CN109192329A - 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 - Google Patents
一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109192329A CN109192329A CN201811292375.4A CN201811292375A CN109192329A CN 109192329 A CN109192329 A CN 109192329A CN 201811292375 A CN201811292375 A CN 201811292375A CN 109192329 A CN109192329 A CN 109192329A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor core
- heat pipe
- reactor
- active region
- reflecting layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 51
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 48
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 48
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 13
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical group C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000691 Re alloy Inorganic materials 0.000 claims description 11
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 11
- DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N rhenium tungsten Chemical compound [W].[Re] DECCZIUVGMLHKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052580 B4C Inorganic materials 0.000 claims description 5
- INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N boron carbide Chemical group B12B3B4C32B41 INAHAJYZKVIDIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N tungsten dioxide Inorganic materials O=[W]=O DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000002902 bimodal effect Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/32—Integral reactors, i.e. reactors wherein parts functionally associated with the reactor but not essential to the reaction, e.g. heat exchangers, are disposed inside the enclosure with the core
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
本发明属于核反应堆技术领域,公开了一种热管型双模式空间核反应堆堆芯。该反应堆堆芯包括堆芯活性区、堆芯筒体、径向反射层、轴向反射层及控制鼓;其中堆芯活性区位于堆芯筒体内,轴向反射层位于堆芯活性区上方;径向反射层为中空圆柱形结构,堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内。该反应堆堆芯能有效避免热管过热问题且具备非能动、非单点失效等安全可靠性的有益效果。
Description
技术领域
本发明属于核反应堆技术领域,具体涉及一种热管型双模式空间核反应堆堆芯。
背景技术
双模式空间核反应堆同时具备推进和发电的功能,结合了核热推进反应堆以及空间反应堆电源相对于常规能源的诸多优势。该反应堆非常适用于载人登月、载人火星、空间运输等任务。美俄等航天大国对双模式反应堆开展了广泛的研究,提出了较多反应堆方案,主要可归纳为三种类型,以下对这几种方案进行简单的介绍。
美国的Mohamed S.El Genk在文献“ATopaz-ⅡBimodal Design AssessmentStudy and System Analysis”中提出一种基于热离子反应堆的双模式反应堆方案。该方案中,热离子燃料元件的中心孔道作为氢气工质的加热通道。在推进模式下,氢气自上而下流经燃料中心孔道,加热后排出,从而产生推力,同时,热离子燃料元件可产生电能;在发电模式下,堆芯热功率相对较低,系统将停止氢气排放,不再产生推力,仅由热离子燃料元件产生电能,废热由钠钾回路带出堆芯。
美国的Herbert R.Zweig在文献“NERVA-Derived Nuclear Thermal PropulsionDual Mode Operation”中提出一种基于NERVA核热推进反应堆的双模式反应堆方案。该方案中,堆芯内的复合燃料元件作为推进用燃料元件,堆芯内的支撑元件的冷却回路作为发电回路。在推进模式下,氢气工质自上而下流经复合燃料元件内的加热通道,加热后由喷管排出,从而产生推力,同时,支撑元件的冷却回路将部分堆芯热量导出至堆外的斯特林发电机,从而产生电能;发电模式下,堆芯热功率相对较低,系统将停止氢气排放,不再产生推力,复合燃料元件产生的热量由热传导的方式传递至支撑元件,并由位于支撑元件内的冷却回路导出至堆外的斯特林发电机,从而产生电能。
