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深空探测核电推进航天器的热电转换技术方案评估 被引量：1
1
作者 薛翔 陈金利 +2 位作者 王浩明 唐志鹏 王园丁 《火箭推进》 CAS 北大核心 2024年第4期55-65,共11页
面向未来超远距离的深空探测任务,核电推进方式凭借高比冲、长寿命等特点成为了目前较优的可选方案。核电推进航天器利用热电转换技术将核反应堆的热能转换为电推进系统所需的电能。为了进一步扩大深空探测距离并缩短任务周期,需要借助... 面向未来超远距离的深空探测任务,核电推进方式凭借高比冲、长寿命等特点成为了目前较优的可选方案。核电推进航天器利用热电转换技术将核反应堆的热能转换为电推进系统所需的电能。为了进一步扩大深空探测距离并缩短任务周期,需要借助大功率核反应堆及其配套的热电转换技术提高电推进系统的功率等级。该技术方案受制于核反应堆等级、系统功率密度、技术成熟度等多方面因素。通过不同方案对比,初步拟定了核电推进航天器上采用的热电转换技术方案并进行了相应评估,同时确定了方案中的主要限制因素与最大风险挑战。 展开更多
关键词 核电推进 航天器 热电转换 技术方案
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大功率空间核电推进技术研究进展 被引量：17
2
作者 李永 周成 +4 位作者 吕征 叶东东 王戈 丛云天 刘镇星 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期12-27,共16页
大功率空间核电推进系统是空间核电源技术和大功率电推进技术的高度融合,具有高能量密度、超高比冲、较大推力的优势,可适用于超大型航天器轨道转移任务、远距离无人深空探测任务、载人火星等大型深空探测任务,能够极大地拓展人类深空... 大功率空间核电推进系统是空间核电源技术和大功率电推进技术的高度融合,具有高能量密度、超高比冲、较大推力的优势,可适用于超大型航天器轨道转移任务、远距离无人深空探测任务、载人火星等大型深空探测任务,能够极大地拓展人类深空探测的能力。本文针对大功率空间核电推进技术,对其工作原理和系统组成进行了介绍,同时开展了关键技术梳理,重点归纳了国内外在技术领域的研究历程和最新进展。 展开更多
关键词 空间核电推进 核反应堆 动态能量转换 大功率电推进 综述
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空间核电推进技术发展研究 被引量：8
3
作者 周成 张笃周 +3 位作者 李永 汤章阳 于洋 唐玉华 《空间控制技术与应用》 2013年第5期1-6,共6页
空间核电推进系统具有高比冲、大功率、大推力和长寿命等特点,广泛适用于未来大型空间探测任务.在调研国外核电推进技术发展和空间应用情况的基础上,针对大型深空探测任务介绍基于核裂变反应堆的核电推进系统国外发展现状,总结核电推进... 空间核电推进系统具有高比冲、大功率、大推力和长寿命等特点,广泛适用于未来大型空间探测任务.在调研国外核电推进技术发展和空间应用情况的基础上,针对大型深空探测任务介绍基于核裂变反应堆的核电推进系统国外发展现状,总结核电推进系统所涉及的主要技术内容和已经取得的成果,梳理关键技术,并归纳了核电推进技术的发展趋势,最后对中国发展核电推进技术提出建议. 展开更多
关键词 空间核电推进 空间核反应堆 动态能量转换 大功率电推力器
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空间核电推进系统比质量优化建模及其木星探测应用分析 被引量：1
4
作者 周成 吴延龙 +5 位作者 魏延明 李永 王戈 丛云天 孙鲲 王磊 《深空探测学报》 2018年第4期361-366,共6页
