布雷頓循環發動機是一種以氣體為工質的熱力循環發動機，是吸氣式噴發動機，與燃氣輪機的工作原理相同。
基本介紹
- 中文名：布雷頓循環發動機
- 外文名：Brayton cycle engine
- 所屬類別：專業術語
- 領域：化石能源
背景,工作過程,參數,分類,
背景
布雷頓循環是美、俄發展大功率空間核動力的主要研究方向。一是這種轉換的功率範圍寬,功率可以從數十千瓦(如法國國20kW的空間核電源)到兆瓦級(如俄羅斯熱功率為3MW,電功率為0.8MW的電推進電源)；二是它可以採用高溫氣冷反應堆，反應堆一迴路也可以採用液態金屬冷卻，二迴路採用氣體布雷頓循環。三是它適於雙模式(核熱推進和發電兩用)反應堆。但它的軸速每分鐘達到3萬~6萬轉，如何防止轉軸磨損、在空間條件下保持系統的正常運行等技術需要突破。
工作過程
布雷頓循環有時也被稱為焦耳循環。理想的布雷頓循環包括四個工作過程，其p-V和T-S關係如圖所示。圖中,1-2為工質在壓氣機中被可逆絕熱(等熵)壓縮；2-3為工質在熱交換器中可逆定壓加熱；3-4為熱的工質在汽輪機中做可逆絕熱膨脹；4-1為工質通過可逆等壓放熱，完成一個循環。
參數
簡單的布雷頓循環發動機的一個重要循環參數是壓氣機的壓縮比，它是發動機的最大壓力與最低壓力之比，k為熱容比。改變壓縮比和k任一個參數都可以改變簡單布雷頓循環的熱效率。單原子氣體，如氮、等惰性氣體做工質，有最高的熱容比k，這類氣體k為5/3；雙原子氣體k為7/5；三原子氣體k為8/6。
分類
布雷頓循環可以是開式循環，也可以是閉式循環。在核反應堆熱源中只能採用閉式循環。有兩種結構形式：一類是氣體工質通過核反應堆的迴路熱交換器進行熱交換，一般用鋰做核反應堆的冷卻劑。這樣的反應堆結構緊湊，運行溫度在1600K以下(鋰的沸點約1620K)，但有兩條主迴路；第二類是氣體工質直接通過核反應堆堆芯，由燃料元件加熱氣體工質。
