[发明专利]一种舰艇发电系统

说明书

本发明涉及舰艇技术领域，尤其涉及一种舰艇发电系统，包括核反应堆、热交换器、换热管路、冷却器、加热管路、冷却管路、直线电机、声学管以及沿声学管的轴向依次设置的换热器、回热器和加热器；换热管路连接于核反应堆与热交换器之间，加热管路连接于加热器与热交换器之间，冷却管路连接于换热器和冷却器之间，换热管路将核反应堆中的高温热量带出，在热交换器中将热量传递给加热管路，加热管路进一步将热量输送到加热器中，冷却管路与冷却器进行换热降温，并进一步的对换热器进行降温，从而在回热器的两侧形成一定的温度梯度，热声发动机将会产生自激振荡，将热能转化为声波形式的机械能推动直线电机进一步将机械能转化为电能向外输出。

技术领域

本发明涉及舰艇技术领域，尤其涉及一种舰艇发电系统。

背景技术

当前的核动力舰船主要是利用核反应堆产生的热量产生高温高压的水蒸汽，再利用水蒸汽驱动蒸汽轮机发电。这种技术存在两个主要的缺点：一、由于是采用水作为工作介质，而水在高温时的蒸汽压力非常高，在312℃就已经达到100个大气压，因此采用水作为工质时反应堆输出的热量温度不能太高，因此采用汽轮机发电时效率通常不高；二、采用汽轮机发电时，由于叶轮转速高，因此噪音大，很容易被声呐捕捉到而被敌方发现。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的舰艇发电系统噪音较大和发电效率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种舰艇发电系统，包括核反应堆、热交换器、换热管路、热声发动机、冷却器、加热管路、冷却管路和直线电机，

所述热声发动机包括声学管以及沿所述声学管的轴向依次设置的换热器、回热器和加热器，所述声学管的管壁上设有安装孔，所述直线电机设于所述安装孔内；

所述换热管路、加热管路和冷却管路内均设有载热流体，所述换热管路连接于所述核反应堆与所述热交换器之间，用于吸收所述核反应堆的热量以升高所述热交换器的温度；所述加热管路连接于所述加热器与所述热交换器之间，用于吸收所述热交换器的温度以升高所述加热器的温度；所述冷却管路连接于所述换热器与所述冷却器之间，用于降低所述换热器的温度；

当所述回热器的两侧的温度差达到一定值时，所述热声发动机产生自激振荡，将热能转化为声波形式的机械能推动所述直线电机运动。

其中，所述换热管路为循环回路，且所述换热管路的一段设于所述核反应堆内，一段设于所述热交换器内；所述加热管路和所述冷却管路均为封闭的直管，所述声学管水平设置且位于所述热交换器的上方，所述冷却器位于所述声学管的上方，所述加热管路的上端位于所述加热器内，所述加热管路的下端位于所述热交换器内，所述冷却管路的上端位于所述冷却器内，所述冷却管路的下端位于所述换热器内。

其中，所述热交换器与所述核反应堆并排设置，且所述换热管路位于所述热交换器内的部分与位于所述核反应堆内的部分处于同一高度，所述换热管路内的载热流体为液态金属或熔岩。

其中，所述热交换器高于所述核反应堆设置，且所述换热管路位于所述热交换器内的部分高于位于所述核反应堆内的部分，所述换热管路内的载热流体为钠或钾。

其中，所述换热管路、加热管路和冷却管路均为封闭的循环回路，且所述换热管路、加热管路和冷却管路上均设有泵，所述换热管路的一段设于所述核反应堆内，一段设于所述热交换器内，所述加热管路的一段设于所述热交换器内，一段设于所述加热器内，所述冷却管路的一段设于所述换热器内，一段设于所述冷却器内。

其中，所述换热管路、冷却管路和加热管路内的载热流体均为导电介质，且所述加热管路和所述冷却管路上的泵均为磁流体泵。

其中，所述声学管内还设有热声制冷机，所述热声制冷机包括沿所述声学管的轴向依次设置的制冷机换热器、制冷机回热器和制冷机水冷器。