Nuclear Thermal-hydraulic Laboratory2.5空间核反应堆电源|功率需求ArTHeL核反应堆热工水力研究实验室PART爆发态军用功率需求高能微波、激光、离子束、太空定向能武器基态警戒态侦察、通讯、快速飞行、紧急推进、处理突发性冲突轨道调整无人深空探测地月轨道载人探测火星表面基地月球表现基地月球哨站近地轨道载人飞行轨道间拖船载人小行星探测空间卫星通讯轨道碎片清除太阳系行星间飞行大型空间科学实验室信号传播近地小行星转移空间高性能雷达系统民用功率需求液态金属冷却?热离子转换磁流体发电1热管冷却+斯特林循环氨氙气冷快堆+布雷顿循环10kW1MW10MW1kW100kW1000MW17/81
PART 2 2.5 空间核反应堆电源 | 功率需求 17/81
NuclearThermal-hydraulicLaboratory92.5空间核反应堆电源|技术路线ArTHeL核反应堆热工水力研究实验室PART根据功率需求、应用场景的差异，空间核反应堆电源系统的堆芯、热电转换和余热排出具有多种选型高温气冷堆广液态金属冷却堆堆芯选型(Li、NaK)L热管冷却堆空间核反应堆电源主要部件选型热离子转换热管式辐射器布雷顿循环厂AF碱金属转换1热电偶转换余热排出斯特林循环热电转换液滴式辐射器磁流体转换L朗肯循环回路式辐射器18/81
PART 2 2.5 空间核反应堆电源 | 技术路线 18 /81 热电偶转换 热电转换 热离子转换 布雷顿循环 余热排出 液滴式辐射器 热管式辐射器 空间核反应堆电源主要部件选型 堆芯选型 高温气冷堆 液态金属冷却堆 （Li、NaK） 热管冷却堆 回路式辐射器 斯特林循环 碱金属转换 朗肯循环 磁流体转换 根据功率需求、应用场景的差异，空间核反应堆电源系统的堆芯、热电转换和 余热排出具有多种选型
2NuclearThermal-hydraulicLaboratory2.5空间核反应堆电源「技术路线ArTHel.核反应堆热工水力研究实验室PART确定空间核反应堆电源技术路线的主要原则如下：满足应用需求的总体要求，包括经济性、安全性、服役寿期等；电源方案具有较高的性能指标，尤其是具有较高的功率质量比：具有良好的技术基础，研发难度小，可实现性强；>不同方案间的继承性和借鉴性好空间核反应堆电源设计的一股规律包括：口从系统复杂度、重量等方面考虑，空间核反应堆电源以快堆为主，可省掉中子慢化系统以降低系统重量口受运载火箭发射能力和整流罩包络的约束，应尽可能提高反应堆出口冷却剂温度并采取高效热电转换技术，避免系统的体积和重量因功率提升而线性增加！口不单纯追求高技术指标，而要综合考虑技术的先进性、成熟度和经济性19/81
PART 2 2.5 空间核反应堆电源 | 技术路线 19 /81 确定空间核反应堆电源技术路线的主要原则如下： ➢ 满足应用需求的总体要求，包括经济性、安全性、服役寿期等； ➢ 电源方案具有较高的性能指标，尤其是具有较高的功率质量比； ➢ 具有良好的技术基础，研发难度小，可实现性强； ➢ 不同方案间的继承性和借鉴性好 空间核反应堆电源设计的一般规律包括： 从系统复杂度、重量等方面考虑，空间核反应堆电源以快堆为主，可省掉中子慢 化系统以降低系统重量 受运载火箭发射能力和整流罩包络的约束，应尽可能提高反应堆出口冷却剂温度 并采取高效热电转换技术，避免系统的体积和重量因功率提升而线性增加 不单纯追求高技术指标，而要综合考虑技术的先进性、成熟度和经济性
NuclearThermal-hydraulic Laboratory2.5空间核反应堆电源堆芯选型ATHeL核反应堆热工水力研究实验室PART主要分类：空间核反应堆电源根据堆芯冷却方式的不同，可以分为热管反应堆，液态金属冷却反应堆和气冷反应堆>热管反应堆依靠热管内部工质气液相变和毛细力回流来实现高效传热传质RadiatorStirling enginesandbalanoersStirling thermalsimulatorsLH shieldingSodiumheatpipesHEUreactorcoreBeOreflectorsB.Ccontrolrod美国研制的热管空间堆kilopower原理图及试验装置实物图20/81
PART 2 2.5 空间核反应堆电源 | 堆芯选型 20 /81 主要分类：空间核反应堆电源根据堆芯冷却方式的不同，可以分为热管反应堆、 液态金属冷却反应堆和气冷反应堆 ➢ 热管反应堆 依靠热管内部工质气液相变和毛细力回流来实现高效传热传质 美国研制的热管空间堆kilopower原理图及试验装置实物图
NuclearThermal-hydraulic Laboratory2.5空间核反应堆电源堆芯选型ArTHeL核反应堆热工水力研究实验室PART主要分类：空间核反应堆电源根据堆芯冷却方式的不同，可以分为热管反应堆液态金属冷却反应堆和气冷反应堆液态金属反应堆V电磁泵驱动密封回路内的液态碱减金属将堆芯热量带出反鹿理电池e体的补集TVMS聘换热警销时2TVMSE电利物免全肤疗品M8整量转院电manUSP-100（美国，锂冷）TOPAZ-II（前苏联，NaK冷却21/81
PART 2 2.5 空间核反应堆电源 | 堆芯选型 21/81 主要分类：空间核反应堆电源根据堆芯冷却方式的不同，可以分为热管反应堆、 液态金属冷却反应堆和气冷反应堆 ➢ 液态金属反应堆 电磁泵驱动密封回路内的液态碱金属将堆芯热量带出 SP-100（美国，锂冷） TOPAZ-II（前苏联，NaK冷却）