[实用新型]动力循环与推进系统及水下航行器

说明书

本实用新型提供了一种动力循环与推进系统及水下航行器，动力循环与推进系统包括动力循环模块和与动力循环模块连接的推进模块；动力循环模块包括依次连接的冷却单元、压缩单元、热源发生单元和透平单元；冷却单元用于冷却进入压缩单元内的超临界二氧化碳；热源发生单元用于产生热量，以使进入热源发生单元内的超临界二氧化碳在预设时间内达到透平单元入口的温度，透平单元与推进模块连接，透平单元还与冷却单元连接，以使热源发生单元加热后的超临界二氧化碳经透平单元做功排至冷却单元。本实用新型提供的动力循环与推进系统，通过将循环介质设置为超临界二氧化碳，减小了循环功耗，提高了热效率。

技术领域

本实用新型涉及能源动力与推进技术领域，尤其涉及一种动力循环与推进系统及水下航行器。

背景技术

水下航行器是一种航行于水下的航行体，包括载人水下航行器和无人水下航行器，它能够完成水下勘探、侦测甚至是军事上的进攻防守等任务。在海洋开发日益重要的现在，水下航行器越来越得到了各个国家的重视，无论是在民用还是在军用上，都扮演着重要的角色。出于军事和商业利益的考虑,世界各国都在努力探索和发展水下航行器，并且把无人水下航行器作为重要发展目标。

目前，一种以水蒸气为工质的闭式涡轮机动力系统已经在水下航行器上得到应用，其中，水下航行器中锅炉反应器内产生的过热蒸汽送入透平机内膨胀做功，使转子高速旋转，由减速器减速后带动水下航行器中的推进器工作，膨胀做功后的废气排入水下航行器的壳体冷凝器内，在冷凝器中，产生的废气经水下航行器外的海水冷却并凝结成水，然后由供水泵加压后再输入锅炉反应器内，重新加热工作，如此反复循环，便形成了全过程的闭式循环系统。因此，这种闭式涡轮机动力系统的水下航行器的反应物不需要排放，在航行时无航迹、无排气噪声、无污染，功率和航速不受背压影响，控制组件较少，整体性能优于传统的三组元系统，是比较理想的闭式循环系统。

但是，这种闭式涡轮系统在循环工作时，需要从外部引入两股海水，一股做功，一股冷却，系统复杂，且水工质在循环中存在多次相变，功耗大，热效率偏低。

实用新型内容

本实用新型提供一种动力循环与推进系统及水下航行器，通过将工作介质设置为超临界二氧化碳，减小了循环功耗，提高了热效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种动力循环与推进系统，包括动力循环模块和与动力循环模块连接的推进模块；

动力循环模块包括依次连接的冷却单元、压缩单元、热源发生单元和透平单元；冷却单元用于冷却进入压缩单元内的超临界二氧化碳；热源发生单元用于产生热量，以使进入热源发生单元内的超临界二氧化碳在预设时间内达到透平单元入口的温度，透平单元与推进模块连接，透平单元还与冷却单元连接，以使热源发生单元加热后的超临界二氧化碳经透平单元做功排至冷却单元。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的动力循环与推进系统，推进模块包括电力推进单元；

电力推进单元包括电动发电机、与电动发电机输出端连接的第一控制开关、电力负载装置和电力推进组件，第一控制开关可选择性的与电力负载组件连接，以使电动发电机为电力负载组件提供电能；和/或第一控制开关可选择性的与电力推进组件连接，以使电动发电机为电力推进组件提供电能而产生推力；

电动发电机的输入端与透平单元连接。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的动力循环与推进系统，推进模块包括热力推进单元；

热力推进单元包括传动装置和执行装置，传动装置的输入端与透平单元连接，执行装置与传动装置的输出端连接，传动装置用于为执行装置传递动力。

作为一种可选的方式，本实用新型提供的动力循环与推进系统，推进模块还包括电动发电机和与电动发电机连接的电力负载组件；

电动发电机与传动装置连接，电动发电机用于为电力负载组件提供电能。