本發明專利技術提供的是一種核子熱源與堿金屬熱電直接轉換器聯合發電裝置。放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通過固定裝置固定于高溫相變蓄熱器中，高溫相變蓄熱器中設置吸熱材料，放射性同位素衰變放出的熱能被蓄熱器內的吸熱材料吸收達蓄熱器的熱輸出接口，堿金屬熱電直接轉換器通過其熱輸入接口連接到高溫相變蓄熱器熱輸出接口上。本發明專利技術利用放射性同位素燃料作為堿金屬熱電直接轉換器的熱源，不僅可以保證其工作溫度，而且大大減少了系統的重量。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及的是一種動力能源領域的能量利用系統，具體地說是一種用放射 性同位素衰變時放出的射線所攜帶的熱能作為堿金屬熱電直接轉換器的熱源使 堿金屬熱電直接轉換器工作產生電能的裝置。(二)
技術介紹
放射性同位素衰變過程中會不斷以具有熱能的射線的形式，向外放出比一般 物質大得多的能量。這種很大的能量有兩個令人喜愛的特點。 一是衰變時放出的能量大小、速度，不受外界環境中的溫度、化學反應、壓力、電磁場的影響，因 此，放射性同位素熱源以抗干擾性強和工作準確可靠而著稱。另一個特點是衰變 時間很長，這決定了放射性同位素熱源可長期使用。放射性同位素熱源采用的放 射性同位素主要有鍶一90 (Sr — 90，半衰期為28年)、钚一238 (Pu — 238，半 衰期89. 6年)、針一210 (Po-210半衰期為138.4天)等長半衰期的同位素。堿金屬熱電轉換裝置(the Alkali Metal Thermal to Electric converter) 簡寫為AMTEC，是一種新型能量轉換技術，它以液態堿金屬或氣態堿金屬(鋰、 鉀、鈉)為工質，,'-^/203固體電解質(BASE)為離子選擇性滲透膜，這種陶 瓷材料對離子是良導體，而對電子幾乎是絕緣體，這構成了堿金屬熱電轉換器工 作的基礎。理論上，熱電轉換效率可達30%-40%。 AMTEC可直接將太陽能、外部 燃燒、放射性同位素、反應器熱源和余熱產生的熱能轉換成電能。堿金屬工質(液 態或氣態)在封閉循環系統中運行，其轉換過程特點為等溫膨脹/壓縮，等壓加熱， 因此可獲得高效率。AMTEC具有很多優點潔凈無噪聲、設備結構緊湊、維護量 小、適合分散布置等。(三)
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種可在深?；蛘咛盏忍厥鈭龊系玫胶芎玫氖褂?的核子熱源與堿金屬熱電直接轉換器聯合發電裝置。 本專利技術的目的是這樣實現的-放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通過固定裝置固定于高溫相變蓄熱 器中，高溫相變蓄熱器中設置吸熱材料，放射性同位素衰變放出的熱能被蓄熱器內的吸熱材料吸收達蓄熱器的熱輸出接口，堿金屬熱電直接轉換器通過其熱輸入 接口連接到高溫相變蓄熱器熱輸出接口上。所述高溫相變蓄熱器外面有一層防輻射及絕熱層。放射性同位素燃料衰變時向外放出的能量比一般燃料大很多，置于高溫相變 蓄熱器中能夠保證AMTEC工作時需要的溫度。在深海里，太陽能電池根本派不上 用場，燃料電池和其他化學電池的使用壽命又太短，利用以放射性同位素燃料為 熱源的AMTEC系統可以很好地解決以上問題放射性同位素AMTEC系統不僅壽命 長而且相對于其它的熱電轉換裝置效率要高出很多?？梢杂盟骱５诐撏Ш叫?標，能保證航標每隔幾秒鐘閃光一次，幾十年內可以不換電池。還可將其用作水 下監聽器的電源，用來監聽敵方潛水艇的活動。也可將其用作海底電纜的中繼站 電源，它既能耐五六千米深海的高壓，安全可靠地工作，又少花費成本。另外在 太空領域，對重量的要求特別高，由于放射性同位素燃料是直接置于高溫相變蓄 熱器內部，大大減少了系統的重量，因此使用放射性同位素一AMTEC系統不僅安 全可靠而且經濟性也好。放射性同位素衰變時放出的能量是很巨大的，本專利技術利用放射性同位素燃料 作為堿金屬熱電直接轉換器的熱源，不僅可以保證其工作溫度，而且大大減少了 系統的重量。