核电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种核电源装置，包括石墨基体、多个燃料棒、多个热管和热电转换器，石墨基体设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，其中第一贯穿孔道填充有液态冷却剂，各燃料棒分别置于各第一贯穿孔道内，用于产生热能并将热能通过液态冷却剂传递至石墨基体，然后通过内置在第二贯穿孔道内的热管将石墨基体的热能传递至热电转换器以进行热电转换，其中由于液态冷却剂在燃料棒和石墨基体之间起到了缓冲作用，并且对燃料棒传递至石墨基体的热能起到了过渡作用，从而避免了温度梯度及燃料棒肿胀对石墨基体的影响，提高了核反应过程的安全性。

【技术实现步骤摘要】
核电源装置
本专利技术涉及核反应发电
，特别是涉及一种核电源装置。
技术介绍
典型的海上和海底观测装备如海上浮台、观测浮标、海底网络等对能源的长期稳定供给需求强烈，能源供应问题已经成为限制进一步了解深海、探索深海、感知深海的瓶颈。例如，海底观测网络受限于电缆供电难以大范围向深海铺设的瓶颈问题，通常需要配备低功耗设备，从而极大地限制了信号的采集和传输能力；同时，海底电缆铺设复杂，对深海环境影响巨大。相比化石能源和可再生能源，核能具有能量密度高、稳定性好、燃料补给需求低等特点，是一种理想的深海能源动力形式。然而，常规核能发电通常采用固态反应堆产生热量，在热量传递过程中会面临因温度梯度和燃料肿胀引起的应力问题，从而影响核反应过程的安全性。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够解决因温度产生的应力问题的核电源装置。一种核电源装置，包括：石墨基体，设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，所述第一贯穿孔道填充有液态冷却剂；多个燃料棒，分别置于各所述第一贯穿孔道内，用于产生热能并将所述热能通过所述液态冷却剂传递至所述石墨基体；多个热管，每一所述热管包括第一端和第二端，所述第一端内置在所述第二贯穿孔道内，用于传递所述热能；热电转换器，与各所述第二端连接，用于接收各所述热管传递的所述热能，并对所述热能进行热电转换。在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：第一温差发电芯片，贴覆于所述热电转换器，用于根据所述热电转换器的壁面温度进行热电转换。<br>在其中一个实施例中，所述热电转换器为碱金属热电转换器。在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：中子反射层，裹覆在所述石墨基体外侧。在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：密闭容器，所述石墨基体位于所述密闭容器内，且所述中子反射层与所述密闭容器之间填充有液态铅铋流体；其中，所述密闭容器包括第一通孔，所述热管贯穿所述第一通孔以使得所述第一端内置于所述第二贯穿孔道内。在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：第二温差发电芯片，贴覆于所述密闭容器的外壁，用于根据所述密闭容器的外壁温度进行发电。在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：控制鼓，设置于所述中子反射层内，包括中子吸收部；预加压装置，与所述控制鼓连接，用于通过气动加压的方式控制所述控制鼓旋转，以使所述中子吸收部朝向所述石墨基体。在其中一个实施例中，所述石墨基体包括多个子基体，各所述子基体呈六棱柱形且拼接为一体。在其中一个实施例中，所述液态冷却剂为液态铅铋溶液。在其中一个实施例中，所述热管为液态碱金属热管。上述核电源装置包括石墨基体、多个燃料棒、多个热管和热电转换器，石墨基体设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，其中第一贯穿孔道填充有液态冷却剂，各燃料棒分别置于各第一贯穿孔道内，用于产生热能并将热能通过液态冷却剂传递至石墨基体，然后通过内置在第二贯穿孔道内的热管将石墨基体的热能传递至热电转换器以进行热电转换，其中由于液态冷却剂在燃料棒和石墨基体之间起到了缓冲作用，并且对燃料棒传递至石墨基体的热能起到了过渡作用，从而避免了温度梯度及燃料棒肿胀对石墨基体的影响，提高了核反应过程的安全性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一实施例的核电源装置的纵向剖面结构示意图；图2为一实施例的核电源装置的横向剖面结构示意图。元件标号说明：石墨基体：101；热管：102；热电转换器：103；中子反射层：104；密闭容器：105；液态铅铋流体：106；第一通孔：107；第二温差发电芯片：108；控制鼓：109。具体实施方式为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一贯穿孔道称为第二贯穿孔道，且类似地，可将第二贯穿孔道称为第一贯穿孔道。第一贯穿孔道和第二贯穿孔道两者都是贯穿孔道，但其不是同一贯穿孔道。可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。图1为一实施例的核电源装置的结构示意图，如图1所示，该核电源装置包括石墨基体101、多个燃料棒、多个热管102和热电转换器103。其中，石墨基体101设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，第一贯穿孔道填充有液态冷却剂；多个燃料棒分别置于各第一贯穿孔道内，用于产生热能并将热能通过液态冷却剂传递至石墨基体101；多个热管102中每一热管102包括第一端和第二端，第一端内置在第二贯穿孔道内，用于传递热能；热电转换器103与各第二端连接，用于接收各热管102传递的热能，并对热能进行热电转换。可以理解，石墨基体101设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，其中，第一贯穿孔道用于容置燃料棒(图1中未示出)，第二贯穿孔道用于容置热管102，在反应堆正常运行时，燃料棒核裂变产生热量，从而传递至石墨基体101，进而由石墨基体101传递给热管102，最终传递至热电转换器103进行热电转换。其中，各第一贯穿孔道内填充有液态冷却剂，即燃料棒与石墨基体101并不是直接接触，其间填充有液态冷却剂，燃料棒产生的热量会先传递至液态冷却剂，进而传递至石墨基体101。可以理解，燃料棒通常采用常规固态材料，其发生核裂变反应时会瞬间产生大量热量，同时其体积也会迅速膨胀，相比于在石墨基体101中直接置入燃料棒，在石墨基体101与燃料棒之间填充液态冷却剂能够对温度和体积变化起到缓冲作用，一方面防止温度剧变导致石墨基体10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电源装置，其特征在于，包括：/n石墨基体，设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，所述第一贯穿孔道填充有液态冷却剂；/n多个燃料棒，分别置于各所述第一贯穿孔道内，用于产生热能并将所述热能通过所述液态冷却剂传递至所述石墨基体；/n多个热管，每一所述热管包括第一端和第二端，所述第一端内置在所述第二贯穿孔道内，用于传递所述热能；/n热电转换器，与各所述第二端连接，用于接收各所述热管传递的所述热能，并对所述热能进行热电转换。/n

