[發(fā)明專利]一種艦艇發(fā)電系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810303652.0
• 申請(qǐng)日: 2018-04-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110345031B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡劍英;羅二倉(cāng);張麗敏;吳張華;陳燕燕;許祖彥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): F03G7/04
• 分類號(hào): F03G7/04
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明涉及艦艇技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種艦艇發(fā)電系統(tǒng)，包括核反應(yīng)堆、熱交換器、換熱管路、冷卻器、加熱管路、冷卻管路、直線電機(jī)、聲學(xué)管以及沿聲學(xué)管的軸向依次設(shè)置的換熱器、回?zé)崞骱图訜崞鳎粨Q熱管路連接于核反應(yīng)堆與熱交換器之間，加熱管路連接于加熱器與熱交換器之間，冷卻管路連接于換熱器和冷卻器之間，換熱管路將核反應(yīng)堆中的高溫?zé)崃繋С觯跓峤粨Q器中將熱量傳遞給加熱管路，加熱管路進(jìn)一步將熱量輸送到加熱器中，冷卻管路與冷卻器進(jìn)行換熱降溫，并進(jìn)一步的對(duì)換熱器進(jìn)行降溫，從而在回?zé)崞鞯膬蓚?cè)形成一定的溫度梯度，熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)產(chǎn)生自激振蕩，將熱能轉(zhuǎn)化為聲波形式的機(jī)械能推動(dòng)直線電機(jī)進(jìn)一步將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能向外輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及艦艇技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種艦艇發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)前的核動(dòng)力艦船主要是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生高溫高壓的水蒸汽，再利用水蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。這種技術(shù)存在兩個(gè)主要的缺點(diǎn)：一、由于是采用水作為工作介質(zhì)，而水在高溫時(shí)的蒸汽壓力非常高，在312℃就已經(jīng)達(dá)到100個(gè)大氣壓，因此采用水作為工質(zhì)時(shí)反應(yīng)堆輸出的熱量溫度不能太高，因此采用汽輪機(jī)發(fā)電時(shí)效率通常不高；二、采用汽輪機(jī)發(fā)電時(shí)，由于葉輪轉(zhuǎn)速高，因此噪音大，很容易被聲吶捕捉到而被敵方發(fā)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是解決現(xiàn)有的艦艇發(fā)電系統(tǒng)噪音較大和發(fā)電效率低的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種艦艇發(fā)電系統(tǒng)，包括核反應(yīng)堆、熱交換器、換熱管路、熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)、冷卻器、加熱管路、冷卻管路和直線電機(jī)，

所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)包括聲學(xué)管以及沿所述聲學(xué)管的軸向依次設(shè)置的換熱器、回?zé)崞骱图訜崞鳎雎晫W(xué)管的管壁上設(shè)有安裝孔，所述直線電機(jī)設(shè)于所述安裝孔內(nèi)；

所述換熱管路、加熱管路和冷卻管路內(nèi)均設(shè)有載熱流體，所述換熱管路連接于所述核反應(yīng)堆與所述熱交換器之間，用于吸收所述核反應(yīng)堆的熱量以升高所述熱交換器的溫度；所述加熱管路連接于所述加熱器與所述熱交換器之間，用于吸收所述熱交換器的溫度以升高所述加熱器的溫度；所述冷卻管路連接于所述換熱器與所述冷卻器之間，用于降低所述換熱器的溫度；

當(dāng)所述回?zé)崞鞯膬蓚?cè)的溫度差達(dá)到一定值時(shí)，所述熱聲發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生自激振蕩，將熱能轉(zhuǎn)化為聲波形式的機(jī)械能推動(dòng)所述直線電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

其中，所述換熱管路為循環(huán)回路，且所述換熱管路的一段設(shè)于所述核反應(yīng)堆內(nèi)，一段設(shè)于所述熱交換器內(nèi)；所述加熱管路和所述冷卻管路均為封閉的直管，所述聲學(xué)管水平設(shè)置且位于所述熱交換器的上方，所述冷卻器位于所述聲學(xué)管的上方，所述加熱管路的上端位于所述加熱器內(nèi)，所述加熱管路的下端位于所述熱交換器內(nèi)，所述冷卻管路的上端位于所述冷卻器內(nèi)，所述冷卻管路的下端位于所述換熱器內(nèi)。

其中，所述熱交換器與所述核反應(yīng)堆并排設(shè)置，且所述換熱管路位于所述熱交換器內(nèi)的部分與位于所述核反應(yīng)堆內(nèi)的部分處于同一高度，所述換熱管路內(nèi)的載熱流體為液態(tài)金屬或熔巖。

其中，所述熱交換器高于所述核反應(yīng)堆設(shè)置，且所述換熱管路位于所述熱交換器內(nèi)的部分高于位于所述核反應(yīng)堆內(nèi)的部分，所述換熱管路內(nèi)的載熱流體為鈉或鉀。

其中，所述換熱管路、加熱管路和冷卻管路均為封閉的循環(huán)回路，且所述換熱管路、加熱管路和冷卻管路上均設(shè)有泵，所述換熱管路的一段設(shè)于所述核反應(yīng)堆內(nèi)，一段設(shè)于所述熱交換器內(nèi)，所述加熱管路的一段設(shè)于所述熱交換器內(nèi)，一段設(shè)于所述加熱器內(nèi)，所述冷卻管路的一段設(shè)于所述換熱器內(nèi)，一段設(shè)于所述冷卻器內(nèi)。

其中，所述換熱管路、冷卻管路和加熱管路內(nèi)的載熱流體均為導(dǎo)電介質(zhì)，且所述加熱管路和所述冷卻管路上的泵均為磁流體泵。

其中，所述聲學(xué)管內(nèi)還設(shè)有熱聲制冷機(jī)，所述熱聲制冷機(jī)包括沿所述聲學(xué)管的軸向依次設(shè)置的制冷機(jī)換熱器、制冷機(jī)回?zé)崞骱椭评錂C(jī)水冷器。