[实用新型]地下中子能电站

说明书

本实用新型提供了一种地下中子能电站，地下中子能电站位于地下硐室中，其包括：中子源系统，其位于地下硐室的一端，中子源系统具有用于发射离子的离子束管；能量产生系统，其位于地下硐室的下方，能量产生系统具有放置堆芯的反应容器，反应容器与离子束管之间密封连接有耦合结构；发电系统，其位于地下硐室的另一端，发电系统与能量产生系统相连；余热采集利用系统，其位于地下硐室的另一端，余热采集利用系统分别与能量产生系统、发电系统相连。本实用新型的地下中子能电站，能充分利用燃料进行供电和供热，其燃料利用率高，该地下中子能电站位于地下，呈长条形布置，其关键设备小型化，能永久封存燃料，安全可靠。

技术领域

本实用新型涉及能源环境与地下空间领域，尤其涉及一种地下中子能电站。

背景技术

近年来，我国的环境污染越来越严重，上百个城市受雾霾困扰。通过对历史数据的分析和调研发现雾霾问题产生的根本原因在于煤炭消耗占比过高。2015年，我国煤炭消耗占比约64％，是导致我国环境问题和雾霾天气的主要原因。借鉴英德的经验，为治理环境问题，必须降低煤炭的消耗占比。当煤炭消耗占比降低到35％时，空气质量得到了明显好转；当煤炭消耗占比降低到25％时，雾霾等环境问题基本消除。为此，必须需要找到替代30％能源的清洁能源。

传统的清洁能源包括风能、太阳能、水能和地热能等。但是风能和太阳能受环境条件制约，设备利用率低，目前的技术不满足大规模发展的条件。水电由于水资源分布不均匀，开发潜力有限，且存在对生态环境破坏的风险。地热能属于新型能源，尚处于初步利用阶段，目前的技术大多利用浅层地热能，不具备提供大规模能源供应的可能。依据我国中长期规划，我国非石化能源在2030年占比约20％，不能满足大规模替代煤炭资源的可能性。

核电作为一种新型能源，具备提供大规模能源的可能，但是其发展却遇到了巨大的阻力：(1)核事故影响巨大，比如日本核岛事故；(2)我国铀矿资源缺乏，富集铀的燃料模式难以满足长久发展；(3)存在高放性核废料，具有长期危害性，且后期处置费用较高。依据我国发展规划，我国核电在2030年总装机量1.5亿千瓦，占总发电量的8％～10％，不存在提供30％能源的可能。

综上所述，目前常用的清洁能源不存在提供30％替代能源的可能性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种地下中子能电站，能充分利用燃料进行供电和供热，其燃料利用率高，该地下中子能电站位于地下空间内，呈长条形布置，其关键设备小型化，能永久封存燃料，安全可靠。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种地下中子能电站，所述地下中子能电站位于地下硐室中，其包括：

中子源系统，其位于所述地下硐室的一端，所述中子源系统具有用于发射离子的离子束管；

能量产生系统，其位于所述地下硐室的下方，所述能量产生系统具有放置堆芯的反应容器，所述反应容器与所述离子束管之间密封连接有耦合结构；

发电系统，其位于所述地下硐室的另一端，所述发电系统与所述能量产生系统相连；

余热采集利用系统，其位于所述地下硐室的另一端，所述余热采集利用系统分别与所述能量产生系统、所述发电系统相连。

在本实用新型的实施方式中，所述地下硐室的下方设有防核素迁移屏障体，所述能量产生系统位于所述防核素迁移屏障体内。

在本实用新型的实施方式中，所述防核素迁移屏障体包括：

设置在所述地下硐室下部的人工屏障结构体，所述人工屏障结构体具有底壁、周侧壁及顶壁，所述底壁、所述周侧壁及所述顶壁之间形成有容纳腔，所述能量产生系统放置在所述容纳腔中，所述底壁、所述周侧壁及所述顶壁均具有由内至外依次设置的铅粉混凝土层、粘土层和钢筋混凝土层；