本實用新型涉及發(fā)電裝置領域，具體是指一種能量損失小的復合型核能發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術：

核能發(fā)電是利用核反應堆中核裂變所釋放出的熱能進行發(fā)電的方式。目前，對于核能發(fā)電通常是利用核反應產(chǎn)生的熱量加熱水產(chǎn)生蒸汽，通過推動汽輪發(fā)電機進行發(fā)電。然而，由于核反應釋放熱量巨大且迅速，因此通常產(chǎn)生的蒸汽溫度常常遠大于100攝氏度，而汽輪發(fā)電機發(fā)電僅需100攝氏度以上的熱蒸汽即可正常發(fā)電，因此利用核反應產(chǎn)生的熱量加熱水產(chǎn)生蒸汽，通過推動汽輪發(fā)電機進行發(fā)電，存在較多熱量的浪費，能量利用率較低。

此外，在核能發(fā)電過程中，存在熱量逸散，發(fā)電室溫度較高，這些逸散的熱量不能夠重新利用，存在浪費，會進一步降低能量利用率。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于：克服現(xiàn)有技術上述缺陷，提供一種能量損失小的復合型核能發(fā)電系統(tǒng)。本實用新型避免了利用熱蒸汽進行汽輪發(fā)電機發(fā)電時蒸汽中存在的巨大能量浪費，通過多種發(fā)電方式的有效組合，能夠進一步提升對能量的利用率和提高單位發(fā)電總量，采用溫室氣體二氧化碳進行熱量傳遞，二氧化碳氣體本身特有的吸熱和隔熱功能能夠有效減少熱量逸散和保障熱量的傳遞。

本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種能量損失小的復合型核能發(fā)電系統(tǒng)，包括隔離罩，所述隔離罩內(nèi)罩有重水堆、導熱管和溫差發(fā)電裝置，所述導熱管內(nèi)充有二氧化碳氣體，所述導熱管包括出氣段和回氣段，所述出氣段和回氣段首尾相連構成循環(huán)流道，所述出氣段內(nèi)的二氧化碳氣體由重水堆一側流向溫差發(fā)電裝置一側，所述回氣段內(nèi)的二氧化碳氣體由溫差發(fā)電裝置一側流向重水堆一側；所述隔離罩下部設有引風窗；所述隔離罩頂部設有出風口，所述出風口位置設有風力發(fā)電機。

在本實用新型中，巧妙的避免了現(xiàn)有汽輪發(fā)電機不能夠有效利用高溫蒸汽熱量的缺陷，通過采用溫差發(fā)電裝置，導熱管引出重水堆內(nèi)的熱量供溫差發(fā)電裝置發(fā)電。重水堆包含重水小堆，重水堆對導熱管內(nèi)的二氧化碳氣體進行加熱，然后通過出氣段流向溫差發(fā)電裝置，溫差發(fā)電裝置利用二氧化碳氣體的高溫與外界溫度差進行發(fā)電。在使用時，導熱管的溫度可達400～1600攝氏度。一般來說，導熱管與溫差發(fā)電裝置溫度接觸處越高，溫差發(fā)電裝置的發(fā)電效率越高，其對于核能產(chǎn)生的熱量的利用遠遠高于利用熱蒸汽進行汽輪發(fā)電機發(fā)電。

經(jīng)溫差發(fā)電裝置后，回氣段中二氧化碳氣體溫度低于出氣段溫度，但仍然高于外界溫度，還存有一定殘余熱量，由回氣段回流至重水堆一側進行重新加熱，可實現(xiàn)二氧化碳的循環(huán)，不僅避免回氣段內(nèi)二氧化碳氣體的殘余熱量的浪費，還可減短二氧化碳氣體升溫時間。

本實用新型的優(yōu)點還在于二氧化碳氣體為溫室氣體，其本身的吸熱性能良好，能夠有效隔熱，能夠有效減少熱量逸散和保障熱量的傳遞

此外，本實用新型還可有效利用逸散在隔離罩內(nèi)的熱量，當熱量逸散至隔離罩內(nèi)時，會使隔離罩內(nèi)空氣溫度上升，其氣壓大于外界氣壓，產(chǎn)生空氣流動形成風，向隔離罩頂部運動，帶動風力發(fā)電機發(fā)電，同時引風窗內(nèi)不斷引入新的空氣，使隔離罩內(nèi)空氣氣壓始終大于外界空氣氣壓，維持通過風力發(fā)電機風力穩(wěn)定，保障風力發(fā)電機的正常發(fā)電。溫差發(fā)電裝置目前也有成熟的現(xiàn)有技術，此處不再贅述其具體結構。

