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摘要
将铅铋堆与超临界二氧化碳(supercriticalcarbon dioxidecycle,S-CO2)循环相结合的发电系统可为水下航行器稳定、高效供能。然而，目前缺乏水下航行器与铅铋堆S-CO2循环发电系统的匹配设计研究，其热力学分析仍不完善。因此，该文分别构建其热力学模型和动态模型，通过模拟仿真，开展发电系统与4种动力循环形式的匹配研究，发现简单回热循环与铅铋合金的温度匹配性较好，系统热效率在压缩机和透平入口压力分别为7.6和25MPa时达到26.81%，满足系统设计要求。进一步探讨循环关键运行参数对系统热力学性能的影响规律，结果表明，增大循环最高压力和最高温度有利于系统效率的提升。基于此，进行系统关键换热部件的设计，揭示发电系统在温度阶跃扰动条件下的动态响应特性。可知，当堆芯铅铋温度从410℃降至390℃时，循环效率在大约8s内下降1.69%。该文可为应用于水下航行器的铅铋堆超临界二氧化碳循环发电系统设计提供参考。
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