[发明专利]一种反应堆核电源及具有其的移动载具

说明书

本发明涉及一种反应堆核电源及具有其的移动载具，反应堆核电源包括反应堆模块、开式空气布雷顿循环发电模块以及用于供配电控制的电源控制模块，所述反应堆模块以液态金属反应堆作为热源，所述液态金属反应堆内设有换热器，所述换热器与开式空气布雷顿循环发电模块通过换热管路连接，空气经过换热器加热后再通过换热管路进入开式空气布雷顿循环发电模块做工后连通大气或接入能量综合利用模块。本发明利用液态金属反应堆出口温度高的特点，将二回路工质发电余热综合利用，可进行供热供汽、淡水制造等，符合多场合、多元化能源利用需求。

技术领域

本发明涉及先进核能发电与能量综合利用技术领域，具体涉及一种反应堆核电源及具有其的移动载具。

背景技术

随着国民经济和国防建设的不断发展，对于超小型、高功率、长续航电源以及多用途能源供给系统的需求日益攀升。面向国民经济发展，在突发公共事件救援，重大基础设施建设等陆上非固定复杂多变的多场景、多元化能源供给具有迫切需求；面向国防建设，小型移动式能源系统将大幅提升新型装备的作战效能。

小型移动式核电站能以很低的运行成本实现一天24小时连续发电，相较于常规化石燃料或可再生能源，小型移动式核电站更加符合公共事件救援、重大基础设施建设期间高功率供电供热供汽供水，以及沙漠戈壁、高原山区、远海岛礁等偏远地区供电要求。然而，传统核电站的轻水堆系统庞杂，尤其是其累加冗余的安全设计理念无法适用于陆上移动式对于小型、灵活、安全的设计需求，此外，传统轻水堆的高压设计，也使得二回路工质易受放射性污染而无法直接排放。

综上所述，亟待一种超小型可移动的反应堆核电源，来解决传统核电在小型化、安全性方面不适用于陆基移动式核电源的突出问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种反应堆核电源及具有其的移动载具。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种反应堆核电源，包括反应堆模块、开式空气布雷顿循环发电模块以及用于供配电控制的电源控制模块，所述反应堆模块以液态金属反应堆作为热源，所述液态金属反应堆内设有换热器，所述换热器与开式空气布雷顿循环发电模块通过换热管路连接，空气经过换热器加热后再通过换热管路进入开式空气布雷顿循环发电模块做工后连通大气或接入能量综合利用模块。

本发明的有益效果是：本发明的反应堆核电源，一回路反应堆采用常压或低压运行的液态金属反应堆，二回路采用高压空气布雷顿循环。运行时，一回路压力低于二回路，确保换热器一次侧堆内放射性物质不会进入二次侧空气。二回路空气工质的放射性清洁，使其可以直接排放至大气中，不需要冷却器，显著减小了电源系统体积，实现了核电源系统的小型化可移动。本发明利用液态金属反应堆出口温度高的特点，将二回路工质发电余热综合利用，可进行供热供汽、淡水制造等，符合多场合、多元化能源利用需求。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述反应堆模块外侧设有非能动余热排出环腔，所述开式空气布雷顿循环发电模块通过预热管路与所述非能动余热排出环腔连通。

采用上述进一步方案的有益效果是：正常运行时，发电模块的入口通过反应堆池外侧的非能动余热排出环腔与大气连通，使空气进行初级预热。

进一步，所述开式空气布雷顿循环发电模块包括压缩机和透平，所述压缩机通过预热管路与所述非能动余热排出环腔连通，所述换热器通过换热管路与所述透平连接，使经过换热器加热的空气进入透平做工。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述的反应堆模块与开式空气布雷顿循环发电模块通过管路连接，空气压力不低于500kPa，高于反应堆运行压力，确保换热器一次侧堆内放射性物质不会进入二次侧空气，空气经过换热器加热再进入透平做功后直接连通大气，或接入能量综合利用模块后连通大气；所述电源控制模块用于供配电和控制；电源控制模块的启动电源采用外部电源或移动载具取力供电。