作為一種優(yōu)選的方式，所述風力發(fā)電機的下方設有螺旋導風片。通過風力發(fā)電機的下方設有螺旋導風片，可引導風向，提高風力發(fā)電機的發(fā)電效率。

作為一種優(yōu)選的方式，所述回氣段上接有氣泵用于使導熱管內(nèi)二氧化碳氣體流動。通過回氣段上接有氣泵用于使導熱管內(nèi)二氧化碳氣體流動，可實現(xiàn)出氣段和回氣段內(nèi)二氧化碳氣體有序的流動，保障正常工作。此外，回氣段溫度低于出氣段溫度，將氣泵增設于回氣段上，還可減輕高溫對氣泵自身性能的損害，降低氣泵的設計要求。

作為一種優(yōu)選的方式，所述出氣段上還接有振動發(fā)電裝置，所述振動發(fā)電裝置為包括導熱棒、熱機和發(fā)電磁場，所述導熱棒一端與導熱管連接，另一端與熱機的第一氣缸連接；所述熱機包括第一氣缸和固定于第一氣缸內(nèi)的第二氣缸，所述第二氣缸開口密封，所述第一氣缸開口通過動膜片密封，所述第一氣缸和第二氣缸內(nèi)均充有氮氣；所述發(fā)電磁場設置于第一氣缸開口的外側，所述動膜片靠近發(fā)電磁場的一側設有冷卻系統(tǒng)和線圈盒，所述線圈盒的一端接于動膜片上，另一端伸入發(fā)電磁場內(nèi)。導熱管引出重水堆內(nèi)的能量經(jīng)導熱棒傳遞給熱機，熱機加熱后，第一氣缸和第二氣缸內(nèi)的氦氣將會受熱膨脹，進而使動膜片發(fā)生形變，此時動膜片向外側運動。冷卻系統(tǒng)能夠使動膜片溫度降低，進而使熱機內(nèi)溫度降低，從而使動膜片形變減小，此時動膜片向內(nèi)側運動。動膜片向外側和內(nèi)側運動時，將會帶動線圈盒運動，線圈盒內(nèi)的線圈將通過切割發(fā)電磁場的磁感線產(chǎn)生電流，進而實現(xiàn)機組的正常發(fā)電。通過增設振動發(fā)電裝置，導熱管逸散的熱量也可以用于發(fā)電，可進一步提高能量的利用率。動膜片不與氣缸發(fā)生摩擦，因此可以減少機械能損失，在工作過程中動膜片不會磨損，其使用壽命長，在使用過程中無需精心保養(yǎng)。此外，出氣段的溫度高于回氣段溫度，在出氣段接有振動發(fā)電裝置，與在回氣段接有振動發(fā)電裝置相比，振動發(fā)電裝置的發(fā)電功率更高。

作為一種優(yōu)選的方式，所述線圈盒內(nèi)線圈走向以及線圈盒隨動膜片運動的方向同時與發(fā)電磁場方向垂直。通過線圈盒內(nèi)線圈走向以及線圈盒隨動膜片運動的方向同時與發(fā)電磁場方向垂直，可最大程度上切割發(fā)電磁場，增大瞬時發(fā)電功率。

作為一種優(yōu)選的方式，所述出氣段上接有多個所述振動發(fā)電裝置。通過出氣段上接有多個所述振動發(fā)電裝置，可進一步加強對逸散熱量的回收。

作為一種優(yōu)選的方式，所述冷卻系統(tǒng)為水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。水循環(huán)冷卻系統(tǒng)為常規(guī)冷卻系統(tǒng)，技術成熟，無需另行設計，可降低設計成本。

