采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法技术方案

本发明专利技术公开一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法，在该发明专利技术的核反应堆发电系统中采用了多级换热功率屏蔽换热器。该换热器由两部分组成，第一部分为低功率管壳换热，第二部分为高功率板式换热。高温液态金属锂从核反应堆流出进入换热器，在低功率管壳换热阶段，通过屏蔽金属换热管与低温氦气进行换热。若不进行第二阶段的高功率板式换热，氦气则直接进入涡轮机做功。反之，则通过控制系统，使氦气进入第二阶段的高功率板式换热，通过屏蔽金属换热板片与高温液态锂进行第二阶段换热，满足了不同工况，如出舱作业、空间站休眠的使用需要，实现了换热器低功率和高功率的调节，从而提高了能源利用率和空间站适居性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法


[0001]本专利技术涉及一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法，属于能源综合利用领域。

技术介绍

[0002]面向深空探测和高分辨率对地观测等重大航天任务的大型航天器已经成为重要的发展趋势。与太阳电源和化学电源相比，空间核电源在太阳能应用困难的深空探测任务和需要大功率电源的近地轨道航天任务中具有明显的技术优势。核能发电是利用核裂变所释放的热能来进行发电，核燃料的能量密度比其他化石燃料大出一个数量级，且核能发电过程本身不会产生二氧化碳，因此燃料储存所占体积小，运输便利，符合国家空间发展的战略需求。
[0003]基于核能发电的空间核电系统与普通动力系统相比具有重量轻、体积小、输出功率高等优点，在空间探索任务中起着举足轻重的作用。空间核电源将核能转换为电能，为大功率电推进系统供电。核电推进技术结合核能的高能量密度，以及电推进的高比冲优势，被认为是未来大型空间任务的优先选择方案。空间核电系统的发展代表着一个国家的军事能力和高新技术水平，空间核电系统研究对我国抢占空间战略制高点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统，包括一、二回路，液态金属锂经一回路循环作业，氦气经二回路循环作业，其特征在于，还包括多级换热功率屏蔽换热器(4)，其热流体通道属于一回路，冷流体通道属于二回路，一回路中的液态金属和二回路中的氦气在多级换热功率屏蔽换热器(4)内进行热量交换。2.根据权利要求1所述的一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统，其特征在于，所述多级换热功率屏蔽换热器(4)包括前后两级换热，其热流体通道贯穿两级换热，两级换热各有一个冷流体通道，前一级换热的冷流体通道出口(f)、后一级换热的冷流体通道进口(e)以及所述二回路的入口通过三向旋塞阀(13)连接，三向旋塞阀(13)与所述二回路的入口之间设置第一隔离阀(12)，后一级换热的冷流体通道出口(c)与所述二回路的入口之间设置第二隔离阀(11)。3.根据权利要求2所述的一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统，其特征在于，所述前一级换热为管壳式换热，包括若干根屏蔽金属换热管(19)，屏蔽金属换热管(19)的材料采用具有屏蔽性能的钨铼合金。4.根据权利要求3所述的一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统，其特征在于，所述屏蔽金属换热管(19)的外侧沿程设置若干个折流板(18)。5.根据权利要求3所述的一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统，其特征在于，所述后一级换热为板式换热，包括若干个屏蔽金属换热板片(20)，屏蔽金属换热板片(20)的材料采用具有屏蔽性能的钨铼合金；所述屏蔽金属换热板片(20)包括液态金属锂通道(26)和氦气通道(27)，所述液态金属锂通道(26)与所述屏蔽金属换热管(19)连通，所述氦气通道(27)即后一级换热的冷流体通道。6.根据权利要求1所述的一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统，其特征在于，所述一回路包括核反应堆(1)、压力缓冲装置(2)、气液分离器(3)、多...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿鹏，杨沁山，闫晓蝶，魏剑，叶启航，黄护林，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：