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公开(公告)号：CN114745922B
公开(公告)日：2024-07-05
申请号：CN202210407838.7
申请日：2022-04-19
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种自循环防冻结太阳能发电协同辐射散热系统及方法，系统包括热管辐射散热、太阳能光伏板发电和防冻结三个装置。当进行功率调节时，控制摇臂使下表面含绝热涂层的太阳能光伏板发生转动，使下表面覆盖至翅片表面，翅片散热受阻，通过调节转动角度，实现散热功率的无级调节，从而满足空间核电系统不同情况下的散热需求。若热管工质冷却冻结，板型红外线加热器自动用所储存的电能对热管进行加热，使辐射散热系统快速启动。若空间核电系统供电受限或供电线路出现故障，整个散热系统利用太阳能发电装置产生的电能，实现散热系统的防冻结和功率调节功能，以及整个散热系统的能源自循环，从而提高了核电系统的安全稳定性和能源利用率。
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公开(公告)号：CN114776408A
公开(公告)日：2022-07-22
申请号：CN202210433235.4
申请日：2022-04-24
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种应用超临界二氧化碳的液态金属核电储能循环系统与运行方法，包括液态金属内循环和气体外循环。液态金属内循环利用液态金属带走核反应堆产生的热量，并在主换热器中与气体外循环中的气体工质进行热交换。当系统额定工况运行时，外部辅助循环被隔离，此时，外部主循环中的氦氙混合气在与液态金属发生热交换后进入涡轮机发电，在经过回热器后，氦氙混合气将多余的热量通过废热换热器传递给外部废热回收循环的超临界二氧化碳，实现废热利用；当核电系统低工况运行时，外部主循环被隔离，外部辅助循环中的超临界二氧化碳将代替氦氙混合气在主换热器中进行热交换，并将能量进行储存，减低了使用蓄电池带来的能源损耗。
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公开(公告)号：CN113782233A
公开(公告)日：2021-12-10
申请号：CN202111062700.X
申请日：2021-09-10
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: 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
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN112240233B
公开(公告)日：2021-09-28
申请号：CN202010926011.8
申请日：2020-09-07
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种面向中高温热源的具有多回路故障预防机制的LMMHD/ORC耦合发电系统及其工作方法，该系统可以深海核反应堆为热源。通过与深海核反应堆进行耦合，将液态金属冷却剂与低沸点工质与混合器中混合，使得低沸点工质汽化推动液态金属通过磁流体发电通道发电，发电后的混合两相工质在分离器中分离，使用气态低沸点工质推动汽轮机转动进一步发电，巧妙地将两种发电方式结合起来，实现能量的梯级利用，此外，若其中一种发电装置出现故障，还可以通过主动控制利用另一种发电装置继续进行发电，持续稳定的输出电能。本发明可以显著提高深海核动力电源系统的发电输出功率与稳定性，更好地满足深海环境探测的要求。
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公开(公告)号：CN113782233B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202111062700.X
申请日：2021-09-10
Applicant: 南京航空航天大学
IPC: 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
Abstract: 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。
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公开(公告)号：CN114776408B
公开(公告)日：2023-10-17
申请号：CN202210433235.4
申请日：2022-04-24
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种应用超临界二氧化碳的液态金属核电储能循环系统与运行方法，包括液态金属内循环和气体外循环。液态金属内循环利用液态金属带走核反应堆产生的热量，并在主换热器中与气体外循环中的气体工质进行热交换。当系统额定工况运行时，外部辅助循环被隔离，此时，外部主循环中的氦氙混合气在与液态金属发生热交换后进入涡轮机发电，在经过回热器后，氦氙混合气将多余的热量通过废热换热器传递给外部废热回收循环的超临界二氧化碳，实现废热利用；当核电系统低工况运行时，外部主循环被隔离，外部辅助循环中的超临界二氧化碳将代替氦氙混合气在主换热器中进行热交换，并将能量进行储存，减低了使用蓄电池带来的能源损耗。
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公开(公告)号：CN113644806B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202110971931.6
申请日：2021-08-24
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种基于流型主动调节机制的LMMHD发电系统及工作方法，通过热源将液态金属提高到一定的温度后，将液态金属与低沸点工质与混合器中混合，使得低沸点工质汽化推动液态金属流动，再经过流型调节装置使得两相混合流体进一步掺混，之后混合充分的两相流体流经发电通道并最终在分离器中分离。本发明通过对磁流体发电系统进行优化设计，能够有效地解决混合器混合流体不够均匀，导电性能不佳的问题，为发电通道提供混合效果较好的两相流体，从而大幅提升整个系统的发电性能；此外本发明还能与多种热源之间进行适配，具有调节响应迅速，调节装置简单紧凑等优点，能有效提升磁流体发电系统的发电性能。
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公开(公告)号：CN113871038A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111151398.5
申请日：2021-09-29
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开一种采用多级换热功率屏蔽换热器的空间核电系统及循环方法，在该发明的核反应堆发电系统中采用了多级换热功率屏蔽换热器。该换热器由两部分组成，第一部分为低功率管壳换热，第二部分为高功率板式换热。高温液态金属锂从核反应堆流出进入换热器，在低功率管壳换热阶段，通过屏蔽金属换热管与低温氦气进行换热。若不进行第二阶段的高功率板式换热，氦气则直接进入涡轮机做功。反之，则通过控制系统，使氦气进入第二阶段的高功率板式换热，通过屏蔽金属换热板片与高温液态锂进行第二阶段换热，满足了不同工况，如出舱作业、空间站休眠的使用需要，实现了换热器低功率和高功率的调节，从而提高了能源利用率和空间站适居性。
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公开(公告)号：CN112240233A
公开(公告)日：2021-01-19
申请号：CN202010926011.8
申请日：2020-09-07
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开了一种面向中高温热源的具有多回路故障预防机制的LMMHD/ORC耦合发电系统及其工作方法，该系统可以深海核反应堆为热源。通过与深海核反应堆进行耦合，将液态金属冷却剂与低沸点工质与混合器中混合，使得低沸点工质汽化推动液态金属通过磁流体发电通道发电，发电后的混合两相工质在分离器中分离，使用气态低沸点工质推动汽轮机转动进一步发电，巧妙地将两种发电方式结合起来，实现能量的梯级利用，此外，若其中一种发电装置出现故障，还可以通过主动控制利用另一种发电装置继续进行发电，持续稳定的输出电能。本发明可以显著提高深海核动力电源系统的发电输出功率与稳定性，更好地满足深海环境探测的要求。
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公开(公告)号：CN112951464B
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202110201357.6
申请日：2021-02-23
Applicant: 南京航空航天大学
Abstract: 本发明公开一种采用液态金属磁流体发电换热器的空间核电系统及发电方法，属于能源综合利用领域。在该发明的核反应堆发电系统中除利用氦气发电，还通过利用液态金属的性质来进行发电，在磁流体发电换热器的换热管管内壁上下分别加上永磁铁，使换热管管内形成磁场，液态金属在磁场管道中流动，切割磁感线，在与气体进行换热的同时，也可以进行发电，同时由于管内电磁场和洛伦兹力等的综合影响，使得管内液态金属呈M型流速分布，从而也进一步提高了换热效率。并且在发电机失效，气体供应不足的情况下，也能够单独作为发电机使用，从而提高核反应堆发电系统的稳定性，安全性，并且提高能源利用率。