美国的Michael G.Houts在文献“Alert-derivative bimodal space power andpropulsion systems”中提出了一种基于热管式反应堆的双模式反应堆方案。该方案中,堆芯内部布置若干热管,用于导出热量并发电。在推进模式下,氢气工质自上而下流经燃料元件内的加热通道,加热后由喷管排出,从而产生推力,同时,热管将部分堆芯热量导出至堆外用于发电;发电模式下,堆芯热功率相对较低,系统将停止氢气排放,不再产生推力,燃料元件产生的热量将由热管导出,并在堆外产生电能。
以上三种类型的双模式反应堆方案均存在不足之处。前两种类型的方案均需要在超高温的核热推进反应堆中布置温度低得多的工质回路,并且需要泵、体积补偿器等诸多部件,系统复杂,研制难度高,且不具备非能动、非单点失效等特点。第三种类型的方案采用热管将热量导出堆芯用于发电,结构相对简单,具备非能动、非单点失效等优点、可靠性高。但是,热管也给系统设计带来了新的问题:在推进模式下,热管的运行温度必须远低于燃料的最高温度,以避免热管因过热而损坏。为解决此问题,该方案在热管与燃料之间布置了双层壳体结构用来将两者隔开,在推进模式下,双层壳体之间为真空,用于增大燃料与热管之间的热阻,以保护热管;在发电模式下,双层壳体之间则充满氦气,用于尽可能减小燃料与热管之间的热阻,以增强两者之间的传热性能。这种方法增加了系统的复杂度和研制难度,降低了系统运行时的可靠性。
发明内容
(一)技术目的
为了解决现有技术所存在的问题,本发明提供了一种能有效避免热管过热问题且具备非能动、非单点失效等安全可靠性的双模式空间反应堆堆芯。
(二)技术方案
根据现有技术所存在的问题,本发明提供的技术方案如下:
一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,该反应堆堆芯包括堆芯活性区、堆芯筒体、径向反射层、轴向反射层及控制鼓;其中堆芯活性区位于堆芯筒体内,轴向反射层位于堆芯活性区上方;径向反射层为中空圆柱形结构,堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内;
所述径向反射层主体结构的材质为氧化铍,径向反射层内设置有多个均匀分布的控制鼓,其中控制鼓形状为圆柱体形,长度与径向反射层的轴向长度一致且可在径向反射层内旋转,每个控制鼓内沿圆周设置有弧度为120度的吸收体,该吸收体从控制鼓顶端延伸至控制鼓底部,吸收体随控制鼓旋转至所需角度以使反应堆达到临界运行的状态;控制鼓内除吸收体外,其余部分材质与径向反射层的主体结构的材质一致,均为氧化铍且氧化铍上设置有贯穿的孔道,该孔道是用于氢气流通的第一流道;
所述堆芯活性区的上方设置有轴向反射层,轴向反射层内设置有氢气流通的孔道,此孔道作为氢气流通的第二流道;所述轴向反射层为圆盘形结构,材质为氧化铍,其直径与堆芯筒体的内径一致;轴向反射层上设置有与热管系统位置和数量对应的热管导向孔,热管从该热管导向孔伸出至轴向反射层上方;
所述堆芯活性区包括燃料元件、安全棒通道、热管系统及填充元件,其横截面为圆形,其中燃料元件及热管系统的数量为多个且在活性区内按三角形栅格排列,安全棒通道为贯穿的通孔,位于堆芯活性区的几何中心位置处,用于放置安全棒;所述燃料元件为六棱柱型结构,燃料类型为钨基金属陶瓷燃料,燃料元件内沿轴向设置有若干个贯穿的氢气流道,该流道作为氢气流通的第三流道;所述热管系统包括热管及热管支撑元件,热管支撑元件为六棱柱型结构,该六棱柱型结构与燃料元件的外部尺寸一致;其中热管位于热管支撑元件径向几何中心处且热管上端高出热管支撑元件及轴向反射层上的热管导向孔并与热电转换装置连接;热管支撑元件四周设置有沿轴向贯穿的氢气流道,该氢气流道为氢气流通的第四流道;燃料元件及热管系统内的氢气流道与轴向反射层内的氢气流道一一对应并吻合;堆芯活性区沿堆芯筒体内壁设置有一圈填充元件,其中填充元件为中空圆柱体结构,该填充元件为燃料元件及热管系统的径向位置起到固定的作用,并能在反应堆加热或冷却时起到一定的结构缓冲作用。
所述堆芯筒体为中空圆柱体型结构,内部放置堆芯活性区;
优选地,燃料元件及热管系统的数量根据反应堆功率、推力、电功率需求确定。
优选地,所述钨基金属陶瓷燃料的基本成分为钨和二氧化铀的混合体,其外表面设置有钨铼合金涂层。
优选地,所述热管支撑元件的材料为钨铼合金。
优选地,所述堆芯筒体的材质为钨铼合金。
优选地,所述轴向反射层的高度位于堆芯活性区上方,其在高度方向上高于堆芯径向反射层的高度。
优选地,所述热管的底部伸入至堆芯活性区底部。
优选地,所述吸收体的材质为碳化硼。
优选地,所述热管内的工质为锂,热管材质为钨铼合金。
优选地,所述安全棒通道内放置安全棒,其中安全棒的材质为碳化硼。
(三)有益效果
采用本发明提供的双模式空间核反应堆堆芯,该反应堆堆芯首次在热管支撑元件上设计了氢气流通的孔道,用以在推进模式下对热管进行保护,可以有效避免热管因过热而损坏,降低了系统的复杂度和研制难度,提升了系统的可靠性和可实现性。同时,通过在径向反射层内设计可旋转的控制鼓,可以根据设计需要旋转控制鼓内的吸收体至不同角度,进一步简化了操作难度。
本申请与传统的热管型双模式反应堆相比,系统结构更加简单,热管保护措施更加简化,使系统的复杂度大大降低,系统的可靠性和可实现性都得到了质的提升。
附图说明
图1是燃料元件结构示意图;
图2是热管系统结构示意图;
图3是堆芯活性区横截面示意图;
图4是堆芯活性区纵向截面示意图;
图5是堆芯横截面局部放大示意图;
图6是堆芯整体结构图;
其中1是燃料元件;2是第三流道;3是热管;4是第四流道;5是热管支撑元件;6是控制鼓;7是控制鼓内设置的氢气流道;8是吸收体;9是径向反射层;10是径向反射层内设置的氢气流道;11是填充元件;12是堆芯筒体;13是安全棒通道;14是轴向反射层;
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,如图1~图6所示。该反应堆堆芯包括堆芯活性区、堆芯筒体12、径向反射层9、轴向反射层14及控制鼓6;其中堆芯活性区位于堆芯筒体12内,轴向反射层14位于堆芯活性区上方;径向反射层9为中空圆柱形结构,堆芯活性区、轴向反射层14及热管3位于该径向反射层9的空腔内;