【技术特征摘要】
1.一种核电源装置，其特征在于，包括：
石墨基体，设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，所述第一贯穿孔道填充有液态冷却剂；
多个燃料棒，分别置于各所述第一贯穿孔道内，用于产生热能并将所述热能通过所述液态冷却剂传递至所述石墨基体；
多个热管，每一所述热管包括第一端和第二端，所述第一端内置在所述第二贯穿孔道内，用于传递所述热能；
热电转换器，与各所述第二端连接，用于接收各所述热管传递的所述热能，并对所述热能进行热电转换。


2.根据权利要求1所述的核电源装置，其特征在于，所述核电源装置还包括：
第一温差发电芯片，贴覆于所述热电转换器，用于根据所述热电转换器的壁面温度进行热电转换。


3.根据权利要求2所述的核电源装置，其特征在于，所述热电转换器为碱金属热电转换器。


4.根据权利要求1所述的核电源装置，其特征在于，所述核电源装置还包括：
中子反射层，裹覆在所述石墨基体外侧。


5.根据权利要求4所述的核电源装置，其特征在于，所述核电源装置还包括：
密闭容...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钊，石康丽，段承杰，崔大伟，仇若翔，石秀安，林继铭，
申请(专利权)人：中广核研究院有限公司，岭东核电有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44