基于超临界二氧化碳的核动力发动机

摘要

一种基于超临界二氧化碳的核动力发动机，包括：堆芯，其中心开设有贯穿堆芯两端的中心孔道；主轴，穿设在中心孔道内，两端伸出堆芯分别连接压气机和透平；发电机，与透平相连；屏蔽筒A，套设在堆芯外，且与堆芯之间具有间隙，该间隙内不大于100mm且填充有超临界二氧化碳；形冷却器，包覆在屏蔽筒A外，且环形冷却器的中心轴平行于中心孔道的中心轴；屏蔽筒B，包覆在环形冷却器外，将压气机、屏蔽筒A、堆芯、环形冷却器、主轴、透平、发电机密封在其内部；机壳包覆在屏蔽筒B外。发动机采用一体化布局，结构高度紧凑，无任何管道和阀门，可大幅度精简防辐射屏蔽装置，具有重量轻、体积小等优点，可满足对发动机有重量、体积要求的场所应用。

主权项

基于超临界二氧化碳的核动力发动机，其特征在于，包括：   堆芯（1），其中心开设有贯穿堆芯（1）两端的中心孔道；   主轴（5），穿设在堆芯（1）的中心孔道内，两端伸出堆芯（1），一端连接压气机（2），另一端连接透平（3）；   发电机（4），与透平（3）相连；   屏蔽筒A（7），套设在堆芯（1）外，且与堆芯（1）之间具有间隙，该间隙的宽度不大于100mm；   环形冷却器（6），包覆在屏蔽筒A（7）外，且环形冷却器（6）的中心轴平行于堆芯（1）的中心孔道的中心轴；屏蔽筒B（8），包覆在环形冷却器（6）外，将压气机（2）、屏蔽筒A（7）、堆芯（1）、环形冷却器（6）、主轴（5）、透平（3）、发电机（4）密封在其内部；机壳（9），包覆在屏蔽筒B（8）外；所述屏蔽筒A（7）的内壁（73）、压气机（2）的内侧（21）、透平（3）的内侧（31）之间构成加热腔D，所述加热腔D内填充有超临界二氧化碳；所述压气机（2）的外侧（22）、屏蔽筒A（7）的后端面（72）、环形冷却器（6）的后端面（62）、屏蔽筒B（8）的后部侧壁（83）和屏蔽筒B（8）的后端壁（84）构成第一腔体C；所述透平（3）的外侧（32）、屏蔽筒A（7）的前端面（74）、环形冷却器（6）的前端面（61）、屏蔽筒B（8）的前部侧壁（81）和屏蔽筒B（8）的前端壁（82）构成第二腔体E；所述压气机（2）的进口与第一腔体C连通，压气机（2）的出口与加热腔D连通；所述透平（3）的流体入口与加热腔D连通，透平（3）的流体出口与第二腔体E连通；所述环形冷却器（6）内设置有供超临界二氧化碳流动的流道，该流道与第一腔体C和第二腔体E均连通；所述发电机（4）位于第二腔体E内。