技术特征：
1.应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，包括压气机(1)、透平(2)、备用压气机(3)、启发一体电机(4)、备用电机(5)和蓄电池(6)；其中，所述启发一体电机(4)、压气机(1)和透平(2)依次同轴连接；所述启发一体电机(4)和所述备用电机(5)均由所述蓄电池(6)供电；所述启发一体电机(4)作为电动机运行时，通过所述压气机(1)和透平(2)带走核反应堆换热器(10)热量，进行透平排气；所述启发一体电机(4)作为发电机运行时，对外供电或为所述蓄电池(6)进行充电；所述启发一体电机(4)停止运行，所述备用电机(5)运行时，所述备用电机(5)带动所述备用压气机(3)直接带走核反应堆换热器(10)中停堆后热量，通过所述核反应堆换热器(10)的排气口(11)进行排气。2.根据权利要求1所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，该系统采用的运行工质为空气。3.根据权利要求1所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，该系统适用于空气温度为-15℃～55℃，海拔范围为0～5000m的工作场景。4.根据权利要求1所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，还包括滤网(7)；所述滤网(7)设置在所述压气机(1)的工质入口，将运行工质过滤后输入至所述压气机(1)中进行压缩。5.根据权利要求3所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，还包括消音装置(8)；所述消音装置(8)设置在所述透平(2)的排气口，用于消除所述透平(2)的排气噪声。6.根据权利要求1所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，还包括集装箱；所述系统的各部件集成布置在所述集装箱内。7.根据权利要求1所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，所述启发一体电机(4)、压气机(1)和透平(2)通过联轴器或直联方式实现轴连接。8.根据权利要求1所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，其特征在于，所述系统与核反应堆换热器之间还设置有屏蔽结构(9)，用于防止空气活化。9.基于权利要求1-8任一项所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统的方法，其特征在于，包括：系统启动时，反应堆还未启动，此时所述启发一体电机(4)作为电动机运行，带动所述压气机(1)启动，所述压气机(1)吸入空气并对其进行压缩，压缩空气经换热器(10)进入所述透平(2)进行膨胀做功并排出；随着反应堆启动及功率不断提升，进入所述透平(2)中空气温度不断提升，当所述透平(2)输出功大于所述压气机(1)消耗功时，所述启发一体电机(4)转为发电机运行，将轴功转换为电能对外供电或为所述蓄电池(6)进行充电；系统停止，反应堆逐渐停堆，初期通过所述压气机(1)和透平(2)带走反应堆换热器热量，当所述透平(2)输出功小于所述压气机(1)消耗功时，所述蓄电池(6)带动所述备用电机
(5)使所述备用压气机(3)运行，直接带走核反应堆换热器(10)中停堆后热量，通过核反应堆换热器(10)的排气口排气；所述备用压气机(3)可持续运行，直至核反应堆换热器(10)的热量降至预设水平，之后所述备用电机(5)和备用压气机(3)停止运行。10.基于权利要求1-8任一项所述的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统的方法，其特征在于，包括：在核反应堆紧急停堆时，前期通过所述压气机(1)和透平(2)配合带走核反应堆换热器(10)的主要热量；当所述压气机(1)和透平(2)不能自持时通过所述蓄电池(6)带动所述备用电机(5)使所述备用压气机(3)带走核反应堆换热器中剩余热量，直至核反应堆停堆结束。
技术总结
本发明公开了应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，包括压气机、透平、备用压气机、启发一体电机、备用电机和蓄电池；启发一体电机、压气机和透平依次同轴连接；启发一体电机和备用电机均由蓄电池供电；启发一体电机作为电动机运行时，通过压气机和透平带走核反应堆换热器热量，进行透平排气；启发一体电机作为发电机运行时，对外供电或为蓄电池进行充电；启发一体电机停止运行，备用电机运行时，备用电机带动备用压气机直接带走核反应堆换热器中停堆后热量，通过核反应堆换热器的排气口进行排气。本发明提供的应用于移动式核电源的紧凑式开式空气布雷顿循环系统，采用开式循环系统设置可有效避免工质泄漏影响循环系统效率的问题。系统效率的问题。系统效率的问题。
技术研发人员：娄聚伟 易经纬 柴晓明 李磊 曾畅 方华伟 王昌朔 李洋 张晓玉 严思伟 梁铁波 廖先伟 黄捷 吴舸 颉利东 何迅 王艺 叶竹
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/3