专利名称：一种核电转换系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及核技术领域，特别涉及一种核电转换器。
背景技术：
随着核技术的发展，核能越来越广泛地应用于日常的生产生活中，例如核动力、核能发电等。其中，在提供核动力或核能发电时，一般需要通过核电换转系统将核反应产生的热能转换为电能输出。现有的核电转换系统的结构一般较为复杂，成本较高。
实用新型内容为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种核电转换系统。所述技术方案如下:本实用新型实施例提供了一种核电换转系统，所述系统包括:装有冷却剂的冷却剂箱、用于产生核热能的核动力装置、以及核电转换器，所述核电转换器包括转换器本体，所述转换器本体内设有用于收集正电荷的第一电极和用于收集负电荷的第二电极，所述转换器本体上设有等离子体进口和用于在所述第一电极和所述第二电极之间产生电磁场的电流线圈，所述核动力装置上设有用于将所述核热能输出的输热管，所述输热管的输入端与所述冷却剂箱连通，所述输热管的输出端与所述等离子体进口连通。具体地，所述核动力装置还包括核反应堆容器、设于所述核反应堆容器内的若干个用于产生核热的核燃料棒、套设于所述核反应堆容器外的第一壳体、设于所述第一壳体和所述核反应堆容器之间的若干个控制器，若干个所述控制器绕所述核燃料棒间隔布置，每个所述控制器上设有用于减慢所述核燃料棒的核反应速度的反应控制部、以及用于控制所述反应控制部与所述核燃料棒的相对位置的控制部件，所述反应控制部上设有中子吸收体。进一步地，所述核燃料棒包括第二壳体、分别设于所述第二壳体轴向两端的第一隔热块和第二隔热块、设于所述第二壳体内的弹簧和用于发生核反应的燃料块；所述弹簧的一端与所述第二隔热块相抵，所述弹簧的另一端将所述燃料块压抵在所述第一隔热块上，且所述第一隔热块的与所述燃料块相抵的一端的外径小于所述第二壳体的内径，所述第二隔热块的与所述弹簧相抵的一端的外径小于所述第二壳体的内径，所述燃料块的外径小于所述第二壳体的内径，所述输热管套设于所述第二壳体外。具体地，所述第一电极和所述第二电极相对平行设于所述转换器本体内。优选地，所述转换器本体外设有冷却管，所述冷却管的一端通过第一泵与冷却剂箱连通，所述冷却管的另一端通过第二泵与输热管的输入端连通。进一步地，所述转换器本体上设有用于排除所述转换器本体内产生的残渣的排管，所述排管与所述冷却管连通。 优选地，所述离 子体进口上还设有盐溶液入口。[0012]具体地,所述盐溶液为钠溶液或者钾溶液。优选地，所述系统还包括用于屏蔽核辐射的屏蔽层，所述核动力装置设于所述屏蔽层内。具体地，所述屏蔽层为硼高分子复合屏蔽层。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过将输热管的输入端与冷却剂箱连通，冷却剂箱中的冷却剂在输热管中流动时会携带核动力装置产生的核热能，并且该冷却剂会在核热能的高温作用下变成等离子体流，该等离子体流进入转换器本体内后，等离子体流中的带正电的粒子(正电荷)和带负电的粒子(负电荷)会分别被第一电极和第二电极吸收，从而将核热能转换为电能，该系统结构简单，易于实施，成本低。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型实施例提供的一种核电转换系统的结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的一种核动力装置的结构示意图；图3是本实用新型实施例提供的一种核燃料棒的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。实施例本实用新型实施例提供了一种核电转换系统，参见图1，该系统包括:装有冷却剂的冷却剂箱3、用于产生核热能的核动力装置1、以及核电转换器2，核电转换器2包括转换器本体23,转换器本体23内设有用于收集正电荷的第一电极21和用于收集负电荷的第二电极22，转换器本体23上设有等离子体进口 231和用于在第一电极21和第二电极22之间产生电磁场的电流线圈(图未示)，核动力装置I上设有用于将核热能输出的输热管11，输热管11的输入端与冷却剂箱3连通，输热管11的输出端与等离子体进口 231连通。