CN102079383B - 核动力喷汽式船舶推进系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种核动力喷汽式船舶推进系统，包括船体，核反应堆，蒸汽发生器，汽空气水混合室，喷射口，喷口控制器，吸水口及空气吸入口，核反应堆的高压加热水箱的出水口通过带有稳压器的管道与蒸汽发生器下部的U型管入口连通，U型管的出口通过带有主泵的管道与高压加热水箱的回水口连通，空气吸入口通过带有空气泵的空气输送管与汽空气水混合室的喷气环管连通，吸水口通过带有供水泵的管路、与蒸汽发生器的供水口连通、并由蒸汽发生器的热蒸汽出口经蒸汽输送管与汽空气水混合室的喷蒸汽环管连通，吸水口还通过带有水泵的水输送管与蒸汽发生器的喷水管环连通。采用本发明的船舶，能源利用率高，续航里程远，没有CO2，气体污染。

Description

核动力喷汽式船舶推进系统
技术领域
本发明涉及船舶推进系统，尤其是一种核动力喷汽式船舶推进系统。
背景技术
船舶目前还在用螺旋桨推进系统，其能量传递过程为：燃料的化学能通过燃烧变为热能,热能通过发动机转变为机械能输出,通过变速器到螺旋桨,变为螺旋桨的机械能,螺旋桨带动水流动变为水的动能。这种使用燃料的螺旋桨推进系统，存在以下缺陷：1、这种结构的推进系统，能量传递路线长, 发动机和螺旋桨的效率很低,只有30%左右,功率利用率不高，使其船舶速度上不去；2、由于使用燃料作为动力，因而其续航里程有限；3、排放CO2，温室气体，污染空气。
飞机推进系统从螺旋桨推进系统到涡轮喷气式推进系统，大大提高了飞机的机动性，速度从亚音速到超音速主生了质的飞越。如何提高船舶的行进速度，延长船舶的续航里程，减少船舶的空气污染，是目前迫切需要解决的重大课题。 
发明内容
本发明的目的在于：提供一种能源利用率高、续航里程远、没有CO2，气体污染的核动力喷汽式船舶推进系统。 
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明一种核动力喷汽式船舶推进系统，包括船体，设置在所述船体内的压力核反应堆，在船体内的所述压力核反应堆附近设有蒸汽发生器；在船体的尾部设有带有喷射口的汽空气水混合室，所述喷射口上设有用于控制其喷射方向的喷口控制器；在船体的吃水线以下设有吸水口，在船体的吃水线以上设有空气吸入口；所述压力核反应堆的高压加热水箱的出水口通过带有稳压器的管道与所述蒸汽发生器下部的U型管入口连通，所述U型管的出口通过带有主泵的管道与所述高压加热水箱的回水口连通；所述空气吸入口通过带有空气泵的空气输送管与所述汽空气水混合室的喷气环管连通，所述吸水口通过带有供水泵的管路、与所述蒸汽发生器的供水口连通、并由该蒸汽发生器的热蒸汽出口经蒸汽输送管与所述汽空气水混合室的喷蒸汽环管连通，所述吸水口还通过带有水泵的水输送管与喷水管环连通。
所述蒸汽空气水混合室是一个3/4球形容器，该球形容器的缺口与所述喷射口的入口密封连接。
所述喷射口为喇叭形圆锥桶体；所述喷气环管、喷蒸汽环管、喷水管环自该球形容器内壁向里依次设置在该球形容器内。
所述吸水口、空气吸入口设置在船体的头部。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
由于采用了上述核动力喷汽式船舶推进系统，没有CO2温室气体产生,不污染空气；与油燃料相比，核燃料单位重量的能量巨大，船舶的续航里程能大大增加；由于没有中间的变速器、机械传动部件和螺旋桨系统，本发明船舶推进系统能源利用率大大提高，且故障率低,不会因螺旋桨吸进海藻或绳索造成事故；本发明核动力喷汽式船舶推进系统，整体构成二个回路系统,即一回路系统、二回路系统。一回路系统中，高压水被所述主泵送进核反应堆，吸收燃料元件的释热后，进入蒸汽发生器下部的U型管内，将热量传给二回路系统的水，然后再返回主泵入口，形成一个闭合回路；二回路系统中，通过吸水口吸入水流，由供水泵送到蒸汽发生器的U型管外部，吸收一回路的热量后沸腾，产生蒸汽从蒸汽发生器上部的热蒸汽出口流出，通过蒸汽输送管进入蒸汽空气水混合室，由喷蒸汽环管喷出；从船舶的空气吸入口吸入空气，通过空气泵，空气输送管，从喷气环管喷出；还有一路水从船舶前端的进口吸水口吸入水流，由水泵直接送到蒸汽空气水混合室，由喷水管环喷出；空气、水和水蒸汽在所述蒸汽空气水混合室内混合，形成高压蒸汽，通过船体尾部的喷射口喷出，利用高压蒸汽产生的冲击波推力，推动船舶前进。由于该喷射力量大、速度高，因而采用该核动力喷汽式船舶推进系统的船舶速度能够大大提高。
附图说明
图1是本发明一种核动力喷汽式船舶推进系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所述，本发明一种核动力喷汽式船舶推进系统，包括船体10，设置在所述船体10内的压水堆核反应系统2，在船体10内的所述核反应堆2附近设有蒸汽发生器5；在船体10的尾部设有带有喷射口9的汽空气水混合室6，所述蒸汽空气水混合室6是一个3/4球形容器，所述喷射口9为喇叭形圆锥桶体，该球形容器的缺口与所述喷射口9的入口密封连接，所述喷射口9上设有用于控制其喷射方向的喷口控制器19；在船体10头部的吃水线以下设有吸水口1，在船体10头部的吃水线以上设有空气吸入口11；所述核反应堆2的高压加热水箱的出水口通过带有稳压器3的管道与所述蒸汽发生器5下部的U型管入口连通，所述U型管的出口通过带有主泵4的管道与所述高压加热水箱的回水口连通；所述空气吸入口11通过带有空气泵12的空气输送管15与所述汽空气水混合室6的喷气环管18连通，所述吸水口1通过带有供水泵14的管路、与所述蒸汽发生器5的供水口连通、并由该蒸汽发生器5的热蒸汽出口经蒸汽输送管16与所述汽空气水混合室6的喷蒸汽环管8连通，所述吸水口1还通过带有水泵13的水输送管17与喷水管环7连通，所述喷气环管18、喷蒸汽环管8、喷水管环7自所述球形容器内壁向里依次设置在该球形容器内。

