一种高效发电的复合型核能发电系统的制作方法

本实用新型涉及发电装置领域，具体是指一种高效发电的复合型核能发电系统。

背景技术：

核能发电是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。目前，对于核能发电通常是利用核反应产生的热量加热水产生蒸汽，通过推动汽轮发电机进行发电。然而，由于核反应释放热量巨大且迅速，因此通常产生的蒸汽温度常常远大于100摄氏度，而汽轮发电机发电仅需100摄氏度以上的热蒸汽即可正常发电，因此利用核反应产生的热量加热水产生蒸汽，通过推动汽轮发电机进行发电，存在较多热量的浪费，能量利用率较低。

此外，在核能发电过程中，存在热量逸散，发电室温度较高，这些逸散的热量不能够重新利用，存在浪费，会进一步降低能量利用率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术上述缺陷，提供一种高效发电的复合型核能发电系统。本实用新型避免了利用热蒸汽进行汽轮发电机发电时蒸汽中存在的巨大能量浪费，通过多种发电方式的有效组合，能够进一步提升对能量的利用率和提高单位发电总量。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种高效发电的复合型核能发电系统，包括隔离罩，所述隔离罩内罩有核反应堆、导热管和温差发电装置，所述导热管为装有液体铅锂合金，所述导热管的一端与核反应堆连接，另一端与温差发电装置连接；所述隔离罩下部设有引风窗；所述隔离罩顶部设有出风口，所述出风口位置设有风力发电机。

在本实用新型中，巧妙的避免了现有汽轮发电机不能够有效利用高温蒸汽热量的缺陷，通过采用温差发电装置，导热管引出核反应堆内的能量供温差发电装置发电，核反应堆包括轻水反应堆、沸水反应堆、压水反应堆、重水反应堆、高温气冷堆和压力管式石墨慢化沸水反应堆，可以为高温气冷堆、AP1000压水堆、CAP1400大型压水堆、燃烧坎杜重水反应堆AFCR和铅集堆中一种。铅集堆包含铅集小堆。在使用时，导热管的温度可达400～1600摄氏度。一般来说，导热管与温差发电装置接触处温度越高，温差发电装置的发电效率越高，其对于核能产生的热量的利用远远高于利用热蒸汽进行汽轮发电机发电。此外，本实用新型还可有效利用逸散在隔离罩内的热量，当热量逸散至隔离罩内时，会使隔离罩内空气温度上升，其气压大于外界气压，产生空气流动形成风，向隔离罩顶部运动，带动风力发电机发电，同时引风窗内不断引入新的空气，使隔离罩内空气气压始终大于外界空气气压，维持通过风力发电机风力稳定，保障风力发电机的正常发电。导热管内的液体铅锂合金为核工业中常规材料，此处不再赘述。温差发电装置目前也有成熟的现有技术，此处也不再赘述其具体结构。

作为一种优选的方式，风力发电机下方设有螺旋导风片。通过螺旋导风片的设置，可引导风的方向，提高风力发电机的发电效率。

作为一种优选的方式，所述导热管上还接有振动发电装置，所述振动发电装置为包括导热棒、热机和发电磁场，所述导热棒一端与导热管连接，另一端与热机的第一气缸连接；所述热机；所述热机包括第一气缸和固定于第一气缸内的第二气缸，所述第二气缸开口密封，所述第一气缸开口通过动膜片密封，所述第一气缸和第二气缸内均充有氮气；所述发电磁场设置于第一气缸开口的外侧，所述动膜片靠近发电磁场的一侧设有冷却系统和线圈盒，所述线圈盒的一端接于动膜片上，另一端伸入发电磁场内。导热管引出核反应堆内的能量经导热棒传递给热机，热机加热后，第一气缸和第二气缸内的氦气将会受热膨胀，进而使动膜片发生形变，此时动膜片向外侧运动。冷却系统能够使动膜片温度降低，进而使热机内温度降低，从而使动膜片形变减小，此时动膜片向内侧运动。动膜片向外侧和内侧运动时，将会带动线圈盒运动，线圈盒内的线圈将通过切割发电磁场的磁感线产生电流，进而实现机组的正常发电。通过增设振动发电装置，导热管逸散的热量也可以用于发电，可进一步提高能量的利用率。此外，与现有活塞做功相比，动膜片不与气缸发生摩擦，因此可以减少机械能损失。动膜片在工作过程中不会磨损，其使用寿命长，在使用过程中无需精心保养。

作为一种优选的方式，所述线圈盒内线圈走向以及线圈盒随动膜片运动的方向同时与发电磁场方向垂直。通过线圈盒内线圈走向以及线圈盒随动膜片运动的方向同时与发电磁场方向垂直，可最大程度上切割发电磁场，增大瞬时发电功率。

