申请/专利权人：南京航空航天大学

申请日：2021-09-10

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113782233B

主分类号：G21C15/16

分类号：G21C15/16;G21C15/18;G21C15/247;B01D53/62;C02F1/00;C02F1/04;C02F1/16;C07C1/12;C07C9/04;C25B1/04;F01D15/10;F01K13/00;F28B9/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.12.28#实质审查的生效;2021.12.10#公开

摘要：本发明公开了一种基于脉动换热和水氧除碳一体化的空间核电循环系统，包括内循环回路和外循环回路；内循环回路中通过核反应堆中流出的高温液体金属在脉动换热器中与外循环回路中的氦气进行换热；氦气升温后进入涡轮机发电，并经过回热器流向水氧除碳一体化装置；流出的氦气经过冷却器的进一步散热后，进入压缩机，由压缩机流入回热器中，预热至固定温度后，再进入脉动换热器进行下一轮换热；本发明还提供了换热介质脉动装置及控制模块，通过自定义参数，周期调节阀门开度，使换热介质产生周期脉动，进一步提升换热效率；引入了水氧除碳一体化装置，实现废水利用和氧气制取，除去二氧化碳，维持空间系统中的生存环境。

主权项：1.一种基于脉动换热和水氧除碳一体化的空间核电循环系统，其特征在于，包括内循环回路和外循环回路；所述内循环回路包括核反应堆（1），所述核反应堆（1）通过管路依次连接压力缓冲装置（2）、气液分离器（3）和脉动换热器（4）；管路中采用液体金属作为内循环介质，液体金属在脉动换热器（4）中完成换热后，经过电磁泵（5）回流至核反应堆；所述外循环回路采用氦气作为外循环介质；氦气在脉动换热器（4）中完成换热后，通过管路流至涡轮机（7）；所述涡轮机（7）外接有发电机（8）；氦气经涡轮机（7）后流入回热器（9）的热介质回路，并依次流入水氧除碳一体化装置（10）、冷却器（11），经由压缩机（14）压缩后，回流至回热器（9）的冷介质回路；氦气经过回热器（9）预热后，最终回流至脉动换热器（4）；所述发电机（8）与压缩机（14）连接；所述脉动换热器（4）包括热介质脉动装置（15）、换热罐和冷介质脉动装置（18）；所述换热罐中段为冷介质换热空间，两端用挡板（16）隔开；所述冷介质换热空间中分别沿上下罐壁交错设置有若干折流板（17）；所述冷介质脉动装置（18）设置于冷介质换热空间一侧，冷介质出口设置于远离冷介质脉动装置的另一侧罐壁；所述换热罐两侧依次为热介质输入端和热介质输出端；所述热介质脉动装置（15）设置于热介质输入端外侧，热介质输出端外侧连接有热介质出口；所述热介质输入端通过横穿于冷介质换热空间的若干条换热管道与热介质输出端相连；液体金属在换热管道中完成换热降温后，经由热介质出口流出脉动换热器（4）；氦气在冷介质换热空间中换成换热升温后，经由冷介质出口流出脉动换热器（4）；所述热介质脉动装置（15）和冷介质脉动装置采用相同的控制模块；所述控制模块包括外部电源（19）、输入端（20）、控制电路（21）、液压装置（22）和流量调节阀（23）；所述控制电路（21）由外部电源（19）供能，通过输入端（20）输入参数，控制液压装置（22）产生周期变化的压力，流量调节阀（23）受到液压装置（22）的液压作用力，周期调节阀门开度，使换热介质产生周期脉动；所述换热罐罐体和换热管道均采用钨铼合金制作。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京航空航天大学 一种基于脉动换热和水氧除碳一体化的空间核电循环系统

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