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[发明专利]一种基于铀氢钇燃料和动态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统-CN201811040603.9有效
发明人：孙晓博;胡古;安伟健;葛攀和;郭键;高剑 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2018-09-06 - 公布日： 2023-10-24 - 主分类号： G21C3/58 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于铀氢钇燃料和动态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，包括热管、设置在屏蔽体内侧的反应堆、布置在屏蔽体外侧的控制鼓驱动机构、换热器和安全棒驱动机构；所述热管一端伸入反应堆的热管孔道，另一端穿过所述屏蔽体插入所述换热器；所述换热器与自由活塞式斯特林发电机连接；所述控制鼓驱动机构和安全棒驱动机构分别与所述反应堆的控制鼓和安全棒驱动连接。本发明的有益效果如下：该方案充分结合了铀氢锆燃料和热管冷却方式的安全性优点，保证在无人监控条件下长期运行的安全性；该方案充分简化系统结构，提高环境适应性和部署灵活性，可以很好地满足各类海洋活动对于十千瓦及以下量级能源的需求。
一种基于铀氢钇燃料动态热电转换热管冷却核反应堆电源系统

[发明专利]核电源及其发电装置-CN202310845150.1在审
发明人：安伟健;郭键;胡古;葛攀和;范振东;刘金宏;李晓慧 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-07-11 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G21D7/04 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种核电源及其发电装置，发电装置用于将堆芯热管传导的热能转化成电能。堆芯热管的蒸发段插入堆芯内，堆芯热管的冷凝段向外延伸出堆芯。发电装置包括：温差发电模块，温差发电模块的热端与堆芯热管的冷凝段导热连接；散热热管，散热热管的蒸发段与温差发电模块的冷端导热连接；以及机械连接件，用于将堆芯热管的冷凝段与散热热管的蒸发段机械连接。在本申请实施例中，机械连接件作为堆芯热管和散热热管两级热管之间的机械连接，有利于保证散热热管和堆芯热管的相对位置稳定，使得温差发电模块无需承受由连接两级热管带来的切应力，避免温差发电模块受力发生断裂，进而保证了温差发电模块的使用寿命。
核电及其发电装置

[发明专利]核电源-CN202310943567.1在审
发明人：安伟健;郭键;胡古;葛攀和;李清;葛思淼 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-07-28 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G21D7/04 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种核电源，包括堆芯和多根堆芯热管，每根堆芯热管的蒸发段插入堆芯内，每根堆芯热管的冷凝段向外延伸出堆芯。核电源还包括：多个热电转换模块，沿多根堆芯热管的冷凝段的延伸方向重叠布置，其中，每个热电转换模块包括：换热器，与多根堆芯热管的冷凝段导热连接，每个换热器包括多个换热表面；和多个热电转换元件，每个热电转换元件与换热器的一个换热表面导热连接，以将换热器传输的热量转换成电能。本申请实施例通过设置多个热电转换模块，且将每个热电转换模块的多个热电转换元件通过换热器与所有堆芯热管的冷凝段导热连接，能够提高堆芯热功率及系统发电功率的可预测性。
核电

[发明专利]核电源-CN202310737037.1在审
发明人：安伟健;赵守智;胡古;孙征;郭键;葛攀和;侯丞;姜硕 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-06-21 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G21H1/10 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种核电源，包括：堆芯，堆芯包括多个热离子燃料元件，每个热离子燃料元件内部形成第一冷却剂通道，用于供第一冷却剂流动；第一集流腔和第二集流腔，第一冷却剂从第一集流腔流经热离子燃料元件后流入第二集流腔；至少一个换热器，每个换热器具有能够进行换热的第一冷却剂流道和第二冷却剂流道；第一冷却剂回路，用于接收来自第二集流腔的第一冷却剂，并使第一冷却剂流经第一冷却剂流道后返回第一集流腔；至少一个第二冷却剂回路，用于供第二冷却剂循环流动，每个第二冷却剂回路中的第二冷却剂能够流经一个第二冷却剂流道；以及至少一个热电转换元件，每个热电转换元件用于将一个第二冷却剂回路的热量转换为电能。
核电

