一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统及其使用方法技术方案

技术编号:41006031 阅读:24 留言:0更新日期:2024-04-18 21:42
本发明专利技术公开了一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统及其使用方法,该系统包括液态金属回路、斯特林循环系统、冷却水回路和供气系统;液态金属回路包括灌装系统、主回路、氩气系统;其中灌装系统包括熔化罐和储存罐;主回路包括缓冲罐、标定筒、电磁泵、预热器、热交换器和管路;斯特林循环系统通过换热器与液态金属回路的壳侧高温液态金属工质进行换热,加热工质在斯特林发动机腔室内循环,并通过电动机输出功率;冷却水回路接入斯特林发动机的冷却器,从出口流出,带出腔室内部的热量;供气系统向斯特林发动机内部提供可调节的高压气体。本发明专利技术可以将液态金属反应堆的热量作为热源与斯特林循环系统耦合,能够有效提高转换效率,实现能量的高效紧凑利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及先进核能能量转换与综合利用,具体涉及一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统及其使用方法


技术介绍

1、作为第四代先进核能反应堆之一的液态金属反应堆,因其经济性、安全性和可持续性的优点,越来越受到各国科研人员的重视。第四代液态金属反应堆包括钠冷快堆、铅冷堆,均使用了具有优良导热能力的液态金属作为传热工质,由于液态金属能在较大温度范围内保持液态,可以避免沸腾现象的产生,同时,与水相比,液态金属具有较高的导热率、更大的密度,在事故工况下更容易形成自然循环,更好地带走堆芯热量,避免事故进一步发展。此外,液态金属良好的中子经济性,更利于反应堆模块化、小型化的发展。

2、然而,现有反应堆系统循环多为朗肯循环或布雷顿循环,使用的能量转化装置为汽轮机或透平,系统回路庞杂,不利于小型化、模块化反应堆的进一步发展。斯特林发动机是一种闭式回热型机械,具有热效率高、结构紧凑、噪声小、运行稳定等特点,并且采用外燃方式,能够适应多种热源,在多种领域得到了广泛应用。目前斯特林发动机主要采用的外部热源有天然气、氢气等,燃料燃烧时产生的火焰可将发动机热腔室加热到7本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统,其特征在于:包括液态金属回路(00)、斯特林循环系统(01)、冷却水回路(02)和供气系统(03);

2.根据权利要求1所述的一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统,其特征在于:所述斯特林发动机(11)本体包括膨胀活塞(11-1)、压缩活塞(11-2)、冷端(11-3)、回热器(11-4)、热端(11-5)、连杆(11-6)、曲轴(11-7)、冷却器(11-8)和加热器(11-9),并通过连杆(11-6)和曲轴(11-7)将动力输出到负载(17),斯特林发动机(11)内部设置压力传感器(P1)和第九热电偶(T9);曲轴(11-7)通过连...

【技术特征摘要】

1.一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统,其特征在于:包括液态金属回路(00)、斯特林循环系统(01)、冷却水回路(02)和供气系统(03);

2.根据权利要求1所述的一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统,其特征在于:所述斯特林发动机(11)本体包括膨胀活塞(11-1)、压缩活塞(11-2)、冷端(11-3)、回热器(11-4)、热端(11-5)、连杆(11-6)、曲轴(11-7)、冷却器(11-8)和加热器(11-9),并通过连杆(11-6)和曲轴(11-7)将动力输出到负载(17),斯特林发动机(11)内部设置压力传感器(p1)和第九热电偶(t9);曲轴(11-7)通过连杆(11-6)分别连接膨胀活塞(11-1)和压缩活塞(11-2),膨胀活塞(11-1)和压缩活塞(11-2)分别连接冷端(11-3)和热端(11-5),冷端(11-3)和热端(11-5)上分别设置冷却器(11-8)和加热器(11-9),冷端(11-3)和热端(11-5)通过回热器(11-4)连接。

3.根据权利要求2所述的一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统,其特征在于:所述加热器(11-9)为管壳式换热器。

4.根据权利要求1所述的一种液态金属回路与斯特林耦合实验系统,其特征在于:所述液态金属回...

【专利技术属性】
技术研发人员:张大林李昊洋田文喜秋穗正苏光辉
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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