一种常温催化核聚变的能量获取与转化方法
2014-04-25 21:38:00   来源：谷歌专利   评论：0 点击：

一种常温催化核聚变的能量获取与转化方法

技术领域

本发明属于新能源技术领域，涉及一种常温催化核聚变的方法和一种热 泵热机复合循环动力系统，还涉及一种常温催化核聚变的能量获取与转化方法。

背景技术

现有的高温核聚变，反应条件要求过高，受控温度超过2亿K，仍不能 达成工程上的可行性，因此，还不能投入实际应用。另外现有的热机动力装 置的排出物温度都高于环境温度，造成能源浪费，利用效率低下。 发明内容

本发明的目的是提供一种常温催化核聚变的能量获取与转化方法，解决 了现有核聚变技术中存在的受控温度过高，无法投入实际工程应用的问题。

本发明的另一目的是提供一种热泵热机复合循环动力系统，实现核聚变 能到机械能的高效转化。

本发吸的第三目的是提供一种常温催化核聚变的方法。

本发明所采用的技术方案是， 一种常温催化核聚变的能量获取与转化方

法，该方法按照以下步骤实施：

步骤l、在核反应堆部分的磁约束装置中，注入氢等离子体，同时注入 额外的电子或质子作为催化剂，使得该电子与氢的原子核结合，生成中间反 应物中子，该中子与氢的原子核结合生成気原子核，获取核聚变能；

步骤2、利用一热泵热机复合循环动力系统实现能量的热力学转化，该热泵热机复合循环动力系统的结构是，包括依次排列安装的从动机、压气机、 蒸汽发生器、蒸汽动力涡轮、气体动力涡轮和冷凝器，在蒸汽发生器和冷凝 器之间连接有液体增压泵，转化的具体步骤为：将步骤l获取的核聚变能通 过热交换器转化为气体热能，再将该载能气体输入压气机后产生高温高压气 体，高温高压气体流入蒸汽发生器后产生高温高压蒸汽和低温高压气体，并 分别输往蒸汽动力涡轮和气体动力涡轮，蒸汽动力涡轮和气体动力涡轮产生 驱动压气机及从动机所需要的机械能。

本发明所采用的另一技术方案是， 一种热泵热机复合循环动力系统，包 括依次排列安装的从动机、压气机、蒸汽发生器、蒸汽动力涡轮、气体动力 涡轮和冷凝器，在蒸汽发生器和冷凝器之间连接有液体增压泵。

本发明所采用的第三技术方案是， 一种常温催化核聚变的方法，该方法 按照以下步骤实施：在核反应堆部分的磁约束装置中，注入氢等离子体，同 吋注入额外的电子或质子作为催化剂，使得该电子与氢的原子核结合，生成 中间反应物中子，该中子与氢的原子核结合生成氘原子核，获取核聚变能。

本发明的常温催化核聚变能源的获取方法，能够提供近似于无限量的热 源，本发明的热泵热机复合循环动力系统，基本上可以使上述常温催化核聚 变获取的热能全部转化为机械能，并且实现了废热零排放，具有巨大的经济 和环保价值。 附图说明

图1是本发明的热泵热机复合循环动力系统的结构示意图； 图2是本发明方法中利用热泵热机复合循环动力系统进行能量转化的工 作流程图。

图中，l.从动机，2.压气机，3.蒸汽发生器，4.蒸汽动力涡轮，5.气体动力涡轮，6.冷凝器，7.液体增压泵。 具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的动力系统包括核反应堆部分和热泵热机复合循环动力系统构 成，核反应堆部分核心部件采用现有的磁约束装置。

所述的热泵热机复合循环动力系统如图1所示，其基本结构是，包括依

次排列安装的从动机l、压气机2、蒸汽发生器3、蒸汽动力涡轮4、气体动 力涡轮5和冷凝器6，在蒸汽发生器3和冷凝器6之间连接有液体增压泵7。 从其工作循环原理来看，热力转化系统也称为热泵热机复合循环动力系统。 热泵热机复合循环动力系统的工作流程是，常压常温气体流经压气机2 后产生高温高压气体，流入蒸汽发生器3后分别产生高温高压蒸汽和低温高 压气体，分别输往蒸汽动力涡轮4和气体动力涡轮5，以产生驱动压气机2 及发电机一类的从动机1所需要的机械能，流出蒸汽动力涡轮4和气体动力 涡轮5后的乏蒸汽和深冷常压气体进入冷凝器6再次进行热交换，使得乏蒸 汽冷凝为低温常压液体，经液体增压泵7增压后流回蒸汽发生器3，完成蒸 汽循环。深冷常压气体流过冷凝器6后成为低温常压气体，可以直接排放或 作为冷源使用。

深冷常压气体的温度，与环境温度和蒸汽循环工质在常压下的凝沸点相 关。所选取的蒸汽循环工质在常压下的凝沸点通常应比环境常温低40~60K， 是保证循环正常工作的基本要素。

本发明的常温催化核聚变的能量获取与转化方法，按照以下步骤实施-步骤l、在核反应堆部分的磁约束装置中，注入氢（1H)等离子体，同 时注入额外的电子或质子作为催化剂，使得该电子与氢（1H)的原子核结合，生成中间反应物中子，该中子与氢OH)的原子核结合生成氖（2H)原子 核，获取核聚变能；

氢（1H)的原子核结合能是零，而氘（2H)原子核结合能大约是1M 电子伏特，这样的话，每小时合成40克的氘（2H)，就可以获得100万KW 的热功率，产生热能的效果非常显著，燃料来源充足廉价，便于推广使用； 步骤2、利用热泵热机复合循环动力系统，将步骤1获取的核聚变能（热

能）转化为机械能，如图2所示，具体步骤为：

将步骤1获取的核聚变能（热能）通过热交换器转化为气体热能，再将

该载能气体输入压气机2，产生高温高压气体，高温高压气体流入蒸汽发生 器3，产生高温高压蒸汽和低温高压气体，并分别输往蒸汽动力涡轮4和气 体动力涡轮5，以产生驱动压气机2与发电机一类的从动机1输出动力所需

要的机械能。

本发明的热泵热机复合循环动力系统工作时，基本上可以使上述常温催 化核聚变获取的热能全部转化为机械能，或者通过发电机进一步转化为电 能，并且实现了废热零排放，所排放的冷气可以作为冷源加以有效利用，避 免了现有核电站废热排放带来的环境影响。