高温热管耦合热声发电机运行特性试验研究

作者：张友佳; 蒋顺利; 周慧辉; 袁德文; 吴张华^*; 徐建军; 闫晓; 苏东川; 田文喜

来源：清华大学学报, 2023, 63(08): 1204-1212.

DOI：10.16511/j.cnki.qhdxxb.2023.25.041

• 热管
• 热声发电机
• 稳态特性
• 核电源
• 热电转换

高可靠性与高能量密度的动力推进电源是空间与海洋探索载体的核心关键部件。该文针对高温热管耦合动态热电转换装置开展了高温钠热管集成热声发电机运行特性的试验研究，实现了热电能量的传递与转换，掌握了高温热管与热声发电机耦合启动的关键技术，在稳态运行工况下获得了不同输入功率的热管-热声发电机系统耦合运行特性。随着输入功率的提升，热声发电机的输出电参数变大，热电转化效率从16.60%提升至19.00%。在长期运行测试中，在输入功率为1 900 W条件下，输出功率约360 W,热电转换效率约19.00%,热管与热声发电机耦合系统性能稳定。在极限运行测试中，输入功率为2 300 W时，输出功率为463 W,热电转换效率为20.13%。该研究验证了热管反应堆与热声发电机耦合集成能量转换原理的可行性，可为后续开展基于热管堆的空间和海洋载体核动力原型设计提供试验数据支撑。

• 单位
  中国科学院; 西安交通大学; 中国科学院理化技术研究所; 中国核动力研究设计院