具体地，参见图2，本实施例中，核动力装置I可以包括核反应堆容器14、设于核反应堆容器14内的若干个用于产生核热的核燃料棒15、套设于核反应堆容器14外的第一壳体16、设于第一壳体16和核反应堆容器14之间的若干个控制器17,若干个控制器17绕核燃料棒15间隔布置，每个控制器17上述而后又用于控制核燃料棒15的核反应速度的反应控制部171、以及用于控制反应控制部171与核燃料棒的相对位置的控制部件172，反应控制部171上设有中子吸收体。显然地，核动力装置I并不限于前述结构，本实施例中仅以此为例，并不对该核动力装置的结构作限制，本领域的技术人员也可以采用其他结构，只要能够产生核热能即可。
具体地，在本实施例中，控制器17呈柱状，核燃料棒15也可以为柱状。[0026]具体地，在本实施例中，中子吸收体可以为硼合金中子吸收。具体地，在本实施例中，反应控制部171可以为一个面，也可以是扇形区域，当反应控制部171为一个面时，控制器17由耐高温复合材料制成，中子吸收体涂覆在耐高温符合材料上，则该涂覆有中子吸收体的部分则为反应控制部171 ;当反应控制部171为扇形区域时，控制器17由中子吸收体和耐高温符合材料拼接而成。具体地，当所有的控制器17的反应控制部171正对着核燃料棒15时，核反应速度最慢；当所有的控制器17的反应控制部171都不对着核燃料棒15时，核反应速度最快。进一步地，参见图3，在本实施例中，核燃料棒15可以包括第二壳体151、分别设于第二壳体151轴向两端的第一隔热块152和第二隔热块153、设于第二壳体151内的弹簧154和用于发生核反应的燃料块155 ;弹簧154的一端与第二隔热块153相抵,弹簧154的另一端将燃料块155压抵在第一隔热块152上,且第一隔热块152的与燃料块155相抵的一端的外径小于第二壳体151的内径，第二隔热块153的与弹簧154相抵的一端的外径小于第二壳体151的内径，燃料块155的外径小于第二壳体151的内径，输热管11套设于第二壳体151外。具体地,输热管11用于将每个核燃料棒15产生的核热能运输出去。具体地，第一电极21和第二电极22相对平行设于转换器本体23内。具体地，通过电流线圈在第一电极21和第二电极22之间产生电磁场，使进入转换器本体内的带电粒子发生偏转，使带正电荷的粒子被第一电极21吸收，带负电荷的粒子被第二电极22吸收。优选地，转换器本体23外设有冷却管24，冷却管24的一端通过第一泵12与冷却剂箱3连通，冷却管24的另一端通过第二泵13与输热管11的输入端连通。通过设置冷却管24，可以对核电转换器2进行散热。进一步地，转换器本体23上设有用于排除转换器本体23内产生的残渣的排管25，排管25与冷却管24连通。通过设置排管25，可以将没有被第一电极21和第二电极22吸收的等离子体排到冷却管24 内，并在第二泵13的作用下进入输热管11，从而被再利用。优选地，等离子体进口 231上还设有盐溶液入口 213。通过设置盐溶液入口 213，可以向转换器本体23内添加盐溶液，从而可以提高第一电极21和第二电极22对正负电荷的收集量，提高了核电转化效率。具体地，在本实施例中，盐溶液可以为钠溶液或者钾溶液。优选地，该系统还包括用于屏蔽核辐射的屏蔽层4，核动力装置I设于屏蔽层4内。通过设置屏蔽层，可以屏蔽核动力装置I产生的核辐射，提高了系统的安全性。具体地，在本实施例中，该屏蔽层4可以为硼高分子复合屏蔽层。本实用新型实施例提供的系统在具体使用时，冷却剂箱3中的冷却剂进入输热管11后，该冷却剂会携带核动力装置I产生核热能，并且该冷却剂会在该高温的核热能的作用下变成等离子体流，该等离子体流进入转换器本体23内时其中的带正电的粒子(正电荷)和带负电的离子(负电荷)会分别被第一电极21和第二电极22吸收,从而将核热能转化为电能，没有被吸收的粒子可以通过排管25排出转换器本体23外。同时，冷却剂箱3中的冷却剂会在第一泵12的作用下流入冷却管24，在流通的过程中，会对工作中的核电转换器2进行散热，且该冷却剂在第二泵13的作用下，会进入输热管11内被再次利用。本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过将输热管的输入端与冷却剂箱连通，冷却剂箱中的冷却剂在输热管中流动时会携带核动力装置产生的核热能，并且该冷却剂会在核热能的高温作用下变成等离子体流，该等离子体流进入转换器本体内后，等离子体流中的带正电的粒子(正电荷)和带负电的粒子(负电荷)会分别被第一电极和第二电极吸收，从而将核热能转换为电能，该系统结构简单，易于实施，成本低。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围 之内。
