專(zhuān)利名稱(chēng)：一種核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及核技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核電轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
隨著核技術(shù)的發(fā)展，核能越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于日常的生產(chǎn)生活中，例如核動(dòng)力、核能發(fā)電等。其中，在提供核動(dòng)力或核能發(fā)電時(shí)，一般需要通過(guò)核電換轉(zhuǎn)系統(tǒng)將核反應(yīng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換為電能輸出。現(xiàn)有的核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)一般較為復(fù)雜，成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下:本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種核電換轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:裝有冷卻劑的冷卻劑箱、用于產(chǎn)生核熱能的核動(dòng)力裝置、以及核電轉(zhuǎn)換器，所述核電轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換器本體，所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)設(shè)有用于收集正電荷的第一電極和用于收集負(fù)電荷的第二電極，所述轉(zhuǎn)換器本體上設(shè)有等離子體進(jìn)口和用于在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電流線圈，所述核動(dòng)力裝置上設(shè)有用于將所述核熱能輸出的輸熱管，所述輸熱管的輸入端與所述冷卻劑箱連通，所述輸熱管的輸出端與所述等離子體進(jìn)口連通。具體地，所述核動(dòng)力裝置還包括核反應(yīng)堆容器、設(shè)于所述核反應(yīng)堆容器內(nèi)的若干個(gè)用于產(chǎn)生核熱的核燃料棒、套設(shè)于所述核反應(yīng)堆容器外的第一殼體、設(shè)于所述第一殼體和所述核反應(yīng)堆容器之間的若干個(gè)控制器，若干個(gè)所述控制器繞所述核燃料棒間隔布置，每個(gè)所述控制器上設(shè)有用于減慢所述核燃料棒的核反應(yīng)速度的反應(yīng)控制部、以及用于控制所述反應(yīng)控制部與所述核燃料棒的相對(duì)位置的控制部件，所述反應(yīng)控制部上設(shè)有中子吸收體。進(jìn)一步地，所述核燃料棒包括第二殼體、分別設(shè)于所述第二殼體軸向兩端的第一隔熱塊和第二隔熱塊、設(shè)于所述第二殼體內(nèi)的彈簧和用于發(fā)生核反應(yīng)的燃料塊；所述彈簧的一端與所述第二隔熱塊相抵，所述彈簧的另一端將所述燃料塊壓抵在所述第一隔熱塊上，且所述第一隔熱塊的與所述燃料塊相抵的一端的外徑小于所述第二殼體的內(nèi)徑，所述第二隔熱塊的與所述彈簧相抵的一端的外徑小于所述第二殼體的內(nèi)徑，所述燃料塊的外徑小于所述第二殼體的內(nèi)徑，所述輸熱管套設(shè)于所述第二殼體外。具體地，所述第一電極和所述第二電極相對(duì)平行設(shè)于所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)換器本體外設(shè)有冷卻管，所述冷卻管的一端通過(guò)第一泵與冷卻劑箱連通，所述冷卻管的另一端通過(guò)第二泵與輸熱管的輸入端連通。進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換器本體上設(shè)有用于排除所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)產(chǎn)生的殘?jiān)呐殴?，所述排管與所述冷卻管連通。 優(yōu)選地，所述離 子體進(jìn)口上還設(shè)有鹽溶液入口。[0012]具體地,所述鹽溶液為鈉溶液或者鉀溶液。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括用于屏蔽核輻射的屏蔽層，所述核動(dòng)力裝置設(shè)于所述屏蔽層內(nèi)。具體地，所述屏蔽層為硼高分子復(fù)合屏蔽層。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:通過(guò)將輸熱管的輸入端與冷卻劑箱連通，冷卻劑箱中的冷卻劑在輸熱管中流動(dòng)時(shí)會(huì)攜帶核動(dòng)力裝置產(chǎn)生的核熱能，并且該冷卻劑會(huì)在核熱能的高溫作用下變成等離子體流，該等離子體流進(jìn)入轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)后，等離子體流中的帶正電的粒子(正電荷)和帶負(fù)電的粒子(負(fù)電荷)會(huì)分別被第一電極和第二電極吸收，從而將核熱能轉(zhuǎn)換為電能，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低。

