隨著深空探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步,空間核動(dòng)力越來越成為載人航天任務(wù)的理想選擇,將雙模式空間核動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用于航天推進(jìn)系統(tǒng)已成為一種新的趨勢(shì)。基于空間核能液態(tài)金屬朗肯循環(huán),提出一種新型的雙模式核熱推進(jìn)系統(tǒng),并對(duì)該推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)電模式下的液態(tài)金屬朗肯循環(huán)進(jìn)行了性能分析。利用能量分析和■分析的方法對(duì)雙模式核熱推進(jìn)系統(tǒng)下的朗肯循環(huán)進(jìn)行熱力計(jì)算,得出各部件的能量損失和■損,找出損失最大的部件并分析原因,取不同的空間環(huán)境溫度研究其對(duì)■損和■效率的影響,為系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)化提供理論依據(jù)。 

【文章來源】：熱科學(xué)與技術(shù). 2020,19(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

基于液態(tài)金屬朗肯循環(huán)的雙模式核熱推進(jìn)系統(tǒng)示意圖

發(fā)電模式由基本液態(tài)金屬朗肯循環(huán)實(shí)現(xiàn)。參考NASA的輸出電功率為5 MW的空間核能朗肯循環(huán)計(jì)算模型[16](見圖2)。其中第一回路為液態(tài)金屬鋰,與推進(jìn)模式共用一個(gè)反應(yīng)堆,通過閥門的開關(guān)來完成與液態(tài)氫輪流進(jìn)入堆芯連接管的熱量吸收。第二回路為液態(tài)金屬鉀,工質(zhì)鋰通過反應(yīng)堆吸熱后分別對(duì)蒸汽發(fā)生器和再熱器中的鉀工質(zhì)加熱,鉀工質(zhì)吸熱變成鉀蒸汽進(jìn)入渦輪機(jī)做功發(fā)電,完成熱能到電能的轉(zhuǎn)變,從汽輪機(jī)出來的乏汽經(jīng)冷凝器冷凝后再回流到工質(zhì)泵。根據(jù)報(bào)告給出的已知參數(shù),將圖2中各個(gè)狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)[16]列于表1。

從圖4可以看出隨著空間環(huán)境溫度的增加反應(yīng)堆的損占比逐漸增加,冷凝器和蒸汽發(fā)生器的損占比隨環(huán)境溫度的增加而下降,這也驗(yàn)證了溫差傳熱是引起不可逆損的主要原因;隨著環(huán)境溫度的增大,除了冷凝器其他部件的效率變化均不明顯,冷凝器的效率隨著空間環(huán)境溫度的升高而增加,從圖4中也可以看出泵透平和蒸氣透平的效率同樣不高,但受環(huán)境溫度影響不大,這是由于透平做功存在不可逆損失,導(dǎo)致效率不高。圖4 損和效率隨環(huán)境溫度變化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3464675