布雷顿循环发动机是一种以气体为工质的热力循环发动机,是吸气式喷发动机,与燃气轮机的工作原理相同。 背景
布雷顿循环是美、俄发展大功率空间核动力的主要研究方向。一是这种转换的功率范围宽,功率可以从数十千瓦(如法国国20kW的空间核电源)到兆瓦级(如俄罗斯热功率为3MW,电功率为0.8MW的电推进电源);二是它可以采用高温气冷反应堆,反应堆一回路也可以采用液态金属冷却,二回路采用气体布雷顿循环。三是它适于双模式(核热推进和发电两用)反应堆。但它的轴速每分钟达到3万~6万转,如何防止转轴磨损、在空间条件下保持系统的正常运行等技术需要突破。 工作过程
布雷顿循环有时也被称为焦耳循环。理想的布雷顿循环包括四个工作过程,其p-V和T-S关系如图所示。图中,1-2为工质在压气机中被可逆绝热(等嫡)压缩;2-3为工质在热交换器中可逆定压加热;3-4为热的工质在汽轮机中做可逆绝热膨胀;4-1为工质通过可逆等压放热,完成一个循环。