閉式布雷登循環(huán)空間太陽能熱動(dòng)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(xiàng)技術(shù)上也有較大的發(fā)展和突破，但由于起步較晚，很多關(guān)鍵性技術(shù)還不夠成熟，導(dǎo)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(shí)際的生產(chǎn)需要。因而研究系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性以降低初始投資和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性已成為當(dāng)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(dòng)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(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型和相應(yīng)的仿真模型，并在此模型上完成了多個(gè)仿真試驗(yàn)，得到了較為合理的結(jié)果，對其做出了相應(yīng)的分析。本文的主要工作和結(jié)論如下： 在我國自行研制的10kW空間熱動(dòng)力電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的幾何參數(shù)和熱力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，建立了包括吸熱器、輻射器、管式回?zé)崞?、單級壓氣機(jī)在內(nèi)的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用ACSL語言編制了相應(yīng)的仿真程序。分析了穩(wěn)態(tài)參數(shù)，完成了：吸熱器熱負(fù)荷擾動(dòng)

3、試驗(yàn)、吸熱器及回?zé)崞鲹Q熱系數(shù)變化試驗(yàn)、工質(zhì)泄漏試驗(yàn)、輻射器熱管損壞試驗(yàn)等多個(gè)仿真實(shí)驗(yàn)。計(jì)算結(jié)果表明： 1)與設(shè)計(jì)值相比，主要參數(shù)的穩(wěn)態(tài)誤差不大于5％，動(dòng)態(tài)特性的趨勢與理論分析結(jié)果較吻合。 2)工質(zhì)氣體采用干空氣來代替實(shí)際使用的惰性氣體，其效果相當(dāng)，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(jī)可以滿足設(shè)計(jì)方案中對壓比的要求，其穩(wěn)態(tài)參數(shù)也符合設(shè)計(jì)值；同時(shí)，若采用與吸熱器類似的套管式回?zé)崞?，則只需要根據(jù)