低能量核熱電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明總體涉及低能量核電系統，并且更具體地涉及用于交通工具的低能量核電系統，其使用機載的低能量核反應熱生成器來提供用于具有零排放的長運行里程的有成本效益的以及可持續的方式的運輸。
【背景技術】
[0002]貫穿說明書的相關技術的任何討論不應該被理解為承認相關技術廣為人知或者形成領域內的共通常識的部分。
[0003]本申請涉及利用熱能量對電力交通工具(諸如電力汽車、電力機車、電力公車、電力火車、電力船舶、電力飛機等)供電的系統。通過當前評估計劃在2017年每年賣出五百萬電力機動車，近年來用于電動工具的市場已經高漲。
[0004]由于目前生產的電力交通工具不依賴于在世界市場愈加高需求的化石燃料，所以它們通常被理解為可持續的。由于電力交通工具不生成諸如溫室氣體的任何排放，所以它們也被理解為環境上安全的。
[0005]然而，即使這些當前被生產的可持續電力交通工具，其也受困于大量的缺點。對于能量短缺許多這些交通工具需要直接連接于電網或者需要使用電池。當電池被使用作為電力的單一源時，電力交通工具的里程通過電池的存儲容量被嚴格地限制并且由此需要重復的再充電。增加電池容量以及由此的交通工具里程增加了交通工具的重量和價格這兩者，在許多情況下，對于不同的應用并非最理想。
[0006]電力交通工具的受限里程的問題的一個解決方案已經開發了充電站的網絡以用于如此交通工具上的電池系統的再充電。另一個增加里程的方案已經使用燃料芯替換大電池容量。然而，如此的系統經常只能依賴于復雜的氫基礎設置以及氫站的網絡以提供氫的遞送點從而再填充交通工具(更像加油站)。評估需要的氫基礎設施以支持廣泛使用的燃料芯交通工具從而需要幾十年。
[0007]另一個電動交通工具的里程問題的解決方案是直接使用諸如太陽能的可持續能量以對交通工具供電。然而，與標準的熱引擎交通工具相比所有這些解決方案受困于包括里程、可用性、舒適度和成本的缺陷。
[0008]由于相關技術的內在問題，需要用于交通工具的新的以及改善的低能量核熱電系統，其使用機載的低能量核反應熱生成器來提供用于具有零排放的長運行里程的有成本效益的以及可持續的方式的運輸。

【發明內容】

[0009]本發明總體涉及用于交通工具的低能量核熱電系統。在一個方面，低能量核熱電系統包括熱閉合箱內的熱生成器、與熱生成器鏈接的能量轉換系統、與能量轉換系統鏈接的能量存儲系統、冷卻系統和中央控制系統。
[0010]在本發明的一個方面，在反應室內熱生成器將鎳粉和氫反應以產生熱量。熱量隨后被傳送到能量轉換系統以被變換為用于在能量存儲系統中存儲的電力。冷卻系統提供用于本發明的各種部件的冷卻并且控制系統調節其全部操作。可以利用本發明以高效的、可持續的和有成本效益的方式對交通工具供電。
[0011]在一個方面，本發明涉及包括本發明的低能量核熱電系統的交通工具。
[0012]為了可以更好地理解其詳細說明書并且為了可以更好地領會對技術的當前貢獻，本發明的一些特征由此已經被非常寬泛概述。存在本發明的附加特征，該附加特征將被隨后描述并且形成隨附的權利要求的主題。在此方面，在詳細說明本發明的至少一個實施例之前，要理解的是本發明并不限于在下面的描述中列出的或在附圖中示出的部件的布置或結構的細節的其應用。本發明適于其他實施例并且可以以各種方式被實踐或執行。而且，要理解的是此處采用的用詞和術語是為了描述的目的并且不應被當做限制性的。
【附圖說明】