作为一种优选的方式，所述导热管上接有多个所述振动发电装置。通过导热管上接有多个所述振动发电装置，可进一步加强对逸散热量的回收。

作为一种优选的方式，所述冷却系统为水循环冷却系统。水循环冷却系统为常规冷却系统，技术成熟，无需另行设计，可降低设计成本。

作为一种优选的方式，所述隔离罩的外壁上设有光伏发电系统和光热发电系统，所述光热发电系统包括导流管和温差发电器，所述导流管穿插于光伏发电系统的光伏板间，所述导流管内充有导热流体，所述导流管上接有循环泵，所述导流管的首尾两端连通形成闭合的循环流道，所述导流管位于光伏发电系统外的一段上设有温差发电器。通过隔离罩的外表面上设有光伏发电系统，可有效利用太阳光，可有效提高单位面积的发电量。通过隔离罩的外壁上设有光伏发电系统，光伏发电系统的光伏板间穿插有导流管，导流管内充有导热流体，导流管上接有循环泵，导流管的首尾两端连通形成闭合的循环流道，导流管位于光伏发电系统外的一段上设有温差发电器，导热流体在导流管中通过循环泵的带动循环流动，不仅可使光伏发电系统温度不至于过高继而影响发电效率，还能够有效利用太阳光中的光热，利用导流管与外界温差，通过温差发电器进行发电。

作为一种优选的方式，所述隔离罩以及导热管的表面均设有石墨烯涂层。通过隔离罩以及导热管的表面均设有石墨烯涂层，石墨烯不仅具有防锈功能，还能够有效减少热量逸散，使更多的热量能被温差发电装置用于发电。

作为一种优选的方式，所述引风窗在隔离罩下部均匀分布。通过引风窗在隔离罩下部均匀分布，可使外界空气在隔离罩下部均匀进入隔离罩，加速外界空气进入。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型避免了利用热蒸汽进行汽轮发电机发电时蒸汽中存在的巨大能量浪费，通过多种发电方式的有效组合，能够进一步提升对能量的利用率和提高单位发电总量；

(2)本实用新型通过增设振动发电装置，导热管逸散的热量也可以用于发电，可进一步提高能量的利用率；

(3)本实用新型通过导热管上接有多个所述振动发电装置，可进一步加强对逸散热量的回收；

(4)本实用新型通过隔离罩的外表面上设有光伏发电系统，可有效利用太阳光，可有效提高单位面积的发电量；

(5)本实用新型通过隔离罩以及导热管的表面均设有石墨烯涂层，石墨烯不仅具有防锈功能，还能够有效减少热量逸散，使更多的热量能被温差发电装置用于发电；

(6)本实用新型通过引风窗在隔离罩下部均匀分布，可使外界空气在隔离罩下部均匀进入隔离罩，加速外界空气进入。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例1中振动发电装置结构示意图。

图3为图2中局部A的放大示意图。

其中：1—核反应堆，2—导热管，3—温差发电装置，4—风力发电机，5—光伏发电系统，6—隔离罩，7—引风窗，8—线圈盒，9—第二气缸，10—第一气缸，11—导热棒，12—导流管，13—温差发电器，14—循环泵。

具体实施方式

下面结合附图进行进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此：

实施例1：

参见图1、图2和图3，一种高效发电的复合型核能发电系统，包括隔离罩6，所述隔离罩6内罩有核反应堆1、导热管2和温差发电装置3，所述导热管2为装有液体铅锂合金，所述导热管2的一端与核反应堆1连接，另一端与温差发电装置3连接；所述隔离罩6下部设有引风窗7；所述隔离罩6顶部设有出风口，所述出风口位置设有风力发电机4。

在本实用新型中，巧妙的避免了现有汽轮发电机不能够有效利用高温蒸汽热量的缺陷，通过采用温差发电装置3，导热管2引出核反应堆1内的能量供温差发电装置3发电，核反应堆1包括轻水反应堆、沸水反应堆、压水反应堆、重水反应堆、高温气冷堆和压力管式石墨慢化沸水反应堆，可以为高温气冷堆、AP1000压水堆、CAP1400大型压水堆、燃烧坎杜重水反应堆AFCR和铅集堆中一种。铅集堆包含铅集小堆。在使用时，导热管的温度可达400～1600摄氏度。一般来说，导热管2与温差发电装置3接触处温度越高，温差发电装置3的发电效率越高，其对于核能产生的热量的利用远远高于利用热蒸汽进行汽轮发电机发电。此外，本实用新型还可有效利用逸散在隔离罩6内的热量，当热量逸散至隔离罩6内时，会使隔离罩6内空气温度上升，其气压大于外界气压，产生空气流动形成风，向隔离罩6顶部运动，带动风力发电机4发电，同时引风窗7内不断引入新的空气，使隔离罩6内空气气压始终大于外界空气气压，维持通过风力发电机4风力稳定，保障风力发电机4的正常发电。导热管2内的液体铅锂合金为核工业中常规材料，此处不再赘述。温差发电装置3目前也有成熟的现有技术，此处也不再赘述其具体结构。

