本发明专利技术提供的是一种核子热源与碱金属热电直接转换器联合发电装置。放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通过固定装置固定于高温相变蓄热器中，高温相变蓄热器中设置吸热材料，放射性同位素衰变放出的热能被蓄热器内的吸热材料吸收达蓄热器的热输出接口，碱金属热电直接转换器通过其热输入接口连接到高温相变蓄热器热输出接口上。本发明专利技术利用放射性同位素燃料作为碱金属热电直接转换器的热源，不仅可以保证其工作温度，而且大大减少了系统的重量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种动力能源领域的能量利用系统，具体地说是一种用放射 性同位素衰变时放出的射线所携带的热能作为碱金属热电直接转换器的热源使 碱金属热电直接转换器工作产生电能的装置。(二)
技术介绍
放射性同位素衰变过程中会不断以具有热能的射线的形式，向外放出比一般 物质大得多的能量。这种很大的能量有两个令人喜爱的特点。 一是衰变时放出的能量大小、速度，不受外界环境中的温度、化学反应、压力、电磁场的影响，因 此，放射性同位素热源以抗干扰性强和工作准确可靠而著称。另一个特点是衰变 时间很长，这决定了放射性同位素热源可长期使用。放射性同位素热源采用的放 射性同位素主要有锶一90 (Sr — 90，半衰期为28年)、钚一238 (Pu — 238，半 衰期89. 6年)、针一210 (Po-210半衰期为138.4天)等长半衰期的同位素。碱金属热电转换装置(the Alkali Metal Thermal to Electric converter) 简写为AMTEC，是一种新型能量转换技术，它以液态碱金属或气态碱金属(锂、 钾、钠)为工质，,'-^/203固体电解质(BASE)为离子选择性渗透膜，这种陶 瓷材料对离子是良导体，而对电子几乎是绝缘体，这构成了碱金属热电转换器工 作的基础。理论上，热电转换效率可达30%-40%。 AMTEC可直接将太阳能、外部 燃烧、放射性同位素、反应器热源和余热产生的热能转换成电能。碱金属工质(液 态或气态)在封闭循环系统中运行，其转换过程特点为等温膨胀/压縮，等压加热， 因此可获得高效率。AMTEC具有很多优点洁净无噪声、设备结构紧凑、维护量 小、适合分散布置等。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可在深海或者太空等特殊场合得到很好的使用 的核子热源与碱金属热电直接转换器联合发电装置。 本专利技术的目的是这样实现的-放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通过固定装置固定于高温相变蓄热 器中，高温相变蓄热器中设置吸热材料，放射性同位素衰变放出的热能被蓄热器内的吸热材料吸收达蓄热器的热输出接口，碱金属热电直接转换器通过其热输入 接口连接到高温相变蓄热器热输出接口上。所述高温相变蓄热器外面有一层防辐射及绝热层。放射性同位素燃料衰变时向外放出的能量比一般燃料大很多，置于高温相变 蓄热器中能够保证AMTEC工作时需要的温度。在深海里，太阳能电池根本派不上 用场，燃料电池和其他化学电池的使用寿命又太短，利用以放射性同位素燃料为 热源的AMTEC系统可以很好地解决以上问题放射性同位素AMTEC系统不仅寿命 长而且相对于其它的热电转换装置效率要高出很多。可以用它作海底潜艇导航信 标，能保证航标每隔几秒钟闪光一次，几十年内可以不换电池。还可将其用作水 下监听器的电源，用来监听敌方潜水艇的活动。也可将其用作海底电缆的中继站 电源，它既能耐五六千米深海的高压，安全可靠地工作，又少花费成本。另外在 太空领域，对重量的要求特别高，由于放射性同位素燃料是直接置于高温相变蓄 热器内部，大大减少了系统的重量，因此使用放射性同位素一AMTEC系统不仅安 全可靠而且经济性也好。放射性同位素衰变时放出的能量是很巨大的，本专利技术利用放射性同位素燃料 作为碱金属热电直接转换器的热源，不仅可以保证其工作温度，而且大大减少了 系统的重量。放射性同位素燃料在高温相变蓄热器内衰变时放出巨大的热量，这 些热量传递给蓄热器后，蓄热器通过专门的接U将热量传递给碱金属热电直接转 换器，使其工作产生电能。本专利技术的整个系统可在某些特殊场合得到很好的使用，如深海或者太空。(四) 附图说明 图l是本专利技术工作流程图2是高温相变蓄热器和放射性同位素燃料的连接示意图； 图3是高温相变蓄热器和AMTEC连接方式示意图。具体实施方式 下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述在图2-3中1为蓄热器外面的防辐射及绝热层；2为高温相变蓄热器壁；3 为放射性同位素燃料的固定装置及绝热装置；4为蓄热器内的吸热材料；5为放 射性同位素燃料容器；6为放射性同位素燃料；7为蓄热器内的其他结构；8为 高温相变蓄热器；9为碱金属热电直接转换器；A为高温相变蓄热器的热输出端口； B为碱金属热电直接转换器的热输入接口；C、 D分别为碱金属热电直接转换器的高温端和低温端。如图2所示，存放于放射性同位素燃料容器5中的放射性同位素燃料6被其固定装置3固定于高温相变蓄热器8中，放射性同位素衰变放出的热能被蓄热器内的吸热材料4所吸收，吸收的热能经过蓄热器内的其他结构7的工作到达蓄热器的热输出接口 A，将碱金属热电直接转换器9的高温端C通过其热输入接口 B连接到高温相变蓄热器热输出接口上，放射性同位素燃料放出的热能就进入到碱金属热电直接转换器内使其工作产生电能,利用后的余热从碱金属热电直接转换器的低温端D排出。高温相变蓄热器外面有一层防辐射及绝热层1防止放射性同位素衰变射线辐射到蓄热器外部对环境造成污染并且也防止衰变的热能泄露到蓄热器外造成能量的浪费。权利要求1、一种核子热源与碱金属热电直接转换器联合发电装置，其特征是放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通过固定装置固定于高温相变蓄热器中，高温相变蓄热器中设置吸热材料，放射性同位素衰变放出的热能被蓄热器内的吸热材料吸收达蓄热器的热输出接口，碱金属热电直接转换器通过其热输入接口连接到高温相变蓄热器热输出接口上。2、 根据权利要求1所述的核子热源与碱金属热电直接转换器联合发电装置，其特征是所述高温相变蓄热器外面有一层防辐射及绝热层。全文摘要本专利技术提供的是一种核子热源与碱金属热电直接转换器联合发电装置。放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通过固定装置固定于高温相变蓄热器中，高温相变蓄热器中设置吸热材料，放射性同位素衰变放出的热能被蓄热器内的吸热材料吸收达蓄热器的热输出接口，碱金属热电直接转换器通过其热输入接口连接到高温相变蓄热器热输出接口上。本专利技术利用放射性同位素燃料作为碱金属热电直接转换器的热源，不仅可以保证其工作温度，而且大大减少了系统的重量。文档编号H02N3/00GK101645667SQ200910072669公开日2010年2月10日 申请日期2009年8月13日 优先权日2009年8月13日专利技术者周春良, 潘贤德, 郑洪涛 申请人:哈尔滨工程大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种核子热源与碱金属热电直接转换器联合发电装置，其特征是：放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通过固定装置固定于高温相变蓄热器中，高温相变蓄热器中设置吸热材料，放射性同位素衰变放出的热能被蓄热器内的吸热材料吸收达蓄热器的热输出接口，碱金属热电直接转换器通过其热输入接口连接到高温相变蓄热器热输出接口上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周春良，郑洪涛，潘贤德，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[]
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