技术领域
[0001] 本
发明涉及核
热能与动力转换技术领域，尤其涉及一种熔融盐核反应堆以及基于熔融盐核反应堆的机载动力系统。
背景技术
[0002] 当前
热机主要采用
汽油、柴油、
天然气、
煤气或者煤炭等高
质量化石
燃料，且随着社会建设的发展，各个工业领域对
化石燃料的需求不断，尤其是以化石燃料为直接动力的
汽车，全球当前汽车保有量突破12亿辆，其
碳排放量巨大，已经带来了严重的
温室效应和光化学污染，且成为城市空气污染的主要因素。
[0003] 化石
能源属于不可再生资源，现有石油和天然气探明储量仅可供人类使用半个世纪左右，越来越多的化石燃料消耗不仅带来了资源的严重浪费，还引起了更为严重的能源危机；人们正迫切开发各种新能源来摆脱对化石能源的依赖，这使得新能源技术得到了长足的发展与进步。
[0004] 核能是最有潜力取代现有化石能源的新能源，在核能利用率较高的国家，其核能发电量占全国75％以上；但核电厂采用的是丰度较高的
铀基燃料棒，核反应堆设备庞大，安全等级要求高，难以用于机载动力机；且一般采用适合商业规模应用的压
水堆，它采用水作为工质的热力系统，结构复杂，压力等级高，凝汽器庞大，也不适用于小型动力机。
[0005] 为了解决化石燃料汽车的污染问题，目前各个国家都在大力推进电动汽车的发展，而我国80％
电能来源于燃煤电厂，现有采用电力作为能源的汽车本质依然消耗煤炭等化石能源。采用燃油作为能源的汽车航程较短，一次加油一般不超过700公里；而受限于
电池等技术
瓶颈，电动汽车一次充电一般不超过300公里。因此，电动汽车的发展难以从根本上解决化石燃料的消耗与其带来的污染问题。
[0006] 探月、火星等航天项目中的勘探车辆动力系统采用
太阳能电池板供电，核能仅用于车辆内部保温，勘探车辆受限于昼夜而交替工作，工作效率低。月球、火星等其他星球的外表面
温度非常低，若采用水作为动力系统的载热工质则存在全系统结
冰而无法工作的问题。
[0007] 因此，在能源危机日益迫近的今天，将核反应堆适用于汽车等的小型化技术不仅能极大缓解能源危机，对日益严重的环境问题也具有重大的现实意义。
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种熔融盐核反应堆以及基于熔融盐核反应堆的机载动力系统，它具有
能量转换效率高、安全性好、体积小、结构简单且易于实现的优点。
[0009] 本发明是这样来实现的，一种熔融盐核反应堆，它包括
石墨堆壳、化学盐处理罐、熔盐排放罐以及从内向外依次包裹在石墨堆壳外周的
合金壳、内保温层、
钢制
外壳和外保温层，其结构是，它还包括用于反应堆冷却与核热能传递的反应堆冷却器，所述石墨堆壳内设有石墨结构以及容纳熔融盐
堆芯的熔融盐腔，该反应堆冷却器的受热段伸入到石墨堆壳中，反应堆冷却器的放热段位于外保温层的外部；
[0010] 所述化学盐处理罐和熔盐排放罐均与熔融盐腔连通，且熔盐排放罐与熔融盐腔之间还设有冷冻
阀。
[0011] 所述石墨堆壳内设有与熔融盐腔连通的熔融盐冷却通道，熔融盐冷却通道上设有熔盐
泵，所述反应堆冷却器的受热段嵌合在石墨堆壳中并盘绕在熔融盐冷却通道外周，反应堆冷却器的放热段位于外保温层的外部。
[0012] 所述石墨堆壳内的石墨结构为石墨柱，若干石墨柱围绕成熔融盐腔，石墨柱与石墨堆壳内壁之间构成冷却腔，冷却腔包绕在熔融盐腔外部且与熔融盐腔相连通；所述反应堆冷却器的受热段包括相互连通的埋设在石墨堆壳与石墨柱内的盘管。
