斯特林发动机在钠冷快堆核电源上的应用控制策略

针对钠冷快堆液钠供热与斯特林发动机做功之间的时间迟滞问题,以及运行中的管壁温度不低于250 ℃、出口液钠温度不高于420 ℃的控制要求,通过分析斯特林发动机控制模型,提出在启动时采用分段速过渡过程控制策略。在运行发电时先建立钠冷快堆液钠流量与斯特林发动机工质压力关系识别控制模型,进一步使用微分提前补偿控制策略;在停车时先降低斯特林发动机转速,采用定时定量策略控制斯特林发动机工质压力后再进一步控制转速降低至零。试验结果表明,控制策略方法可实现钠冷快堆核电源斯特林发动机热电转换模块的安全运行,且发电效率达到24.5%,与理论值基本一致,该控制策略具有一定的实用性,有利于斯特林发动机在核能领域的推广使用。     

考虑齿轮接触状态影响的热气机振动响应计算

为了研究不同齿轮接触力计算方法对热气机振动响应计算的影响，用多体动力学软件建立其传动系统的刚柔混合多体动力学模型，并通过模态分析验证缩减模型的正确性。分别使用Weber-Banaschek法以及有限元缩减模型的柔性齿轮有限元法进行齿轮时变啮合刚度计算，将不同齿轮时变啮合刚度的热气机整机机脚振动计算值与实测值进行对比，结果表明：采用Weber-Banaschek法计算得到的齿轮啮合刚度误差较大（13.5%）；采用有限元缩减模型的柔性齿轮有限元法计算得到的齿轮啮合刚度误差较小（2.1%），其与理论值更接近。