闭式循环氦气轮机技术特点研究及应用前景展望

该文介绍常规热力发动机的定义与分类,并由此引入外燃机与广义上的内燃机的技术区别,归纳现有主流热力发动机及其遵循的热力循环。其中,燃气轮机是一类在发电、航空及舰船动力等领域得到广泛应用的热力涡轮机械,其与汽轮机相比有着其独到的技术优势。但在核动力领域,为确保安全性,多采用闭式循环燃气轮机。与常规的开式循环燃气轮机不同,闭式循环燃气轮机并不属于广义上的内燃机,其采用外部加热方式,并且有着更好的燃料适应性,在工质的选择上,也曾有过多种方案。与二氧化碳及氮气等气体相比,氦气具有较好的热物理性质,以其作为工质的氦气轮机同样得到业界重视。目前,氦气轮机多作为高温气冷堆的发电主机。随着相关技术的发展,除核电产业之外,高温气冷堆与氦气轮机有望应用于舰船动力等其他领域。

核能闭式循环氦气轮机动力装置性能优化

以潜艇用高温气冷堆氦气轮机循环为对象 ,用有限时间热力学理论和方法优化其性能 ,导出循环的功率、功率密度 (功率与循环中最大比容之比 )和热效率表达式 ,在高、低温侧换热器和回热器总热导率一定的条件下优化三个换热器热导率分配 ,得最佳功率、功率密度和热效率 ,并与文献中的概念设计方案性能作了比较。

顶置闭式氦气轮机核能联合循环及其系统综合优化研究

基于能的梯级利用思路，设计构筑了高温气冷堆与压水堆核 电站相结合的核能联合循环系统流程“超结构”。根据优化目标建立模型，得到２种可供选 用的顶置氦气轮机核能联合循环系统流程方案。经结合实例进行模拟分析，揭示了其热力学 特性，从而提出了核电站联合循环技术更新改造（ＮＲＨＳＣＣ－Ｒｅｐｏｗｅｒｉｎｇ）的途径。

闭式循环气轮机装置使用的无气体产生燃料

无气体产生燃料在AIP装置上的应用具有优势,如不会释放燃烧反应气体,不存在燃烧产物排放问题,不会形成排气尾迹。针对闭式循环气轮机装置使用的无气体产生燃料,提出了无气体产生燃料及其氧化剂选择和需满足的技术要求,给出了一些无气体产生燃料及其相应氧化剂的种类和性质,介绍了无气体产生燃料的燃烧方式和燃烧设备,描述了使用无气体产生燃料的闭式循环蒸汽轮机装置和燃气轮机装置的系统组成及工作原理,并对一些应用上问题进行了分析。

闭式循环高温气冷堆氦气轮机的性能优化

以带有回热器、中冷器、预冷器的高温气冷堆氦气轮机循环为研究对象,用发动机热力计算方法导出循环有效效率表达式和最佳增压比解析式,然后对高温气冷堆氦气轮机循环的热力过程进行分析,揭示了各参数之间的关系。另外,还对回热器、中冷器进行了简要分析并进一步优化,最后得到了一个优化设计方案。结果表明高温气冷堆氦气轮机最经济循环效率可达49.6%。

用于潜艇推进的闭式循环燃气轮机核动力装置

压力式轻水反应堆（ＰＷＲ）推进系统及其附属设备体积的约占目前攻击核潜艇内部可用空间的５０％。如果需求一种具有明显战斗力的小型通用攻击潜艇，好么主尺度上的显著减小将要求在推进装置上采用革新技术。从减小物理外形入手，在核推进系统特性方面有革命性改进的这种技术之一，就是在一个由闭式循环燃气轮机带动的高级电机推进系统中，以高温气冷式反应堆（ＨＴＧＲ）作为系统热源。

高温气冷堆氦气轮机基本特性研究

高温气冷堆氦气轮机循环被认为是将来核能发电领域中最有潜力的方案之一。首先对高温堆氦气轮机循环进行分析和优化 ,然后着重从热力学和气体动力学角度研究氦气轮机的基本特性。结果表明 ,氦气轮机有两个主要设计特点不同于通常的燃气轮机 :一个是叶片级数多 ;另一个是叶片高度低 ,这些特性分别由氦气的物性和闭式循环的高压所导致。

闭式循环热力发动机技术特点及应用研究

概要介绍热力发动机的定义,及其相关分类方式。柴油机、燃气轮机和汽轮机等几类常见的热力发动机效率、结构及技术特点上的不同进行对比研究。介绍以闭式循环燃气轮机为代表的闭式循环热力发动机及其技术特点与应用。为进一步研究和选取柴油机、汪克尔发动机、斯特林发动机、汽轮机、燃气轮机,以及氦气轮机等机型,以对比研究的方式,得出热力发动机实现闭式循环及实现自行启动的特点,并针对其未来发展进行展望。

额定165MW和41％效率的闭式循环核装置

据《Gas Turbine World》2007年3～4月号报道，南非Eskom拟2008年建造一台165MW闭式循环氦气轮机示范装置，于2012年启动运行，该装置将由高温氦气冷却卵石床模块式反应堆供给动力。

燃气轮机-模块式氦冷堆的前景

【英国《国际核工程》1996年1月号第10页报道】 美国燃气轮机-模块式氦冷反应堆(GT-MHR)计划受到重大挫折:国会最近作出决定,1996年财政年度只为该计划提供用于结束该项计划的资金。 该计划已成为美国政府的强烈反核偏见和国会为平衡美国预算所做的努力的牺牲者。尽管如此,通用原子公司(GA)却认为,

英文摘要

用于高温气冷堆发电设备的闭式循环氦气轮机装置；A Closed Cycle Helium Gas Turbine Plant Used for a High-temperature Gas Cooled Reactor-based Electric Power Generation Unit[刊，汉]//PSR波纹板片的热强度分析=Thermal Strength Analysis of the Corrugated Plates of Primary Surface Recuperators (PSR)[刊，汉]//PG6581B燃气轮机构成燃煤联合循环系统的性能分析=Performance Analysis of a PG6581B Gas Turbinebased Coal-fired Combined Cycle System[刊，汉]。