[0013] 所述石墨堆壳内的石墨结构是截面为半圆形结构的石墨棒，熔融盐腔以及位于熔融盐腔内的熔融盐堆芯均位于两个石墨棒构成的笼型空间内，石墨棒与石墨堆壳内壁之间构成冷却腔；所述反应堆冷却器的受热段包括相互连通的分别埋设在石墨堆壳与石墨棒中的外盘管和内盘管，相邻外盘管和内盘管构成环绕冷却腔的腰圆结构；
[0014] 所述熔融盐核反应堆还包括位于外保温层外部的排气管和加盐管，所述排气管和加盐管均与熔融盐堆芯连通。
[0015] 所述反应堆冷却器是以液压油、氟化盐或
钾钠合金为工质的耐
辐射合金制换热器，该反应堆冷却器的放热段包括并联的放热回路与预热旁路，预热旁路内的工质经预热器换热后与放热回路中放热后的工质汇合，被
循环泵泵回反应堆冷却器的受热段。
[0016] 一种基于熔融盐核反应堆的机载动力系统，其结构是，它包括上述的熔融盐核反应堆，它还包括若干级热力机组、与该热力机组配套连接的冷却系统以及与该热力机组传动连接的动力平衡系统，熔融盐核反应堆中反应堆冷却器的放热段通过高温加热器与热力机组的热源段进行热量交换，所述熔融盐核反应堆、热力机组、冷却系统与动力平衡系统均与控制调节装置控制连接。
[0017] 所述热力机组包括膨胀动力机、热力机组
回热器、热力机组循环主泵、储液罐和气液分离
增压器，热力机组中经热源段处吸热后的高温工质依次经过膨胀动力机和热力机组回热器放热，低温工质在气液分离
增压器中进行增压气液分离，液态工质被存储到储液罐中，再由热力机组循环主泵泵入热力机组回热器进行预热，最后被输送到热力机组中经热源段处循环吸热。
[0018] 所述冷却系统包括热力机组冷却器、冷却机
风扇和冷风风道，热力机组冷却器与气液分离增压器并联。
[0019] 所述动力平衡系统包括
电机、电力逆变器和
蓄电池，所述电机与膨胀动力机传动连接。
[0020] 优选的是：所述机载动力系统的工质是用于
朗肯循环和三边闪蒸
热力循环的芳香
烃、烷烃、氟烃或有机
硅油，以及用于布雷顿循环的二
氧化碳、氮气或氦气。
[0021] 本发明的有益效果为：本发明采用的熔融盐核反应堆具有功率
密度大、体积小，核泄露风险小，易于控制等优点。将熔融盐核反应堆用于车载动力系统，它具有转换效率高、安全性好、体积小、结构简单且易于实现的特点，其动力输出可自由调节，能够为陆地行驶车辆、
船舶和大型航空器提供驱动动力，也可在其他领域替代
内燃机。本发明为推动新能源的发展应用以及环境污染的解决提出了一个易于实现的技术方案。
附图说明
[0022] 图1为本发明基于熔融盐核反应堆的机载动力系统的一种
实施例的结构示意图。
[0023] 图2为本发明熔融盐反应堆一个实施例的结构剖面图。
[0024] 图3为本发明熔融盐反应堆另一个实施例的结构剖面图。
[0025] 图4为本发明机载动力系统采用二级热力机组的部分结构示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
[0027] 如图1-3所示，本发明是这样实现的，一种熔融盐核反应堆1，它包括石墨堆壳4、化学盐处理罐8、熔盐排放罐10以及从内向外依次包裹在石墨堆壳4外周的合金壳7、内保温层11、钢制外壳12和外保温层13，其结构是，它还包括用于反应堆冷却与核热能传递的反应堆冷却器14，所述石墨堆壳4内设有石墨结构3以及容纳熔融盐堆芯的熔融盐腔2，该反应堆冷却器14的受热段伸入到石墨堆壳4中，反应堆冷却器14的放热段位于外保温层13的外部；反应堆冷却器14用于吸收核反应释放的热量，一方面控制核反应温度，另一方面将核反应热量传递到反应堆外部，以作为驱
