[发明专利]核电源装置

说明书

本发明涉及一种核电源装置，包括石墨基体、多个燃料棒、多个热管和热电转换器，石墨基体设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，其中第一贯穿孔道填充有液态冷却剂，各燃料棒分别置于各第一贯穿孔道内，用于产生热能并将热能通过液态冷却剂传递至石墨基体，然后通过内置在第二贯穿孔道内的热管将石墨基体的热能传递至热电转换器以进行热电转换，其中由于液态冷却剂在燃料棒和石墨基体之间起到了缓冲作用，并且对燃料棒传递至石墨基体的热能起到了过渡作用，从而避免了温度梯度及燃料棒肿胀对石墨基体的影响，提高了核反应过程的安全性。

技术领域

本发明涉及核反应发电技术领域，特别是涉及一种核电源装置。

背景技术

典型的海上和海底观测装备如海上浮台、观测浮标、海底网络等对能源的长期稳定供给需求强烈，能源供应问题已经成为限制进一步了解深海、探索深海、感知深海的瓶颈。例如，海底观测网络受限于电缆供电难以大范围向深海铺设的瓶颈问题，通常需要配备低功耗设备，从而极大地限制了信号的采集和传输能力；同时，海底电缆铺设复杂，对深海环境影响巨大。

相比化石能源和可再生能源，核能具有能量密度高、稳定性好、燃料补给需求低等特点，是一种理想的深海能源动力形式。然而，常规核能发电通常采用固态反应堆产生热量，在热量传递过程中会面临因温度梯度和燃料肿胀引起的应力问题，从而影响核反应过程的安全性。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够解决因温度产生的应力问题的核电源装置。

一种核电源装置，包括：

石墨基体，设有多个第一贯穿孔道和多个第二贯穿孔道，所述第一贯穿孔道填充有液态冷却剂；

多个燃料棒，分别置于各所述第一贯穿孔道内，用于产生热能并将所述热能通过所述液态冷却剂传递至所述石墨基体；

多个热管，每一所述热管包括第一端和第二端，所述第一端内置在所述第二贯穿孔道内，用于传递所述热能；

热电转换器，与各所述第二端连接，用于接收各所述热管传递的所述热能，并对所述热能进行热电转换。

在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：

第一温差发电芯片，贴覆于所述热电转换器，用于根据所述热电转换器的壁面温度进行热电转换。

在其中一个实施例中，所述热电转换器为碱金属热电转换器。

在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：

中子反射层，裹覆在所述石墨基体外侧。

在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：

密闭容器，所述石墨基体位于所述密闭容器内，且所述中子反射层与所述密闭容器之间填充有液态铅铋流体；

其中，所述密闭容器包括第一通孔，所述热管贯穿所述第一通孔以使得所述第一端内置于所述第二贯穿孔道内。

在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：

第二温差发电芯片，贴覆于所述密闭容器的外壁，用于根据所述密闭容器的外壁温度进行发电。

在其中一个实施例中，所述核电源装置还包括：

控制鼓，设置于所述中子反射层内，包括中子吸收部；

预加压装置，与所述控制鼓连接，用于通过气动加压的方式控制所述控制鼓旋转，以使所述中子吸收部朝向所述石墨基体。

在其中一个实施例中，所述石墨基体包括多个子基体，各所述子基体呈六棱柱形且拼接为一体。

在其中一个实施例中，所述液态冷却剂为液态铅铋溶液。