兆瓦级大型天基核动力系统方案设计研究

作者：文青龙; 秦晟; 段振刚; 张瑞谦^*

来源：新能源科技, 2023, 4(02): 7-47.

• 氦氙反应堆
• 中子物理
• 热工水力
• 能量转换
• 废热排放

轨道和行星探索任务需要强大、可靠和耐用的能量,而空间核反应堆是空间推进能量密度最高的方式之一。文章提出了一种新型兆瓦级天基核动力系统的概念设计,热源采用功率为3.6 MW的快中子能谱反应堆,堆芯由氦氙(He-Xe)混合气体进行冷却,采用以He-Xe为工质的双环路闭式布雷顿系统进行能量转换,此外还开展了废热排放关键设备的结构设计以及全系统关键结构材料的设计和初步选型。研究结果表明,该系统反应堆可顺利达到临界且可满足10年以上的燃耗,流量分配后温度展平效果好,堆芯出口最大温度差91.08°C。热电转换效率为37.42%,剂量平面内的辐射剂量满足容许计限。

• 单位
  中国核动力研究设计院; 重庆大学