动能量。
[0028] 所述化学盐处理罐8和熔盐排放罐10均与熔融盐腔2连通，且熔盐排放罐10与熔融盐腔2之间还设有冷冻阀9；冷冻阀9在熔融氟化盐超温时融化，使熔盐流入熔盐排放罐10，停止核反应并冷凝；该冷冻阀9还可通过反应堆
监控系统控制开启，使熔融盐流入反应堆下部的熔盐排放罐10中，使核燃料低于临界体积而停止核反应。
[0029] 该熔融盐核反应堆1的其中一个实施结构为：所述石墨堆壳4内设有与熔融盐腔2连通的熔融盐冷却通道5，熔融盐冷却通道5上设有熔盐泵6，所述反应堆冷却器14的受热段嵌合在石墨堆壳4中并盘绕在熔融盐冷却通道5外周，反应堆冷却器14的放热段位于外保温层13的外部。该熔融盐核反应堆1的核反应材料和熔融盐冷却通道5的导热材料为熔融态氟化盐，所述石墨堆壳4为容纳熔融盐的容器，石墨堆壳4具有熔融盐腔2和熔融盐冷却通道5两个主要结构，反应堆冷却器14的受热段嵌合在熔融盐冷却通道5周围的石墨中并吸收石墨传递出来的核反应热能，反应堆冷却器14的放热段与热力机组的高温加热器18结合成管壳式换热器，并将热量传递至高温加热器18内的热力机组载热工质。
[0030] 如图2所示，该熔融盐核反应堆1的其中一个实施结构为：所述石墨堆壳4内的石墨结构3为石墨柱301，若干石墨柱301围绕成熔融盐腔2，石墨柱301与石墨堆壳4内壁之间构成冷却腔401，冷却腔401包绕在熔融盐腔2外部且与熔融盐腔2相连通；所述反应堆冷却器14的受热段包括相互连通的埋设在石墨堆壳4与石墨柱301内的盘管1401；该熔融盐核反应堆1的实施特点是：反应堆内采用环形的石墨柱301围绕形成熔融盐腔2，在石墨柱体301和石墨堆壳4之间形成冷却腔401，冷却腔401通过石墨柱301之间的通道与熔融盐腔2相连，冷却腔401在空间上包绕在熔融盐腔2周围，冷却腔401外部为反应堆石墨壳4，石墨壳4和石墨柱301内均埋设有盘管1401，导热工质由反应堆冷却器14的入堆口进入反应堆，在盘管1401内吸收反应堆熔盐的热量，由反应堆冷却器14的出口流出。该结构设计与带有熔盐泵的反应堆相比，其优点在于反应堆内部温度能够得到较好的控制，由于没有熔盐泵其结构简单，故障率低。
[0031] 如图3所示，该熔融盐核反应堆1的其中一个实施结构为：所述石墨堆壳4内的石墨结构3是截面为半圆形结构的石墨棒302，熔融盐腔2以及位于熔融盐腔2内的熔融盐堆芯均位于两个石墨棒302构成的笼型空间内，石墨棒302与石墨堆壳4内壁之间构成冷却腔402；所述反应堆冷却器14的受热段包括相互连通的分别埋设在石墨堆壳4与石墨棒302中的外盘管1403和内盘管1402，相邻外盘管1403和内盘管1402构成环绕冷却腔402的腰圆结构；
[0032] 所述熔融盐核反应堆1还包括位于外保温层13外部的排气管404和加盐管405，所述排气管404和加盐管405均与熔融盐堆芯连通。该熔融盐核反应堆1在实施时，石墨棒302在两端与石墨堆壳4相接，石墨棒302与石墨堆壳4之间形成冷却腔402，反应堆冷却器14的盘管分布在石墨堆壳4和石墨棒302中，形成外盘管1403和内盘管1402的两级加热器，且绕着冷却腔402构成腰圆形结构，吸热效率高。同时，熔融盐核反应会产生微量的强
