一种具备保温功能的热声转换微型堆及其作业方法

本发明涉及核反应堆领域，具体而言，涉及一种具备保温功能的热声转换微型堆及其作业方法。

背景技术：

1、在核反应堆的作业过程中，通常利用冷却气体吸收燃料区产生的热量然后带出进行发电。但是在能量转换过程中存在热量散失过多的问题，进而降低了能量转换效率。

技术实现思路

1、本发明提供了一种具备保温功能的热声转换微型堆及其作业方法，其能够利用热声效应进行能量转换，减少能量损失，进而提高转换效率。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、本发明的实施例提供了一种具备保温功能的热声转换微型堆，其包括：

4、外壳体和内壳体；

5、其中，所述外壳体间隔套设于所述内壳体，所述内壳体的内腔形成有依次设置的燃料区、声容区、传导区以及发电区，所述燃料区用于发生反应并产生热辐射以及声波，所述声容区用于接收声波并增强，所述传导区用于接收增强后的声波并转换为机械能，所述发电区用于将机械能转化为电能，所述外壳体用于接收所述内壳体发出的热辐射并朝向所述燃料区反射。

6、可选地，所述外壳体的内壁设置有反射层，所述反射层为光子晶体材质。

7、可选地，所述反射层包括呈夹角设置的第一反射段和第二反射段，所述第一反射段用于接收所述燃料区发出的热辐射并朝向所述燃料区反射，所述第二反射段用于接收所述声容区和/或所述传导区和/或所述发电区发出的热辐射并朝向所述燃料区反射。

8、可选地，所述第二反射层的厚度沿远离所述燃料区的方向逐渐减薄。

9、可选地，所述内壳体开设进气孔和出气孔，所述进气孔位于所述燃料区远离所述声容区的一侧，所述出气孔位于所述燃料区和所述声容区之间，所述进气孔用于输入冷却气体以吸收所述燃料区产生的热能并产生声波。

10、可选地，所述具备保温功能的热声转换微型堆还包括惯性区，所述惯性区位于所述声容区和所述传导区之间，所述惯性区的内径小于所述声容区的内径。

11、可选地，所述声容区设置有底板和多个直筒，所述底板上开设有与所述多个直筒相连通的导孔，所述导孔与所述直筒的内腔共同限定出声容通道。

12、可选地，所述传导区为金属波纹管。

13、可选地，所述发电区设置有发电机和活塞杆，所述活塞杆的一端连接于所述金属波纹管，所述活塞杆的另一端连接于所述发电机。

14、本发明的实施例还提供了一种具备保温功能的热声转换微型堆的作业方法，由所述的具备保温功能的热声转换微型堆实现，所述具备保温功能的热声转换微型堆的作业方法包括：

15、控制所述燃料区发生反应并产生热辐射以及声波；

16、控制所述声容区向所述传导区传导所述声波；

17、控制所述传导区将所述声波转化为机械能，再控制所述发电区将机械能转化为电能；

18、控制所述外壳体接收所述内壳体发出的电辐射并朝向所述燃料区反射。

19、本发明实施例的具备保温功能的热声转换微型堆及其作业方法的有益效果包括，例如：

20、该具备保温功能的热声转换微型堆包括外壳体和内壳体；其中，外壳体间隔套设于内壳体，内壳体的内腔形成有依次设置的燃料区、声容区、传导区以及发电区，燃料区用于发生反应并产生热辐射以及声波，声容区用于接收声波并增强，传导区用于接收增强后的声波并转换为机械能，发电区用于将机械能转化为电能，外壳体用于接收内壳体发出的热辐射并朝向燃料区反射。在工作过程中，燃料区除了产生热辐射以外还能产生声波，声波可以依次通过声容区、传导区的然后在发电区转换为电能，同时外壳体可以对内壳体流出的热辐射朝向燃料区反射，起到保温作用的同时减少热量损失，进而提高能量转换效率。

技术特征：

1.一种具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述外壳体(110)的内壁设置有反射层(115)，所述反射层(115)为光子晶体材质。

3.根据权利要求2所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述反射层(115)包括呈夹角设置的第一反射段(116)和第二反射段(117)，所述第一反射段(116)用于接收所述燃料区(140)发出的热辐射并朝向所述燃料区(140)反射，所述第二反射段(117)用于接收所述声容区(150)和/或所述传导区(160)和/或所述发电区(170)发出的热辐射并朝向所述燃料区(140)反射。

4.根据权利要求3所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述第二反射段(117)的厚度沿远离所述燃料区(140)的方向逐渐减薄。

5.根据权利要求1-4任一项所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述内壳体(130)开设进气孔(131)和出气孔(132)，所述进气孔(131)位于所述燃料区(140)远离所述声容区(150)的一侧，所述出气孔(132)位于所述燃料区(140)和所述声容区(150)之间，所述进气孔(131)用于输入冷却气体以吸收所述燃料区(140)产生的热能并产生声波。

6.根据权利要求1-4任一项所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述具备保温功能的热声转换微型堆还包括惯性区(180)，所述惯性区(180)位于所述声容区(150)和所述传导区(160)之间，所述惯性区(180)的内径小于所述声容区(150)的内径。

7.根据权利要求1-4任一项所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述声容区(150)设置有底板(151)和多个直筒(153)，所述底板(151)上开设有与所述多个直筒(153)相连通的导孔(152)，所述导孔(152)与所述直筒(153)的内腔共同限定出声容通道。

8.根据权利要求1-4任一项所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述传导区(160)为金属波纹管。

9.根据权利要求8所述的具备保温功能的热声转换微型堆，其特征在于，所述发电区(170)设置有发电机(171)和活塞杆(173)，所述活塞杆(173)的一端连接于所述金属波纹管，所述活塞杆(173)的另一端连接于所述发电机(171)。

10.一种具备保温功能的热声转换微型堆的作业方法，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的具备保温功能的热声转换微型堆实现，所述具备保温功能的热声转换微型堆的作业方法包括：

技术总结
本发明的实施例提供了一种具备保温功能的热声转换微型堆及其作业方法，涉及核反应堆领域。该具备保温功能的热声转换微型堆包括外壳体和内壳体；外壳体间隔套设于内壳体，内壳体的内腔形成有依次设置的燃料区、声容区、传导区以及发电区。在工作过程中，燃料区除了产生热辐射以外还能产生声波，声波可以依次通过声容区、传导区的然后在发电区转换为电能，同时外壳体可以对内壳体流出的热辐射朝向燃料区反射，让热量更多的集中在燃料区，以提高热声发电的效应，将热量聚集起来并转化为电能，起到保温的同时减少热量损失。

技术研发人员：李文强,虎捷,凌思彤,万昌富,郭浩
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/17