[发明专利]一种分布式核动力发动机系统

权利要求书

1.一种分布式核动力发动机系统，其特征在于：包括反应堆系统、能量转换系统、电推进发动机系统以及连接管路，反应堆包括压力容器、设置在压力容器内的堆芯、设置在压力容器端部的控制棒及控制棒驱动机构、设置在压力容器上的应堆入口冷管段接管和反应堆出口热管段接管，能量转换系统包括气轮机、回热器、冷却器、压缩机、发电机、气轮机-发电机传动轴、发电机-压缩机传动轴，反应堆压力容器通过入口冷管段接管连接回热器的堆芯出口侧、通过反应堆出口热管段接管与气轮机入口相连，发动机在正常运行时，经过压缩、回热的冷却剂通过反应堆入口冷管段接管流入反应堆堆芯，经过燃料元件加热后由热管段流出堆芯，冷却剂经反应堆热管段流出后进入气轮机膨胀做功，温度降低，从气轮机出口经管道进入回热器一侧，在回热器中与压缩机回流至反应堆的冷却剂进行能量交换，自身温度降低，回流至堆芯的冷却剂温度升高；换热后的冷却剂由回热器出口接管流入冷却器，冷却器通过管道与大气直接相连，大气作为最终热阱对冷却剂实施冷却；在冷却器中，空气经由进口接管进入，在对冷却剂实施冷却后由出口接管排出，经过冷却的冷却剂由冷却器出口接管进入压缩机，冷却剂在压缩机中增压后由压缩机出口接管流出，再次进入回热器，在回热器另一侧被气轮机出口冷却剂加热，随后经过反应堆冷管段回流至堆芯，冷却剂在气轮机中膨胀做功，推动气轮机旋转，气轮机的转动通过气轮机-发电机传动轴带动发电机转子运动，产生电力；发电机转子旋转同样由发电机-压缩机传动轴带动压缩机运动，通过压缩机对冷却剂做功并压缩；电推进发动机系统包括电动机、螺旋桨、电源管理系统，发电机发出来的电通过母线进入电源管理系统中储存，电源管理系统接出旁路至电推进发动机的电动机。

2.根据权利要求1所述的一种分布式核动力发动机系统，其特征在于：所述回热器由互相隔离的两部分组成，回热器一侧通过管道连接气轮机出口和冷却器入口，另一侧连接反应堆冷管段和压缩机出口，两侧冷却剂的流向相反。

3.根据权利要求1或2所述的一种分布式核动力发动机系统，其特征在于：所述气轮机流道形状为渐扩流道，入口通流面积小，出口通流面积大，经堆芯加热后的冷却剂直接流入气轮机膨胀做功。

4.根据权利要求1或2所述的一种分布式核动力发动机系统，其特征在于：所述压缩机流道形状为渐缩流道，入口通流面积大，出口通流面积小，经冷却器冷却后的冷却剂在压缩机中逐级压缩，流速增加。

5.根据权利要求3所述的一种分布式核动力发动机系统，其特征在于：所述压缩机流道形状为渐缩流道，入口通流面积大，出口通流面积小，经冷却器冷却后的冷却剂在压缩机中逐级压缩，流速增加。