用于水下航行器的铅铋堆S-CO_(2)循环发电系统热力学及动态特性分析

作     者：姜涛 李明佳 梁继越 马腾 张昊 郭嘉琪 JIANG Tao;LI Mingjia;LIANG Jiyue;MA Teng;ZHANG Hao;GUO Jiaqi

作者机构：热流科学与工程教育部重点实验室(西安交通大学能源与动力工程学院)陕西省西安市710049 北京理工大学机械与车辆学院北京市海淀区100081 中国原子能科学研究院北京市房山区102413 

基　　金：国家自然科学基金项目(52076161) 陕西省研发专项项目(2022GXLH-01-04,2020JCW-08) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2023年第43卷第11期

页      码：4138-4149页

摘      要：将铅铋堆与超临界二氧化碳(supercriticalcarbon dioxidecycle,S-CO_(2))循环相结合的发电系统可为水下航行器稳定、高效供能。然而,目前缺乏水下航行器与铅铋堆S-CO_(2)循环发电系统的匹配设计研究,其热力学分析仍不完善。因此,该文分别构建其热力学模型和动态模型,通过模拟仿真,开展发电系统与4种动力循环形式的匹配研究,发现简单回热循环与铅铋合金的温度匹配性较好,系统热效率在压缩机和透平入口压力分别为7.6和25MPa时达到26.81%,满足系统设计要求。进一步探讨循环关键运行参数对系统热力学性能的影响规律,结果表明,增大循环最高压力和最高温度有利于系统效率的提升。基于此,进行系统关键换热部件的设计,揭示发电系统在温度阶跃扰动条件下的动态响应特性。可知,当堆芯铅铋温度从410℃降至390℃时,循环效率在大约8s内下降1.69%。该文可为应用于水下航行器的铅铋堆超临界二氧化碳循环发电系统设计提供参考。

主 题 词：水下航行器 铅铋冷却堆 S-CO_(2)循环 热力学特性 动态特性 

学科分类：080701[080701] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.222296

馆 藏 号：203122375...