一种闭式微型燃气轮机动力系统

1.本发明涉及的是一种燃气轮机，具体地说是微型燃气轮机动力系统。


背景技术：

2.微型燃气轮机具有质量轻、小体积、功率大、机动性强的特点，主要由压气机、燃烧室、涡轮组成，是一种典型的动力装置。压气机对来流气体做功提高压力，燃料在燃烧室中点燃与来流高压气体掺混推动涡轮做功，涡轮产生的功用于带动压气机旋转，形成微型燃气轮机循环。尽管如此，其工作时仍需要不断地流入流出作为工质的空气，但是在例如水下这种空气稀少的环境并不能很好地工作。为此需要将微型燃气轮机改进为无需流入流出空气的闭式微型燃气轮机系统可以在空气稀少的环境输出动力。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供在空气稀少且具有稳定热源的工作环境下能够稳定输出动力的一种闭式微型燃气轮机动力系统。
4.本发明的目的是这样实现的：
5.本发明一种闭式微型燃气轮机动力系统，其特征是：包括闭式微型燃气轮机回路、热发生器回路、推进装置，所述闭式微型燃气轮机回路包括压气机、涡轮、回热器、燃机冷却器、三通阀，热发生器回路包括换热器，涡轮连接推进装置，压气机前分别连接燃机冷却器和三通阀，压气机后连接回热器冷端前，燃机冷却器连接三通阀，回热器冷端后连接换热器冷端前，回热器热端前连接涡轮后，回热器热端后连接三通阀，换热器冷端后连接涡轮前。
6.本发明还可以包括：
7.1、所述热发生器还包括热发生冷却器、核反应堆，热发生冷却器前连接换热器热端后，热发生冷却器后连接核反应堆前，核反应堆后连接换热器热端前。
8.2、三通阀根据工况来控制进入燃机冷却器的空气流量，以使压气机进口温度恒定不变。
9.3、热发生器回路中核反应堆产生热量通过热发生器回路中的工质在换热器中对闭式微型燃气轮机回路中的工质加热，加热后进入热发生器回路中热发生冷却器降温再重新回到核反应堆加热，闭式微型燃气轮机回路中的工质通过压气机加压，经由闭式微型燃气轮机回路中的回热器与涡轮排出的工质换热提高温度，工质进入热发生器回路由换热器加热后对涡轮做功产生机械能，通过推进装置向外输出动力，涡轮排出的高温废气同通过回热器对压气机出口的高压气体加热，并由三通阀控制是否要进入冷却器降温从而进入下一次热力循环。
10.本发明的优势在于：本发明提供了一种闭式微型燃气轮机动力系统，本系统将微型燃气轮机改进为闭式循环，无需空气输入即可对外输出动力。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
12.下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
13.结合图1，本发明包括闭式微型燃气轮机回路1、热发生器回路2和推进装置3，闭式微型燃气轮机回路1包括：压气机1.1、涡轮1.2、回热器1.3、冷却器1.4、三通阀1.5；热发生器回路2包括：核反应堆2.1、冷却器2.2、换热器2.3。
14.闭式微型燃气轮机回路1将热能转化为机械功，通过推进装置3输出动力。
15.热发生器回路2将核反应堆产的热传递给闭式微型燃气轮机回路1中的工质。
16.压气机1.1前与冷却器1.4和三通阀1.5相连，用于提高来流工质压力，压气机1后与回热器与1.3相连。
17.涡轮1.2前与换热器2.3相连，用于将工质内能转化为机械功，涡轮1.2后与回热器1.3相连；涡轮1.2通过轴与压气机1.1、推进装置3相连。
18.回热器1.3用于将涡轮1.2排气的热量用于压气机1.1来流工质的预热，冷端前与压气机1.1相连，冷端后与换热器2.3相连；所述回热器1.3热端前与涡轮1.2相连，热端后与三通阀1.5相连。
19.冷却器1.4前与三通阀1.5相连，用于进一步冷却涡轮1.2排气，冷却器1.4后与压气机1.1相连。
20.三通阀1.5前与回热器1.3热端相连，用于控制来流是否需要通过冷却器进行降温，三通阀1.5后一端与冷却器1.4相连，另一端与压气机1.1相连。
21.核反应堆2.1前与冷却器2.2相连，用于加热热发生器回路2中的工质，核反应堆2.1后与换热器2.3相连。
22.冷却器2.2前与换热器2.3相连，用于冷却来自换热器2.3的工质，冷却器2.2后与核反应堆2.1相连。
23.换热器2.3用于将热发生器回路2产生的热量传递给闭式微型燃气轮机回路1中的工质，冷端前与回热器1.3相连，冷端后与涡轮1.2相连；热端前与核反应堆2.1相连，热端后与冷却器2.2相连。
24.系统工作时，热发生器回路2中核反应堆2.1产生热量通过回路中的工质在换热器2.3中对闭式微型燃气轮机回路1中的工质加热，加热后进入回路中冷却器2.2降温再重新回到核反应堆2.1加热。闭式微型燃气轮机循环1中的工质首先通过压气机1.1加压，经由回路中的回热器1.3与涡轮1.2排出的工质换热提高温度，工质进入热发生器2由换热器2.3加热后对涡轮1.2做功产生机械能，通过推进装置3向外输出动力。涡轮1.2排出的高温废气同通过回热器1.3对压气机1.1出口的高压气体加热，并由三通阀1.5控制是否要进入冷却器降温从而进入下一次热力循环。


