磁流体发电系统在空间电源中的应用研究.pdf

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1、第24卷第1期航天器工程V01．24No．12015年2月SPACECRAFTENGINEERING111磁流体发电系统在空间电源中的应用研究刘飞标1朱安文1唐玉华2(1北京空间飞行器总体设计部，北京100094)(2探月与航天工程中心，北京100037)摘要介绍了直线型和盘式磁流体(MHD)发电机，鉴于盘式磁流体发电机结构紧凑、发电效率高、对应磁体系统简单等优点，建议在大型航天器上采用盘式磁流体发电机。根据空间应用的特点，盘式磁流体发电机的工质应选用氦／氙混合气体；在抑制等离子体的不稳定时，应综合使用扩张通道、导流片、波状外形壁面及射频线圈等方法。对空间盘式磁流体发电系统及试验设备研究

2、情况进行了介绍；以高温气体闭环核能磁流体发电系统为例，分析了其工作原理和质量功率比等性能参数；总结出地面试验的研究趋势是向超长时间运行发展。针对我国在反应堆、材料、工艺等方面的发展现状，建议深入开展磁流体发电技术及盘式磁流体发电机研究，突破等离子体参数测量、稳定性等关键技术，促进我国在空间核动力技术领域的快速发展。关键词空间核电源；磁流体发电机；氦／氙混合气体中图分类号：V442；TM619文献标志码：ADoI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．01．018ResearchonMHDPowerGenerationSvsteminSpaceElectricalPo

3、werApplicationLIUFeibia01ZHUAnwenlTANGYuhua2(1BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，BeijinglO0094，China)(2LunarExplorationandSpaceProgramCenter，Beijing100037，China)Abstract：ThroughthedescriptionofthelinearanddiskMHD(magnetohydrodynamic)genera—tors，itisknownthatdiskⅣIHDgeneratorhasmoreadva

4、ntagessuchascompactstructure，higherefficiencyandsimplemagnet，andisabetterchoiceforapplicationtolargespacecraft．Withcon—sideringthebackgroundofapplications，He／Xemixedgaswouldbetheoptimalworkinggas．Inordertorestrainplasmainstability，thedivergentchannel，swirls，contouredwallsandRF(radiofrequency)coil

5、sshouldbeadoptedtogether．ThespacediskMHDpowergenerationsystemandtheexperimentalfacilityarealsointroduced．BytakinghightemperaturegasnuclearCCMHD(closedcycleMHD)powergenerationsystemforexample，theworkingprinciple，specificmassandtotalplantefficiencyareanalyzed．Thetrendofexperimentalfacilityissummari

6、zed，whichislongtimecontinuousoperation．Withconsideringthedevelopmentofreactor，materialandtechniquesinChina，somesuggestionsareproposedincludingmakingfurtherstudyofIvIHDpowergenerationtech—nologyanddiskMHDgenerator，andmakingabreakthroughinplasmaparametermeasurementandplasmastability，whichcanmakethe

7、spacenuclearpowertechnologyrapidlydeveloped．Keywords：spacenuclearelectricalpower；MHDgenerator；He／Xemixedgas收稿日期：2014一01—17：修回日期：2014一03—14基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA050908)作者简介：刘飞标，男，硕士研究生，研究方向为航天器总体设计。Email：feibia0