回收液氧冷量冻结清除二氧化碳实现AIP潜艇节能增效

作     者：彭文波 张诗 李志印 张瑶 

作者机构：中国舰船研究设计中心 

出 版 物：《中国舰船研究》 (Chinese Journal of Ship Research)

年 卷 期：2024年

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

主　　题：液氧 二氧化碳清除 AIP潜艇 冷量回收 能量再利用 低温分离 

摘      要：【目的】AIP潜艇携带巨量液氧，在液氧消耗过程中冷量往往未被充分利用，而潜艇密闭空间二氧化碳清除方式存在诟病。针对长期困扰AIP潜艇的两大痛点，本文提出了将AIP潜艇液氧冷量回收利用与潜艇二氧化碳清除两者有机结合的一体化的解决方案。【方法】将液氧作为冷源处理舱室空气，依据空气各组分相变点温度不同的特性，在常压下将空气中二氧化碳冻结（凝华）分离出来。【结果】本文通过数据量化分析，论证了在潜艇自持力范围内液氧储存的能量基本上能满足冻结艇员呼吸代谢产生的二氧化碳对冷量的需求，并提出了三级工作流程与实施方案。【结论】本论文提出的技术方案，可回收利用占比5%的低温冷量，是一种符合综合集成、节能降噪和总体资源充分融合思想的解决方案，可用于以AIP系统作动力的潜艇、潜器和深海空间站等密闭空间的空气净化和二氧化碳清除。