[發明專利]一種多環換熱器及基于多環換熱器的推進系統及方法

有效

• 申請號: 201810778759.0
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN108995817B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 柏瑩;趙柱民;劉超;徐剛;吳宜燦
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: B64D27/22
• 分類號: B64D27/22;B64G1/40
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;成金玉

1.一種多環換熱器，其特征在于：包括多環換熱結構(1)和渦輪軸(2)；所述多環換熱結構(1)包括擾流翅片(3)、絕熱外壁(4)、冷卻氣體動力腔室(5)和加熱流體管道(6)；冷卻氣體動力腔室(5)為換熱部件，用于冷卻氣體與多環腔室熱壁面的換熱，位于絕熱外壁(4)與渦輪軸(2)之間，通過嵌套方式與渦輪軸(2)相連；絕熱外壁(4)與推進系統外殼內壁貼合連接；擾流翅片(3)鑲嵌在冷卻氣體動力腔壁面用于強化換熱或外加核熱源；所述加熱流體管道(6)包括流體加熱進口流管(7)和流體加熱出口流管(8)，加熱流體管道接頭分別與冷卻氣體動力腔室(5)相連，流入加熱液體對冷卻氣體動力腔壁面進行加熱，并以逆流的布置方式與冷卻氣體流向相反。

2.根據權利要求1所述的多環換熱器，其特征在于：所述冷卻氣體動力腔室結構用于推進系統燃燒室空腔，冷卻氣體動力腔室(5)是由多層換熱壁面組成的圓筒形換熱結構，每個圓筒形換熱結構分為兩個腔室，層疊布置，外層腔室流通冷卻氣體，內層腔室與流體加熱進口流管(7)和流體加熱出口流管(8)相連，有加熱流體持續流動以使圓筒壁持續發熱。

3.根據權利要求1所述的多環換熱器，其特征在于：冷卻氣體動力腔室(5)是由三層換熱壁面組成的圓筒形換熱結構。

4.根據權利要求1所述的多環換熱器，其特征在于：所述擾流翅片(3)具有絕緣壁面內對稱布置的翅片凸起，翅片凸起為不規則扁平孔洞結構，圍繞多層換熱壁面對稱布置，用于強化換熱翅片、或者作為核燃料存儲嵌入片用于嵌入燃料元件，翅片通過槽道卡槽方式與冷卻氣體動力腔室的壁面連接。

5.根據權利要求1所述的多環換熱器，其特征在于：所述多環換熱器為空間推進或航空推進系統換熱器。

6.根據權利要求1所述的多環換熱器，其特征在于：所述加熱流體管道(6)的熱量來源適用于裂變能或衰變能清潔能源。

7.根據權利要求1所述的多環換熱器，其特征在于：所述渦輪軸(2)利用渦輪軸軸套外包殼作為多環換熱結構的約束面，最大限度地利用原燃油推進系統結構。