[发明专利]移动式反应堆电源

说明书

本发明提供了一种移动式反应堆电源，涉及核能发电技术领域，为解决现有移动式反应堆电源的机动性差、占地面积大的问题而设计。该移动式反应堆电源包括反应堆系统，反应堆系统包括堆芯、冷却剂和透平，堆芯通过第一管路与透平连通，堆芯为气冷反应堆，冷却剂为氦氙混合气体。本发明提供的移动式反应堆电源能够通过一个国际标准的集装箱来运输，机动性高、占地面积小。

技术领域

本发明涉及核能发电技术领域，具体而言，涉及一种移动式反应堆电源。

背景技术

现运行的大多数核电站为输出电功率大于1GW的传统大型核电站，其建造周期长、建造成本高。新一代的核电技术有朝着小体量、模块化建造的趋势发展，国际原子能机构将输出电功率在300MW以下的反应堆定义为小堆，相比与传统的大型反应堆，小堆可作为分散式的能源供应系统满足传统电网无法到达的偏远地区的电力供应。

现有的技术方案将小型反应堆将反应堆划分为反应堆系统模块、辅助系统模块、发电系统模块，并采用三辆卡车将各模块运输到目的地后，用相应连接管路连接后运行发电。但是这样的方案存在以下问题：

1、反应堆采用以水作为冷却剂的压水堆堆型，故反应堆系统模块除了包含依靠核裂变释放热量的堆芯外，还需包含控制棒驱动机构、稳压器、蒸汽发生器等设备，用于控制堆芯反应性、稳定系统压力、传递堆芯热量，这使得反应堆系统模块的设备众多、结构复杂，不利于移动式反应堆的维护与控制。

2、除一辆卡车运输反应堆系统模块外，还需另两辆卡车分别运输辅助系统模块和发电系统模块，总共三辆卡车运输，机动性较差，占地面积较大。

3、三个系统需并排放置，反应堆系统模块置于中间，模块间直接依靠裸漏在外的管道连接，安全性较差。且发电前，需要将反应堆由运输过程终的平放状态调整为立放状态，这就要求反应堆的设计，不但要满足立放状态下的正常使用时的要求，而且还需要满足平放状态下的运输要求。

此外，1MW-50MW功率水平的核反应堆，虽然体积和功率均相对较小，用途广泛。现有技术中，此功率水平的核反应堆的结构布置如图4所示，流过堆芯60'的流体被加热后进入内热池110'，内热池110'中的流体经过热交换器200'冷却后进入外热池120'，外热池120'中的冷的流体被堆芯60'加热重新进入内热池110'，整个过程通过自然循环或泵的驱动压头实现循环。

但是，现有技术中，1MW-50MW功率水平的核反应堆的体积大、重量大，不便于机动运输，限制了其应用范围及应用多样性。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种移动式反应堆电源，以解决现有移动式反应堆电源的机动性差、占地面积大的技术问题。

本发明提供的移动式反应堆电源，包括反应堆系统，所述反应堆系统包括堆芯、冷却剂和透平，所述堆芯通过第一管路与所述透平连通，所述堆芯为气冷反应堆，所述冷却剂为氦氙混合气体。

本发明移动式反应堆电源带来的有益效果是：

通过在选用氦氙混合气体作为气冷反应堆的冷却剂，可以降低透平的级数，减小了透平的尺寸和重量。而且与压水堆相比，省却了压水堆中的稳压器、蒸汽发生器等设备，显著降低了反应堆系统的尺寸和质量。使得整个核反应堆电源装入一个国际通用的标准集装箱内成为了可能，有利于缩小移动式反应堆电源的占地面积，提高其机动性。

优选的技术方案中，所述反应堆系统还包括压气机，所述压气机通过传动主轴与所述透平连接。

将压气机通过传动主轴与透平连接，可以利用透平将高温高压气体作用而产生的机械能，部分地用在压缩气体的过程中，转化为进入后续设备的气体的气压能量，提高了气体的流量和/或压力，以利于提高进入到后续设备时的气体的压力，从而使得进入到堆芯的气体的流速和压力得以保证。