外星球核反应堆中热电转换装置吸液芯组件的研制与试验
发布时间：2021-11-01 20:13
随着人类社会的发展,对于外太空的探测和外星球的探索都达到了前所未有的程度,中国在外太空探索领域也在逐渐接近世界先进水平。碱金属热电转换装置（Alkali Metal Thermal-Electric Converter）是一种高效面积型热电能量直接转换器件。碱金属热电转换装置的应用范围极其广泛,它可以与小型快中子堆结合,形成分布式发电装置,为边远地区提供用电,或为船舶、深水及外太空探测提供动力。碱金属热电转换装置的研究方向主要包括薄膜电极、多孔吸液芯组件和金属-陶瓷封接技术等。多孔吸液芯组件的性能研究是碱金属热电转换装置研究的一个重要方面,其性能直接关系到碱金属热电转换装置的工作效率和寿命。吸液芯组件由吸液芯和蒸发器两部分组成,本研究通过金属粉末压制烧结成型的方法,制作了不同孔径、孔隙率的吸液芯组件。将研制的吸液芯与蒸发器焊接成四组吸液芯组件试样,使用笔者自己设计制作的试验台架,对四组吸液芯组件进行了试验。在采用纯度为99.7%的乙醇为工质的试验中,发现吸液芯组件的最低工作温度为工质的沸腾温度,其稳定工作温度大约超过工质沸腾温度10%。研究发现吸液芯组件的稳定工作温度与蒸干温度十分接近...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 研究现状
1.2.1 空间反应堆研究现状
1.2.2 碱金属热电装换装置国内外研究现状
1.2.3 吸液芯组件的国内外研究现状
1.4 本文主要研究内容及创新点
第2章 碱金属热电转换装置及吸液芯组件工作原理
2.1 碱金属热电转换装置工作原理和热力过程
2.1.1 碱金属热电转换装置工作原理
2.1.2 碱金属热电转换装置热力过程
2.1.3 碱金属热电转换装置优点
2.2 吸液芯组件工作过程和原理
2.2.1 吸液芯组件工作过程
2.2.2 吸液芯组件工作原理
2.3 吸液芯组件数学模型分析
第3章 吸液芯与蒸发器的研制
3.1 制备工艺流程
3.1.1 工艺流程确定
3.1.2 金属粉末原料准备
3.1.3 等静压成形
3.1.4 真空高温烧结
3.1.5 线切割
3.1.6 端面电火花加工
3.2 吸液芯和蒸发器研制结果分析
3.2.1 吸液芯试样微观结构和成分分析
3.2.2 蒸发器试样微观结构和成分分析
3.3 吸液芯组件的组装
3.4 本章小结
第4章 试验台设计与试验过程
4.1 试验要求
4.2 试验设计
4.2.1 试验工质的选择
4.2.2 试验装置的设计
4.2.3 试验装置
4.3 试验过程
4.3.1 试验前期准备过程
4.3.2 试验过程
4.4 本章小结
第5章 试验结果与分析
5.1 试验方法
5.2 试验结果与分析
5.2.1 热源温度对吸液芯组件的影响
5.2.2 吸液芯组件的流量
5.2.3 吸液芯组件提供的最大压力
5.2.4 吸液芯组件有效性分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔结构毛细抽吸模型及实验验证[J]. 李金旺,邹勇,程林. 中国电机工程学报. 2011(11)
[2]环路热管吸液芯毛细抽吸特性研究[J]. 李金旺,邹勇,赵亮,程林. 工程热物理学报. 2010(05)
[3]基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的可行性研究[J]. 肖兰,吴双应,李友荣. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(01)
[4]复合结构毛细蒸发器传热特性研究[J]. 李强,周海迎,宣益民. 工程热物理学报. 2008(01)
[5]钠钾工质碱金属热电转换器发电组件制备关键技术的研究[J]. 张来福,童建忠,倪秋芽,温兆银. 太阳能学报. 2007(06)
[6]碱金属热电转换器功率调节系统研究[J]. 赵艳雷,童建忠,何飚,齐智平. 电工电能新技术. 2006(01)
[7]碱金属热电转换器（AMTEC）的电极极化过程分析[J]. 张来福,倪秋芽,童建中. 太阳能学报. 2005(06)
[8]钾工质碱金属热电直接发电器件特性评价[J]. 张来福,倪秋芽,童建忠. 中国电机工程学报. 2003(10)
[9]碱金属热电转换器的电极效率[J]. 张来福,李斌,倪秋芽,童建忠. 太阳能学报. 2002(05)
[10]碱金属热电转换器的循环工质和固体电解质的选择[J]. 张来福,童建忠,倪秋芽,张劲松. 太阳能学报. 2001(04)
博士论文