空间核电推进(Nuclear Electric Propulsion,NEP)系统是一种将核热能转换成电能,并驱动大功率电推力器而产生推力的革命性空间推进技术。和传统推进技术相比,NEP具有高比冲、大功率、长寿命等技术优势,非常适合未来大规模深空探测任务... 空间核电推进(Nuclear Electric Propulsion,NEP)系统是一种将核热能转换成电能,并驱动大功率电推力器而产生推力的革命性空间推进技术。和传统推进技术相比,NEP具有高比冲、大功率、长寿命等技术优势,非常适合未来大规模深空探测任务。基于NEP系统组成和小推力轨道理论,建立了以有效载荷为目标的NEP系统比质量优化模型。该模型能够解析NEP航天器的轨道运行时间、比质量、功率与有效载荷比的复杂耦合关系,为任务优化提供了计算依据。最后,利用该模型对NEP系统完成NASA "Juno号"航天任务进行了技术指标评估分析。计算表明,当NEP系统比质量达到4.8 kg/kWe时,其能将"Juno号"航天任务的地木转移时间由2 266 d缩短至665 d,有效载荷由160 kg提高到1 179 kg,极大地提高了航天器的探测能力,为任务方案的可行性论证和后续设计提供参考。 展开更多
关键词 比质量 核电推进 木星探测 优化设计 有效载荷比
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核电推进用100kWe级反应堆电源方案研究
5
作者 高剑 解家春 +1 位作者 周成 李杨柳 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期124-132,共9页
针对空间核电推进技术应用需求,本文开展100 kWe级核电推进反应堆电源方案研究。提出100 kWe核电推进反应堆电源系统的设计理念,经初步优化设计,给出该系统总体设计参数和技术方案原理图,对热电转换系统开展详细设计研究,并从物理、屏... 针对空间核电推进技术应用需求,本文开展100 kWe级核电推进反应堆电源方案研究。提出100 kWe核电推进反应堆电源系统的设计理念,经初步优化设计,给出该系统总体设计参数和技术方案原理图,对热电转换系统开展详细设计研究,并从物理、屏蔽、热工以及结构方面对系统进行了分析和论证。结果表明,该系统方案合理可行,能满足物理、热工、安全和寿期要求。 展开更多
关键词 核电推进 反应堆电源方案 总体设计 掉落临界安全
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兆瓦级核电推进系统布雷顿循环热电转换特性分析 被引量：12
6
作者 郭凯伦 王成龙 +2 位作者 秋穗正 苏光辉 田文喜 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期16-23,共8页
闭式布雷顿循环是兆瓦级核电推进系统主要采用的动态热电转换方式,具有结构简单、转换效率高等特点。本文针对兆瓦级核电推进系统的动态布雷顿热电转换方式进行特性分析,具体内容包括:对氦气、氮气、二氧化碳和氙气4种工质及它们以不同... 闭式布雷顿循环是兆瓦级核电推进系统主要采用的动态热电转换方式,具有结构简单、转换效率高等特点。本文针对兆瓦级核电推进系统的动态布雷顿热电转换方式进行特性分析,具体内容包括:对氦气、氮气、二氧化碳和氙气4种工质及它们以不同比例混合的工质的热物性进行比较,进而对其在兆瓦级核电推进系统闭式布雷顿循环中的换热性能、压力损失系数和透平机械所需级数进行分析;以带有同流换热器和预冷器的直接气体透平循环为研究对象,比较兆瓦级核电推进系统气体透平循环在采用不同比例混合物作为工质时的循环效率,并对参数变化对循环效率的影响进行研究。本研究为兆瓦级核电推进系统气体透平循环在工质选择方面提供了一定的参考,为其设计和控制系统的研究奠定了基础,为以后进行气体透平循环动态性能研究打下了基础。 展开更多
关键词 兆瓦级核电推进系统 动态热电转换 闭式布雷顿循环
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空间核电推进球床反应堆热工水力特性数值分析 被引量：2
7
作者 张冉 王成龙 +2 位作者 秋穗正 田文喜 苏光辉 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1245-1254,共10页