作為一種優(yōu)選的方式，所述隔離罩的外壁上設有光伏發(fā)電系統(tǒng)和光熱發(fā)電系統(tǒng)，所述光熱發(fā)電系統(tǒng)包括導流管和溫差發(fā)電器，所述導流管穿插于光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏板間，所述導流管內(nèi)充有導熱流體，所述導流管上接有循環(huán)泵，所述導流管的首尾兩端連通形成閉合的循環(huán)流道，所述導流管位于光伏發(fā)電系統(tǒng)外的一段上設有溫差發(fā)電器。通過隔離罩的外表面上設有光伏發(fā)電系統(tǒng)，可有效利用太陽光，可有效提高單位面積的發(fā)電量。

作為一種優(yōu)選的方式，所述隔離罩以及導熱管的表面均涂有石墨烯。通過隔離罩以及導熱管的表面均涂有石墨烯，石墨烯不僅具有防銹功能，還能夠有效減少熱量逸散，使更多的熱量能被溫差發(fā)電裝置用于發(fā)電。

作為一種優(yōu)選的方式，所述引風窗在隔離罩下部均勻分布。通過引風窗在隔離罩下部均勻分布，可使外界空氣在隔離罩下部均勻進入隔離罩，加速外界空氣進入。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本實用新型避免了利用熱蒸汽進行汽輪發(fā)電機發(fā)電時蒸汽中存在的巨大能量浪費，通過多種發(fā)電方式的有效組合，能夠進一步提升對能量的利用率和提高單位發(fā)電總量，采用溫室氣體二氧化碳進行熱量傳遞，二氧化碳氣體本身特有的吸熱和隔熱功能能夠有效減少熱量逸散和保障熱量的傳遞；

(2)本實用新型通過回氣段上接有氣泵用于使導熱管內(nèi)二氧化碳氣體流動，可實現(xiàn)出氣段和回氣段內(nèi)二氧化碳氣體有序的流動，保障正常工作。此外，回氣段溫度低于出氣段溫度，將氣泵增設于回氣段上，還可減輕高溫對氣泵自身性能的損害，降低氣泵的設計要求；

(3)本實用新型通過出氣段上增設振動發(fā)電裝置，導熱管逸散的熱量也可以用于發(fā)電，可進一步提高能量的利用率；

(4)本實用新型通過導熱管上接有多個所述振動發(fā)電裝置，可進一步加強對逸散熱量的回收，在出氣段接有振動發(fā)電裝置，與在回氣段接有振動發(fā)電裝置相比，振動發(fā)電裝置的發(fā)電功率更高；

(5)本實用新型通過隔離罩的外表面上設有光伏發(fā)電系統(tǒng)，可有效利用太陽光，可有效提高單位面積的發(fā)電量；

(6)本實用新型通過隔離罩以及導熱管的表面均涂有石墨烯，石墨烯不僅具有防銹功能，還能夠有效減少熱量逸散，使更多的熱量能被溫差發(fā)電裝置用于發(fā)電；

(7)本實用新型通過引風窗在隔離罩下部均勻分布，可使外界空氣在隔離罩下部均勻進入隔離罩，加速外界空氣進入。

附圖說明

圖1為實施例1的結構示意圖。

圖2為實施例1中振動發(fā)電裝置結構示意圖。

圖3為圖2中局部A的放大示意圖。

其中：1重水堆，2-1出氣段，2-2回氣段，3氣泵，4溫差發(fā)電裝置，5風力發(fā)電機，6光伏發(fā)電系統(tǒng)，7隔離罩，8引風窗，9線圈盒，10第二氣缸，11第一氣缸，12導熱棒，13導流管，14溫差發(fā)電器，15循環(huán)泵。

具體實施方式

下面結合附圖進行進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此：

實施例1：

參見圖1、圖2和圖3，一種能量損失小的復合型核能發(fā)電系統(tǒng)，包括隔離罩7，所述隔離罩7內(nèi)罩有重水堆1、導熱管和溫差發(fā)電裝置4，所述導熱管內(nèi)充有二氧化碳氣體，所述導熱管包括出氣段2-1和回氣段2-2，所述出氣段2-1和回氣段2-2首尾相連構成循環(huán)流道，所述出氣段2-1內(nèi)的二氧化碳氣體由重水堆1一側流向溫差發(fā)電裝置4一側，所述回氣段2-2內(nèi)的二氧化碳氣體由溫差發(fā)電裝置4一側流向重水堆1一側；所述隔離罩7下部設有引風窗8；所述隔離罩7頂部設有出風口，所述出風口位置設有風力發(fā)電機5。