腐蚀气体，气体由位于反应堆顶部的排气管404排出，加盐管405用于向反应堆内注入新制核燃料。
[0033] 如图1所示，所述反应堆冷却器14是以液压油、氟化盐或钾钠合金为工质的耐辐射合金制换热器，该反应堆冷却器14的放热段包括并联的放热回路与预热旁路15，预热旁路15内的工质经预热器17换热后与放热回路中放热后的工质汇合，被循环泵16泵回反应堆冷却器14的受热段。反应堆冷却器14可采用封闭的高温
热管作为导热元件；熔融盐产生的热能经熔融盐冷却通道5、冷却腔401或冷却腔402以及石墨堆壳4传导至反应堆冷却器14的热管受热段，由载热工质传导至反应堆冷却器14的冷却段。
[0034] 以附图1所示熔融盐核反应堆1的结构为例，其具体工作原理是：
[0035] 熔融盐核反应堆采用氟化铀、氟化钍、氟化铍、氟化锂的混合物作为熔盐材料，其中氟化铀为核反应材料，氟化钍为增殖核反应材料，氟化铍、氟化锂为载热熔盐。在石墨堆壳4的熔融盐腔2内，氟化铀和氟化钍的混合物达到临界，核反应产生的热能使混合氟化盐熔融，并通
过热传导和
对流使石墨堆壳4中的全部熔盐融化并充分混合。所述反应堆冷却器14可采用闭合回路热力循环结构，其内部载工质为氟化盐与或钾钠合金与或高温液压油。熔融盐产生的热能经熔融盐冷却通道5和石墨堆壳4传导至反应堆冷却器14的受热段，由载热工质氟化盐与或钾钠合金与或液压油传导至反应堆冷却器的冷却段。另外，反应堆填料由氟化核燃料和反应堆冷却介质氟化盐混合制成；
[0036] 工作时，熔融盐在熔盐泵6的推动下在熔融盐腔2和反应堆冷却通道5形成的环形通道内流动，并将堆芯产生的热能带入反应堆冷却通道5周围的石墨中，嵌合在石墨中的反应堆冷却器14将热能带出反应堆，反应堆冷却器14的环管出堆后分两个支路，放热回路进入热力机组的高温加热器18，加热热力系统载热工质后引出高温加热器18；预热旁路15经预热器17后与放热回路汇合，汇合后的冷却器载热工质经循环泵16推动重新进入反应堆受热。
[0037] 其中，预热旁路15的作用有以下几点：1、提高进入反应堆1的冷却工质温度，可以降低反应堆内的
传热偏差和反应堆的内
应力；2、提高反应堆的最终供能温度，提高热力机组的热能转换效率；3、预热旁路与放热回路相配合提高了冷却工质的循环流量可控性，提高了反应堆的安全性；4、降低了反应堆冷却器循环泵的
工作温度，提高反应堆辅助设备的安全裕度。
[0038] 反应堆合金壳底部安装冷冻阀9，冷冻阀9直接通入下方的熔盐排放罐10，当反应堆超温时，冷冻阀9受热融化打开通往熔盐排放罐10的通道，使熔盐进入熔盐排放罐10，熔盐排放罐10内采用高
中子吸收材料，如镍、铬及其合金等，使核反应速率降低至停堆。反应堆冷却器14还可设计为同时包绕着熔盐排放罐10和反应堆冷却通道5，依靠反应堆冷却器14和机组的冷却器将核材料的余温排放至自然环境。
[0039] 该熔融盐核反应堆1的各个结构具体实施方式如下：
[0040] 石墨堆壳4的外部为合金壳7，可采用镍基
合金钢等耐辐射的合金板材制成。合金壳7外侧为内保温层11，采用硬质耐高温
隔热材料制成保温层。内保温层11外部为高强度钢制外壳12，外壳用于固定反应堆。由于合金壳7与钢制外壳12之间的保温层为硬质隔热材料，其导热系数较大，则钢制外壳12外部需要敷设外保温层13。合金壳7用
支架固定在钢制外壳12内，钢制外壳12固定在
基座上；
