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C10基于联合发电的土卫六基地热力循环系统

热力系统设计与实践

指导教师:韩东 项目成员:孙子剑、周超、翁圣杰

项目海报

项目简介

项目概述

    本项目设想了在未来,人类移居土卫六生活的场景。提出了一种联合法发电循环的供能方案。项目设计中,我们对联合循环的效率和输出功率做了相关理论分析。提出了实际运行条件下,蒸汽轮机和燃气轮机一对多的联合发电方式。进一步,我们基于simulink建立了微型燃气轮机的动态仿真模型,分析了额定工况下燃气轮机在土卫六环境下的运行稳定性。出于土卫六特殊环境的需要,我们设计了一种微型燃气轮机转子模型以满足发电装置高输出功率低氧气耗量的要求。


项目目标

1. 考虑星际移民的实际情况,选取效率高的小型循环系统,并选择适宜的循环供能装置;

2. 基于土卫六上的实际环境,以及循环装置的各个参数,建立适宜在土卫六稳定运行的工作系统,设计合理方案;

3. 对设计出的方案先进行合理的理论计算,分析项目可行性,验证其是否满足设计需求;

4. 考虑诸多因素,对设计出的系统进行仿真模拟,校核理论计算结果。

5. 此外,还需考虑土卫六上如何获取燃烧所需的氧气,建立额外的供应循环。


项目成果

1. 根据实际情况,选择了利用风能发电原理提供氧气,利用蒸汽轮机以及微型燃气轮机,提出了适用于移民土卫六的蒸汽-燃气联合循环供能系统方案;

2. 根据实验及环境参数,利用能量守恒原理,完成了额定工况下循环的理论计算,验证了方案的合理性;

3. 基于MATLAB\SIMULINK建立了燃气轮机动态仿真模型,校核了额定工况下的运行功率,并使其满足实际需求;

4. 制作了基于实际工况的燃气轮机实物模型;给出了合理的尺寸设计方案。


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