[发明专利]一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统-CN201811037326.6有效
发明人：胡古;孙晓博;安伟健;葛攀和;郭键;高剑 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2018-09-06 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G21C3/62 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于铀氢锆燃料和静态热电转换的热管冷却式核反应堆电源系统，包括热管、设置在屏蔽体内侧的反应堆、布置在屏蔽体外侧的控制鼓驱动机构、换热器和安全棒驱动机构；所述热管一端伸入反应堆的热管孔道，另一端穿过所述屏蔽体插入所述换热器；所述换热器外表设置有温差发电元件；所述控制鼓驱动机构和安全棒驱动机构分别与所述反应堆的控制鼓和安全棒驱动连接。本发明的有益效果如下：该方案充分结合了铀氢锆燃料和热管冷却方式的安全性优点，保证在无人监控条件下长期运行的安全性；该方案充分简化系统结构，提高环境适应性和部署灵活性，可以很好地满足各类海洋活动对于十千瓦及以下量级能源的需求。
一种基于铀氢锆燃料静态热电转换热管冷却核反应堆电源系统

[发明专利]核电源-CN202310813034.1在审
发明人：安伟健;赵守智;胡古;郭键;葛攀和;李敏;王傲 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： G21H1/10 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种核电源，包括堆芯，堆芯包括多个热离子燃料元件，每个热离子燃料元件内部形成冷却剂通道，用于供冷却剂流动，核电源还包括：冷却剂回路，用于接收来自冷却剂通道的冷却剂，并使冷却剂循环回所述冷却剂通道；多根传热热管，每根传热热管的蒸发段与冷却剂回路导热连接；多组热电转换模块，每组热电转换模块与一个传热热管的冷凝段导热连接，以将传热热管传输的热量转换成电能。本申请实施例利用冷却剂回路将热离子燃料元件的热量导出堆芯，利用传热热管与冷却剂回路进行换热，再利用热电转换元件将传热热管传导的热量转换成电能，使反应堆同时采用热离子转换和其他热电转换，能够大幅提升反应堆电源的热电转换效率。
核电

[发明专利]温差发电装置及核电源-CN202310609544.7在审
发明人：安伟健;郭键;胡古;葛攀和;丁明哲;赵泽龙;许遴杰 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-05-26 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： H02N11/00 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种温差发电装置及核电源。温差发电装置包括：热流接收腔，用于接收热流工质；热流返回腔，用于使热流工质流出；多个热流流道，每个热流流道分别与热流接收腔和热流返回腔连通；冷流接收腔，用于接收冷流工质，其中冷流工质的温度低于热流工质的温度；冷流返回腔，形成在热流接收腔和热流返回腔之间，用于使冷流工质流出；多个环形冷流流道，环形冷流流道形成在热流流道的径向外侧，与热流流道之间形成环形空间；每个环形冷流流道分别与冷流接收腔和冷流返回腔连通；以及多个温差发电元件组，温差发电元件组中的温差发电元件的热端和冷端分别与热流流道的周壁和环形冷流流道的径向内侧周壁导热接触。
温差发电装置核电

[发明专利]空间核反应堆用安全棒及空间核反应堆-CN202310003176.1在审
发明人：胡古;安伟健;郭键;葛攀和;李清;葛思淼 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-01-03 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： G21C7/10 文献下载
摘要：本申请的实施例提供了一种空间核反应堆用安全棒及空间核反应堆，空间核反应堆用安全棒包括：屏蔽部，该屏蔽部被构造成柱状结构；燃料部，该燃料部设置于屏蔽部的轴向的一端；以及换热机构，该换热机构的一部分设置于燃料部的内部，该换热机构的另一部分由燃料部伸出；外部的反应堆的堆芯设置有用于容纳屏蔽部并供屏蔽部通过的通道，燃料部被构造成随屏蔽部由脱离通道的次临界位置，向进入通道的运行位置移动，燃料部处于运行位置的情况下，换热机构的由燃料部伸出的部分位于堆芯的外部，以将燃料部产生的一部分热量传导至堆芯之外的宇宙空间。空间核反应堆用包括堆芯、屏蔽体及空间核反应堆用安全棒。
空间核反应堆安全

