低能量核热电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明总体涉及低能量核电系统，并且更具体地涉及用于交通工具的低能量核电系统，其使用机载的低能量核反应热生成器来提供用于具有零排放的长运行里程的有成本效益的以及可持续的方式的运输。
【背景技术】
[0002]贯穿说明书的相关技术的任何讨论不应该被理解为承认相关技术广为人知或者形成领域内的共通常识的部分。
[0003]本申请涉及利用热能量对电力交通工具(诸如电力汽车、电力机车、电力公车、电力火车、电力船舶、电力飞机等)供电的系统。通过当前评估计划在2017年每年卖出五百万电力机动车，近年来用于电动工具的市场已经高涨。
[0004]由于目前生产的电力交通工具不依赖于在世界市场愈加高需求的化石燃料，所以它们通常被理解为可持续的。由于电力交通工具不生成诸如温室气体的任何排放，所以它们也被理解为环境上安全的。
[0005]然而，即使这些当前被生产的可持续电力交通工具，其也受困于大量的缺点。对于能量短缺许多这些交通工具需要直接连接于电网或者需要使用电池。当电池被使用作为电力的单一源时，电力交通工具的里程通过电池的存储容量被严格地限制并且由此需要重复的再充电。增加电池容量以及由此的交通工具里程增加了交通工具的重量和价格这两者，在许多情况下，对于不同的应用并非最理想。
[0006]电力交通工具的受限里程的问题的一个解决方案已经开发了充电站的网络以用于如此交通工具上的电池系统的再充电。另一个增加里程的方案已经使用燃料芯替换大电池容量。然而，如此的系统经常只能依赖于复杂的氢基础设置以及氢站的网络以提供氢的递送点从而再填充交通工具(更像加油站)。评估需要的氢基础设施以支持广泛使用的燃料芯交通工具从而需要几十年。
[0007]另一个电动交通工具的里程问题的解决方案是直接使用诸如太阳能的可持续能量以对交通工具供电。然而，与标准的热引擎交通工具相比所有这些解决方案受困于包括里程、可用性、舒适度和成本的缺陷。
[0008]由于相关技术的内在问题，需要用于交通工具的新的以及改善的低能量核热电系统，其使用机载的低能量核反应热生成器来提供用于具有零排放的长运行里程的有成本效益的以及可持续的方式的运输。
【发明内容】
[0009]本发明总体涉及用于交通工具的低能量核热电系统。在一个方面，低能量核热电系统包括热闭合箱内的热生成器、与热生成器链接的能量转换系统、与能量转换系统链接的能量存储系统、冷却系统和中央控制系统。
[0010]在本发明的一个方面，在反应室内热生成器将镍粉和氢反应以产生热量。热量随后被传送到能量转换系统以被变换为用于在能量存储系统中存储的电力。冷却系统提供用于本发明的各种部件的冷却并且控制系统调节其全部操作。可以利用本发明以高效的、可持续的和有成本效益的方式对交通工具供电。
[0011]在一个方面，本发明涉及包括本发明的低能量核热电系统的交通工具。
[0012]为了可以更好地理解其详细说明书并且为了可以更好地领会对技术的当前贡献，本发明的一些特征由此已经被非常宽泛概述。存在本发明的附加特征，该附加特征将被随后描述并且形成随附的权利要求的主题。在此方面，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，要理解的是本发明并不限于在下面的描述中列出的或在附图中示出的部件的布置或结构的细节的其应用。本发明适于其他实施例并且可以以各种方式被实践或执行。而且，要理解的是此处采用的用词和术语是为了描述的目的并且不应被当做限制性的。
【附图说明】
[0013]本发明的各种其他目的、特征以及伴随优势将被完全理解并且当结合附图考虑时同样将更好地理解，其中相同字符指定贯穿若干视图的相同或相似部分，并且其中:
[0014]图1是示出了本发明的主实施例的整体部件的第一方框图。
[0015]图2是示出了本发明的主实施例的整体部件的第二方框图。
[0016]图3是示出了用于本发明的示例性热生成器的横截面视图的方框图。
[0017]图4是示出了本发明的热生成器和能量转换系统的方框图。
[0018]图5是示出了基于吸收式制冷机的冷却系统的方框图。
[0019]图6a是用于电力机动车的本发明的各种部件的顶部内部视图。
[0020]图6b是用于电力机动车的本发明的各种部件的侧内部视图。
[0021]图7是用于电力飞行器的本发明的各种部件的侧内部视图。
[0022]图8是利用超临界二氧化碳涡轮发电机的本申请的可选实施例的方框图。
【具体实施方式】
[0023]A.总览
[0024]现在转向描述附图，其中指示贯穿若干视图1到图7的类似元件的相同参考符号示出了低能量核热电系统10，其包括在热闭合箱30内的热生成器20、与热生成器20链接的能量转换系统40、与能量转换系统40链接的能量存储系统50、冷却系统60和中央控制系统70。热生成器20在反应室内将镍粉23与氢反映以生成热。热随后被传送到能量转换系统40以被转换为用于在能量存储系统50中存储的电力。冷却系统60提供用于本发明的各种部件的冷却并且控制系统70调节整个操作。
[0025]图1和图2表示示出了本发明的整个结构和操作的方框图。如图1所见，本发明包括具有通过内部液压系统33驱动的内部流体回路32的热生成器20。热流体电路35将来自热生成器20的热传送到能量转换系统40，其中在返回热生成器20之前热被转换为能量并且经过冷却系统60。冷却系统66通过能量转换系统40、冷却系统60以及可选择地通过交通工具I6的A/C系统17传送。冷却传送电路67还通过分离的散热器46连接于冷却系统60。通过利用热生成器20的低能量核热电发电，可以以有效率的、可持续的和划算的方式利用本发明。
[0026]B.热生成器
[0027]本发明利用热生成器20以生成在能量转换系统40内要被转换并且在能量存储系统50中要被存储的电力。在图3中示出了示例性的热生成器20。要理解的是，这仅是示例性的实施例并且由此应该理解通过本发明可以利用各种其他实施例。由此，在图中所示的示例性热生成器20的配置不应被理解为对本发明的范围的限制。
[0028]通过本发明可以利用宽范围的热生成器20。在涉及“用于执行镍和氢放热反应的装置和方法”的美国专利公报N0.2011/0005506(其通过参考被合并于此)中，公开了一种如此的热生成器20。在涉及“用于生成能量的方法和由此的装置”的美国专利公报N0.2011/0249783(其通过参考被合并于此)中公开了另一种如此的热生成器20。
[0029]如图3所示，热生成器20通常包括用于存储一些反应物的反应室22，例如被用作反应的主燃料的镍粉22。提供氢存储槽24如此可以讲所存的氢经由氢注入器27注入到反应室22。提供了气体加压器25，其能够将氢加压到镍粉23以使能并控制反应。也提供了加热器28和诸如微波发生器29的射频发生器以激励并且控制反应。
[0030]热生成器20利用低能量核反应以生成用于生成能量中的热。基于具有气态氢的镍粉23的非放射性同位素的转化反应生成热，其导致稳定的铜和非放射性同位素铜。由此，本发明不需要任何放射性燃料并且通过产品生成非放射物。