[发明专利]一种基于斯特林循环的行李箱式核能发电装置

说明书

技术领域

本发明属于核能发电装置技术领域，特别涉及了一种行李箱式核能发电装置。

背景技术

作为一种经济、安全、可靠、清洁的新能源，核能发电是未来人类取得清洁能源的重要途径之一，同时在军事上也有非常好的应用前景。微型反应堆的发展起源于美国和前苏联在军事战略上的支持和发展。上个世纪50年代，美国和前苏联对空间核反应堆电源都非常重视，投入大量的研究经费支持多项设备研发，并应用到卫星等设备上去。同时，微型反应堆技术也得到了迅速的发展。

相比较于传统的大型核反应堆，微型反应堆具有体积小，质量轻，操作简单的特点，采用先进的堆芯控制方式，热传输方式和热电转换方式。在偏远地区以及户外大规模探索，微型反应堆都能提供充足的电力需求。此外，在未来的城市建设中，能源的需求越来越大，由于大城市中地点的限制，无法建设大规模的电站，而核能发电又是未来清洁能源的最佳选择之一，所以微型反应堆的发展也是很有前景的。同时，随着人类对外太空探索的深入，对能源供给的需求也不断增大，微型反应堆是满足这方面需求的最佳选择之一。

斯特林发动机具有能量适应性广，对能量等级要求低的优点。由于是外燃机，可使用多种燃料，从煤炭、薪柴、余热到太阳能等均可利用。只要将燃烧器适当改进后便可利用许多热源，这是内燃机难以办到的，如国外已用于太阳能发电和带动水泵。所以斯特林发动机是一种不错的选择。斯特林发动机理论上效率是最接近于卡诺循环效率，只取决于热端和冷端温度，实际效率也可达40％。用核反应堆与斯特林发动机相结合，作为热源的核反应堆能够提供尽可能高的热端温度，从而效率也会得到大幅度的提高。

发明内容

本发明要的目的是提供一种行李箱式核能发电装置，体积小，重量轻，可移动性强，功率质量比高，能够满足偏远地区和大型户外探索提供电力需求。

为了达到上述目标，本发明所采用的技术方案为：一种基于斯特林循环的行李箱式核能发电装置，包括：堆芯，控制鼓驱动机构，斯特林直线发电机，余热废热排出装置，电压调节器，电力输出装置以及壳体，所述的堆芯包括燃料，热管通道，控制鼓和反射层，控制鼓均匀的布置在反射层内，可在控制鼓驱动机构的驱动下转动，所述的斯特林直线发电机包括斯特林直线发动机和直线发电机，所述的斯特林直线发动机包括热腔、冷腔、热腔活塞、冷腔活塞，热腔连杆和冷腔连杆，热腔布置在堆芯中心，热腔活塞和冷腔活塞分别位于热腔和冷腔内，所述的直线发电机包括永磁铁和线圈，热腔连杆的两端分别连接热腔活塞和永磁铁，冷腔连杆的两端分别连接冷腔活塞和线圈，热腔与冷腔间管路连通，热腔与冷腔间的连通管路中接有回热器，所述的余热废热排出装置包括外电源装置，风扇，热管和热管散射板，热管由堆芯中的热管通道引出穿过壳体与热管散热板相连接。

进一步的，所述的斯特林直线发动机内做功工质选用氦气，所述的直线发电机采用圆筒型永磁直线发电机。

进一步的，所述的外电源装置采用能充放电的蓄电池。

本发明的有益效果：本发明提供了的发电装置，采用的热源是核反应堆，用来驱动斯特林直线发电机进行发电。相比较于其他热源，核能能够更长久，更持续稳定的提供热量，相对于化石燃料，核能更清洁，能够减少环境的污染，同时也降低了发电成本。装置能够长时间稳定运行，投资相对较小，具有很好的市场推广效果。

附图说明

图1为一种基于斯特林循环的行李箱式核能发电装置的结构示意图。

图2为一种基于斯特林循环的行李箱式核能发电装置堆芯的结构示意图。

图中标号：1-堆芯；2-控制鼓驱动机构；3-热腔；4-热腔活塞；5-热腔连杆；6-回热器；7-永磁铁；8-线圈；9-冷端连杆；10-冷腔；11-冷腔活塞；12-电压调节器；13-电力输出装置；14-外电源装置；15-风扇；16-热管；17-热管散热板；18-壳体；19-燃料；20-热管通道；21-控制鼓；22-反射层。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：