一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统及其解冻方法技术方案

技术编号:43463464 阅读:18 留言:0更新日期:2024-11-27 13:00
本发明专利技术公开了一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统及其解冻方法,锂冷空间反应堆电源系统由一回路系统和二回路系统组成。锂冷空间反应堆电源系统依靠辅助回路系统对其进行解冻,辅助回路系统由辅助管道、辅助电磁泵、辅助能量转换单元组成。辅助管道从反应堆堆芯出来之后,紧贴在一回路管道和二回路管道外壁,用于加热冷却剂管道。解冻开始时,堆芯在低功率水平下运行;产生的热量由辅助回路系统带出堆芯,沿着辅助管道加热锂冷空间反应堆电源系统各个部件,使各部件中的锂工质熔化,待一回路系统和二回路系统完全解冻后,锂工质开始流动,解冻过程结束,锂冷空间反应堆电源系统具备了正常运行的条件。辅助回路系统在反应堆停堆后,可带出反应堆堆芯的衰变热,作为堆芯的余热排出手段。辅助电磁泵和辅助能量转换单元在解冻过程中或停堆后可分别提供工质循环和发电的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核反应堆电源系统,具体涉及一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统及其解冻方法


技术介绍

1、碱金属锂因其相较于其他碱金属如钠、钾等,其蒸汽压低,比热容高,密度相对较低,将其用作锂冷空间反应堆电源的冷却工质,使锂冷空间反应堆电源具有较好的固有安全特性、模块化的设计理念等,在深空探测与空间电源、星球表面能源供应、核电池等方面具有潜在的适用性与应用价值。

2、碱金属锂具有较高的熔点,其熔点为454k,在常温下为固态。当锂冷反应堆用作空间核电源时,在复杂空间环境下,核电源处于太空4k环境中,同时受到太阳辐射、地球红外辐射和地球反照的作用,核源的温度环境低于碱金属的熔点。所以,锂冷空间反应堆电源从地面发射到正常在轨飞行时,锂工质都为固态。在轨期间,为保证锂冷空间反应堆电源系统能正常启动运行,需要在启动前对其进行工质解冻,使碱金属锂熔化,在回路中流动并形成循环回路,能正常带走堆芯产生的热量。

3、为了将碱金属锂工质从固态加热到熔化为液态,这需要反应堆电源的载体为其提供巨大的能量供应供其解冻,这在工程实践中是无法满足的。...

【技术保护点】

1.一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统,其特征在于:锂冷空间反应堆电源系统由一回路系统和二回路系统组成,一回路系统依次由反应堆堆芯(1)、气液分离器(2)、能量转换单元(4)热端和一回路主电磁泵(3)通过一回路管道(5)连接组成;二回路系统依次由能量转换单元(4)冷端、二回路电磁泵(6)和热管式辐射器(7)通过二回路管道(8)连接组成;锂冷空间反应堆电源系统依靠辅助回路系统对其进行解冻,辅助回路系统由辅助管道(9)以及设置在辅助管道(9)上的辅助电磁泵(10)和辅助能量转换单元(11)组成;辅助管道(9)从反应堆堆芯(1)出来之后,紧贴在一回路管道(5)和二回路管道(8)的外壁...

【技术特征摘要】

1.一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统,其特征在于:锂冷空间反应堆电源系统由一回路系统和二回路系统组成,一回路系统依次由反应堆堆芯(1)、气液分离器(2)、能量转换单元(4)热端和一回路主电磁泵(3)通过一回路管道(5)连接组成;二回路系统依次由能量转换单元(4)冷端、二回路电磁泵(6)和热管式辐射器(7)通过二回路管道(8)连接组成;锂冷空间反应堆电源系统依靠辅助回路系统对其进行解冻,辅助回路系统由辅助管道(9)以及设置在辅助管道(9)上的辅助电磁泵(10)和辅助能量转换单元(11)组成;辅助管道(9)从反应堆堆芯(1)出来之后,紧贴在一回路管道(5)和二回路管道(8)的外壁,用于加热冷却剂管道,使管道内的锂工质熔化;辅助回路系统在反应堆停堆后,带出反应堆堆芯(1)的衰变热,作为堆芯的余热排出手段;辅助回路系统的辅助电磁泵(10)和辅助能量转换单元(11),在解冻过程中或停堆后分别提供工质循环和发电的功能;解冻所需的能量来自于锂冷空间反应堆电源系统自身的核加热功率。

2.根据权利要求1所述的一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统,其特征在于:所述辅助回路系统的冷却剂为钠钾合金,其熔点低,在反应堆启动后立即起作用。

3.根据权利要求1所述的一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统,其特征在于:所述二回路系统的冷却剂为锂或钠钾合金或水或硅油。

4.根据权利要求1所述的一种锂冷空间反应堆电源系统的辅助解冻回路系统,其特征在于:所述能量转换单元(4)为温差发电单元或斯特林电机或布雷顿循环或朗肯循环,当要求输出电功率较小,可靠性较高,没有转动部件时,选...

【专利技术属性】
技术研发人员:王成龙黄金露田文喜苏光辉秋穗正
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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