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種核動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種核燃料棒的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。實(shí)施例本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，參見(jiàn)圖1，該系統(tǒng)包括:裝有冷卻劑的冷卻劑箱3、用于產(chǎn)生核熱能的核動(dòng)力裝置1、以及核電轉(zhuǎn)換器2，核電轉(zhuǎn)換器2包括轉(zhuǎn)換器本體23,轉(zhuǎn)換器本體23內(nèi)設(shè)有用于收集正電荷的第一電極21和用于收集負(fù)電荷的第二電極22，轉(zhuǎn)換器本體23上設(shè)有等離子體進(jìn)口 231和用于在第一電極21和第二電極22之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電流線圈(圖未示)，核動(dòng)力裝置I上設(shè)有用于將核熱能輸出的輸熱管11，輸熱管11的輸入端與冷卻劑箱3連通，輸熱管11的輸出端與等離子體進(jìn)口 231連通。具體地，參見(jiàn)圖2，本實(shí)施例中，核動(dòng)力裝置I可以包括核反應(yīng)堆容器14、設(shè)于核反應(yīng)堆容器14內(nèi)的若干個(gè)用于產(chǎn)生核熱的核燃料棒15、套設(shè)于核反應(yīng)堆容器14外的第一殼體16、設(shè)于第一殼體16和核反應(yīng)堆容器14之間的若干個(gè)控制器17,若干個(gè)控制器17繞核燃料棒15間隔布置，每個(gè)控制器17上述而后又用于控制核燃料棒15的核反應(yīng)速度的反應(yīng)控制部171、以及用于控制反應(yīng)控制部171與核燃料棒的相對(duì)位置的控制部件172，反應(yīng)控制部171上設(shè)有中子吸收體。顯然地，核動(dòng)力裝置I并不限于前述結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中僅以此為例，并不對(duì)該核動(dòng)力裝置的結(jié)構(gòu)作限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員也可以采用其他結(jié)構(gòu)，只要能夠產(chǎn)生核熱能即可。
具體地，在本實(shí)施例中，控制器17呈柱狀，核燃料棒15也可以為柱狀。[0026]具體地，在本實(shí)施例中，中子吸收體可以為硼合金中子吸收。具體地，在本實(shí)施例中，反應(yīng)控制部171可以為一個(gè)面，也可以是扇形區(qū)域，當(dāng)反應(yīng)控制部171為一個(gè)面時(shí)，控制器17由耐高溫復(fù)合材料制成，中子吸收體涂覆在耐高溫符合材料上，則該涂覆有中子吸收體的部分則為反應(yīng)控制部171 ;當(dāng)反應(yīng)控制部171為扇形區(qū)域時(shí)，控制器17由中子吸收體和耐高溫符合材料拼接而成。具體地，當(dāng)所有的控制器17的反應(yīng)控制部171正對(duì)著核燃料棒15時(shí)，核反應(yīng)速度最慢；當(dāng)所有的控制器17的反應(yīng)控制部171都不對(duì)著核燃料棒15時(shí)，核反應(yīng)速度最快。進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖3，在本實(shí)施例中，核燃料棒15可以包括第二殼體151、分別設(shè)于第二殼體151軸向兩端的第一隔熱塊152和第二隔熱塊153、設(shè)于第二殼體151內(nèi)的彈簧154和用于發(fā)生核反應(yīng)的燃料塊155 ;彈簧154的一端與第二隔熱塊153相抵,彈簧154的另一端將燃料塊155壓抵在第一隔熱塊152上,且第一隔熱塊152的與燃料塊155相抵的一端的外徑小于第二殼體151的內(nèi)徑，第二隔熱塊153的與彈簧154相抵的一端的外徑小于第二殼體151的內(nèi)徑，燃料塊155的外徑小于第二殼體151的內(nèi)徑，輸熱管11套設(shè)于第二殼體151外。