[发明专利]一种通过惯性力实现工作的液态燃料核反应堆

说明书

本发明提出了一种通过惯性力实现工作的液态燃料核反应堆，属于核工程与核技术领域，特别是涉及一种通过惯性力实现工作的液态燃料核反应堆。解决了现有核反应堆在无重力条件下无法实现自然循环，液态燃料在堆芯内难以维持稳定形态的问题。它包括反应堆堆芯、固定基座、散热装置、中央通道和液态燃料。它主要用于在无重力条件下或严重外界影响下的液态燃料核反应堆。

技术领域

本发明属于核工程与核技术领域，特别是涉及一种通过惯性力实现工作的液态燃料核反应堆。

背景技术

现有液态燃料核反应堆使用液态可裂变物质做为燃料，产生热能，直接转化为液态燃料物质的内能，并在由泵驱使下受迫循环，或在重力参与作用下自然循环，将燃料物质的内能传递给冷却物质，进而再转换为可用的动能或电能。但是液态燃料热管核反应堆存在明显问题，即在无重力条件下无法实现自然循环，要么面临失效，要么只能依赖由泵驱动的受迫循环。一旦循环泵出现故障，核反应堆将面临无法充分散热而失效的风险。或者在严重外界影响下，如剧烈摇摆、晃动，液态燃料在堆芯内难以维持稳定形态，无法提供稳定功率。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种通过惯性力实现工作的液态燃料核反应堆。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种通过惯性力实现工作的液态燃料核反应堆，它包括反应堆堆芯、固定基座、散热装置、中央通道和液态燃料，所述反应堆堆芯围绕固定基座中心轴呈环形布置，所述反应堆堆芯中心为中央通道，所述中央通道内通入冷却流动工质，所述反应堆堆芯采用的燃料介质为液态燃料，所述散热装置数量为若干个，所述若干个散热装置沿反应堆堆芯径向分布形成散热层，所述多个散热层沿反应堆堆芯轴向布置，所述散热装置插入液态燃料内部分为加热段，所述散热装置位于中央通道内部分为冷却段，所述核反应堆工作时围绕中心轴旋转。

更进一步的，所述核反应堆的旋转通过外部旋转机构驱动。

更进一步的，所述核反应堆的旋转通过冷却流动工质驱动，所述多个散热层沿反应堆堆芯轴向呈螺旋状排布。

更进一步的，所述核反应堆横向或竖向放置。

更进一步的，所述液态燃料为液态熔盐材料或液态金属材料。

更进一步的，所述核反应堆工作时反应堆堆芯在固定基座内围绕中心轴旋转或反应堆堆芯和固定基座共同围绕中心轴旋转。

更进一步的，所述冷却流动工质为压缩气体。

更进一步的，所述冷却流动工质入口端和出口端均采用旋转接头与中央通道相连。

更进一步的，所述热管之间通过栅板相连。

更进一步的，所述散热装置为热管或鳍片散热片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作时，核反应堆将在外部旋转机构或冷却流动工质的驱动下围绕中心轴进行旋转，为液态燃料循环提供惯性力，实现流体不依赖重力进行流动，克服外界环境的影响，在海洋或不同重力的条件下，液态燃料能够维持稳定形态，提供稳定的功率分布，同时在热管、鳍片散热片、栅板等位于液态燃料中结构的搅浑作用下实现温度的均匀化。

附图说明

图1为本发明所述的热管呈螺旋排布的液态燃料核反应堆结构示意图

图2为本发明所述的热管呈螺旋排布的液态燃料核反应堆周期轨迹示意图

图3为本发明所述的散热装置为热管的核反应堆结构示意图

图4为本发明所述的散热装置为鳍片散热片的核反应堆结构示意图

1-固定基座，2-反应堆堆芯外周，3-热管，4-中央通道，5-液态燃料，6-鳍片散热片

具体实施方式