[发明专利]低温核反应堆以及基于低温核反应堆的车载动力系统

权利要求书

1.一种低温核反应堆(4)，它包括压力容器(409)以及位于压力容器内核燃料棒(401)、屏蔽壳(406)、慢化剂(402)和导热元件，其特征在于，所述导热元件采用非重力式高效传热热管，所述导热元件包括用于核燃料棒(401)水平面方向导热的环形热管(403)、用于核燃料棒(401)垂直方向导热的竖直热管(404)、用于将核燃料棒(401)产生的热能向外传递的导热热管(405)以及蛇形环绕布置在导热热管(405)低温端处的主换热器管(408)；

所述环形热管(403)的安装面与核燃料棒(401)轴线垂直，所述竖直热管(404)沿核燃料棒(401)轴向安装；

所述主换热器管(408)和导热热管(405)低温端均浸没在压力容器(409)内壁与屏蔽壳(406)之间的导热介质(407)中，导热热管(405)的高温端贯穿屏蔽壳(406)，并伸入屏蔽壳(406)内的慢化剂(402)中。

2.一种车载动力系统，其特征在于，它包括权利要求1所述的低温核反应堆(4)、与低温核反应堆(4)通过热力管道(16)连接成闭合回路的动力输出装置和工质分离存储装置，以及与动力输出装置传动连接的储能装置。

3.如权利要求2所述的车载动力系统，其特征在于，所述热力管道(16)的低温端和高温端均贯穿压力容器(409)，与由主换热器管(408)构成的主换热器(5)相接，热力管道(16)内的工质为氟代烷、烷烃、全氟烷、芳香烃或硅醚。

4.如权利要求3所述的车载动力系统，其特征在于，所述动力输出装置包括铰接主轴(11)以及位于铰接主轴(11)内的多级汽缸，来自热力管道(16)高温端的工质依次经过上述多级汽缸。

5.如权利要求2所述的车载动力系统，其特征在于，所述工质分离存储装置包括储液罐(1)、主泵(2)、回热器(3)、凝汽器(9)和汽液分离器(10)，来自汽轮机低缸(8)的工质进入回热器(3)的第一独立腔室中，然后工质经凝汽器(9)进口进入凝汽器(9)进行凝结，而后又经凝汽器(9)出口进入汽液分离器(10)中，从汽液分离器(10)分离的液态工质增压进入到储液罐中，而分离的气态工质重新由凝汽器(9)进口进入凝汽器(9)进行凝结；来自储液罐(1)的液态工质被主泵(2)加压后泵送至回热器(3)的第二独立腔室中，液态工质与第一独立腔室的工质进行热交换后被输送到热力管道(16)的低温端。

6.如权利要求5所述的车载动力系统，其特征在于，所述凝汽器采用管内冷凝方式的管壳式换热器，所述管壳式换热器采用轴流风机(15)强制对流散热，并采用在换热管外壁设置辐射换热瓦的辐射式散热方式。

7.如权利要求2所述的车载动力系统，其特征在于，所述储能装置包括与外电网连接的电网接入端口、与动力输出装置传动连接的电机(12)以及连接在电机(12)和蓄电池(14)之间的电流逆变器(13)。

8.如权利要求3或4所述的车载动力系统，其特征在于，所述车载动力系统包括连接在主换热器(5)中段与多级汽缸之间的液态工质抽取装置，它抽取主换热器(5)中的适量液态工质与上级汽缸排汽混合后进入下一级汽缸。

9.如权利要求8所述的车载动力系统，其特征在于，所述车载动力系统还包括采集探测车载动力系统中各件运行参数的传感器以及与传感器相连的用于控制车载动力系统运行的控制调节装置。