球床反应堆的功率密度高、堆芯尺寸小、裂变产物完全包容,在空间核动力系统中具有广泛的应用前景。针对空间核电推进球床反应堆,开发了稳态热工水力分析程序,对堆芯进行了全功率稳态运行工况下的热工水力设计优化及安全特性分析,重点优... 球床反应堆的功率密度高、堆芯尺寸小、裂变产物完全包容,在空间核动力系统中具有广泛的应用前景。针对空间核电推进球床反应堆,开发了稳态热工水力分析程序,对堆芯进行了全功率稳态运行工况下的热工水力设计优化及安全特性分析,重点优化冷、热孔板孔隙率以消除堆芯热点。计算结果表明,燃料球中心最高温度距燃料熔点具有873 K的安全裕量,冷孔板孔隙率对堆芯流量分配几乎没有影响,孔隙率峰值比为2.0的热孔板可有效避免堆芯热点,此外增大冷却剂入口压力会减小堆芯的压损。本文结果可为空间核电推进球床反应堆的设计及安全特性分析提供建议与指导。 展开更多
关键词 核电推进 球床反应堆 孔板孔隙率 热工水力分析
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深空探测推进技术发展趋势 被引量：8
8
作者 李永 丁凤林 周成 《深空探测学报》 2018年第4期323-330,共8页
推进技术是制约深空探测能力的重要因素,由于深空探测航天器自身特点和任务需求的多样性,对推进系统类型的要求也不尽相同,需要在推力、比冲、功率、重量等关键指标选择方面进行综合衡量。对当前和未来适用于深空探测任务需求的几种典... 推进技术是制约深空探测能力的重要因素,由于深空探测航天器自身特点和任务需求的多样性,对推进系统类型的要求也不尽相同,需要在推力、比冲、功率、重量等关键指标选择方面进行综合衡量。对当前和未来适用于深空探测任务需求的几种典型空间推进技术的发展情况进行了阐述,包括混合模式推进技术、太阳能电推进技术、空间核电推进技术、帆类推进技术等,介绍了这些技术的研究进展和应用情况,并对后续应用进行了展望,为我国深空探测推进技术发展提供参考。 展开更多
关键词 深空探测 混合模式推进 电推进 核电推进 帆类推进
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空间核动力推进技术研究展望 被引量：24
9
作者 张泽 薛翔 +2 位作者 王园丁 王浩明 杜磊 《火箭推进》 CAS 2021年第5期1-13,共13页
为满足未来太阳系边际探测、深空轨道转移、载人深空探测等大型空间任务对于高可靠、可持续、大功率动力源的需求,空间核动力推进技术成为全球研究热点。通过追踪世界主要国家现阶段空间核动力发展动态,对空间核动力领域模块化、通用化... 为满足未来太阳系边际探测、深空轨道转移、载人深空探测等大型空间任务对于高可靠、可持续、大功率动力源的需求,空间核动力推进技术成为全球研究热点。通过追踪世界主要国家现阶段空间核动力发展动态,对空间核动力领域模块化、通用化、型谱化的发展方向进行了系统性梳理,对涉及的总体技术、散热技术、制造技术、验证技术等关键技术进行了解析。最终总结我国核心优势和潜在风险,为未来空间核动力推进的规划论证与技术研究提供参考。 展开更多
关键词 空间核动力 空间推进 核裂变反应堆 核热推进 核电推进
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闭式布雷顿循环核心机调控过程仿真分析 被引量：7
10
作者 薛翔 杜磊 +2 位作者 王浩明 张银勇 林庆国 《火箭推进》 CAS 2021年第5期49-55,共7页
为了保证闭式布雷顿循环核心机在空间核电推进系统内能够稳定运行,需要在其调控过程中同时控制多个系统变量参数,设定合适的初始状态和调控策略。通过对整个闭式布雷顿循环的系统仿真,模拟了不同初始压力的情况下核心机在升速加载过程... 为了保证闭式布雷顿循环核心机在空间核电推进系统内能够稳定运行,需要在其调控过程中同时控制多个系统变量参数,设定合适的初始状态和调控策略。通过对整个闭式布雷顿循环的系统仿真,模拟了不同初始压力的情况下核心机在升速加载过程中的系统参数变化情况。在核心机转速与反应堆加热协同配合的调控策略下,压气机在整个升速加载过程中可以始终处于稳定运行区间内,而循环系统的初始压力会影响核心机加载过程中的各项参数,尤其是涡轮入口温度。在相对较低的系统初始压力情况下,需要在更高的涡轮入口温度条件下,才能够达到与高初始压力情况下相同的满状态电功率输出。仿真结果验证了以精确转速控制作为运行标准的核心机调控策略可行性,同时可以为循环系统不同阶段的热试车试验提供指导建议。 展开更多
关键词 闭式布雷顿循环 空间核电推进 核心机 调控策略 系统仿真
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