[1]小型平板毛细相变流体回路的运行机制研究[D]. 涂正凯.华中科技大学 2009
[2]毛细泵回路流动与换热机理研究[D]. 钱吉裕.南京理工大学 2005
[3]钠钾工质碱金属热电转换器的基础研究[D]. 张来福.中国科学院研究生院（电工研究所） 2002
硕士论文
[1]AMTEC多级毛细泵数值模拟研究[D]. 张宝岭.哈尔滨工程大学 2010
[2]毛细蒸发器流场数值模拟研究[D]. 马正军.哈尔滨工程大学 2009
[3]平板式CPL的数值模拟与系统仿真[D]. 邓芳芳.华中科技大学 2005
本文编号：3470720
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 研究现状
1.2.1 空间反应堆研究现状
1.2.2 碱金属热电装换装置国内外研究现状
1.2.3 吸液芯组件的国内外研究现状
1.4 本文主要研究内容及创新点
第2章 碱金属热电转换装置及吸液芯组件工作原理
2.1 碱金属热电转换装置工作原理和热力过程
2.1.1 碱金属热电转换装置工作原理
2.1.2 碱金属热电转换装置热力过程
2.1.3 碱金属热电转换装置优点
2.2 吸液芯组件工作过程和原理
2.2.1 吸液芯组件工作过程
2.2.2 吸液芯组件工作原理
2.3 吸液芯组件数学模型分析
第3章 吸液芯与蒸发器的研制
3.1 制备工艺流程
3.1.1 工艺流程确定
3.1.2 金属粉末原料准备
3.1.3 等静压成形
3.1.4 真空高温烧结
3.1.5 线切割
3.1.6 端面电火花加工
3.2 吸液芯和蒸发器研制结果分析
3.2.1 吸液芯试样微观结构和成分分析
3.2.2 蒸发器试样微观结构和成分分析
3.3 吸液芯组件的组装
3.4 本章小结
第4章 试验台设计与试验过程
4.1 试验要求
4.2 试验设计
4.2.1 试验工质的选择
4.2.2 试验装置的设计
4.2.3 试验装置
4.3 试验过程
4.3.1 试验前期准备过程
4.3.2 试验过程
4.4 本章小结
第5章 试验结果与分析
5.1 试验方法
5.2 试验结果与分析
5.2.1 热源温度对吸液芯组件的影响
5.2.2 吸液芯组件的流量
5.2.3 吸液芯组件提供的最大压力
5.2.4 吸液芯组件有效性分析
5.3 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔结构毛细抽吸模型及实验验证[J]. 李金旺,邹勇,程林. 中国电机工程学报. 2011(11)
[2]环路热管吸液芯毛细抽吸特性研究[J]. 李金旺,邹勇,赵亮,程林. 工程热物理学报. 2010(05)
[3]基于AMTEC的碟式太阳能热发电系统的可行性研究[J]. 肖兰,吴双应,李友荣. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010(01)
[4]复合结构毛细蒸发器传热特性研究[J]. 李强,周海迎,宣益民. 工程热物理学报. 2008(01)
[5]钠钾工质碱金属热电转换器发电组件制备关键技术的研究[J]. 张来福,童建忠,倪秋芽,温兆银. 太阳能学报. 2007(06)
[6]碱金属热电转换器功率调节系统研究[J]. 赵艳雷,童建忠,何飚,齐智平. 电工电能新技术. 2006(01)
[7]碱金属热电转换器（AMTEC）的电极极化过程分析[J]. 张来福,倪秋芽,童建中. 太阳能学报. 2005(06)
[8]钾工质碱金属热电直接发电器件特性评价[J]. 张来福,倪秋芽,童建忠. 中国电机工程学报. 2003(10)
[9]碱金属热电转换器的电极效率[J]. 张来福,李斌,倪秋芽,童建忠. 太阳能学报. 2002(05)
[10]碱金属热电转换器的循环工质和固体电解质的选择[J]. 张来福,童建忠,倪秋芽,张劲松. 太阳能学报. 2001(04)
博士论文
[1]小型平板毛细相变流体回路的运行机制研究[D]. 涂正凯.华中科技大学 2009
[2]毛细泵回路流动与换热机理研究[D]. 钱吉裕.南京理工大学 2005
[3]钠钾工质碱金属热电转换器的基础研究[D]. 张来福.中国科学院研究生院（电工研究所） 2002
硕士论文
[1]AMTEC多级毛细泵数值模拟研究[D]. 张宝岭.哈尔滨工程大学 2010
[2]毛细蒸发器流场数值模拟研究[D]. 马正军.哈尔滨工程大学 2009
[3]平板式CPL的数值模拟与系统仿真[D]. 邓芳芳.华中科技大学 2005
本文编号：3470720
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