[发明专利]空间核反应堆屏蔽体-CN202310272008.2在审
发明人：赵泽龙;胡古;安伟健;郭键;李晓慧;葛思淼;李敏;刘强;李清;葛攀和 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2023-03-16 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G21F1/12 文献下载
摘要：本发明的实施例提供了一种空间核反应堆屏蔽体，其设置在空间核反应堆堆本体的一侧，用于屏蔽来自堆本体的中子和光子辐射场。屏蔽体包括：铍屏蔽层，铍屏蔽层用于反射和屏蔽来自堆本体的中子；钨屏蔽层，铍屏蔽层连接于钨屏蔽层的外侧，钨屏蔽层与铍屏蔽层同轴设置，钨屏蔽层用于屏蔽光子；碳化硼屏蔽层，铍屏蔽层连接于碳化硼屏蔽层的外侧，碳化硼屏蔽层与铍屏蔽层同轴设置，碳化硼屏蔽层用于吸收中子，减少中子在屏蔽体内产生的次级光子；氢化锂屏蔽层，连接于铍屏蔽层的一端，且氢化锂屏蔽层与铍屏蔽层同轴设置，用于屏蔽来自堆本体的中子。本发明实施例中的屏蔽体可以合理使用高效的中子屏蔽材料氢化锂，且能够避免氢化锂的辐照肿胀问题。
空间核反应堆屏蔽

[发明专利]一种用于双模式反应堆的热管式燃料元件-CN202010856805.1有效
发明人：安伟健;郭键;葛攀和;胡古;葛思淼;赵守智;刘天才;霍红磊;谢仁尧 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-08-24 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G21C3/22 文献下载
摘要：本发明属于双模式反应堆技术领域，具体涉及一种用于双模式反应堆的热管式燃料元件，包括柱状的燃料(2)，燃料(2)沿轴向由上至下分为上段燃料元件、中段燃料元件和下段燃料元件，上段燃料元件中设有热管(1)和氢气流道(3)，中段燃料元件设有氢气集流腔(4)，下段燃料元件中设有氢气流道(3)，上段燃料元件中的氢气流道(3)和下段燃料元件中的氢气流道(3)通过氢气集流腔(4)连通。本发明适用于各种电功率需求的双模式反应堆，大大简化反应堆的运行方式，并提高系统的可靠性，提升了燃料(2)与氢气之间的传热效率，显著提升了燃料(2)与热管(1)之间的传热性能，使热管(1)运行于适宜的温度，保证热管(1)不会过热。
一种用于双模反应堆热管燃料元件

[发明专利]一种用于空间核反应堆的非能动自主控制安全棒机构-CN202010857548.3有效
发明人：安伟健;胡古;郭键;葛攀和;葛思淼;刘天才;赵守智;杨夷;范振东;王傲;丁明哲 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2020-08-24 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G21C7/12 文献下载
摘要：本发明属于核反应堆技术领域，具体涉及一种用于空间核反应堆的非能动自主控制安全棒机构，设置在空间核反应堆的堆芯活性区(9)内，堆芯活性区(9)的顶端设有屏蔽体(6)；非能动自主控制安全棒机构包括通过热管(2)串联在一起的安全棒(3)和跟随体(4)，安全棒(3)用于保证空间核反应堆在发射掉落事故工况下的安全性,跟随体(4)用于堆芯活性区(9)的中子慢化，增加空间核反应堆的反应性。本发明在空间核反应堆启动进入运行状态之后，就不再需要任何控制系统的主动干预，依靠自身的非能动调节即可维持整个寿期的运行；可减小屏蔽体(6)的初始重量，帮助减少燃料装量、减小空间核反应堆重量和体积，降低成本。
一种用于空间核反应堆能动自主控制安全机构