具體地,輸熱管11用于將每個(gè)核燃料棒15產(chǎn)生的核熱能運(yùn)輸出去。具體地，第一電極21和第二電極22相對(duì)平行設(shè)于轉(zhuǎn)換器本體23內(nèi)。具體地，通過(guò)電流線圈在第一電極21和第二電極22之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)，使進(jìn)入轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)的帶電粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使帶正電荷的粒子被第一電極21吸收，帶負(fù)電荷的粒子被第二電極22吸收。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換器本體23外設(shè)有冷卻管24，冷卻管24的一端通過(guò)第一泵12與冷卻劑箱3連通，冷卻管24的另一端通過(guò)第二泵13與輸熱管11的輸入端連通。通過(guò)設(shè)置冷卻管24，可以對(duì)核電轉(zhuǎn)換器2進(jìn)行散熱。進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)換器本體23上設(shè)有用于排除轉(zhuǎn)換器本體23內(nèi)產(chǎn)生的殘?jiān)呐殴?5，排管25與冷卻管24連通。通過(guò)設(shè)置排管25，可以將沒(méi)有被第一電極21和第二電極22吸收的等離子體排到冷卻管24 內(nèi)，并在第二泵13的作用下進(jìn)入輸熱管11，從而被再利用。優(yōu)選地，等離子體進(jìn)口 231上還設(shè)有鹽溶液入口 213。通過(guò)設(shè)置鹽溶液入口 213，可以向轉(zhuǎn)換器本體23內(nèi)添加鹽溶液，從而可以提高第一電極21和第二電極22對(duì)正負(fù)電荷的收集量，提高了核電轉(zhuǎn)化效率。具體地，在本實(shí)施例中，鹽溶液可以為鈉溶液或者鉀溶液。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括用于屏蔽核輻射的屏蔽層4，核動(dòng)力裝置I設(shè)于屏蔽層4內(nèi)。通過(guò)設(shè)置屏蔽層，可以屏蔽核動(dòng)力裝置I產(chǎn)生的核輻射，提高了系統(tǒng)的安全性。具體地，在本實(shí)施例中，該屏蔽層4可以為硼高分子復(fù)合屏蔽層。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的系統(tǒng)在具體使用時(shí)，冷卻劑箱3中的冷卻劑進(jìn)入輸熱管11后，該冷卻劑會(huì)攜帶核動(dòng)力裝置I產(chǎn)生核熱能，并且該冷卻劑會(huì)在該高溫的核熱能的作用下變成等離子體流，該等離子體流進(jìn)入轉(zhuǎn)換器本體23內(nèi)時(shí)其中的帶正電的粒子(正電荷)和帶負(fù)電的離子(負(fù)電荷)會(huì)分別被第一電極21和第二電極22吸收,從而將核熱能轉(zhuǎn)化為電能，沒(méi)有被吸收的粒子可以通過(guò)排管25排出轉(zhuǎn)換器本體23外。同時(shí)，冷卻劑箱3中的冷卻劑會(huì)在第一泵12的作用下流入冷卻管24，在流通的過(guò)程中，會(huì)對(duì)工作中的核電轉(zhuǎn)換器2進(jìn)行散熱，且該冷卻劑在第二泵13的作用下，會(huì)進(jìn)入輸熱管11內(nèi)被再次利用。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是:通過(guò)將輸熱管的輸入端與冷卻劑箱連通，冷卻劑箱中的冷卻劑在輸熱管中流動(dòng)時(shí)會(huì)攜帶核動(dòng)力裝置產(chǎn)生的核熱能，并且該冷卻劑會(huì)在核熱能的高溫作用下變成等離子體流，該等離子體流進(jìn)入轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)后，等離子體流中的帶正電的粒子(正電荷)和帶負(fù)電的粒子(負(fù)電荷)會(huì)分別被第一電極和第二電極吸收，從而將核熱能轉(zhuǎn)換為電能，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括裝有冷卻劑的冷卻劑箱、用于產(chǎn)生核熱能的核動(dòng)力裝置、以及核電轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述核電轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換器本體，所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)設(shè)有用于收集正電荷的第一電極和用于收集負(fù)電荷的