[0041] 采用石墨作为堆壳材料，石墨可作为核反应的慢化剂与反射层，其熔点远高于氟化盐的熔点，石墨的热传导系数很高，有助于缩小反应堆的体积降低其质量，同时提高反应堆的热力控制性能；
[0042] 合金壳7应采用镍基钢等耐辐射、耐高温的合金制成，能够在高温和频繁变温的环境中长期保持强度，不发生金属蠕变或脆化。合金壳7内外两侧采用高浓度
氢氟酸钝化或
镀金，防止熔盐泄露对金属板产生腐蚀；
[0043] 内保温层11应采用硬度较高的隔热材料制成，在高温环境中能保持较高的强度，能够对合金包壳内的反应堆起到一定
支撑的作用，使反应堆相对钢制外壳不发生位移。保温材料应耐氢氟酸、氟化盐等强腐蚀环境，不宜采用含有硅化物的材料。当采用不耐氢氟酸、氟化盐的保温材料时，模
块化的保温材料应采用高浓度氢氟酸钝化的金属蒙皮包覆。模块化的保温材料应可以快速拆卸，有利于反应堆的检修，以及核材料的加注和更换以及事故状态下的应急处理。若在无大气环境中运行，内保温层11应采用
真空夹层保温形式，保温层外侧采用镀
银、镀金等处理方式进行高反射处理、内侧采用低热辐射涂层涂覆；
[0044] 钢制外壳12采用高强度钢板制成，如Q460钢材等。钢制外壳采用可拆卸结构，便于反应堆的检修。外壳的内侧采用高浓度氢氟酸钝化处理，全结构采用球形、椭球形和加强板、筋结构，使反应堆外壳具有高强的耐冲击性能。反应堆整体安装在车辆、船舶、航空器内的专用固定
框架内；
[0045] 外保温层13采用隔热性能好的材料制成如玻璃丝
棉、聚
氨酯等，用
镀锌铁皮、镀锌
铝皮、玻璃钢等制成包壳；
[0046] 另外，反应堆冷却器14采用高温液压油与或钾钠合金等为高温载工质，在封闭环管内循环流动，受热段采用蛇形、螺旋形嵌合在石墨堆壳4中的反应堆冷却通道5周围吸收石墨传递的热量。反应堆冷却器5进出反应堆的管段贯穿合金壳、内保温层、钢制外壳和外保温层，将热量传导出反应堆。根据实际需要，若采用氟化锂、氟化铍等氟化盐与或其低熔点混合氟化盐组成反应堆冷却器的载热质时，反应堆冷却器14回路不设预热器17，防止氟化盐
凝固；循环泵16采用耐高温耐腐蚀的熔盐泵。
[0047] 如图1所示，一种基于熔融盐核反应堆的机载动力系统，其结构是，它包括上述的熔融盐核反应堆1，它还包括若干级热力机组、与该热力机组配套连接的冷却系统以及与该热力机组传动连接的动力平衡系统，熔融盐核反应堆1中反应堆冷却器14的放热段通过高温加热器18与热力机组的热源段进行热量交换，所述熔融盐核反应堆1、热力机组、冷却系统与动力平衡系统均与控制调节装置控制连接；它是一种采用熔融盐核反应堆作为能源的车辆的热能与动力转换装置，它利用热力机组将反应堆的发热量转化为动力轴功，该系统无除氧、除盐系统；它在控制调节装置的控制下，利用熔融盐核反应堆1中反应堆冷却器14的冷却段与热力机组的高温加热器18耦合，使得热力机组获得具有高温热能的高压工质，以驱动热力机组做功，并通
过冷却系统与动力平衡系统调节热力机组工作过程。所述机载动力系统的工质是用于朗肯循环和三边闪蒸热力循环的芳香烃、烷烃、氟烃或有机硅油，以及用于布雷顿循环的二氧化碳、氮气或氦气。所述控制调节装置，应不间断监测反应堆的堆温、堆压，可主动与或人为开启冷冻阀9停止反应堆的核反应；不间断监测反应堆冷却器和机组冷却器的运行工况，优先保证冷却器的运行；不间断监测热力机组的各部件的热力参数。所述控制调节装置，可
自动调节各阀