[0013]本發明的各種其他目的、特征以及伴隨優勢將被完全理解并且當結合附圖考慮時同樣將更好地理解，其中相同字符指定貫穿若干視圖的相同或相似部分，并且其中:
[0014]圖1是示出了本發明的主實施例的整體部件的第一方框圖。
[0015]圖2是示出了本發明的主實施例的整體部件的第二方框圖。
[0016]圖3是示出了用于本發明的示例性熱生成器的橫截面視圖的方框圖。
[0017]圖4是示出了本發明的熱生成器和能量轉換系統的方框圖。
[0018]圖5是示出了基于吸收式制冷機的冷卻系統的方框圖。
[0019]圖6a是用于電力機動車的本發明的各種部件的頂部內部視圖。
[0020]圖6b是用于電力機動車的本發明的各種部件的側內部視圖。
[0021]圖7是用于電力飛行器的本發明的各種部件的側內部視圖。
[0022]圖8是利用超臨界二氧化碳渦輪發電機的本申請的可選實施例的方框圖。
【具體實施方式】
[0023]A.總覽
[0024]現在轉向描述附圖，其中指示貫穿若干視圖1到圖7的類似元件的相同參考符號示出了低能量核熱電系統10，其包括在熱閉合箱30內的熱生成器20、與熱生成器20鏈接的能量轉換系統40、與能量轉換系統40鏈接的能量存儲系統50、冷卻系統60和中央控制系統70。熱生成器20在反應室內將鎳粉23與氫反映以生成熱。熱隨后被傳送到能量轉換系統40以被轉換為用于在能量存儲系統50中存儲的電力。冷卻系統60提供用于本發明的各種部件的冷卻并且控制系統70調節整個操作。
[0025]圖1和圖2表示示出了本發明的整個結構和操作的方框圖。如圖1所見，本發明包括具有通過內部液壓系統33驅動的內部流體回路32的熱生成器20。熱流體電路35將來自熱生成器20的熱傳送到能量轉換系統40，其中在返回熱生成器20之前熱被轉換為能量并且經過冷卻系統60。冷卻系統66通過能量轉換系統40、冷卻系統60以及可選擇地通過交通工具I6的A/C系統17傳送。冷卻傳送電路67還通過分離的散熱器46連接于冷卻系統60。通過利用熱生成器20的低能量核熱電發電，可以以有效率的、可持續的和劃算的方式利用本發明。
[0026]B.熱生成器
[0027]本發明利用熱生成器20以生成在能量轉換系統40內要被轉換并且在能量存儲系統50中要被存儲的電力。在圖3中示出了示例性的熱生成器20。要理解的是，這僅是示例性的實施例并且由此應該理解通過本發明可以利用各種其他實施例。由此，在圖中所示的示例性熱生成器20的配置不應被理解為對本發明的范圍的限制。
[0028]通過本發明可以利用寬范圍的熱生成器20。在涉及“用于執行鎳和氫放熱反應的裝置和方法”的美國專利公報N0.2011/0005506(其通過參考被合并于此)中，公開了一種如此的熱生成器20。在涉及“用于生成能量的方法和由此的裝置”的美國專利公報N0.2011/0249783(其通過參考被合并于此)中公開了另一種如此的熱生成器20。
[0029]如圖3所示，熱生成器20通常包括用于存儲一些反應物的反應室22，例如被用作反應的主燃料的鎳粉22。提供氫存儲槽24如此可以講所存的氫經由氫注入器27注入到反應室22。提供了氣體加壓器25，其能夠將氫加壓到鎳粉23以使能并控制反應。也提供了加熱器28和諸如微波發生器29的射頻發生器以激勵并且控制反應。
[0030]熱生成器20利用低能量核反應以生成用于生成能量中的熱。基于具有氣態氫的鎳粉23的非放射性同位素的轉化反應生成熱，其導致穩定的銅和非放射性同位素銅。由此，本發明不需要任何放射性燃料并且通過產品生成非放射物。