作为一种优选的方式，风力发电机4下方设有螺旋导风片。通过螺旋导风片的设置，可引导风的方向，提高风力发电机4的发电效率。

作为一种优选的方式，所述导热管2上还接有振动发电装置，所述振动发电装置为包括导热棒11、热机和发电磁场，所述导热棒11一端与导热管2连接，另一端与热机的第一气缸10连接；所述热机；所述热机包括第一气缸10和固定于第一气缸10内的第二气缸9，所述第二气缸9开口密封，所述第一气缸10开口通过动膜片密封，所述第一气缸10和第二气缸9内均充有氮气；所述发电磁场设置于第一气缸10开口的外侧，所述动膜片靠近发电磁场的一侧设有冷却系统和线圈盒8，所述线圈盒8的一端接于动膜片上，另一端伸入发电磁场内。导热管2引出核反应堆1内的能量经导热棒11传递给热机，热机加热后，第一气缸10和第二气缸9内的氦气将会受热膨胀，进而使动膜片发生形变，此时动膜片向外侧运动。冷却系统能够使动膜片温度降低，进而使热机内温度降低，从而使动膜片形变减小，此时动膜片向内侧运动。动膜片向外侧和内侧运动时，将会带动线圈盒8运动，线圈盒8内的线圈将通过切割发电磁场的磁感线产生电流，进而实现机组的正常发电。通过增设振动发电装置，导热管2逸散的热量也可以用于发电，可进一步提高能量的利用率。

此外，与现有活塞做功相比，动膜片不与气缸发生摩擦，因此可以减少机械能损失。动膜片在工作过程中不会磨损，其使用寿命长，在使用过程中无需精心保养。

作为一种优选的方式，所述线圈盒8内线圈走向以及线圈盒8随动膜片运动的方向同时与发电磁场方向垂直。通过线圈盒8内线圈走向以及线圈盒8随动膜片运动的方向同时与发电磁场方向垂直，可最大程度上切割发电磁场，增大瞬时发电功率。

作为一种优选的方式，所述导热管2上接有多个所述振动发电装置。通过导热管2上接有多个所述振动发电装置，可进一步加强对逸散热量的回收。

作为一种优选的方式，所述冷却系统为水循环冷却系统。水循环冷却系统为常规冷却系统，技术成熟，无需另行设计，可降低设计成本。

作为一种优选的方式，所述隔离罩6的外壁上设有光伏发电系统5和光热发电系统，所述光热发电系统包括导流管12和温差发电器13，所述导流管12穿插于光伏发电系统5的光伏板间，所述导流管12内充有导热流体，所述导流管12上接有循环泵14，所述导流管12的首尾两端连通形成闭合的循环流道，所述导流管12位于光伏发电系统5外的一段上设有温差发电器13。通过隔离罩6的外表面上设有光伏发电系统5，可有效利用太阳光，可有效提高单位面积的发电量。通过隔离罩6的外壁上设有光伏发电系统5，光伏发电系统5的光伏板间穿插有导流管12，导流管12内充有导热流体，导流管12上接有循环泵14，导流管12的首尾两端连通形成闭合的循环流道，导流管12位于光伏发电系统5外的一段上设有温差发电器13，导热流体在导流管12中通过循环泵14的带动循环流动，不仅可使光伏发电系统5温度不至于过高继而影响发电效率，还能够有效利用太阳光中的光热，利用导流管12与外界温差，通过温差发电器13进行发电。

作为一种优选的方式，所述隔离罩6以及导热管2的表面均设有石墨烯涂层。通过隔离罩6以及导热管2的表面均设有石墨烯涂层，石墨烯不仅具有防锈功能，还能够有效减少热量逸散，使更多的热量能被温差发电装置3用于发电。

作为一种优选的方式，所述引风窗7在隔离罩6下部均匀分布。通过引风窗7在隔离罩6下部均匀分布，可使外界空气在隔离罩6下部均匀进入隔离罩6，加速外界空气进入。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围。