空间核能布雷顿循环系统热力学参数分析及优化

摘要：

在深空探索快速发展的背景下,空间核能布雷顿循环系统因其能量密度高、环境适应性强、效率高等优势成为深空探测的理想方案之一.与地面发电站不同的是,空间能量转换系统要兼顾系统效率和轻量化的要求,而系统关键参数对系统的效率和质量等性能有着重要的影响.因此,开展热力学参数分析和优化对空间核能布雷顿循环系统的设计具有重要意义.通过建立空间核能布雷顿循环的数学模型和系统部件的质量计算模型,以"质量比功率"为性能优化目标,研究压气机进口温度、压气机压比和涡轮进口温度等参数对系统性能的影响,并采用正交实验法进行优化分析.结果表明,压气机进口温度和压气机压比存在最优值使质量比功率取得最小值,涡轮进口温度升高有利于提高系统的发电效率和降低系统质量.涡轮进口温度的最优值为1500 K,压气机进口温度的最优值范围为416～508 K,压气机压比的最优值范围为2.4～3.1.

关键词：空间核能、布雷顿循环、质量比功率、性能分析、正交实验

所属期刊栏目：10

分类号：TK123(热力工程、热机)

资助基金：国家重点研发计划2018YFB1900602

在线出版日期：2022-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：87-94