一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，包括热管、设置在屏蔽体内侧的反应堆、布置在屏蔽体外侧的控制鼓驱动机构、换热器和安全棒驱动机构；所述热管一端伸入反应堆的热管孔道，另一端穿过所述屏蔽体插入所述换热器；所述换热器外表设置有温差发电元件；所述控制鼓驱动机构和安全棒驱动机构分别与所述反应堆的控制鼓和安全棒驱动连接。本发明专利技术的有益效果如下：该方案充分结合了铀氢锆燃料和热管冷却方式的安全性优点，保证在无人监控条件下长期运行的安全性；该方案充分简化系统结构，提高环境适应性和部署灵活性，可以很好地满足各类海洋活动对于十千瓦及以下量级能源的需求。

A Heat Pipe Cooled Nuclear Reactor Power Supply System Based on Uranium Zirconium Hydrogen Fuel and Static Thermoelectric Conversion

The present invention relates to a heat pipe cooled nuclear reactor power supply system based on uranium zirconium hydrogen fuel and static thermoelectric conversion, including heat pipe, reactor inside shield body, control drum driving mechanism, heat exchanger and safety rod driving mechanism arranged outside shield body; one end of the heat pipe extends into the heat pipe channel of the reactor, and the other end penetrates through the shield body to insert the heat transfer. The outer surface of the heat exchanger is provided with a temperature difference generating element, and the control drum driving mechanism and the safety rod driving mechanism are respectively connected with the control drum and the safety rod driving mechanism of the reactor. The beneficial effects of the invention are as follows: the scheme fully combines the safety advantages of uranium zirconium hydrogen fuel and heat pipe cooling mode to ensure the safety of long-term operation under unmonitored conditions; the scheme fully simplifies the system structure, improves environmental adaptability and deployment flexibility, and can well meet the needs of various marine activities for energy of magnitude 10 kW and below.

【技术实现步骤摘要】
一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统
本专利技术属于核电领域，具体涉及一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统。
技术介绍
随着海洋战略地位和经济价值的日益凸显，偏远海岛守备、海洋水声监听、海底矿产开发、水文环境监测等军事和民事海洋活动对能源系统提出了越来越高的要求。目前各类海洋活动主要采用的能源装置是内燃机和化学电池，二者都存在一定的固有缺陷：内燃机需要外部持续供给大量化石燃料，且运行时需消耗空气(氧气)；化学电池能量密度不高，续航寿命短，需要反复充电，在低温环境下性能衰减明显。随着任务需求和装备性能的提升，内燃机和化学电池越来越难以满足海洋活动的能源需求，甚至已构成主要的发展瓶颈，迫切需要新型能源装置加以取代。一类可用于海洋活动的新型能源装置是放射性同位素电源，该装置可将放射性同位素衰变释放的热量转换为电能供海洋活动使用。文献“RadioisotopeThermoelectricGeneratorsoftheU.S.Navy”指出美国海军在20世纪70年代就已装备了一系列放射性同位素电池，这些装置以放射性同位素钚-238或锶-90为热源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，其特征在于：包括热管(11)、设置在屏蔽体(9)内侧的反应堆(8)、布置在屏蔽体(9)外侧的控制鼓驱动机构(10)、换热器和安全棒驱动机构(15)；所述热管(11)一端伸入反应堆(8)的热管孔道(2)，另一端穿过所述屏蔽体(9)插入所述换热器；所述换热器外表设置有温差发电元件(13)；所述控制鼓驱动机构(10)和安全棒驱动机构(15)分别与所述反应堆(8)的控制鼓(6)和安全棒驱动连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，其特征在于：包括热管(11)、设置在屏蔽体(9)内侧的反应堆(8)、布置在屏蔽体(9)外侧的控制鼓驱动机构(10)、换热器和安全棒驱动机构(15)；所述热管(11)一端伸入反应堆(8)的热管孔道(2)，另一端穿过所述屏蔽体(9)插入所述换热器；所述换热器外表设置有温差发电元件(13)；所述控制鼓驱动机构(10)和安全棒驱动机构(15)分别与所述反应堆(8)的控制鼓(6)和安全棒驱动连接。2.如权利要求1所述的基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，其特征在于：所述换热器包括上换热器(14)和下换热器(12)。3.如权利要求1所述的基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，其特征在于：所述反应堆(8)包括活性区基体(5)和设置于所述活性区基体(5)外侧的径向反射层(7)；所述活性区基体(5)设置有燃料元件(3)、热管孔道(2)和安全棒孔道(4)；所述径向反...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡古，孙晓博，安伟健，葛攀和，郭键，高剑，
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