技术特征：
1.一种闭式微型燃气轮机动力系统，其特征是：包括闭式微型燃气轮机回路、热发生器回路、推进装置，所述闭式微型燃气轮机回路包括压气机、涡轮、回热器、燃机冷却器、三通阀，热发生器回路包括换热器，涡轮连接推进装置，压气机前分别连接燃机冷却器和三通阀，压气机后连接回热器冷端前，燃机冷却器连接三通阀，回热器冷端后连接换热器冷端前，回热器热端前连接涡轮后，回热器热端后连接三通阀，换热器冷端后连接涡轮前。2.根据权利要求1所述的一种闭式微型燃气轮机动力系统，其特征是：所述热发生器还包括热发生冷却器、核反应堆，热发生冷却器前连接换热器热端后，热发生冷却器后连接核反应堆前，核反应堆后连接换热器热端前。3.根据权利要求1所述的一种闭式微型燃气轮机动力系统，其特征是：三通阀根据工况来控制进入燃机冷却器的空气流量，以使压气机进口温度恒定不变。4.根据权利要求1所述的一种闭式微型燃气轮机动力系统，其特征是：热发生器回路中核反应堆产生热量通过热发生器回路中的工质在换热器中对闭式微型燃气轮机回路中的工质加热，加热后进入热发生器回路中热发生冷却器降温再重新回到核反应堆加热，闭式微型燃气轮机回路中的工质通过压气机加压，经由闭式微型燃气轮机回路中的回热器与涡轮排出的工质换热提高温度，工质进入热发生器回路由换热器加热后对涡轮做功产生机械能，通过推进装置向外输出动力，涡轮排出的高温废气同通过回热器对压气机出口的高压气体加热，并由三通阀控制是否要进入冷却器降温从而进入下一次热力循环。

技术总结
本发明的目的在于提供一种闭式微型燃气轮机动力系统，包括闭式微型燃气轮机回路、热发生器回路、推进装置，所述闭式微型燃气轮机回路包括压气机、涡轮、回热器、燃机冷却器、三通阀，热发生器回路包括换热器，涡轮连接推进装置，压气机前分别连接燃机冷却器和三通阀，压气机后连接回热器冷端前，燃机冷却器连接三通阀，回热器冷端后连接换热器冷端前，回热器热端前连接涡轮后，回热器热端后连接三通阀，换热器冷端后连接涡轮前。本发明提供了一种闭式微型燃气轮机动力系统，本系统将微型燃气轮机改进为闭式循环，无需空气输入即可对外输出动力。动力。动力。


技术研发人员：王忠义 王瑞浩 李政 宋天楚 王艳华 王萌 万雷 王松
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2022.05.13
技术公布日：2022/8/5