[發明專利]一種分布式核動力發動機系統

在審

• 申請號: 202011279145.1
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112397212A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 趙富龍;寧可為;盧瑞博;譚思超;黃笛;趙佳音;何宇豪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21D5/02
• 分類號: G21D5/02;H02K7/14;H02K7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種分布式核動力發動機系統，其特征在于：包括反應堆系統、能量轉換系統、電推進發動機系統以及連接管路，反應堆包括壓力容器、設置在壓力容器內的堆芯、設置在壓力容器端部的控制棒及控制棒驅動機構、設置在壓力容器上的應堆入口冷管段接管和反應堆出口熱管段接管，能量轉換系統包括氣輪機、回熱器、冷卻器、壓縮機、發電機、氣輪機-發電機傳動軸、發電機-壓縮機傳動軸，反應堆壓力容器通過入口冷管段接管連接回熱器的堆芯出口側、通過反應堆出口熱管段接管與氣輪機入口相連，發動機在正常運行時，經過壓縮、回熱的冷卻劑通過反應堆入口冷管段接管流入反應堆堆芯，經過燃料元件加熱后由熱管段流出堆芯，冷卻劑經反應堆熱管段流出后進入氣輪機膨脹做功，溫度降低，從氣輪機出口經管道進入回熱器一側，在回熱器中與壓縮機回流至反應堆的冷卻劑進行能量交換，自身溫度降低，回流至堆芯的冷卻劑溫度升高；換熱后的冷卻劑由回熱器出口接管流入冷卻器，冷卻器通過管道與大氣直接相連，大氣作為最終熱阱對冷卻劑實施冷卻；在冷卻器中，空氣經由進口接管進入，在對冷卻劑實施冷卻后由出口接管排出，經過冷卻的冷卻劑由冷卻器出口接管進入壓縮機，冷卻劑在壓縮機中增壓后由壓縮機出口接管流出，再次進入回熱器，在回熱器另一側被氣輪機出口冷卻劑加熱，隨后經過反應堆冷管段回流至堆芯，冷卻劑在氣輪機中膨脹做功，推動氣輪機旋轉，氣輪機的轉動通過氣輪機-發電機傳動軸帶動發電機轉子運動，產生電力；發電機轉子旋轉同樣由發電機-壓縮機傳動軸帶動壓縮機運動，通過壓縮機對冷卻劑做功并壓縮；電推進發動機系統包括電動機、螺旋槳、電源管理系統，發電機發出來的電通過母線進入電源管理系統中儲存，電源管理系統接出旁路至電推進發動機的電動機。

2.根據權利要求1所述的一種分布式核動力發動機系統，其特征在于：所述回熱器由互相隔離的兩部分組成，回熱器一側通過管道連接氣輪機出口和冷卻器入口，另一側連接反應堆冷管段和壓縮機出口，兩側冷卻劑的流向相反。

3.根據權利要求1或2所述的一種分布式核動力發動機系統，其特征在于：所述氣輪機流道形狀為漸擴流道，入口通流面積小，出口通流面積大，經堆芯加熱后的冷卻劑直接流入氣輪機膨脹做功。

4.根據權利要求1或2所述的一種分布式核動力發動機系統，其特征在于：所述壓縮機流道形狀為漸縮流道，入口通流面積大，出口通流面積小，經冷卻器冷卻后的冷卻劑在壓縮機中逐級壓縮，流速增加。

5.根據權利要求3所述的一種分布式核動力發動機系統，其特征在于：所述壓縮機流道形狀為漸縮流道，入口通流面積大，出口通流面積小，經冷卻器冷卻后的冷卻劑在壓縮機中逐級壓縮，流速增加。