放射性同位素燃料在高溫相變蓄熱器內衰變時放出巨大的熱量，這 些熱量傳遞給蓄熱器后，蓄熱器通過專門的接U將熱量傳遞給堿金屬熱電直接轉 換器，使其工作產生電能。本專利技術的整個系統可在某些特殊場合得到很好的使用，如深?；蛘咛?。(四) 附圖說明 圖l是本專利技術工作流程圖2是高溫相變蓄熱器和放射性同位素燃料的連接示意圖； 圖3是高溫相變蓄熱器和AMTEC連接方式示意圖。具體實施方式 下面結合附圖舉例對本專利技術做更詳細地描述在圖2-3中1為蓄熱器外面的防輻射及絕熱層；2為高溫相變蓄熱器壁；3 為放射性同位素燃料的固定裝置及絕熱裝置；4為蓄熱器內的吸熱材料；5為放 射性同位素燃料容器；6為放射性同位素燃料；7為蓄熱器內的其他結構；8為 高溫相變蓄熱器；9為堿金屬熱電直接轉換器；A為高溫相變蓄熱器的熱輸出端口； B為堿金屬熱電直接轉換器的熱輸入接口；C、 D分別為堿金屬熱電直接轉換器的高溫端和低溫端。如圖2所示，存放于放射性同位素燃料容器5中的放射性同位素燃料6被其固定裝置3固定于高溫相變蓄熱器8中，放射性同位素衰變放出的熱能被蓄熱器內的吸熱材料4所吸收，吸收的熱能經過蓄熱器內的其他結構7的工作到達蓄熱器的熱輸出接口 A，將堿金屬熱電直接轉換器9的高溫端C通過其熱輸入接口 B連接到高溫相變蓄熱器熱輸出接口上，放射性同位素燃料放出的熱能就進入到堿金屬熱電直接轉換器內使其工作產生電能,利用后的余熱從堿金屬熱電直接轉換器的低溫端D排出。高溫相變蓄熱器外面有一層防輻射及絕熱層1防止放射性同位素衰變射線輻射到蓄熱器外部對環境造成污染并且也防止衰變的熱能泄露到蓄熱器外造成能量的浪費。權利要求1、一種核子熱源與堿金屬熱電直接轉換器聯合發電裝置，其特征是放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通過固定裝置固定于高溫相變蓄熱器中，高溫相變蓄熱器中設置吸熱材料，放射性同位素衰變放出的熱能被蓄熱器內的吸熱材料吸收達蓄熱器的熱輸出接口，堿金屬熱電直接轉換器通過其熱輸入接口連接到高溫相變蓄熱器熱輸出接口上。2、 根據權利要求1所述的核子熱源與堿金屬熱電直接轉換器聯合發電裝置，其特征是所述高溫相變蓄熱器外面有一層防輻射及絕熱層。全文摘要本專利技術提供的是一種核子熱源與堿金屬熱電直接轉換器聯合發電裝置。放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通過固定裝置固定于高溫相變蓄熱器中，高溫相變蓄熱器中設置吸熱材料，放射性同位素衰變放出的熱能被蓄熱器內的吸熱材料吸收達蓄熱器的熱輸出接口，堿金屬熱電直接轉換器通過其熱輸入接口連接到高溫相變蓄熱器熱輸出接口上。本專利技術利用放射性同位素燃料作為堿金屬熱電直接轉換器的熱源，不僅可以保證其工作溫度，而且大大減少了系統的重量。文檔編號H02N3/00GK101645667SQ200910072669公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月13日 優先權日2009年8月13日專利技術者周春良, 潘賢德, 鄭洪濤 申請人:哈爾濱工程大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種核子熱源與堿金屬熱電直接轉換器聯合發電裝置，其特征是：放射性同位素燃料置于容器中，所述容器通過固定裝置固定于高溫相變蓄熱器中，高溫相變蓄熱器中設置吸熱材料，放射性同位素衰變放出的熱能被蓄熱器內的吸熱材料吸收達蓄熱器的熱輸出接口，堿金屬熱電直接轉換器通過其熱輸入接口連接到高溫相變蓄熱器熱輸出接口上。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：周春良，鄭洪濤，潘賢德，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：93[]
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