在本實用新型中，巧妙的避免了現(xiàn)有汽輪發(fā)電機不能夠有效利用高溫蒸汽熱量的缺陷，通過采用溫差發(fā)電裝置4，導熱管引出重水堆1內(nèi)的熱量供溫差發(fā)電裝置4發(fā)電。重水堆1包含重水小堆，重水堆1對導熱管內(nèi)的二氧化碳氣體進行加熱，然后通過出氣段2-1流向溫差發(fā)電裝置4，溫差發(fā)電裝置4利用二氧化碳氣體的高溫與外界溫度差進行發(fā)電。在使用時，導熱管的溫度可達400～1600攝氏度。一般來說，導熱管與溫差發(fā)電裝置4溫度接觸處越高，溫差發(fā)電裝置4的發(fā)電效率越高，其對于核能產(chǎn)生的熱量的利用遠遠高于利用熱蒸汽進行汽輪發(fā)電機發(fā)電。

經(jīng)溫差發(fā)電裝置4后，回氣段2-2中二氧化碳氣體溫度低于出氣段2-1溫度，但仍然高于外界溫度，還存有一定殘余熱量，由回氣段2-2回流至重水堆1一側進行重新加熱，可實現(xiàn)二氧化碳的循環(huán)，不僅避免回氣段2-2內(nèi)二氧化碳氣體的殘余熱量的浪費，還可減短二氧化碳氣體升溫時間。

本實用新型的優(yōu)點還在于二氧化碳氣體為溫室氣體，其本身的吸熱性能良好，能夠有效隔熱，能夠有效減少熱量逸散和保障熱量的傳遞。

作為一種優(yōu)選的方式，所述風力發(fā)電機5的下方設有螺旋導風片。通過風力發(fā)電機5的下方設有螺旋導風片，可引導風向，提高風力發(fā)電機5的發(fā)電效率。

此外，本實用新型還可有效利用逸散在隔離罩7內(nèi)的熱量，當熱量逸散至隔離罩7內(nèi)時，會使隔離罩7內(nèi)空氣溫度上升，其氣壓大于外界氣壓，產(chǎn)生空氣流動形成風，向隔離罩7頂部運動，帶動風力發(fā)電機5發(fā)電，同時引風窗8內(nèi)不斷引入新的空氣，使隔離罩7內(nèi)空氣氣壓始終大于外界空氣氣壓，維持通過風力發(fā)電機5風力穩(wěn)定，保障風力發(fā)電機5的正常發(fā)電。溫差發(fā)電裝置4目前也有成熟的現(xiàn)有技術，此處不再贅述其具體結構。

作為一種優(yōu)選的方式，所述回氣段2-2上接有氣泵3用于使導熱管內(nèi)二氧化碳氣體流動。通過回氣段2-2上接有氣泵3用于使導熱管內(nèi)二氧化碳氣體流動，可實現(xiàn)出氣段2-1和回氣段2-2內(nèi)二氧化碳氣體有序的流動，保障正常工作。此外，回氣段2-2溫度低于出氣段2-1溫度，將氣泵3增設于回氣段2-2上，還可減輕高溫對氣泵3自身性能的損害，降低氣泵3的設計要求。

作為一種優(yōu)選的方式，所述出氣段2-1上還接有振動發(fā)電裝置，所述振動發(fā)電裝置為包括導熱棒12、熱機和發(fā)電磁場，所述導熱棒12一端與導熱管連接，另一端與熱機的第一氣缸11連接；所述熱機包括第一氣缸11和固定于第一氣缸11內(nèi)的第二氣缸10，所述第二氣缸10開口密封，所述第一氣缸11開口通過動膜片密封，所述第一氣缸11和第二氣缸10內(nèi)均充有氮氣；所述發(fā)電磁場設置于第一氣缸11開口的外側，所述動膜片靠近發(fā)電磁場的一側設有冷卻系統(tǒng)和線圈盒9，所述線圈盒9的一端接于動膜片上，另一端伸入發(fā)電磁場內(nèi)。導熱管引出重水堆1內(nèi)的能量經(jīng)導熱棒12傳遞給熱機，熱機加熱后，第一氣缸11和第二氣缸10內(nèi)的氦氣將會受熱膨脹，進而使動膜片發(fā)生形變，此時動膜片向外側運動。冷卻系統(tǒng)能夠使動膜片溫度降低，進而使熱機內(nèi)溫度降低，從而使動膜片形變減小，此時動膜片向內(nèi)側運動。動膜片向外側和內(nèi)側運動時，將會帶動線圈盒9運動，線圈盒9內(nèi)的線圈將通過切割發(fā)電磁場的磁感線產(chǎn)生電流，進而實現(xiàn)機組的正常發(fā)電。通過增設振動發(fā)電裝置，導熱管逸散的熱量也可以用于發(fā)電，可進一步提高能量的利用率。