第二電極，所述轉(zhuǎn)換器本體上設(shè)有等離子體進(jìn)口和用于在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電流線圈，所述核動(dòng)力裝置上設(shè)有用于將所述核熱能輸出的輸熱管，所述輸熱管的輸入端與所述冷卻劑箱連通，所述輸熱管的輸出端與所述等離子體進(jìn)口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述核動(dòng)力裝置還包括核反應(yīng)堆容器、設(shè)于所述核反應(yīng)堆容器內(nèi)的若干個(gè)用于產(chǎn)生核熱的核燃料棒、套設(shè)于所述核反應(yīng)堆容器外的第一殼體、設(shè)于所述第一殼體和所述核反應(yīng)堆容器之間的若干個(gè)控制器，若干個(gè)所述控制器繞所述核燃料棒間隔布置，每個(gè)所述控制器上設(shè)有用于減慢所述核燃料棒的核反應(yīng)速度的反應(yīng)控制部、以及用于控制所述反應(yīng)控制部與所述核燃料棒的相對(duì)位置的控制部件，所述反應(yīng)控制部上設(shè)有中子吸收體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述核燃料棒包括第二殼體、分別設(shè)于所述第二殼體軸向兩端的第一隔熱塊和第二隔熱塊、設(shè)于所述第二殼體內(nèi)的彈簧和用于發(fā)生核反應(yīng)的燃料塊；所述彈簧的一端與所述第二隔熱塊相抵，所述彈簧的另一端將所述燃料塊壓抵在所述第一隔熱塊上，且所述第一隔熱塊的與所述燃料塊相抵的一端的外徑小于所述第二殼體的內(nèi)徑，所述第二隔熱塊的與所述彈簧相抵的一端的外徑小于所述第二殼體的內(nèi)徑，所述燃料塊的外徑小于所述第二殼體的內(nèi)徑，所述輸熱管套設(shè)于所述第二殼體外。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電極和所述第二電極相對(duì)平行設(shè)于所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器本體外設(shè)有冷卻管，所述冷卻管的一端通過(guò)第一泵與冷卻劑箱連通，所述冷卻管的另一端通過(guò)第二泵與輸熱管的輸入端連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器本體上設(shè)有用于排除所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)產(chǎn)生的殘?jiān)呐殴?，所述排管與所述冷卻管連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述等離子體進(jìn)口上還設(shè)有鹽溶液入口。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽溶液為鈉溶液或者鉀溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于屏蔽核輻射的屏蔽層，所述核動(dòng)力裝置設(shè)于所述屏蔽層內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述屏蔽層為硼高分子復(fù)合屏蔽層。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種核電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，屬于核技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括裝有冷卻劑的冷卻劑箱、用于產(chǎn)生核熱能的核動(dòng)力裝置、以及核電轉(zhuǎn)換器，所述核電轉(zhuǎn)換器包括轉(zhuǎn)換器本體，所述轉(zhuǎn)換器本體內(nèi)設(shè)有用于收集正電荷的第一電極和用于收集負(fù)電荷的第二電極，所述轉(zhuǎn)換器本體上設(shè)有等離子體進(jìn)口和用于在所述第一電極和所述第二電極之間產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電流線圈，所述核動(dòng)力裝置上設(shè)有用于將所述核熱能輸出的輸熱管，所述輸熱管的輸入端與所述冷卻劑箱連通，所述輸熱管的輸出端與所述等離子體進(jìn)口連通。本實(shí)用新型通過(guò)上述技術(shù)方案，將核熱能轉(zhuǎn)換為電能，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低。
文檔編號(hào)H02N3/00GK203119793SQ201320062880
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者雷海東 申請(qǐng)人:江漢大學(xué)