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。

小型离心式压气机压缩氦气闭式循环的初步研究

介绍了小型离心式压气机闭式循环实验台的组成,并在此实验台上进行了压缩氦气和压缩空气闭式循环的实验,针对实验所得数据进行整理和理论分析,得到了压气机压缩氦气的特性线,并且利用压缩空气和压缩氦气的对比实验结果,初步分析了同一压气机压缩不同工质的相似现象。

强预冷发动机新型热力循环布局及性能分析

为兼顾高超声速强预冷发动机的比冲及系统复杂度,提出了一种耦合闭式氦循环的强预冷发动机新型热力循环布局。该热力循环采用空气适度预冷,闭式氦循环采用较为简单的二支路分流冷却压缩方式。在支路1中,使用较少的液氢即可保证氦被冷却至低温以便于压缩,可提高闭式循环增压比进而增加闭式循环输出功率;在支路2中,利用温度相对较低的氢气对预冷器出口分流的部分高温氦冷却,保证支路1和支路2掺混后的氦温度满足预冷器要求。对该新型强预冷发动机的设计点性能进行了参数化影响分析及优化设计,马赫数5工作点比冲可达3287 s。通过旁路冲压当量比和喷管喉道面积的调节,可保证进气道、预冷涡轮通道和旁路冲压通道的匹配工作,且能实现冷却与燃烧所需燃料量的平衡;通过对闭式氦循环基准压力的调节可实现发动机推力的有效调节,且各主要部件均能匹配稳定工作。沿典型飞行轨迹的发动机总体性能计算表明,在马赫数0~5工作范围内,该新型强预冷发动机具有较高的推力和比冲性能;且闭式氦循环较为简单,利于工程实现,该新型热力循环布局可为高超声速强预冷发动机设计提新的思路。

SABRE发动机吸气模式下氦气闭式循环特性分析

对SABRE发动机吸气模式下氦气闭式热力循环系统进行了分析,得知该循环采用布莱顿循环。根据来流马赫数的变化,计算出了SABRE发动机在吸气模式下氦气闭式循环中各部件的运行参数,确定了影响该循环的主要参数。结果表明:氦气闭式循环在SABRE发动机吸气模式下,通过换热器实现了高温热源与低温源之间的热量传递,该循环输出了大部分功用来带动空气压气机。在低温热源温度确定的情况下,提高换热器HX4的性能和提高氦气涡轮T1前的温度,可以增加空气路有效功的输出。

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]。