[發(fā)明專(zhuān)利]一種常溫催化核聚變的能量獲取與轉(zhuǎn)化方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910024030.5
• 申請(qǐng)日: 2009-09-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101673583A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 李勝
• 主分類(lèi)號(hào): G21B1/05
• 分類(lèi)號(hào): G21B1/05;G21B1/11
• 代理公司: 西安弘理專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 羅 笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種常溫催化核聚變的方法和一種熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)，還涉及一種常溫催化核聚變的能量獲取與轉(zhuǎn)化方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的高溫核聚變，反應(yīng)條件要求過(guò)高，受控溫度超過(guò)2億K，仍不能達(dá)成工程上的可行性，因此，還不能投入實(shí)際應(yīng)用。另外現(xiàn)有的熱機(jī)動(dòng)力裝置的排出物溫度都高于環(huán)境溫度，造成能源浪費(fèi)，利用效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種常溫催化核聚變的能量獲取與轉(zhuǎn)化方法，解決了現(xiàn)有核聚變技術(shù)中存在的受控溫度過(guò)高，無(wú)法投入實(shí)際工程應(yīng)用的問(wèn)題。

本發(fā)明的另一目的是提供一種熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)核聚變能到機(jī)械能的高效轉(zhuǎn)化。

本發(fā)明的第三目的是提供一種常溫催化核聚變的方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種常溫催化核聚變的能量獲取與轉(zhuǎn)化方法，該方法按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、在核反應(yīng)堆部分的磁約束裝置中，注入氫等離子體，同時(shí)注入額外的電子或質(zhì)子作為催化劑，使得該電子與氫的原子核結(jié)合，生成中間反應(yīng)物中子，該中子與氫的原子核結(jié)合生成氘原子核，獲取核聚變能；

步驟2、利用一熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能量的熱力學(xué)轉(zhuǎn)化，該熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是，包括依次排列安裝的從動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、蒸汽發(fā)生器、蒸汽動(dòng)力渦輪、氣體動(dòng)力渦輪和冷凝器，在蒸汽發(fā)生器和冷凝器之間連接有液體增壓泵，轉(zhuǎn)化的具體步驟為：將步驟1獲取的核聚變能通過(guò)熱交換器轉(zhuǎn)化為氣體熱能，再將該載能氣體輸入壓氣機(jī)后產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓氣體流入蒸汽發(fā)生器后產(chǎn)生高溫高壓蒸汽和低溫高壓氣體，并分別輸往蒸汽動(dòng)力渦輪和氣體動(dòng)力渦輪，蒸汽動(dòng)力渦輪和氣體動(dòng)力渦輪產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)及從動(dòng)機(jī)所需要的機(jī)械能。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)，包括依次排列安裝的從動(dòng)機(jī)、壓氣機(jī)、蒸汽發(fā)生器、蒸汽動(dòng)力渦輪、氣體動(dòng)力渦輪和冷凝器，在蒸汽發(fā)生器和冷凝器之間連接有液體增壓泵。

本發(fā)明所采用的第三技術(shù)方案是，一種常溫催化核聚變的方法，該方法按照以下步驟實(shí)施：在核反應(yīng)堆部分的磁約束裝置中，注入氫等離子體，同時(shí)注入額外的電子或質(zhì)子作為催化劑，使得該電子與氫的原子核結(jié)合，生成中間反應(yīng)物中子，該中子與氫的原子核結(jié)合生成氘原子核，獲取核聚變能。

本發(fā)明的常溫催化核聚變能源的獲取方法，能夠提供近似于無(wú)限量的熱源，本發(fā)明的熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)，基本上可以使上述常溫催化核聚變獲取的熱能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并且實(shí)現(xiàn)了廢熱零排放，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明方法中利用熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化的工作流程圖。

圖中，1.從動(dòng)機(jī)，2.壓氣機(jī)，3.蒸汽發(fā)生器，4.蒸汽動(dòng)力渦輪，5.氣體動(dòng)力渦輪，6.冷凝器，7.液體增壓泵。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的動(dòng)力系統(tǒng)包括核反應(yīng)堆部分和熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)成，核反應(yīng)堆部分核心部件采用現(xiàn)有的磁約束裝置。

所述的熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)如圖1所示，其基本結(jié)構(gòu)是，包括依次排列安裝的從動(dòng)機(jī)1、壓氣機(jī)2、蒸汽發(fā)生器3、蒸汽動(dòng)力渦輪4、氣體動(dòng)力渦輪5和冷凝器6，在蒸汽發(fā)生器3和冷凝器6之間連接有液體增壓泵7。從其工作循環(huán)原理來(lái)看，熱力轉(zhuǎn)化系統(tǒng)也稱(chēng)為熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)。

熱泵熱機(jī)復(fù)合循環(huán)動(dòng)力系統(tǒng)的工作流程是，常壓常溫氣體流經(jīng)壓氣機(jī)2后產(chǎn)生高溫高壓氣體，流入蒸汽發(fā)生器3后分別產(chǎn)生高溫高壓蒸汽和低溫高壓氣體，分別輸往蒸汽動(dòng)力渦輪4和氣體動(dòng)力渦輪5，以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)2及發(fā)電機(jī)一類(lèi)的從動(dòng)機(jī)1所需要的機(jī)械能，流出蒸汽動(dòng)力渦輪4和氣體動(dòng)力渦輪5后的乏蒸汽和深冷常壓氣體進(jìn)入冷凝器6再次進(jìn)行熱交換，使得乏蒸汽冷凝為低溫常壓液體，經(jīng)液體增壓泵7增壓后流回蒸汽發(fā)生器3，完成蒸汽循環(huán)。深冷常壓氣體流過(guò)冷凝器6后成為低溫常壓氣體，可以直接排放或作為冷源使用。

深冷常壓氣體的溫度，與環(huán)境溫度和蒸汽循環(huán)工質(zhì)在常壓下的凝沸點(diǎn)相關(guān)。所選取的蒸汽循環(huán)工質(zhì)在常壓下的凝沸點(diǎn)通常應(yīng)比環(huán)境常溫低40～60K，是保證循環(huán)正常工作的基本要素。

本發(fā)明的常溫催化核聚變的能量獲取與轉(zhuǎn)化方法，按照以下步驟實(shí)施：