一种基于热声电的热管反应堆系统技术方案

本发明专利技术属于一种核反应堆领域技术领域，具体涉及一种基于热声电的热管反应堆系统，该热管反应堆系统包括形成一体化模块化装置的热管反应堆电源主系统、热声发电机冷却系统、通风空调系统、密封仓底部疏水收集系统、氦气维持系统、应急安全水冷系统、余热排出系统、密封仓。本发明专利技术的热管反应堆系统采用固体堆芯设计，热管导热，无系统回路和大功率机械转动设备，具有长寿期甚至全寿期无换料、高固有安全性、低噪音、高功率体积重量比、系统设备简单可靠、热电转换效率高、对冷源需求较小、可以模块化配置等技术特点。

A heat pipe reactor system based on thermoacoustic electricity

【技术实现步骤摘要】
一种基于热声电的热管反应堆系统
本专利技术属于核反应堆领域
，具体涉及一种基于热声电的多用途热管反应堆系统。
技术介绍
相对于压水堆，国内外对热管反应堆有一定的公开报道，但是整个系统装置采用热声发电机进行发电的尚未有公开报道。公开报道的热管堆系统方案，一般都采用斯特林发电机或者热电偶发电，要么噪声大，要么发电效率低。而热声发动机完全不同于传统的热机动力系统(汽轮机、燃气轮机和内燃机等)，它完全没有压缩机、膨胀机等机械运动部件，利用声波压力的交替升高和降低实现气体的压缩和膨胀，同时通过气体的往复运动与处于不同位置的高、低温换热器壁面进行换热，从而完成能量的转化过程。目前，国内研究热声发电机的热电转换效率达到23％，比功率达到50W/kg，空气噪声低于60dB。
技术实现思路
本专利技术针对未来小型功率需求、多种应用场合的装备，提供一种具有长寿命、高安全、多用途、模块化的基于热声电的热管反应堆系统。实现本专利技术目的的技术方案：一种基于热声电的热管反应堆系统，该系统包括形成模块化装置的热管反应堆电源主系统、热声发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热声电的热管反应堆系统，其特征在于：该热管反应堆系统装置包括形成化模块化装置的热管反应堆电源主系统(1)、热声发电机冷却系统(2)、通风空调系统(3)、密封仓底部疏水收集系统(4)、氦气维持系统(5)、应急安全水冷系统(6)、余热排出系统(7)、密封仓(8)；热管反应堆电源主系统(1)位于密封仓(8)内中部，热声发电机冷却系统(2)位于热管反应堆电源主系统(1)两侧对称布置，热声发电机冷却系统(2)的一侧位于密封仓(8)内、且与热管反应堆电源主系统(1)连接，热声发电机冷却系统(2)的另一侧位于密封仓(8)外壁；通风空调系统(3)的一侧位于密封仓(8)内，通风空调系统(3)的另一侧...

【技术特征摘要】
1.一种基于热声电的热管反应堆系统，其特征在于：该热管反应堆系统装置包括形成化模块化装置的热管反应堆电源主系统(1)、热声发电机冷却系统(2)、通风空调系统(3)、密封仓底部疏水收集系统(4)、氦气维持系统(5)、应急安全水冷系统(6)、余热排出系统(7)、密封仓(8)；热管反应堆电源主系统(1)位于密封仓(8)内中部，热声发电机冷却系统(2)位于热管反应堆电源主系统(1)两侧对称布置，热声发电机冷却系统(2)的一侧位于密封仓(8)内、且与热管反应堆电源主系统(1)连接，热声发电机冷却系统(2)的另一侧位于密封仓(8)外壁；通风空调系统(3)的一侧位于密封仓(8)内，通风空调系统(3)的另一侧位于密封仓(8)外壁；密封仓底部疏水收集系统(4)位于密封仓(8)内尾部的底部，氦气维持系统(5)位于密封仓(8)尾部舱壁上；应急安全水冷系统(6)位于热管反应堆电源主系统(1)与密封仓(8)之间，两个余热排出系统(7)位于密封仓(8)外。


2.根据权利要求1所述的一种基于热声电的热管反应堆系统，其特征在于：所述的热管反应堆电源主系统(1)包括热管反应堆(101)、热声发电机(102)、反应堆控制系统(103)、反应堆辐射屏蔽及绝热系统(104)，两个热声发电机(102)对称布置在热管反应堆(101)两侧，热管反应堆(101)与两个热声发电机(102)之间分别设有一个反应堆控制系统(103)，两个反应堆辐射屏蔽及绝热系统(104)的两端分别与热管反应堆(101)、两个热声发电机(102)连接。


3.根据权利要求2所述的一种基于热声电的热管反应堆系统，其特征在于：所述的热管反应堆(101)包括热管(10101)、燃料棒(10102)、堆内构件(10103)、反射层(10104)、旋转鼓(10105)、反应堆容器(10106)、驱动机构(10107)、反应堆保温及屏蔽结构(10108)、堆内辐射屏蔽体(10109)、反应堆支承(10110)，热管(10101)和燃料棒(10102)安装在堆内构件(10103)、且三者内部构成热管反应堆(101)的堆芯，反射层(10104)布置在堆芯外围，旋转鼓(10105)沿周向均匀间隔布置在反射层(10104)与堆芯之间，热管反应堆(101)轴向方向上设置有辐射屏蔽体(10109)，反射层(10104)位于反应堆容器(10106)内，反应堆容器(10106)位于反应堆保温及屏蔽结构(10108)内，反应堆支承(10110)位于反应堆容器(10106)的外部，环形反应堆支承(10110)的外侧与均与密封仓(8)连接；驱动机构(10107)贯穿反应堆保温及屏蔽结构(10108)、反应堆容器(10106)，且与旋转鼓(10105)连接。


4.根据权利要求3所述的一种基于热声电的热管反应堆系统，其特征在于：所述的热管(10101)、圆燃料棒(10102)的排布比例为3:1、或者2:1、或者1:1、或者1:2或者1:3。
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘承敏，杨洪润，柴晓明，余红星，张宏亮，姚维华，闫新龙，张卓华，王金雨，曾畅，何晓强，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51