BASE組件結(jié)構(gòu)研究與性能分析.pdf

1、堿金屬熱電轉(zhuǎn)換裝置（the Alkali Metal Thermal to Electric Converter簡(jiǎn)寫為AMTEC），是一種新型的能量轉(zhuǎn)換器。它以液態(tài)堿金屬或氣態(tài)堿金屬（鋰、鉀、鈉）為工質(zhì)，它的熱源可以是太陽(yáng)能、化石能、核能、甚至是燃燒的垃圾能等多種形式的熱源，而且裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換效率高、功率密度大、工作安全可靠、維修量小、運(yùn)行起來無(wú)噪音，因此，對(duì)這一技術(shù)的研究具有十分重要的意義。
　　本文對(duì)堿金屬熱電轉(zhuǎn)換器的BA

2、SE組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)研究和性能分析，主要內(nèi)容包括：
　　1、應(yīng)用ANSYS軟件的熱應(yīng)力耦合功能，對(duì)原BASE組件的結(jié)構(gòu)和加工工藝進(jìn)行了分析，計(jì)算出了焊縫區(qū)的溫度場(chǎng)分布、應(yīng)力場(chǎng)分布和應(yīng)變場(chǎng)分布，求出了焊件的最大殘余應(yīng)力和變形量。分析原BASE組件的加工工藝制定是否合理，焊件能否滿足使用要求以及原BASE組件能承受的最高工作溫度。
　　2、改進(jìn)了原BASE組件的結(jié)構(gòu)，制定了新的加工工藝。計(jì)算改進(jìn)的BASE組件焊接部分的最大殘余應(yīng)力和

3、變形量，分析改進(jìn)的BASE組件焊接部分在工藝上能否實(shí)現(xiàn)。根據(jù)現(xiàn)有的參數(shù)，計(jì)算了改進(jìn)的BASE組件的機(jī)械密封部分能承受的最大壓差，并與該溫度下BASE組件的工作壓差比較，分析改進(jìn)的BASE組件能承受的最高工作溫度。
　　3、應(yīng)用MATLAB/SIMULINK仿真軟件，對(duì)原BASE組件和改進(jìn)的BASE組件的數(shù)學(xué)模型、電極晶粒增長(zhǎng)模型、電極G-B模型、電極V-I特性模型和電極效率模型進(jìn)行了仿真計(jì)算，得到了原BASE組件和改進(jìn)的BASE組

4、件的負(fù)載電壓、輸出功率和效率隨電流密度的變化規(guī)律。
　　研究結(jié)果表明：原BASE組件焊接最大殘余應(yīng)力產(chǎn)生在結(jié)構(gòu)陶瓷與可伐合金焊接的焊縫上，而且最大殘余應(yīng)力值小于相應(yīng)溫度下母材與焊料的屈服極限，焊接變形很小，焊接工藝制定基本合理，焊件能滿足低溫時(shí)的使用要求，但它所能承受的最高溫度僅為660K。改進(jìn)的BASE組件焊接部分殘余應(yīng)力小于相應(yīng)溫度下材料的屈服極限，焊接變形也很小，焊件能滿足更高溫度下的使用要求，機(jī)械密封部分可承受不超過0.3