式反应堆方案。该方案中,热离子燃料元件的中心孔道作为氢气工质的加热通道。在推进模式下,氢气自上而下流经燃料中心孔道,加热后排出,从而产生推力,同时,热离子燃料元件可产生电能;在发电模式下,堆芯热功率相对较低,系统将停止氢气排放,不再产生推力,仅由热离子燃料元件产生电能,废热由钠钾回路带出堆芯;二是基于NERVA核热推进反应堆的双模式反应堆方案。该方案中,堆芯内的复合燃料元件作为推进用燃料元件,堆芯内的支撑元件的冷却回路作为发电回路。在推进模式下,氢气工质自上而下流经复合燃料元件内的加热通道,加热后由喷管排出,从而产生推力,同时,支撑元件的冷却回路将部分堆芯热量导出至堆外的斯特林发电机,从而产生电能;发电模式下,堆芯热功率相对较低,系统将停止氢气排放,不再产生推力,复合燃料元件产生的热量由热传导的方式传递至支撑元件,并由位于支撑元件内的冷却回路导出至堆外的斯特林发电机,从而产生电能。三是一种基于热管式反应堆的双模式反应堆方案。该方案中,堆芯内部布置若干热管,用于导出热量用于发电。在推进模式下,氢气工质自上而下流经燃料元件内的加热通道,加热 ...
【技术保护点】
1.一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,该反应堆堆芯包括径向反射层、堆芯活性区、热管、堆芯筒体、轴向反射层、控制鼓,其中堆芯活性区位于堆芯筒体内,轴向反射层位于堆芯活性区上方;径向反射层为中空圆柱形结构,堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内;所述径向反射层主体结构的材质为氧化铍,径向反射层内设置有多个均匀分布的控制鼓,其中控制鼓形状为圆柱体形,长度与径向反射层的长度一致且可在径向反射层内旋转,每个控制鼓内沿圆周设置有弧度为120度的吸收体,该吸收体从控制鼓顶端延伸至控制鼓底部,吸收体随控制鼓旋转至所需角度以满足反应堆对推进力和电能的需求;控制鼓内除吸收体外,其余部分材质与径向反射层的主体结构的材质一致,均为氧化铍且氧化铍上设置有贯穿的孔道,该孔道是用于氢气流通的第一流道;所述堆芯活性区的上方设置有轴向反射层,轴向反射层内设置有氢气流通的孔道,此孔道作为氢气流通的第二流道;轴向反射层与堆芯活性区顶部留有5~10mm的空隙,该空隙用于氢气流通的第三流道;堆芯活性区位于堆芯筒体内部,且堆芯活性区与堆芯筒体间留有供氢气流通的第四流道;所述堆芯活性区主 ...
【技术特征摘要】
1.一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,该反应堆堆芯包括径向反射层、堆芯活性区、热管、堆芯筒体、轴向反射层、控制鼓,其中堆芯活性区位于堆芯筒体内,轴向反射层位于堆芯活性区上方;径向反射层为中空圆柱形结构,堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内;所述径向反射层主体结构的材质为氧化铍,径向反射层内设置有多个均匀分布的控制鼓,其中控制鼓形状为圆柱体形,长度与径向反射层的长度一致且可在径向反射层内旋转,每个控制鼓内沿圆周设置有弧度为120度的吸收体,该吸收体从控制鼓顶端延伸至控制鼓底部,吸收体随控制鼓旋转至所需角度以满足反应堆对推进力和电能的需求;控制鼓内除吸收体外,其余部分材质与径向反射层的主体结构的材质一致,均为氧化铍且氧化铍上设置有贯穿的孔道,该孔道是用于氢气流通的第一流道;所述堆芯活性区的上方设置有轴向反射层,轴向反射层内设置有氢气流通的孔道,此孔道作为氢气流通的第二流道;轴向反射层与堆芯活性区顶部留有5~10mm的空隙,该空隙用于氢气流通的第三流道;堆芯活性区位于堆芯筒体内部,且堆芯活性区与堆芯筒体间留有供氢气流通的第四流道;所述堆芯活性区主要包括多个上下叠加放置的圆形燃料平板,燃料类型为钨基金属陶瓷燃料;除最顶部的燃料平板外,其余燃料平板上均设置有中心孔和支撑结构,其中中心孔位于几何中心位置处,支撑结构由多个支撑板构成,每个支撑板的形状为弧形,该多个支撑板沿着中心孔均匀分布,长度为中心孔外周至燃料平板外周的距离;支撑板的设置使得燃料平板之间...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡古,安伟健,
申请(专利权)人:中国原子能科学研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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