Claims (4)

1.一种核动力喷汽式船舶推进系统，包括船体（10），设置在所述船体（10）内的压水核反应堆（2），其特征在于：在船体（10）内的所述压水核反应堆（2）附近设有蒸汽发生器（5）；在船体（10）的尾部设有带有喷射口（9）的汽空气水混合室（6），所述喷射口（9）上设有用于控制其喷射方向的喷口控制器（19）；在船体（10）的吃水线以下设有吸水口（1），在船体（10）的吃水线以上设有空气吸入口（11）；所述压水核反应堆（2）的高压加热水箱的出水口通过带有稳压器（3）的管道与所述蒸汽发生器（5）下部的U型管入口连通，所述U型管的出口通过带有主泵（4）的管道与所述高压加热水箱的回水口连通；所述空气吸入口（11）通过带有空气泵（12）的空气输送管（15）与所述汽空气水混合室（6）的喷气环管（18）连通，所述吸水口（1）通过带有供水泵（14）的管路、与所述蒸汽发生器（5）的供水口连通、并由该蒸汽发生器（5）的热蒸汽出口经蒸汽输送管（16）与所述汽空气水混合室（6）的喷蒸汽环管（8）连通，所述吸水口（1）还通过带有水泵（13）的水输送管（17）与喷水管环（7）连通。
2.根据权利要求1所述的核动力喷汽式船舶推进系统，其特征在于：所述蒸汽空气水混合室（6）是一个3/4球形容器，该球形容器的缺口与所述喷射口（9）的入口密封连接。
3.根据权利要求2所述的核动力喷汽式船舶推进系统，其特征在于：所述喷射口（9）为喇叭形圆锥桶体；所述喷气环管（18）、喷蒸汽环管（8）、喷水管环（7）自该球形容器内壁向里依次设置在该球形容器内。
4.根据权利要求1，或2，或3所述的核动力喷汽式船舶推进系统，其特征在于：所述吸水口（1）、空气吸入口（11）设置在船体（10）的头部。
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