[实用新型]一种热管反应堆

说明书

本实用新型提供一种热管反应堆。该热管反应堆包括堆芯、热管、第一换热模块、压缩机、第一透平、第二换热模块、第二透平；热管的中间管段穿设于堆芯中，热管的一端设置于第一换热模块中，热管的另一端设置于第二换热模块中；堆芯与第一换热模块和第二换热模块分别通过热管连接；压缩机、第一换热模块、第一透平、第二换热模块和第二透平依次连接。本实用新型的热管反应堆可使气体经过两次布雷顿循环，有效提高了热管反应堆的热效率；且经济性好，能够适用于陆基机动、深海探测或偏远地区的能源供应。

技术领域

本实用新型涉及一种热管反应堆。

背景技术

热管具有导热性强、等温性好、能够有效隔离一次侧流体或二次侧流体，结构简单等优点。将热管技术应用于反应堆系统，可以有效避免堆芯传热单点失效，固有冗余性好。将热管直接插入堆芯，利用管内工质相变传热，可简化系统泵、阀和管路系统，减少故障，提高了堆可靠性和安全性。同时，热管反应堆还具有很好的可操控性以及最优的热瞬态反馈性能。随着科技的发展，热管反应堆的研究日益受到重视。

目前，热管应用于反应堆其冷凝段通常连接温差发电系统，采用热电转换技术实现反应堆热利用，发挥热管堆结构紧凑可靠这一优势，以便用于特殊环境。中国专利文献CN109243653A公开了一种核反应堆；中国专利文献CN110310751A公开了一种热管双向插入堆芯的核反应堆电源；上述两篇专利中均利用温差产生电势，将热能转换为电能，从而实现热利用。但是，温差发电的热电转换效率一般只有5～8％左右，热利用率较低。

因此，亟需提供一种热效率高的热管反应堆。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题在于克服现有技术中热管反应堆的热效率低的缺陷，并提供一种热管反应堆。本实用新型的热管反应堆能够有效提高热管反应堆的热效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种热管反应堆，其包括堆芯(1)、热管(2)、第一换热模块(31)、压缩机(4)、第一透平(5)、第二换热模块(32)、第二透平(6)；

所述热管(2)的中间管段穿设于所述堆芯(1)中，所述热管(2)的一端设置于所述第一换热模块(31)中，所述热管(2)的另一端设置于所述第二换热模块(32)中；

所述堆芯(1)与所述第一换热模块(31)和所述第二换热模块(32)分别通过热管(2)连接；

所述压缩机(4)、所述第一换热模块(31)、所述第一透平(5)、所述第二换热模块(32)和所述第二透平(6)依次连接。

本实用新型中，所述堆芯(1)可为高温反应堆堆芯，用于为所述热管反应堆提供热量。例如液态反应堆堆芯或固态反应堆堆芯，再例如高温熔盐堆堆芯或钠冷堆堆芯。

其中，所述高温反应堆堆芯的温度可为500℃以上，例如500～1200℃，再例如600℃、800℃或950℃。

本实用新型中，所述堆芯(1)的设置方式可为横置式或立式，优选为横置式。

本实用新型中，所述热管(2)可为高温热管，用于将所述堆芯(1)产生的热量传递至所述第一换热模块(31)和所述第二换热模块(32)。

所述热管(2)可包括热管蒸发段(8)、第一热管冷凝段(91)和第二热管冷凝段(92)。

其中，优选地，所述热管蒸发段(8)穿设于所述堆芯(1)中；所述第一热管冷凝段(91)设置于所述第一换热模块(31)中；所述第二热管冷凝段(92)设置于所述第二换热模块(32)中。

更优选地，所述第一热管冷凝段(91)和所述第二热管冷凝段(92)的外壁面分别设置有第一翅片结构(101)和第二翅片结构(102)，用于加强换热。