门的开度以根据反应堆运行状况和环境状态调节热力系统的运行状态。所述控制调节装置还需通过无线网络与监控部门实时连接，将车辆、船舶、航空器的动力系统运行状况汇总至监控部门。
[0048] 根据实际动力输出需要，可设计一级、二级以及多级热力机组结构。
[0049] 如图1所述的采用一级热力机组时的结构，该热力机组包括膨胀动力机22、热力机组回热器21、热力机组循环主泵20、储液罐19和气液分离增压器24，热力机组中经热源段处吸热后的高温工质依次经过膨胀动力机22和热力机组回热器21放热，低温工质在气液分离增压器24中进行增压气液分离，液态工质被存储到储液罐19中，再由热力机组循环主泵20泵入热力机组回热器21进行预热，最后被输送到热力机组中经热源段处循环吸热。所述冷却系统包括热力机组冷却器23、冷却机风扇25和冷风风道26，热力机组冷却器23与气液分离增压器24并联，冷却风通道26可与热力网、建筑
空调连接；所述动力平衡系统包括电机27、电力逆变器28和蓄电池29，所述电机27与膨胀动力机22传动连接；电力逆变器28配备电力网
接口，使动力系统可以与外界
电网并网运行。
[0050] 其工作原理是：熔融盐反应堆1将热能通过反应堆冷却器14传递至热力机组的高温加热器18，它将高压状态的热力工质加热至高温高压状态，高温高压状态的热力工质进入热力系统的膨胀动力机22做功并通过调速器传递至车辆、船舶、航空器等的动力部件，膨胀动力机22排汽进入热力机组冷却器23冷却；该热力机组采用单级
有机朗肯循环时，储液罐19中的有机工质被热力机组循环主泵20抽出并升压至高压状态进入热力机组回热器21，吸收汽机排汽后进入高温加热器18。
[0051] 动力平衡系统的电机27
主轴与热力机组、车辆传动件铰接，通过电力逆变器28调整电机27的励磁使电机根据动力需要在
电动机、发电机和空载状态之间进行转换，使动力机组和动力平衡系统的联合动力输出满足车辆对动力的动态需求，并为全机的启停和控制提供电力。所述控制调节装置通过控制电力逆变器28控
制动力平衡系统。
[0052] 如图4所示的采用二级热力机组时的结构，工质经一级高温加热器604加热后，依次经过一级膨胀动力机605和一级热力机组回热器603放热，再经过二级高温加热器606加热用于驱动二级膨胀动力机704的工质，最后，依次经一级气液分离增压器607、一级储液罐601、一级热力机组循环主泵602和一级热力机组回热器603后，返回一级高温加热器604循环受热；而用于驱动二级膨胀动力机704的工质在二级高温加热器606受热后，依次经过二级膨胀动力机704和二级热力机组回热器703放热，再经过热力机组冷却器23或二级气液分离增压器705后，液态存储于二级储液罐701，又被二级热力机组循环主泵702依次泵入二级热力机组回热器703和二级高温加热器606循环受热；其中的热力机组冷却器
23与二级气液分离增压器705并联，动力平衡系统的电机27与二级膨胀动力机704传动连接。
[0053] 上述二级热力机组可适用于采用高沸点有机工质工作的两级有机朗肯循环，它可避免热力机组冷却器23工质侧的压力过低，其工作原理如一级热力机组所述，即当一级的工质经一级热力机组循环主泵602、一级热力机组回热器603、一级高温加热器604、一级膨胀动力机605后，进入二级高温加热器606换热，其与其热交换的工质为第二有机朗肯的二级工质，即二级高温加热器606即用于第一级有机朗肯循环工质冷却同时又用于第二级有机朗肯循环的工质加热。第二级有机朗肯循环的流程与第一级相同，但采用沸点更低的有机工质，如戊烷、五氟
丁烷等烷烃、氟代烷烃，可保证热力机组冷却器23的工质一侧为
正压状态，防止空气泄露进入热力循环。所述采用多级有机朗肯循环的热力机组，当采用氟烷作为末级朗肯循环工质时，一些种类氟烷的凝固温度低于地球环境能达到的最低温度，可根据地域环境选择合适的工质。
[0054] 本发明记载的基于熔融盐核反应堆的机载动力系统根据不同的工作循环，采用不同的工质，且其实施时，还具有各自的特点，具体如下：
[0055] 当采用有机朗肯循环时，热力参数按照反应堆冷却器14热力循环性能、膨胀动力机的最优膨胀比等因素确定，气液分离增压器24为
柱塞泵与或高压
离心泵。熔融盐反应堆堆温非常高，采用高温
导热油作为反应堆冷却器的冷却载热介质，有机介质的热力循环最高温度为500℃，采用
甲苯、苯、长链烷烃、有机硅油等高沸点有机物建立第一级超临界有机朗肯循环，采用戊烷、五氟丁烷等低沸点有机物建立第二级超临界有机朗肯循环。两级及以上的复合式超临界有机朗肯循环有助于提高热力系统循环效率，并提高热机冷却器压力至
大气压力，有利于设备的安全运行。
[0056] 当采用布雷顿循环时，热力系统工质可选择二氧化碳、氮气、氦气等惰性气体，气液分离增压器24为
涡轮增压机，热力机组冷却器23可不设气液分离装置，全系统仅有一个环路。
[0057] 当其热力机组为采用二氧化碳、氮气、氦气等惰性气体的布雷顿循环时，由于全系统处于超
临界状态其热力循环效率高，但是相同功率膨胀动力机的体积比有机朗肯循环
汽轮机体积大，
涡轮增压器的功耗较大。
[0058] 各个部件的连接结构是：膨胀动力机的
转子主轴通过变速箱与车辆、船舶等的驱动件连接。用于热力机组冷却器23
散热的冷却机风扇25采用
轴流风机，其动力和来源于热力机组或动力平衡系统。为了提高热力机组冷却器23的冷却出力和热力机组停机时熔融盐核反应堆的散热需求，采用与动力机组联动的风机机组强化热机冷却器的冷却效果。热力机组停机时，依靠动力平衡系统中的蓄电池29为风机机组提供动力。冷风风道26可与人居建筑的
通风系统、空调系统相连接，用于人居建筑的采暖等热力负荷。
[0059] 本发明采用蓄电池、电力逆变器和电机组成动力平衡系统，电机主轴与车辆、船舶、航空器的动力部件通过
变速器连接，可为车辆、船舶的动力系统提供尖峰负荷以及低动力需求时储存热力机组的富裕发电量。动力平衡系统需包括可与外界电网连接的电网接入端口，可以对接车辆、船舶、航空器自身携带的太阳能、
风能等发电系统的电力；当车辆、船舶临时停运时，反应堆生产的热能通过热力机组带动电机转变成电能，并储存在机载蓄电池中；当车辆、船舶长时间停运时，熔融盐核反应堆停堆时间较长且需要释放大量的余热，热力机组产生的动力需要通过电机转换成电能并通过电网并网接口输送至电网。
[0060] 本发明的控制是采用一套采集探测机载动力系统中各件运行参数的
传感器以及与传感器相连的用于控制机载动力系统运行的控制调节装置。控制调节装置需实时监测和调控熔融盐核反应堆内部的热力参数和反应堆冷却器、热力机组的热力参数及运行状态，以及热力工质储存罐内的工质量、系统转速、
电池组的电量等动力系统关键设备的运行参数，通过管道阀门组件或电池阀等控制相关部件的
开关；控制调节装置中的电器件由动力平衡系统中的蓄电池供电。
