閉式布雷登循環(huán)空間太陽能熱動力電源的仿真研究.pdf

1、1968年由美國工程師PeterGlaser提出了空間太陽能發(fā)電(SpaceSolarPower,SSP)的概念，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已取得了很大的成果。我國近年來在這項技術上也有較大的發(fā)展和突破，但由于起步較晚，很多關鍵性技術還不夠成熟，導致了空間太陽能發(fā)電與地面發(fā)電裝置相比初始成本偏高，不利于實際的生產(chǎn)需要。因而研究系統(tǒng)動態(tài)特性以降低初始投資和運行費用，同時提高系統(tǒng)穩(wěn)定性已成為當前我國發(fā)展空間太陽能發(fā)電的首要課題。 本文以一套

2、空間動力電源為研究對象，采用模塊化建模的方法，建立了系統(tǒng)各部件的動態(tài)數(shù)學模型和相應的仿真模型，并在此模型上完成了多個仿真試驗，得到了較為合理的結果，對其做出了相應的分析。本文的主要工作和結論如下： 在我國自行研制的10kW空間熱動力電源系統(tǒng)設計方案的幾何參數(shù)和熱力學參數(shù)的基礎上，建立了包括吸熱器、輻射器、管式回熱器、單級壓氣機在內(nèi)的系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學模型，并應用ACSL語言編制了相應的仿真程序。分析了穩(wěn)態(tài)參數(shù)，完成了：吸熱器熱負荷擾動

3、試驗、吸熱器及回熱器換熱系數(shù)變化試驗、工質(zhì)泄漏試驗、輻射器熱管損壞試驗等多個仿真實驗。計算結果表明： 1)與設計值相比，主要參數(shù)的穩(wěn)態(tài)誤差不大于5％，動態(tài)特性的趨勢與理論分析結果較吻合。 2)工質(zhì)氣體采用干空氣來代替實際使用的惰性氣體，其效果相當，所產(chǎn)生系統(tǒng)的誤差也在允許的范圍內(nèi)。 3)經(jīng)過選型的單級壓氣機可以滿足設計方案中對壓比的要求，其穩(wěn)態(tài)參數(shù)也符合設計值；同時，若采用與吸熱器類似的套管式回熱器，則只需要根據(jù)