CN109427421A - 一种小型核能发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种适用于一种小型核能发电装置，由原子反应堆（1）、钠流（2）、超临界二氧化碳层（3）、水流层（4）、钠流泵（5）、水泵（6）、（7）、冷凝器（8）、导管（9）、汽轮机（10）、发电机（11）组成。首先由原子反应堆（1）产生热能，由钠流（2）传导通过超临界二氧化碳层（3）达到水流层（4），冷水受热汽化，推动汽轮机（10）转动，产生的液态水及剩余蒸汽通过导管（9）进入冷凝器（8），冷凝成为冷水流，重新参与受热汽化过程；汽轮机（10）产生的动力推动发电机（11）工作产生动力电流。本发明实现了核能发电系统整体的小型化，通过使用超临界二氧化碳作为冷却材料，提高了系统的安全性。

Description

一种小型核能发电装置
技术领域
本发明是涉及一种发电装置，具体地说是涉及一种小型核能发电装置。
背景技术
随着经济的快速增长，用电需求量也急速增加。到20世纪80年代末，主要的发电形式是水力发电、火力发电和核能发电。其他能源发电形式虽然有多种,但规模都不大。3种主要形式所占的地位因各国能源资源的构成不同而异。世界上以火力发电为主，其发电量在总发电中所占比重为70%以上。随着工业水平的发展，石油、 矿物等不可再生能源越来越少，新能源的开发与应用迫在眉睫，核能的出现有效缓解了人们对于新能源的需求，核能发电是新能源发电的一个方向，也是核能最为和平的使用方法，五十多年前，人类第一次使用原子能发电，经过几十年的科技发展，核能发电技术渐渐走向成熟，使得核能发电成本下降，走向平民百姓家。
核能发电的快速发展是核能应用中的先锋，它具有经济、安全、无污染等特性，发电成本十分稳定，燃料价格波动小，核电产业发电成本低廉，燃料来源广泛，保证了能源供应的安全。同时，核电安全主要体现在核电站和核废料两方面，几十年来，人们通过不断的努力探索和实践，掌握了核电站运营的相关经验， 在技术发展的背景下，核电站的安全性也得到不断的提升，核废料的处置也制定了国际的规范。在污染方面， 核能发电不会释放CO2、S以及CO， 不会和其他燃料一样造成大气污染和全球暖化，是满足可持续发展的优异能源，可以有效缓解由于燃料问题带来的环境污染。核电站用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在一种叫“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动气轮机带着发电机一起旋转，就会产生电，这就是最普通的压水反应堆核电站的工作原理。核反应堆的原理是，当铀235的原子核受到外来中子轰击时，引起一系列裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。核电站及核能发电技术的不足，能投入商业运行的反应堆种类较少， 此外， 核能发电会出现无法回避的热污染问题，但从长远角度而言， 核能不仅可以应用在发电中，还可以为工业、交通业提供热源，取代传统的石油资源。
发明内容
本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种小型核能发电装置。本发明为提供控制容易，且安全的小型核能发电系统，可被用于为汽车、火车、轮船、飞机提供持久动力，节约化石燃料、减少环境污染。可以使制造成本、维修管理的成本降低的核能发电系统。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
本发明一种小型核能发电装置，具备如下的原子反应堆，该原子反应堆具备：由多个燃料棒形成的堆芯，该型燃料棒是将含有铀以及钚的任一者或两者的金属性燃料封装到包覆管而成的；填充到容器内的由金属钠形成的导热材料；以及使用超临界二氧化碳作为冷却材料。本系统还具备通过汽化与液化进行能量传递的水流、冷凝管、冷却器以及被蒸汽推动产生动力的汽轮机和发电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将小型的燃料棒以集合体的方式收纳到该原子反应堆容器中的堆芯中，从而实现原子反应堆的小型化和高效化；使用钠这种优良的导热材料实现包含涡轮的驱动系统的小型化，进而，实现核能发电系统整体的小型化； 此外，本发明中的钠流泵、水泵采用小型集成装置，管路长度大幅缩短，在保证了高效的同时实现了进一步的小型化、轻型化。此外，该装置通过使用超临界二氧化碳作为冷却材料，从而即便与构成热传导剂的金属钠接触也可以防止钠与水反应而产生的爆炸，可以提高系统的安全性。
附图说明
图1是本发明一种小型核能发电装置的结构示意图。
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：
图1所示一种小型核能发电装置，由原子反应堆1、钠流2、超临界二氧化碳层3、水流层4、钠流泵5、水泵6、7、冷凝器8、导管9、汽轮机10、发电机11组成。分别用于推动钠流和水流反向流动，使热量充分传递；另有冷凝器8，导管9，汽轮机10和发电机11，共同作用产生动力电流。该装置中首先由原子反应堆1产生热能，由钠流2传导通过超临界二氧化碳层3达到水流层4，冷水受热汽化，推动汽轮机10转动，产生的液态水及剩余蒸汽通过导管9进入冷凝器8，冷凝成为冷水流，重新参与受热汽化过程，汽轮机10产生的动力推动发电机11工作产生动力电流。
本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (2)

1.一种小型核能发电装置，包括：原子反应堆（1）、钠流（2）、超临界二氧化碳层（3）、水流层（4）、钠流泵（5）、水泵（6）、（7）、冷凝器（8）、导管（9）、汽轮机（10）、发电机（11），其特征是：所述核能发电装置的小型化。
2.根据权利要求1所述的一种小型核能发电装置，其特征是：所述核能发电装置的小型化，所述通过将小型的燃料棒以集合体的方式收纳到该原子反应堆（1）中，从而实现原子反应堆（1）的小型化和高效化；使用钠这种优良的导热材料实现包含涡轮的驱动系统的小型化，进而，实现核能发电系统整体的小型化；钠流泵（5），水泵（6）、（7）采用小型集成装置，管路路线大幅缩短，在保证了高效的同时实现了进一步的小型化、轻型化。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103613153A (zh) * 2013-12-06 2014-03-05 上海电站辅机厂有限公司 一种核电与低温多效海水淡化耦合联产的系统
CN104126206A (zh) * 2011-12-20 2014-10-29 日本内切塞尔株式会社 小型核能发电系统
CN104134478A (zh) * 2014-08-06 2014-11-05 厦门大学 一种核能和生物质能联合系统及方法
CN105261404A (zh) * 2015-11-19 2016-01-20 中国核动力研究设计院 采用超临界二氧化碳工质的钠冷快堆发电系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104126206A (zh) * 2011-12-20 2014-10-29 日本内切塞尔株式会社 小型核能发电系统
CN103613153A (zh) * 2013-12-06 2014-03-05 上海电站辅机厂有限公司 一种核电与低温多效海水淡化耦合联产的系统
CN104134478A (zh) * 2014-08-06 2014-11-05 厦门大学 一种核能和生物质能联合系统及方法
CN105261404A (zh) * 2015-11-19 2016-01-20 中国核动力研究设计院 采用超临界二氧化碳工质的钠冷快堆发电系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
邹广严: "《能源大辞典》", 31 January 1997 *

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