空间热环境对空间反应堆电源系统SP-100正常运行的影响

作     者：黄金露 王成龙 刘天才 郭春秋 田文喜 苏光辉 秋穗正 

作者机构：西安交通大学能源与动力工程学院 中国原子能科学研究院 

出 版 物：《原子能科学技术》 (Atomic Energy Science and Technology)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082703[工学-核技术及应用] 08[工学] 0827[工学-核科学与技术] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(12075182) 上海航天科技创新基金(SAST2022-021) 

主　　题：空间反应堆电源 空间热环境 Thermal Desktop 轨道运行参数 

摘      要：空间反应堆电源从地球发射到在轨运行期间，处于复杂的空间热环境中，主要包括来自太阳的直接照射、地球反照和地球红外照射等。本文以SP-100堆芯-斯特林能量转换型空间反应堆电源系统为研究对象，借助热分析软件Thermal Desktop的SINDA/FLUINT和RadCAD模块开展了空间反应堆电源在轨运行期间的热分析计算，研究了空间热环境对空间反应堆电源正常运行的影响。根据空间反应堆电源轨道平面β角和轨道高度，确定电源在轨期间最热和最冷工况并开展热分析计算。结果表明，SP-100反应堆电源系统在轨满功率运行期间，温度随时间周期性变化，高温的一回路锂冷却温度随轨道周期波动变化较小，几乎无温差，而低温的二回路锂冷却剂温度随轨道周期波动变化较大，周期内辐射器进出口管道最大温差达25 K。空间热环境对空间反应堆电源温度的影响还同电源的轨道平面β角、轨道高度和轨道姿态有关。所以，需确定空间反应堆电源的轨道运行参数及姿态，以确保空间反应堆电源各部件都运行在可接受的温度以内，保障电源的运行安全。