兆瓦级空间核电源碱金属朗肯循环热电转换系统设计

摘要

为解决火星探测任务中存在的星表供电问题,制定了以空间液态金属朗肯循环作为星表基地热电转换模块的任务规划,采用Simulink模块化建模方法对空间液态金属朗肯循环模型进行程序化描述。根据空间朗肯循环各部件的耦合标准,建立系统部件及总体控制仿真模型,重点研究变运行条件下循环输出功率的波动。研究表明:在本文各工况下,朗肯循环动态热电转换仿真模型最终输出功率均可达到1 MW以上,在额定工况下,热电转换效率可达到27.3%,满足火星探测背景下的系统热发电功率要求。本文采用Simulink模块化建模方法,可为空间核动力热电转换仿真技术提供指导,相关研究成果可为未来中国火星探测计划提供参考。