[实用新型]一种发电系统冷却模块

说明书

本实用新型公开了一种发电系统冷却模块，包括液态金属液箱、发电模块及设备冷却模块；发电模块包括反应堆和依次连通的凝汽器、凝水除氧箱、给水泵、蒸汽发生器及汽轮发电机；设备冷却模块包括依次连通的设备冷却换热器、设备冷却泵和待冷却设备；液态金属液箱内设有用于填充有液态金属的空腔，设备冷却换热器和凝汽器与空腔连通。本实用新型通过将液态金属液箱中填充有液态金属的空腔与发电模块和设备冷却模块连通，以海水强迫或自然对流来满足深海潜航器前进或悬停等情况下冷却需求，实现了核能发电系统的无动力海水冷却，同时解决了传统通海管路作为振动噪声的传递途径问题，实现全工况范围内深海潜航器的低噪声运行。

技术领域

本实用新型涉及水下探测领域，特别是涉及一种发电系统冷却模块。

背景技术

深海潜航器是用于在海底从事科学研究、资源勘探和战术侦察的移动工作平台，其工作环境为千米至数千米深度的深海中。随着任务需求的拓展，对深海潜航器的潜深、可靠性和振动噪声等要求越来越高。为了实现深海潜航器的长距离、长时间、自主化运行，核能发电装置已成为其唯一选择。

深海潜航器核能发电装置的海水冷却系统负责提供循环冷却水和设备冷却水，担任着冷却透平排汽、维持设备运行温度等任务，在保证深海空间站核能动力正常运行及安全等方面起着重要作用。但当前海水冷却系统存在三大问题。

一是由于核能发电装置中大部分热量需要通过海水冷却系统排向海洋，需要在耐压壳体上开设多个通海口，设置长距离的高压海水管路，既导致耐压壳体结构强度受损，又存在通海管路破损风险增大的问题，使其在大潜深下容易出现可靠性问题；

二是海水冷却系统是发电系统振动噪声传向海洋的直接传递通道，不仅在科考活动中容易对海洋生物造成惊吓，难以实现对海洋环境的真实考察，而且在军事行动中也极易暴露目标，从而影响作战任务的顺利执行；

三是海水是强腐蚀性的介质，同时携带大量各类海洋垃圾，不仅致使通海管路面临着严重的腐蚀问题，而且可能导致通海管路的入口过滤器及海水换热器被杂物堵塞，从而严重影响了核能发电装置的正常安全运行。

综上，核能发电装置的海水冷却系统是深海潜航器中对潜深最敏感、可靠性最薄弱、噪声最突出的关键系统。因此，如何实现超过千米潜深的深海潜航器的高效、可靠、安静的海水冷却是目前急需解决的问题，上述问题一经成功解决对于提升我国对深海开发具有重要意义。

实用新型内容

鉴于上述技术缺陷和应用需求，本实用新型实施例提供一种发电系统冷却模块，以有效解决上述问题，实现超过千米潜深的深海潜航器的高效、可靠、安静的海水冷却。

为解决上述问题，本实用新型提供一种发电系统冷却模块，包括：

液态金属液箱和设置在所述液态金属液箱内侧的发电模块及设备冷却模块；

所述发电模块包括：反应堆和依次连通的凝汽器、凝水除氧箱、给水泵、蒸汽发生器及汽轮发电机；所述蒸汽发生器安装在所述反应堆的发热端；所述设备冷却模块包括：依次连通的设备冷却换热器、设备冷却泵和若干个待冷却设备；所述液态金属液箱内设有用于填充有液态金属的空腔，所述设备冷却换热器和所述凝汽器与所述空腔连通。

进一步地，所述液态金属液箱为弧形结构，所述弧形结构对应的角度不小于300度，所述液态金属液箱外安装有耐压壳体。

进一步地，所述液态金属液箱内液态金属的径向厚度不小于200mm。

进一步地，所述液态金属液箱内填充的所述液态金属为熔点低于0℃且沸点高于1000℃的镓铟锡合金。

进一步地，所述凝汽器安装有多个错列布置的凝汽器热管；所述凝汽器热管的冷端与所述空腔连通，所述凝汽器热管的热端安装在所述凝汽器中。