权利要求1.一种核电转换系统,所述系统包括装有冷却剂的冷却剂箱、用于产生核热能的核动力装置、以及核电转换器，其特征在于，所述核电转换器包括转换器本体，所述转换器本体内设有用于收集正电荷的第一电极和用于收集负电荷的第二电极，所述转换器本体上设有等离子体进口和用于在所述第一电极和所述第二电极之间产生电磁场的电流线圈，所述核动力装置上设有用于将所述核热能输出的输热管，所述输热管的输入端与所述冷却剂箱连通，所述输热管的输出端与所述等离子体进口连通。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述核动力装置还包括核反应堆容器、设于所述核反应堆容器内的若干个用于产生核热的核燃料棒、套设于所述核反应堆容器外的第一壳体、设于所述第一壳体和所述核反应堆容器之间的若干个控制器，若干个所述控制器绕所述核燃料棒间隔布置，每个所述控制器上设有用于减慢所述核燃料棒的核反应速度的反应控制部、以及用于控制所述反应控制部与所述核燃料棒的相对位置的控制部件，所述反应控制部上设有中子吸收体。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述核燃料棒包括第二壳体、分别设于所述第二壳体轴向两端的第一隔热块和第二隔热块、设于所述第二壳体内的弹簧和用于发生核反应的燃料块；所述弹簧的一端与所述第二隔热块相抵，所述弹簧的另一端将所述燃料块压抵在所述第一隔热块上，且所述第一隔热块的与所述燃料块相抵的一端的外径小于所述第二壳体的内径，所述第二隔热块的与所述弹簧相抵的一端的外径小于所述第二壳体的内径，所述燃料块的外径小于所述第二壳体的内径，所述输热管套设于所述第二壳体外。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极相对平行设于所述转换器本体内。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转换器本体外设有冷却管，所述冷却管的一端通过第一泵与冷却剂箱连通，所述冷却管的另一端通过第二泵与输热管的输入端连通。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转换器本体上设有用于排除所述转换器本体内产生的残渣的排管，所述排管与所述冷却管连通。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述等离子体进口上还设有盐溶液入口。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述盐溶液为钠溶液或者钾溶液。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于屏蔽核辐射的屏蔽层，所述核动力装置设于所述屏蔽层内。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述屏蔽层为硼高分子复合屏蔽层。
专利摘要本实用新型公开了一种核电转换系统，属于核技术领域。所述系统包括装有冷却剂的冷却剂箱、用于产生核热能的核动力装置、以及核电转换器，所述核电转换器包括转换器本体，所述转换器本体内设有用于收集正电荷的第一电极和用于收集负电荷的第二电极，所述转换器本体上设有等离子体进口和用于在所述第一电极和所述第二电极之间产生电磁场的电流线圈，所述核动力装置上设有用于将所述核热能输出的输热管，所述输热管的输入端与所述冷却剂箱连通，所述输热管的输出端与所述等离子体进口连通。本实用新型通过上述技术方案，将核热能转换为电能，该系统结构简单，易于实施，成本低。
文档编号H02N3/00GK203119793SQ201320062880
公开日2013年8月7日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者雷海东 申请人:江汉大学