用于热光伏发电的空间堆系统的制作方法

本发明涉及空间堆，具体地，涉及用于热光伏发电的空间堆系统。

背景技术：

1、空间反应堆是将核裂变反应产生的能量为空间飞行器提供能源的一种核反应堆。根据不同的任务需求、通过不同的方式，空间反应堆可以把核能转变为电能和推进动力。这样的装置分别被称为空间电源和核推进。空间反应堆是未来空间活动的重要能源。随着空间技术的发展，大功率卫星、深空探测器等需要大功率、寿命长的空间能源相匹配，空间反应堆将成为这些大功率航天器的优选能源。

2、在相关技术中，空间堆利用热管将堆芯产生的能量传到发电装置处进行发电，由于热管的工作条件限制，热管的运行温度一般不超过1000℃，从而限制空间堆的发电效率。如何提高空间堆的发电效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种用于热光伏发电的空间堆系统，所述用于热光伏发电的空间堆系统通过光纤单元传递堆芯产生的电磁波，可以将波长短、频率高、能量更高的光子传递到光伏单元，使得光伏单元进行高效发电，同时还可以解决热光伏不耐辐照、传统传热方式的温度和效率不高的问题。

2、本发明的用于热光伏发电的空间堆系统包括：

3、堆芯，所述堆芯通过链式裂变反应发热，并在其表面通过热辐射发射电磁波；

4、屏蔽单元，所述屏蔽单元设在所述堆芯的外侧；

5、光伏单元，所述光伏单元设在所述屏蔽单元的背离所述堆芯的一侧，所述光伏单元与所述堆芯分别位于所述屏蔽单元的两侧；

6、光纤单元，所述光纤单元绕过所述屏蔽单元，所述光纤单元的输入端接收由所述堆芯产生所述电磁波，所述光纤单元的输出端朝向所述光伏单元。

7、可选地，所述堆芯采用的核燃料为耐高温陶瓷燃料。

8、可选地，用于热光伏发电的空间堆系统还包括：

9、支撑部，所述支撑部设在所述堆芯上；

10、聚光透镜，所述聚光透镜设在所述支撑部上，所述聚光透镜的入射面朝向所述堆芯，所述聚光透镜的出射面朝向所述光纤单元的输入端。

11、可选地，所述光纤单元设有多个，所述聚光透镜设有多个，所述光纤单元与所述聚光透镜一一对应。

12、可选地，所述支撑部为耐高温陶瓷玻璃，所述耐高温陶瓷玻璃包覆在所述堆芯的外侧，以形成容纳所述堆芯的堆芯腔，所述聚光透镜设在所述耐高温陶瓷玻璃的背离所述堆芯腔的面上。

13、可选地，所述耐高温陶瓷玻璃的材料为氧化钍和氧化钇。

14、可选地，用于热光伏发电的空间堆系统还包括：

15、中子反射层，所述中子反射层围绕所述支撑部设置，所述中子反射层位于所述聚光透镜的背离所述支撑部的一侧，所述光纤单元穿过所述中子反射层。

16、可选地，所述中子反射层的材料为铍或氧化铍。

17、可选地，用于热光伏发电的空间堆系统还包括多个热管冷却组件，所述热管冷却组件包括：

18、蒸发段，所述蒸发段设在所述中子反射层内；

19、冷凝段，所述冷凝段设在所述中子反射层的外侧，所述冷凝段与所述蒸发段连通。

20、可选地，用于热光伏发电的空间堆系统还包括：

21、辐射散热器，所述辐射散热器与所述光伏单元相连。

技术特征：

1.一种用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，所述堆芯采用的核燃料为耐高温陶瓷燃料。

3.根据权利要求1所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，所述光纤单元设有多个，所述聚光透镜设有多个，所述光纤单元与所述聚光透镜一一对应。

5.根据权利要求3所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，所述支撑部为耐高温陶瓷玻璃，所述耐高温陶瓷玻璃包覆在所述堆芯的外侧，以形成容纳所述堆芯的堆芯腔，所述聚光透镜设在所述耐高温陶瓷玻璃的背离所述堆芯腔的面上。

6.根据权利要求5所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，所述耐高温陶瓷玻璃的材料为氧化钍和氧化钇。

7.根据权利要求3所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，所述中子反射层的材料为铍或氧化铍。

9.根据权利要求7所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，还包括多个热管冷却组件，所述热管冷却组件包括：

10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于热光伏发电的空间堆系统，其特征在于，还包括：

技术总结本发明涉及空间堆技术领域并公开一种用于热光伏发电的空间堆系统，所述用于热光伏发电的空间堆系统包括堆芯、屏蔽单元、光伏单元和光纤单元，所述堆芯通过链式裂变反应发热，并在其表面通过热辐射发射电磁波；所述屏蔽单元设在所述堆芯的外侧；所述光伏单元设在所述屏蔽单元的背离所述堆芯的一侧，所述光伏单元与所述堆芯分别位于所述屏蔽单元的两侧；所述光纤单元绕过所述屏蔽单元。用于热光伏发电的空间堆系统通过光纤单元传递堆芯产生的电磁波，可以将波长短、频率高、能量更高的光子传递到光伏单元，使得光伏单元进行高效发电，同时还可以解决热光伏不耐辐照、传统传热方式的温度和效率不高的问题。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：中子科学（重庆）研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25