所述径向反射层9主体结构的材质为氧化铍,径向反射层9内设置有多个均匀分布的控制鼓6,其中控制鼓6形状为圆柱体形,长度与径向反射层的长度一致且可在径向反射层9内旋转,每个控制鼓6内沿圆周设置有弧度为120度的吸收体8,该吸收体8从控制鼓6顶端延伸至控制鼓6底部,吸收体8随控制鼓6旋转至所需角度以使反应堆达到临界运行的状态;控制鼓6内除吸收体8外,其余部分材质与径向反射层9的主体结构的材质一致,均为氧化铍且氧化铍上设置有贯穿的孔道,该孔道是用于氢气流通的第一流道;
所述堆芯活性区的上方设置有轴向反射层14,轴向反射层14内设置有氢气流通的孔道,此孔道作为氢气流通的第二流道;所述轴向反射层14为圆盘形结构,材质为氧化铍,其直径与堆芯筒体12的内径一致;轴向反射层14上设置有与热管系统位置和数量对应的热管导向孔,热管3从该热管导向孔伸出至轴向反射层14上方;
所述堆芯活性区包括燃料元件1、安全棒通道13、热管系统及填充元件11,其横截面为圆形,其中燃料元件及热管系统的数量为多个且在活性区内按三角形栅格排列,安全棒通道13为贯穿的通孔,位于堆芯活性区的几何中心位置处,用于放置安全棒;所述燃料元件1为六棱柱型结构,燃料类型为钨基金属陶瓷燃料,燃料元件1内沿轴向设置有若干个贯穿的氢气流道,该流道作为氢气流通的第三流道2;热管系统包括热管3及热管支撑元件5,热管支撑元件5为六棱柱型结构,该六棱柱型结构与燃料元件1的外部尺寸一致;其中热管3位于热管支撑元件5的径向几何中心处且热管3上端高出热管支撑元件5及轴向反射层14上的热管导向孔并与热电转换装置连接;热管支撑元件5四周设置有沿轴向贯穿的氢气流道,该氢气流道为氢气流通的第四流道4,热管支撑元件上设置的第四流道4用以在推进模式下对热管进行保护,可以有效避免热管因过热而损坏,降低了系统的复杂度和研制难度,提升了系统的可靠性和可实现性。燃料元件1及热管系统内的氢气流道与轴向反射层14内的氢气流道一一对应并吻合。堆芯活性区沿堆芯筒体12内壁设置有一圈填充元件11,其中填充元件11为中空圆柱体结构,该填充元件为燃料元件及热管系统的径向位置起到固定的作用,并能在反应堆加热或冷却时起到一定的结构缓冲作用。
所述堆芯筒体12为中空圆柱体型结构,内部放置堆芯活性区;燃料元件1及热管系统的数量根据反应堆功率、推力、电功率需求确定。
所述钨基金属陶瓷燃料的基本成分为钨和二氧化铀的混合体,其外表面设置有钨铼合金涂层。所述堆芯筒体12的材质为钨铼合金。
所述轴向反射层14的高度位于堆芯活性区上方,其在高度方向上高于堆芯径向反射层9的高度。所述热管3的底部伸入至堆芯活性区底部;所述吸收体8的材质为碳化硼。所述热管3内的工质为锂,热管3材质为钨铼合金。
该反应堆堆芯在实际运用中,在推进模式下,氢气工质先自下而上流过径向反射层中设置的氢气流道10和控制鼓内设置的氢气流道7,用以冷却径向反射层9和控制鼓6,同时对氢气起到预热的作用。之后,氢气工质自上而下流经轴向反射层14中的氢气孔道即第二流道,然后进入燃料元件1中的氢气流道即第三流道2以及热管支撑元件5中的氢气流道即第四流道4,最终由堆芯底部经喷管排出,从而产生推力。同时,该模式下,堆芯有部分热功率将由热管3导出,在堆外经斯特林发电或静态温差发电等方式产生电能。
发电模式下,堆芯热功率相对较低,氢气工质将停止排放,燃料元件1产生的热量将通过热传导的方式传递至热管支撑元件5,并最终由热管3导出,在堆外由斯特林发电或静态温差发电等方式产生电能。
Claims (10)
1.一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,该反应堆堆芯包括堆芯活性区、堆芯筒体、径向反射层、轴向反射层及控制鼓;其中堆芯活性区位于堆芯筒体内,轴向反射层位于堆芯活性区上方;径向反射层为中空圆柱形结构,堆芯活性区、轴向反射层及热管位于该径向反射层的空腔内;
所述径向反射层主体结构的材质为氧化铍,径向反射层内设置有多个均匀分布的控制鼓,其中控制鼓形状为圆柱体形,长度与径向反射层的轴向长度一致且可在径向反射层内旋转,每个控制鼓内沿圆周设置有弧度为120度的吸收体,该吸收体从控制鼓顶端延伸至控制鼓底部,吸收体随控制鼓旋转至所需角度以使反应堆达到临界运行的状态;控制鼓内除吸收体外,其余部分材质与径向反射层的主体结构的材质一致,均为氧化铍且氧化铍上设置有贯穿的孔道,该孔道是用于氢气流通的第一流道;
所述堆芯活性区的上方设置有轴向反射层,轴向反射层内设置有氢气流通的孔道,此孔道作为氢气流通的第二流道;所述轴向反射层为圆盘形结构,材质为氧化铍,其直径与堆芯筒体的内径一致;轴向反射层上设置有与热管系统位置和数量对应的热管导向孔,热管从该热管导向孔伸出至轴向反射层上方;
所述堆芯活性区包括燃料元件、安全棒通道、热管系统及填充元件,其横截面为圆形,其中燃料元件及热管系统的数量为多个且在活性区内按三角形栅格排列,安全棒通道为贯穿的通孔,位于堆芯活性区的几何中心位置处,用于放置安全棒;所述燃料元件为六棱柱型结构,燃料类型为钨基金属陶瓷燃料,燃料元件内沿轴向设置有若干个贯穿的氢气流道,该流道作为氢气流通的第三流道;所述热管系统包括热管及热管支撑元件,热管支撑元件为六棱柱型结构,该六棱柱型结构与燃料元件的外部尺寸一致;其中热管位于热管支撑元件径向几何中心处且热管上端高出热管支撑元件及轴向反射层上的热管导向孔并与热电转换装置连接;热管支撑元件四周设置有沿轴向贯穿的氢气流道,该氢气流道为氢气流通的第四流道;燃料元件及热管系统内的氢气流道与轴向反射层内的氢气流道一一对应并吻合;堆芯活性区沿堆芯筒体内壁设置有一圈填充元件,其中填充元件为中空圆柱体结构,该填充元件为燃料元件及热管系统的径向位置起到固定的作用,并能在反应堆加热或冷却时起到一定的结构缓冲作用;
所述堆芯筒体为中空圆柱体型结构,内部放置堆芯活性区。
2.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,燃料元件及热管系统的数量根据反应堆功率、推力、电功率需求确定。
3.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述钨基金属陶瓷燃料的基本成分为钨和二氧化铀的混合体,其外表面设置有钨铼合金涂层。
4.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述热管支撑元件的材料为钨铼合金。
5.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述堆芯筒体的材质为钨铼合金。
6.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述轴向反射层的高度位于堆芯活性区上方,其在高度方向上高于堆芯径向反射层的高度。
7.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述热管的底部伸入至堆芯活性区底部。
8.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述吸收体的材质为碳化硼。
9.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述热管内的工质为锂,热管材质为钨铼合金。
10.根据权利要求1所述的一种热管型双模式空间核反应堆堆芯,其特征在于,所述安全棒通道内放置安全棒,其中安全棒的材质为碳化硼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811292375.4A CN109192329B (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811292375.4A CN109192329B (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109192329A true CN109192329A (zh) | 2019-01-11 |
CN109192329B CN109192329B (zh) | 2024-05-14 |
Family
ID=64941358
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811292375.4A Active CN109192329B (zh) | 2018-11-01 | 2018-11-01 | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109192329B (zh) |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109859861A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 西南科技大学 | 一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯 |
CN109859859A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 西南科技大学 | 一种基于钨导热的无对流换热整体模块式超小型空间反应堆堆芯 |
CN109887618A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种热管径向布置的核反应堆 |
CN110232979A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-13 | 西安交通大学 | 一种开放栅格式气冷空间核反应堆堆芯 |
CN110310748A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-08 | 北京卫星环境工程研究所 | 加装涡轮的热电转换一体化反应堆 |
CN110827998A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-21 | 中国核动力研究设计院 | 一种氧化铍慢化金属冷却反应堆小型化设计方法及反应堆 |
CN111951985A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-17 | 四川大学 | 一种模块化空间核反应堆发电单元 |
CN112002447A (zh) * | 2019-05-11 | 2020-11-27 | 中山大学 | 一种具有固有安全特征的固体核反应堆堆芯热量导出装置 |
CN112002441A (zh) * | 2019-05-11 | 2020-11-27 | 中山大学 | 一种具有固有安全特征的转动控制鼓 |
CN112133456A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种用于双模式反应堆的热管式燃料元件 |
CN112133455A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种双模式反应堆堆芯 |
CN112133457A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种空间核反应堆自主运行机构 |
CN112669999A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 南京航空航天大学 | 一种液固双重燃料空间核反应堆电源 |
US20210202117A1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-01 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Control drum for a mobile nuclear reactor |
CN113270211A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-17 | 中国核电工程有限公司 | 一种卧式反应堆用多节式控制鼓 |
CN113409962A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-09-17 | 中国原子能科学研究院 | 一种双模式空间核反应堆堆芯 |
CN113436757A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-24 | 西安交通大学 | 一种具有均温结构的模块化固态反应堆堆芯 |
CN114530267A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-05-24 | 中国原子能科学研究院 | 一种热管式空间核反应堆电源 |
CN114898900A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-12 | 西安交通大学 | 一种系统化的六棱柱式燃料双模式核热推进反应堆建模设计方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2066485C1 (ru) * | 1993-09-06 | 1996-09-10 | Отделение "Высокотемпературные технологии и конструкции" Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" | Тепловыделяющий элемент ядерного ракетного двигателя (варианты) |
RU2149468C1 (ru) * | 1998-04-03 | 2000-05-20 | Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники | Реактор ядерного ракетного двигателя |
CN102568623A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-11 | 华北电力大学 | 外星球用快中子反应堆和碱金属热电转换器一体化装置 |
KR20120117472A (ko) * | 2011-04-15 | 2012-10-24 | 한국원자력연구원 | 급냉식 수소동위원소 저장용기 |
CN103258576A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 中国原子能科学研究院 | 一种月球表面用核反应堆 |
KR101487713B1 (ko) * | 2013-11-22 | 2015-01-29 | 한국원자력연구원 | 초소형 가스냉각로 |
CN105849817A (zh) * | 2013-12-10 | 2016-08-10 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 一种快中子反应堆及一种快中子反应堆的中子反射层组件 |
CN107195333A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-22 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 便携式非能动核电反应堆 |
CN107481773A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-15 | 中广核研究院有限公司 | 一回路新型加氢一体化装置 |
CN107945887A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种一体化小型熔盐堆 |
CN108648834A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-10-12 | 西安交通大学 | 蜂窝煤型燃料组件及小型车载长寿命铅铋冷却快堆堆芯 |
CN209216592U (zh) * | 2018-11-01 | 2019-08-06 | 中国原子能科学研究院 | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 |
-
2018
- 2018-11-01 CN CN201811292375.4A patent/CN109192329B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2066485C1 (ru) * | 1993-09-06 | 1996-09-10 | Отделение "Высокотемпературные технологии и конструкции" Научно-исследовательского института Научно-производственного объединения "Луч" | Тепловыделяющий элемент ядерного ракетного двигателя (варианты) |
RU2149468C1 (ru) * | 1998-04-03 | 2000-05-20 | Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники | Реактор ядерного ракетного двигателя |
KR20120117472A (ko) * | 2011-04-15 | 2012-10-24 | 한국원자력연구원 | 급냉식 수소동위원소 저장용기 |
CN103258576A (zh) * | 2012-02-17 | 2013-08-21 | 中国原子能科学研究院 | 一种月球表面用核反应堆 |
CN102568623A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-11 | 华北电力大学 | 外星球用快中子反应堆和碱金属热电转换器一体化装置 |
KR101487713B1 (ko) * | 2013-11-22 | 2015-01-29 | 한국원자력연구원 | 초소형 가스냉각로 |
CN105849817A (zh) * | 2013-12-10 | 2016-08-10 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 一种快中子反应堆及一种快中子反应堆的中子反射层组件 |
CN107195333A (zh) * | 2017-06-05 | 2017-09-22 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 便携式非能动核电反应堆 |
CN107481773A (zh) * | 2017-09-13 | 2017-12-15 | 中广核研究院有限公司 | 一回路新型加氢一体化装置 |
CN107945887A (zh) * | 2017-11-16 | 2018-04-20 | 中国科学院上海应用物理研究所 | 一种一体化小型熔盐堆 |
CN108648834A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-10-12 | 西安交通大学 | 蜂窝煤型燃料组件及小型车载长寿命铅铋冷却快堆堆芯 |
CN209216592U (zh) * | 2018-11-01 | 2019-08-06 | 中国原子能科学研究院 | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
HERBERT R.ZWEIG ET AL.: "NERVA-Derived Nuclear Thermal PropulsionDual Mode Operation", AIP CONF. PROC., 1 July 1994 (1994-07-01), pages 1565 - 1572 * |
李华琪等: "热管冷却双模式空间堆的初步概念", 现代应用物理, no. 04, 31 December 2017 (2017-12-31), pages 80 - 85 * |
Cited By (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109859859A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 西南科技大学 | 一种基于钨导热的无对流换热整体模块式超小型空间反应堆堆芯 |
CN109859861A (zh) * | 2019-02-26 | 2019-06-07 | 西南科技大学 | 一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯 |
CN109887618A (zh) * | 2019-04-11 | 2019-06-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种热管径向布置的核反应堆 |
CN112002441B (zh) * | 2019-05-11 | 2023-02-28 | 中山大学 | 一种具有固有安全特征的转动控制鼓 |
CN112002447A (zh) * | 2019-05-11 | 2020-11-27 | 中山大学 | 一种具有固有安全特征的固体核反应堆堆芯热量导出装置 |
CN112002441A (zh) * | 2019-05-11 | 2020-11-27 | 中山大学 | 一种具有固有安全特征的转动控制鼓 |
CN110232979A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-13 | 西安交通大学 | 一种开放栅格式气冷空间核反应堆堆芯 |
CN110310748A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-08 | 北京卫星环境工程研究所 | 加装涡轮的热电转换一体化反应堆 |
CN110827998B (zh) * | 2019-11-21 | 2021-05-18 | 中国核动力研究设计院 | 一种氧化铍慢化金属冷却反应堆小型化设计方法及反应堆 |
CN110827998A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-02-21 | 中国核动力研究设计院 | 一种氧化铍慢化金属冷却反应堆小型化设计方法及反应堆 |
US20210202117A1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-07-01 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Control drum for a mobile nuclear reactor |
US11417435B2 (en) * | 2019-12-31 | 2022-08-16 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Control drum for a mobile nuclear reactor |
CN111951985A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-17 | 四川大学 | 一种模块化空间核反应堆发电单元 |
CN111951985B (zh) * | 2020-07-15 | 2022-10-18 | 四川大学 | 一种模块化空间核反应堆发电单元 |
CN112133457B (zh) * | 2020-08-24 | 2023-01-06 | 中国原子能科学研究院 | 一种空间核反应堆自主运行机构 |
CN112133455A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种双模式反应堆堆芯 |
CN112133456A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种用于双模式反应堆的热管式燃料元件 |
CN112133457A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-12-25 | 中国原子能科学研究院 | 一种空间核反应堆自主运行机构 |
CN112133455B (zh) * | 2020-08-24 | 2022-12-13 | 中国原子能科学研究院 | 一种双模式反应堆堆芯 |
CN112669999A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-16 | 南京航空航天大学 | 一种液固双重燃料空间核反应堆电源 |
CN112669999B (zh) * | 2020-12-23 | 2024-05-17 | 南京航空航天大学 | 一种液固双重燃料空间核反应堆电源 |
CN113270211A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-08-17 | 中国核电工程有限公司 | 一种卧式反应堆用多节式控制鼓 |
CN113270211B (zh) * | 2021-03-29 | 2023-12-22 | 中国核电工程有限公司 | 一种卧式反应堆用多节式控制鼓 |
CN113409962A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-09-17 | 中国原子能科学研究院 | 一种双模式空间核反应堆堆芯 |
CN113409962B (zh) * | 2021-04-25 | 2024-05-14 | 中国原子能科学研究院 | 一种双模式空间核反应堆堆芯 |
CN113436757B (zh) * | 2021-07-19 | 2023-01-17 | 西安交通大学 | 一种具有均温结构的模块化固态反应堆堆芯 |
CN113436757A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-09-24 | 西安交通大学 | 一种具有均温结构的模块化固态反应堆堆芯 |
CN114530267B (zh) * | 2022-01-04 | 2023-11-10 | 中国原子能科学研究院 | 一种热管式空间核反应堆电源 |
CN114530267A (zh) * | 2022-01-04 | 2022-05-24 | 中国原子能科学研究院 | 一种热管式空间核反应堆电源 |
CN114898900A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-12 | 西安交通大学 | 一种系统化的六棱柱式燃料双模式核热推进反应堆建模设计方法 |
CN114898900B (zh) * | 2022-05-16 | 2023-06-20 | 西安交通大学 | 一种系统化的六棱柱式燃料双模式核热推进反应堆建模设计方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109192329B (zh) | 2024-05-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109192329A (zh) | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 | |
CN209216592U (zh) | 一种热管型双模式空间核反应堆堆芯 | |
CN109192330A (zh) | 一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯 | |
CN209216591U (zh) | 一种采用径向氢气流道的热管型双模式空间核反应堆堆芯 | |
CN110211709B (zh) | 热管式碱金属转换一体化反应堆 | |
CN104766636B (zh) | 一种核燃料棒与中心冷却热管的嵌套一体化结构 | |
JP2022552596A (ja) | 一体型容器内中性子遮蔽体 | |
US5428653A (en) | Apparatus and method for nuclear power and propulsion | |
JP2016515191A5 (zh) | ||
CN108954870B (zh) | 一种太阳能高温储能与换热吸热器 | |
CN109859859B (zh) | 一种基于钨导热的无对流换热整体模块式超小型空间反应堆堆芯 | |
CN104751906A (zh) | 热交换系统和核反应堆系统 | |
CN110111912B (zh) | 自蒸发金属磁流体一体化反应堆 | |
CN110310748B (zh) | 加装涡轮的热电转换一体化反应堆 | |
JP2001159388A (ja) | 太陽熱ロケット | |
CN103778971A (zh) | 一种核聚变炉 | |
CN112133456B (zh) | 一种用于双模式反应堆的热管式燃料元件 | |
Zhou et al. | Research on the 500kW Class Superconducting Strong Magnetic Field High Power Magnetoplasmadynamic Thruster Technology | |
CN110310749B (zh) | 液态金属磁流体一体化反应堆 | |
CN113409962B (zh) | 一种双模式空间核反应堆堆芯 | |
Ragsdale | High specific impulse gas-core reactors | |
RU2071133C1 (ru) | Активная зона реактора энергодвигательной установки | |
Tang et al. | Thermal-Hydraulic Analysis of TOPAZ-II With Modified RELAP5 | |
CN113782229A (zh) | 一种双模式空间核反应堆堆芯及双模式空间核反应堆 | |
RU2149468C1 (ru) | Реактор ядерного ракетного двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |