[實(shí)用新型]動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)及水下航行器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922192107.1
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211642568U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳健;張勝龍;張少鋒;魏掌來(lái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海朝臨動(dòng)力科技有限公司
• 主分類號(hào): B63G8/08
• 分類號(hào): B63G8/08;B63H21/38
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 黃溪;劉芳

本實(shí)用新型提供了一種動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)及水下航行器，動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)包括動(dòng)力循環(huán)模塊和與動(dòng)力循環(huán)模塊連接的推進(jìn)模塊；動(dòng)力循環(huán)模塊包括依次連接的冷卻單元、壓縮單元、熱源發(fā)生單元和透平單元；冷卻單元用于冷卻進(jìn)入壓縮單元內(nèi)的超臨界二氧化碳；熱源發(fā)生單元用于產(chǎn)生熱量，以使進(jìn)入熱源發(fā)生單元內(nèi)的超臨界二氧化碳在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)達(dá)到透平單元入口的溫度，透平單元與推進(jìn)模塊連接，透平單元還與冷卻單元連接，以使熱源發(fā)生單元加熱后的超臨界二氧化碳經(jīng)透平單元做功排至冷卻單元。本實(shí)用新型提供的動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)，通過(guò)將循環(huán)介質(zhì)設(shè)置為超臨界二氧化碳，減小了循環(huán)功耗，提高了熱效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及能源動(dòng)力與推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)及水下航行器。

背景技術(shù)

水下航行器是一種航行于水下的航行體，包括載人水下航行器和無(wú)人水下航行器，它能夠完成水下勘探、偵測(cè)甚至是軍事上的進(jìn)攻防守等任務(wù)。在海洋開(kāi)發(fā)日益重要的現(xiàn)在，水下航行器越來(lái)越得到了各個(gè)國(guó)家的重視，無(wú)論是在民用還是在軍用上，都扮演著重要的角色。出于軍事和商業(yè)利益的考慮,世界各國(guó)都在努力探索和發(fā)展水下航行器，并且把無(wú)人水下航行器作為重要發(fā)展目標(biāo)。

目前，一種以水蒸氣為工質(zhì)的閉式渦輪機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)已經(jīng)在水下航行器上得到應(yīng)用，其中，水下航行器中鍋爐反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽送入透平機(jī)內(nèi)膨脹做功，使轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，由減速器減速后帶動(dòng)水下航行器中的推進(jìn)器工作，膨脹做功后的廢氣排入水下航行器的殼體冷凝器內(nèi)，在冷凝器中，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)水下航行器外的海水冷卻并凝結(jié)成水，然后由供水泵加壓后再輸入鍋爐反應(yīng)器內(nèi)，重新加熱工作，如此反復(fù)循環(huán)，便形成了全過(guò)程的閉式循環(huán)系統(tǒng)。因此，這種閉式渦輪機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的水下航行器的反應(yīng)物不需要排放，在航行時(shí)無(wú)航跡、無(wú)排氣噪聲、無(wú)污染，功率和航速不受背壓影響，控制組件較少，整體性能優(yōu)于傳統(tǒng)的三組元系統(tǒng)，是比較理想的閉式循環(huán)系統(tǒng)。

但是，這種閉式渦輪系統(tǒng)在循環(huán)工作時(shí)，需要從外部引入兩股海水，一股做功，一股冷卻，系統(tǒng)復(fù)雜，且水工質(zhì)在循環(huán)中存在多次相變，功耗大，熱效率偏低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)及水下航行器，通過(guò)將工作介質(zhì)設(shè)置為超臨界二氧化碳，減小了循環(huán)功耗，提高了熱效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)，包括動(dòng)力循環(huán)模塊和與動(dòng)力循環(huán)模塊連接的推進(jìn)模塊；

動(dòng)力循環(huán)模塊包括依次連接的冷卻單元、壓縮單元、熱源發(fā)生單元和透平單元；冷卻單元用于冷卻進(jìn)入壓縮單元內(nèi)的超臨界二氧化碳；熱源發(fā)生單元用于產(chǎn)生熱量，以使進(jìn)入熱源發(fā)生單元內(nèi)的超臨界二氧化碳在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)達(dá)到透平單元入口的溫度，透平單元與推進(jìn)模塊連接，透平單元還與冷卻單元連接，以使熱源發(fā)生單元加熱后的超臨界二氧化碳經(jīng)透平單元做功排至冷卻單元。

作為一種可選的方式，本實(shí)用新型提供的動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)模塊包括電力推進(jìn)單元；

電力推進(jìn)單元包括電動(dòng)發(fā)電機(jī)、與電動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出端連接的第一控制開(kāi)關(guān)、電力負(fù)載裝置和電力推進(jìn)組件，第一控制開(kāi)關(guān)可選擇性的與電力負(fù)載組件連接，以使電動(dòng)發(fā)電機(jī)為電力負(fù)載組件提供電能；和/或第一控制開(kāi)關(guān)可選擇性的與電力推進(jìn)組件連接，以使電動(dòng)發(fā)電機(jī)為電力推進(jìn)組件提供電能而產(chǎn)生推力；

電動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸入端與透平單元連接。

作為一種可選的方式，本實(shí)用新型提供的動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)模塊包括熱力推進(jìn)單元；

熱力推進(jìn)單元包括傳動(dòng)裝置和執(zhí)行裝置，傳動(dòng)裝置的輸入端與透平單元連接，執(zhí)行裝置與傳動(dòng)裝置的輸出端連接，傳動(dòng)裝置用于為執(zhí)行裝置傳遞動(dòng)力。

作為一種可選的方式，本實(shí)用新型提供的動(dòng)力循環(huán)與推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)模塊還包括電動(dòng)發(fā)電機(jī)和與電動(dòng)發(fā)電機(jī)連接的電力負(fù)載組件；

電動(dòng)發(fā)電機(jī)與傳動(dòng)裝置連接，電動(dòng)發(fā)電機(jī)用于為電力負(fù)載組件提供電能。