動膜片不與氣缸發(fā)生摩擦，因此可以減少機械能損失，在工作過程中動膜片不會磨損，其使用壽命長，在使用過程中無需精心保養(yǎng)。此外，出氣段2-1的溫度高于回氣段2-2溫度，在出氣段2-1接有振動發(fā)電裝置，與在回氣段2-2接有振動發(fā)電裝置相比，振動發(fā)電裝置的發(fā)電功率更高。

作為一種優(yōu)選的方式，所述線圈盒9內(nèi)線圈走向以及線圈盒9隨動膜片運動的方向同時與發(fā)電磁場方向垂直。通過線圈盒9內(nèi)線圈走向以及線圈盒9隨動膜片運動的方向同時與發(fā)電磁場方向垂直，可最大程度上切割發(fā)電磁場，增大瞬時發(fā)電功率。

作為一種優(yōu)選的方式，所述出氣段2-1上接有多個所述振動發(fā)電裝置。通過出氣段2-1上接有多個所述振動發(fā)電裝置，可進一步加強對逸散熱量的回收。

作為一種優(yōu)選的方式，所述冷卻系統(tǒng)為水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。水循環(huán)冷卻系統(tǒng)為常規(guī)冷卻系統(tǒng)，技術成熟，無需另行設計，可降低設計成本。

作為一種優(yōu)選的方式，所述隔離罩7的外壁上設有光伏發(fā)電系統(tǒng)6和光熱發(fā)電系統(tǒng)，所述光熱發(fā)電系統(tǒng)包括導流管13和溫差發(fā)電器14，所述導流管13穿插于光伏發(fā)電系統(tǒng)6的光伏板間，所述導流管13內(nèi)充有導熱流體，所述導流管13上接有循環(huán)泵15，所述導流管13的首尾兩端連通形成閉合的循環(huán)流道，所述導流管13位于光伏發(fā)電系統(tǒng)6外的一段上設有溫差發(fā)電器14。通過隔離罩7的外表面上設有光伏發(fā)電系統(tǒng)6，可有效利用太陽光，可有效提高單位面積的發(fā)電量。

通過隔離罩7的外壁上設有光伏發(fā)電系統(tǒng)6，光伏發(fā)電系統(tǒng)6的光伏板間穿插有導熱管13，導熱管13內(nèi)充有導熱流體，導熱管13上接有循環(huán)泵15，導熱管13的首尾兩端連通形成閉合的循環(huán)流道，導熱管13位于光伏發(fā)電系統(tǒng)6外的一段上設有溫差發(fā)電器14，導熱流體在導熱管13中通過循環(huán)泵15的帶動循環(huán)流動，不僅可使光伏發(fā)電系統(tǒng)6溫度不至于過高繼而影響發(fā)電效率，還能夠有效利用太陽光中的光熱，利用導熱管13與外界溫差，通過溫差發(fā)電器14進行發(fā)電。

作為一種優(yōu)選的方式，所述隔離罩7以及導熱管的表面均涂有石墨烯。通過隔離罩7以及導熱管的表面均涂有石墨烯，石墨烯不僅具有防銹功能，還能夠有效減少熱量逸散，使更多的熱量能被溫差發(fā)電裝置4用于發(fā)電。

作為一種優(yōu)選的方式，所述引風窗8在隔離罩7下部均勻分布。通過引風窗8在隔離罩7下部均勻分布，可使外界空氣在隔離罩7下部均勻進入隔離罩7，加速外界空氣進入。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍。