[发明专利]一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源

说明书

本发明涉及一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源，包括支撑框、陶瓷结构体、加热丝、加热丝引线、热电偶、热电偶引线、热源外包层、外部引线陶瓷管、内部引线陶瓷管和安装固定法兰，安装固定法兰用于固定加热丝引线、热电偶引线，实现引线引出实验环境的固定；热源外包层包裹在陶瓷结构体外部，支撑框装配在热源外包层上下端，形成一套结构装配体；加热丝引线由加热丝引出，连接在外部的供电电源端；热电偶引线由热电偶一端引出，连接在外界的仪表上。本发明有效解决空间同位素电源技术开发过程中缺少长寿命、高可靠、易于维护且成本低廉的模拟热源需求问题。

技术领域

本发明涉及一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源，属于航天核能开发技术领域。

背景技术

随着我国空间探测技术的发展，未来探测任务受到能源制约的严重影响，面临深远空探测太阳光照急剧下降以及地外星体背光面等极端恶劣环境下无法利用太阳能的问题。针对此截止2020年底，美国在30多次空间飞行任务中使用了50多台空间同位素电源。其中2020年发射的“毅力号”火星探测器，所使用的同位素电源采用技术十分成熟的标准通用热源模块(General Purpose Heat Source modules，简称GPHS)作为能源供应核心。同位素核源GPHS具有超长的使用寿命和十分成熟的标准模块化设计，因此基于GPHS的空间同位素核能是空间科学探测能源问题的主要解决方案。

我国在空间同位素核能开发尚处于初级阶段，在同位素核电技术开发初期，直接使用同位素源成本高、安全风险大，因此采用电加热驱动模拟真实GPHS热源是实现安全、快速开发同位素核能发电技术的重要途径。

目前，国内现有的电驱动标准热源存在使用温度区间有限，使用成本高、研制周期长、使用寿命短、可靠性低、可维护性差等系列问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源，实现舰载导弹的快速实战化发射，有效提高舰载武器的实战能力和作战效能。

本发明解决技术的方案是：

一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源，包括支撑框、陶瓷结构体、加热丝、加热丝引线、热电偶、热电偶引线、热源外包层、外部引线陶瓷管、内部引线陶瓷管和安装固定法兰，

安装固定法兰用于固定加热丝引线、热电偶引线，实现引线引出实验环境的固定；

热源外包层包裹在陶瓷结构体外部，支撑框装配在热源外包层上下端，形成一套结构装配体；

加热丝引线由加热丝引出，连接在外部的供电电源端；热电偶引线由热电偶一端引出，连接在外界的仪表上；所述加热丝及热电偶装配在外部引线陶瓷管及内部引线陶瓷管的穿孔中；并且加热丝装配在陶瓷结构体纵向蜂窝孔内，热电偶装配在陶瓷结构体横向穿孔内到达热源外包层内表面；加热丝及热电偶的装配方式将上述结构装配体与引线陶瓷管紧密联合在一起，形成完整的电驱动标准模拟热源。

进一步的，陶瓷结构体具有纵向蜂窝加热丝穿孔和横向热电偶穿孔，陶瓷结构体与内部引线陶瓷管串孔耦合。

进一步的，内部引线陶瓷管半截断结构匹配横向热电偶，内部引线陶瓷管贯穿孔匹配纵向加热丝，实现加热丝及热电偶的隔离和绝缘。

进一步的，所述陶瓷结构体纵向加热丝穿孔相邻连接处采用下沉式长圆孔，内部倒角与加热丝转弯半径一致，确保加热丝相互隔离和固定，避免加热丝直角转弯。

进一步的，所述支撑框四角具有钉状结构，与四周凸起框状构型耦合，降低陶瓷结构体对支撑框的热传导。

进一步的，所述外部引线陶瓷管、内部引线陶瓷管为四孔穿透结构的耐高温绝缘体，其中两个孔引导加热丝，另外两个孔引导热电偶。