[发明专利]加装涡轮的热电转换一体化反应堆

摘要

本发明公开了一种加装涡轮的热电转换一体化反应堆，在斯特林型热电转换一体化反应堆的基础上加装涡轮发动机，从而显著提高输出功率。反应堆内包括反应堆压力容器、堆内构件、反应堆芯、内屏蔽、发电机、启动发动机、涡轮和压气机，其中，反应堆压力容器由近圆柱形的筒体以及盖设在筒体顶部的盖体、支撑在筒体底部的底封头组成。反应堆外包括转鼓控制棒、热管散热器。本发明的基本思想适用于快堆，也适用于热堆，还适用于同位素热源等其它持久性热源。

主权项

1.加装涡轮的热电转换一体化反应堆，反应堆内包括反应堆压力容器、堆内构件、反应堆芯、内屏蔽、发电机、启动发动机、涡轮和压气机，其中，反应堆压力容器由近圆柱形的筒体以及盖设在筒体顶部的盖体、支撑在筒体底部的底封头组成；反应堆外包括转鼓控制棒、热管散热器；压力容器筒体内设有堆内构件围筒，将压力容器下段空间分为内外两个区域；堆内构件围筒的底部设有堆芯，堆内构件围筒与压力容器筒体之间为冷却剂向下流动的区域，该冷却剂向下流动区域的上段为回热腔，回热腔位置高度对应压力容器筒体的外侧布置有用于排除废热的热管；堆芯构件底部设有启动发动机，可以但不限于四缸斜盘斯特林发动机；启动发动机的工作过程类似斯特林型热电转换一体化反应堆，当反应堆由停堆状态启动时，以及在低功率运行状态下，堆芯裂变热导致堆芯以及压气机位置气体冷却剂温度上升，在启动发动机两端造成温差，引起发动机运动，推动发电机及压气机转动；堆内构件围筒内的堆芯上方设有涡轮，下方设有压气机；涡轮下部通过穿过堆芯中心的轴与压气机相连，上部与发电机转子相连；在高功率状态下，当气体冷却剂进入堆芯后，体积膨胀从堆芯上方喷出，推动涡轮高速旋转；旋转的涡轮带动发电机转子旋转发电，同时带动压气机旋转，将经过回热腔冷却后的气体冷却剂压入堆芯；在低功率状态下，或反应堆启动时，启动发动机依靠温差运动，给与压气机初始动力；当压气机启动后，气体冷却剂被压入堆芯，受热膨胀后向涡轮喷出，循环得以维持，启动发动机停止工作。