[發明專利]一種核驅動布雷頓裝置

在審

• 申請號: 202010871692.2
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111946415A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 唐特;盧洪早;鄭明光;嚴錦泉;陳煜;邱忠明;王勇;楊波;陳瑜
• 申請（專利權）人: 上海核工程研究設計院有限公司
• 主分類號: F01K27/00
• 分類號: F01K27/00;F01K25/08;F01K25/10;F01K7/32
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 劉寧

本發明的目的在于公開一種核驅動布雷頓裝置，它包括容器，在容器的中部設置有核燃料塊，在核燃料塊中貫穿設置有若干導熱管，核燃料快連接有布雷頓循環裝置，布雷頓循環裝置的一端連接有發電機，布雷頓循環裝置的另一端連接有壓縮機，核燃料塊的外側設置有反應性和放射性控制環，在核燃料塊的外側還設置有排熱器；采用了新的核能發電技術，即耦合了核裂變技術和燃氣輪機技術，通過使用超臨界二氧化碳或氮氣進行布雷頓循環，實現核能向電能的高效轉換，顯著簡化了系統配置，體積小，結構簡單，可靠性高，滿足公路/船舶/飛機/宇航運輸要求，可用于海陸空天各類場景，為數據中心、偏遠礦區、緊急救援等提供核電保障。

技術領域

本發明涉及一種布雷頓裝置，特別涉及一種通過核裂變熱量驅動布雷頓循環發電的核驅動布雷頓裝置。

背景技術

小型核電裝置是未來20年國際核技術競爭的焦點。傳統的大型核電站采用壓水堆技術，通過核裂變驅動蒸汽布雷頓循環發電。小型核電裝置要求體積小，高度模塊化，具備可移動性和高度可靠性，因此要求核系統創新設計，實現極致優化和簡化，帶來新的挑戰。

隨著國家科技重大專項的實施，尤其是核電專項和燃氣輪機專項的實施，高溫氣冷堆技術和燃氣輪機技術日趨成熟。

因此，特別需要一種核驅動布雷頓裝置，以解決上述現有存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種核驅動布雷頓裝置，針對現有技術的不足，為更多的用戶提供安全、清潔、可靠、經濟的電力，滿足陸、海、空、天環境下的電力需求。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種核驅動布雷頓裝置，其特征在于，它包括容器，在所述容器的中部設置有核燃料塊，在所述核燃料塊中貫穿設置有若干導熱管，所述核燃料快連接有布雷頓循環裝置，所述布雷頓循環裝置的一端連接有發電機，所述布雷頓循環裝置的另一端連接有壓縮機，所述核燃料塊的外側設置有反應性和放射性控制環，在所述核燃料塊的外側還設置有排熱器。

在本發明的一個實施例中，所述導熱管貫穿所述核燃料塊，所述導熱管均設置有入口和出口，氣體從導熱管的入口流入，經過核燃料塊被加熱，并從導熱管的出口流出。

在本發明的一個實施例中，所述導熱管的數量為大于4根。

在本發明的一個實施例中，所述布雷頓循環裝置包括一轉軸，所述轉軸從核燃料塊中穿過，所述轉軸上臨近導熱管的出口的位置安裝有做功葉片，所述轉軸上臨近導熱管的入口的位置安裝有壓縮葉片，所述轉軸靠近做功葉片的一端穿過容器并與發電機連接，所述轉軸靠近壓縮葉片的一端穿過容器并與壓縮機連接。

在本發明的一個實施例中，所述反應性和放射性控制環與所述布雷頓循環裝置的轉軸同軸設置。

在本發明的一個實施例中，所述排熱器包括吸熱段和放熱段，所述排熱器的吸熱段位于容器內部，所述排熱器的放熱段位于容器外部。

在本發明的一個實施例中，所述容器的內部設置有空氣動力學流道，所述容器的內部填充有超臨界二氧化碳或者氮氣。

本發明的核驅動布雷頓裝置，與現有技術相比，采用了新的核能發電技術，即耦合了核裂變技術和燃氣輪機技術，通過使用超臨界二氧化碳或氮氣進行布雷頓循環，實現核能向電能的高效轉換，顯著簡化了系統配置，體積小，結構簡單，可靠性高，滿足公路/船舶/飛機/宇航運輸要求，可用于海陸空天各類場景，為數據中心、偏遠礦區、緊急救援等提供核電保障，實現本發明的目的。

本發明的特點可參閱本案圖式及以下較好實施方式的詳細說明而獲得清楚地了解。

附圖說明

圖1為本發明的核驅動布雷頓裝置平面剖面的結構示意圖；

圖2為本發明的核驅動布雷頓裝置側面剖面的結構示意圖。