[发明专利]核电源-CN202211675838.1在审
发明人：安伟健;郭键;胡古;葛攀和;范振东;刘金宏;李晓慧 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G21H1/10 文献下载
摘要：本申请实施例提供一种核电源。核电源包括：堆芯，用于提供热量；多根热管，每根热管的蒸发段插入堆芯内，每根热管的冷凝段向外延伸出堆芯；热电转换模块，设置于堆芯外，热电转换模块包括多个第一热电转换元件，第一热电转换元件具有环形结构，其中，每个第一热电转换元件套设于一根热管的冷凝段，且第一热电转换元件与冷凝段热连接；第一冷却腔，用于供冷却剂流动，第一冷却腔设置于堆芯外且与堆芯间隔设置，多个第一热电转换元件位于第一冷却腔内；第一冷却剂进口，与第一冷却腔连通；以及第一冷却剂出口，与第一冷却腔连通。本申请实施例提供的核电源，能够使热电转换元件更长时间地稳定工作。
核电

[发明专利]热管、散热装置以及热管的制造方法-CN202211674968.3在审
发明人：安伟健;葛攀和;郭键;胡古;丁明哲;赵泽龙;许遴杰 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： F28D15/02 文献下载
摘要：本申请的实施例提供一种热管、散热装置以及热管的制造方法。热管用于与集流环导热连接，热管包括：本体段，本体段限定有本体腔；和接头段，接头段与本体段的一侧轴向端面相接，接头段限定有与本体腔连通的接头腔，接头段背对本体段的一侧表面形成与集流环表面相适配的配合面，配合面用于与集流环的外表面焊接；工作介质，填充于接头腔和本体腔；以及吸液芯，设置于接头腔和本体腔内，用于为工作介质的流动提供毛细压力。本申请的实施例提供的热管和散热装置，接头段能够通过配合面与集流环焊接，从而可以避免在集流环上开设用于安装热管的孔，增加了集流环的安全性，同时，还可以避免蒸发段插入集流环的流道中阻碍冷却剂的流动。
热管散热装置以及制造方法

[发明专利]核电源-CN202211674984.2在审
发明人：安伟健;胡古;孙征;郭键;葛攀和;王傲 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： G21H1/10 文献下载
摘要：本申请实施例提供一种核电源。核电源包括：堆芯，用于提供热量；多根热管，每根热管的蒸发段插入堆芯内，每根热管的冷凝段向外延伸出堆芯；以及多个热离子转换元件，设置于堆芯外，每个热离子转换元件与一根热管的冷凝段热连接，用于将热管传输的热量转换成电能。本申请实施例提供的核电源，将热离子转换元件设置在堆芯外，并通过热管将堆芯的热量传输至热离子转换元件，使热离子转换元件能够产生电能，从而能够避免由于燃料元件的辐照肿胀导致的热离子转换元件失效。
核电

[发明专利]核电源-CN202211675847.0在审
发明人：安伟健;赵守智;胡古;郭键;葛攀和;李敏;姜硕 -专利权人：中国原子能科学研究院
申请日： 2022-12-26 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G21H1/10 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种核电源。核电源包括：堆芯，用于提供热量；多根热管，每根热管的蒸发段插入堆芯内，每根热管的冷凝段向外延伸出堆芯；热离子转换模块，设置于堆芯外，热离子转换模块包括：多个第一热离子转换元件和多个第二热离子转换元件，其中，每根热管的冷凝段自堆芯出来后依次穿设于一个第一热离子转换元件和第二热离子转换元件，以将堆芯的热量传递至第一热离子转换元件和第二热离子转换元件。本申请实施例提供的核电源，将热离子转换模块设置在堆芯外，并通过热管将堆芯的热量传输至热离子转换模块，简化了堆芯结构，降低堆芯的研制难度和成本。此外，第一热离子转换元件和第二热离子转换元件可以独立工作，增加核电源的可靠性。
核电

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