一种新型紧凑式空间核反应堆电源制造技术

技术编号:28827593 阅读:5 留言:0更新日期:2021-06-11 23:22
一种新型紧凑式空间核反应堆电源,涉及空间核反应堆电源技术领域。包括加热器,所述加热器贯穿反应堆堆芯,所述反应堆堆芯两侧对称设置自由活塞斯特林发电机,两个对称的所述自由活塞斯特林发电机连接于同一加热器的两端,所述加热器内充满气体,所述反应堆堆芯包括燃料基体,所述燃料基体外侧设置反射层。本发明专利技术提供的一种新型紧凑式空间核反应堆电源,无需换热器,直接将自由活塞斯特林发电机与反应堆堆芯连接,降低了整个装置的体积,对称的两个自由活塞斯特林发电机共用一个加热器,降低了自由活塞斯特林发电机的震动,提高了空间核反应堆电源的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型紧凑式空间核反应堆电源
本专利技术涉及空间核反应堆电源
,具体涉及一种新型紧凑式空间核反应堆电源。
技术介绍
随着地球卫星服务、星表探测、深空探测等技术的快速发展,航天装备系统对长寿期、可靠、功率高、结构紧凑的电源提出了重大需求。空间核反应堆电源由于其能量密度高、可持续工作10年以上等重大优势,在目前以及未来空间探索任务中承担重要的角色。当前,空间核反应堆电源技术尚未成熟,其设计基本采用热传导媒介(如热管、液态金属或氦氙混合气体等)将热量传递至堆外热电转换装置中,一般是利用换热器与空间堆电源连接,采用此种技术方案导致整体设备体积庞大、线路连接复杂且容易漏热,降低了空间堆电源的关键参数指标。
技术实现思路
本专利技术主要目的在提供一种新型紧凑式空间核反应堆电源,以解决现有存在的问题。为解决上述技术问题,本专利技术采取了如下技术方案:一种新型紧凑式空间核反应堆电源,包括加热器,所述加热器贯穿反应堆堆芯,所述反应堆堆芯两侧对称设置自由活塞斯特林发电机,两个对称的所述自由活塞斯特林发电机连接于同一加热器的两端,所述加热器内充满气体。进一步的,所述反应堆堆芯包括燃料基体,所述燃料基体外侧设置反射层。进一步的,所述自由活塞斯特林发电机包括膨胀腔,所述膨胀腔内部设置配气活塞,所述加热器与所述膨胀腔连通。进一步的,所述加热器内的气体为氢气或氦气。本专利技术提供的一种新型紧凑式空间核反应堆电源,与现有技术相比,具有以下有益效果:1.无需使用换热器,直接将自由活塞斯特林发电机与反应堆堆芯连接,降低了整个装置的体积,提高了动态转换效率,可供多种空间运载器使用。2.对称的两个自由活塞斯特林发电机共用一个加热器,降低了自由活塞斯特林发电机的震动,提高了空间核反应堆电源的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例1整体结构示意图其中,1-反应堆堆芯,2-自由活塞斯特林发电机,3-加热器。实施方式以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。实施例1如图所示,本专利技术提供一种新型紧凑式空间核反应堆电源,包括反应堆堆芯1、自由活塞斯特林发电2、加热器3。所述加热器3贯穿反应堆堆芯1,所述反应堆堆芯1两侧对称设置自由活塞斯特林发电机2,两个对称的所述自由活塞斯特林发电机2连接于同一加热器3的两端,所述加热器3内充满气体。在本实施例中,共设置四个自由活塞斯特林发电机2,两个加热器3,两个自由活塞斯特林发电机2为一组对称设置在反应堆堆芯1的两侧,两个对称的自由活塞斯特林发电机2共用一个加热器3,加热器3直接插入反应堆堆芯1内,采用这种连接方式,无需使用换热器,大大提高了空间核反应堆电源的动态转换效率,降低了整个装置的体积,由于自由活塞斯特林发电机2对置布置且共用一个加热器3,消除了自由活塞斯特林发电机2的震动并提高紧凑式空间核反应堆电源的可靠性。进一步的,所述反应堆堆芯1包括燃料基体,所述燃料基体外侧设置反射层。在本实施例中,反射层由铍制成。铍反射层可以将逃逸到反应堆堆芯1外围的中子反射回去,使其继续参加核反应以提高反应效率,还可以减少中子的损失。进一步的,所述自由活塞斯特林发电机2包括膨胀腔,所述膨胀腔内部设置配气活塞,所述加热器3与所述膨胀腔连通,所述加热器3内的气体为氢气或氦气。工作原理:反应堆堆芯1裂变产生的热量传递到加热器3,对加热器3进行加热,使加热器3内部气体膨胀做功推动膨胀腔内的配气活塞运动,从而完成斯特林循环。本专利技术中反应堆堆芯1发出裂变能直接传输自由活塞斯特林发电机2做功,大大提高了空间核反应堆电源的动态转换效率。以上所述,仅是本专利技术较佳实施例而已,并非对本专利技术的技术范围作任何限制,故凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型紧凑式空间核反应堆电源,其特征在于,包括加热器,所述加热器贯穿反应堆堆芯,所述反应堆堆芯两侧对称设置自由活塞斯特林发电机,两个对称的所述自由活塞斯特林发电机连接于同一加热器的两端,所述加热器内充满气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型紧凑式空间核反应堆电源,其特征在于,包括加热器,所述加热器贯穿反应堆堆芯,所述反应堆堆芯两侧对称设置自由活塞斯特林发电机,两个对称的所述自由活塞斯特林发电机连接于同一加热器的两端,所述加热器内充满气体。


2.如权利要求1所述的一种新型紧凑式空间核反应堆电源,其特征在于,所述反应堆堆芯包括燃料基体,...

【专利技术属性】
技术研发人员:王成龙代智文秋穗正田文喜苏光辉
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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