一种新型紧凑式空间核反应堆电源

技术领域

本发明涉及空间核反应堆电源技术领域，具体涉及一种新型紧凑式空间核反应堆电源。

背景技术

随着地球卫星服务、星表探测、深空探测等技术的快速发展，航天装备系统对长寿期、可靠、功率高、结构紧凑的电源提出了重大需求。空间核反应堆电源由于其能量密度高、可持续工作10年以上等重大优势，在目前以及未来空间探索任务中承担重要的角色。

当前，空间核反应堆电源技术尚未成熟，其设计基本采用热传导媒介(如热管、液态金属或氦氙混合气体等)将热量传递至堆外热电转换装置中，一般是利用换热器与空间堆电源连接，采用此种技术方案导致整体设备体积庞大、线路连接复杂且容易漏热，降低了空间堆电源的关键参数指标。

发明内容

本发明主要目的在提供一种新型紧凑式空间核反应堆电源，以解决现有存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案：

一种新型紧凑式空间核反应堆电源，包括加热器，所述加热器贯穿反应堆堆芯，所述反应堆堆芯两侧对称设置自由活塞斯特林发电机，两个对称的所述自由活塞斯特林发电机连接于同一加热器的两端，所述加热器内充满气体。

进一步的，所述反应堆堆芯包括燃料基体，所述燃料基体外侧设置反射层。

进一步的，所述自由活塞斯特林发电机包括膨胀腔，所述膨胀腔内部设置配气活塞，所述加热器与所述膨胀腔连通。

进一步的，所述加热器内的气体为氢气或氦气。

本发明提供的一种新型紧凑式空间核反应堆电源，与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.无需使用换热器，直接将自由活塞斯特林发电机与反应堆堆芯连接，降低了整个装置的体积，提高了动态转换效率，可供多种空间运载器使用。

2.对称的两个自由活塞斯特林发电机共用一个加热器，降低了自由活塞斯特林发电机的震动，提高了空间核反应堆电源的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1整体结构示意图

其中，1-反应堆堆芯，2-自由活塞斯特林发电机，3-加热器。

实施方式

以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1

如图所示，本发明提供一种新型紧凑式空间核反应堆电源，包括反应堆堆芯1、自由活塞斯特林发电2、加热器3。所述加热器3贯穿反应堆堆芯1，所述反应堆堆芯1两侧对称设置自由活塞斯特林发电机2，两个对称的所述自由活塞斯特林发电机2连接于同一加热器3的两端，所述加热器3内充满气体。

在本实施例中，共设置四个自由活塞斯特林发电机2，两个加热器3，两个自由活塞斯特林发电机2为一组对称设置在反应堆堆芯1的两侧，两个对称的自由活塞斯特林发电机2共用一个加热器3，加热器3直接插入反应堆堆芯1内，采用这种连接方式，无需使用换热器，大大提高了空间核反应堆电源的动态转换效率，降低了整个装置的体积，由于自由活塞斯特林发电机2对置布置且共用一个加热器3，消除了自由活塞斯特林发电机2的震动并提高紧凑式空间核反应堆电源的可靠性。

进一步的，所述反应堆堆芯1包括燃料基体，所述燃料基体外侧设置反射层。在本实施例中，反射层由铍制成。铍反射层可以将逃逸到反应堆堆芯1外围的中子反射回去，使其继续参加核反应以提高反应效率，还可以减少中子的损失。

进一步的，所述自由活塞斯特林发电机2包括膨胀腔，所述膨胀腔内部设置配气活塞，所述加热器3与所述膨胀腔连通，所述加热器3内的气体为氢气或氦气。

工作原理：反应堆堆芯1裂变产生的热量传递到加热器3，对加热器3进行加热，使加热器3内部气体膨胀做功推动膨胀腔内的配气活塞运动，从而完成斯特林循环。本发明中反应堆堆芯1发出裂变能直接传输自由活塞斯特林发电机2做功，大大提高了空间核反应堆电源的动态转换效率。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。