回热式闭式空间核能布雷顿循环系统性能分析及优化

随着深空探测的不断发展,作为最具发展潜力的能源之一,空间核动力在国内外得到大量关注和研究。空间核动力系统中热电转换技术至关重要,在大功率阶段下,布雷顿循环动态热电转换系统因其功率较大,效率较高等优点得到广泛应用和发展,对其进行特性分析和参数优化具有重要意义。对运用闭式布雷顿循环的次临界安全空间(S4)反应堆系统建立回热式布雷顿循环理论模型,分析其特性,并研究了回热度、工质变外部条件对循环效率等参数的影响;在此基础上,运用遗传算法对系统进行双目标优化,为布雷顿循环优化提供理论基础。

内可逆空间闭式简单布雷顿循环模型及其最优性能

应用有限时间热力学理论,建立了变温热源内可逆空间闭式简单布雷顿循环模型,导出了功率和热效率的表达式。求解方程得到了最佳低温热源温度,分析了循环的基本性能特性。当总换热器面积一定时,通过优化面积分配比得到了循环的最优性能,由优化低温热源温度进一步得到了双重最大功率。最后,在面积比分配和低温热源温度优化的基础上,对工质和热源间的热容率匹配进行优化,得到了三重最大功率。