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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2002年
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钠钾工质碱金属热电转换器的基础研究

张来福  
【摘要】: 碱金属热电转换器(AMTEC)是一种高功率密度、高效、无污染、无噪音、工作可靠且可以适用于多种热源的新型热电能量直接转换装置。 本文综述了国内外碱金属热电转换器的研究进展情况,论证了开展钠钾工质碱金属热电转换器基础研究的意义。 计算碱金属热电转换器的特性是本文的重要任务之一。本文首先计算了Na-AMTEC、K-AMTEC和NaK-AMTEC的电动势。其次,在电化学热力学范围内,推导和计算了NaK-AMTEC的电特性和力能特性并与Na-AMTEC和K-AMTEC作了比较。另外,本文从电化学动力学的角度,对碱金属热电转换器的电极极化过程及对其特性的影响进行了讨论。 寄生热辐射损失特别是BASE管外表面的热辐射是影响碱金属热电转换器高效运行的主要因素之一。为了量化BASE管外表面的热辐射对碱金属热电转换器热电转换效率的影响程度,本文用一简化模型,计算了采用不同层数遮热屏的碱金属热电转换器中的BASE管外表面的净热辐射量。 为了开展钠钾工质碱金属热电转换器的实验研究,进行了NaK-BASE管—α-Al_2O_3绝缘过渡件—金属法兰之间活性焊接工艺和BASE管外表面多孔电极薄膜的制备等关键技术的探索性研究工作。 在完成发电组件制备的基础上,进行了NaK-AMTEC的实验研究。分析了BASE管发生损坏的原因,提出了可能的解决途径。 最后,以附录的形式介绍了碱金属热电转换器的三种工质(钠、钾和钠钾合金)的相关热物理特性、Na-、K-、NaK-β〃-Al_2O_3三种固体电解质的制备工艺及导电特性和AMTEC的电极材料。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TN37

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 潘贤德;AMTEC热力性能数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张宝岭;AMTEC多级毛细泵数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 曹宝喜;基于AMTEC太阳能热发电的毛细芯蒸发器内的热质传输特性[D];重庆大学;2011年
4 张松;AMTEC通流性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 邓顿;AMTEC热损失数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 马正军;毛细蒸发器流场数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 童建忠,倪秋芽;一种独特的热电能量直接转换器件——碱金属热电转换器(AMTEC)[J];电工电能新技术;1993年01期
2 倪秋芽,阚元龙,王俊,崔玉珍,童建忠;碱金属热电转换器电极性能评价[J];电源技术;1998年01期
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5 陈昆刚,林祖 ,徐孝和,李香庭;Al_2O_3的粉末特征对β"-Al_2O_3烧结性能的影响[J];无机材料学报;1997年03期
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9 樊增钊,顾中华,陈昆刚,徐孝和;高性能β″-Al_2O_3陶瓷压型粉料的制备[J];无机材料学报;1999年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 季慧玲;蒋南;王继刚;;糠醇树脂的开环热裂解机理研究[J];材料研究学报;2011年06期
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5 薛金花;朱承飞;王刚;欧阳平凯;王晓钧;;固体电解质β''-Al_2O_3制备工艺的研究[J];电源技术;2009年05期
6 魏晓玲;颉莹莹;帅莉芳;王瑾;杨晖;沈晓冬;;薄水铝石固相反应法制备Na-β"-Al_2O_3固体电解质[J];电源技术;2011年01期
7 倪秋芽,阚元龙,王俊,崔玉珍,童建忠;碱金属热电转换器电极性能评价[J];电源技术;1998年01期
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10 陆有军;吴澜尔;陈宇红;;SiC喷雾造粒粉的影响因素研究[J];中国粉体技术;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 罗志福;彭慧;;空间用同位素电池AMTEC技术进展[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
2 陆有军;吴澜尔;陈宇红;;SiC喷雾造粒粉的工艺控制[A];第八届全国颗粒制备与处理学术和应用研讨会论文集[C];2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 潘贤德;AMTEC热力性能数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张松;AMTEC通流性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 邓顿;AMTEC热损失数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 倪蕾蕾;Na+导电陶瓷与金属钠界面兼容性研究[D];华东理工大学;2012年
5 张莉莉;钠硫电池固体电解质Na-β″-Al_2O_3的制备研究[D];华中科技大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 廖海东,孙承纬,李永池,杨礼兵;有限厚度流体层界面运动Rayleigh-Taylor不稳定性的数值模拟[J];爆炸与冲击;1999年02期
2 张加迅,侯增祺;CPL储液器的温度调控方案[J];导弹与航天运载技术;2002年03期
3 童建忠,倪秋芽;一种独特的热电能量直接转换器件——碱金属热电转换器(AMTEC)[J];电工电能新技术;1993年01期
4 赵艳雷;童建忠;何飚;齐智平;;碱金属热电转换器功率调节系统研究[J];电工电能新技术;2006年01期
5 倪秋芽,童建忠;特种电源用碱金属热电转换器的发展[J];电工电能新技术;1996年04期
6 梁晓云,罗立民,曾卫明;基于Level set方法的医学图像分割[J];电路与系统学报;2003年06期
7 倪秋芽,阚元龙,王俊,崔玉珍,童建忠;碱金属热电转换器电极性能评价[J];电源技术;1998年01期
8 牟其峥,屠传经,牟楷,侯增祺;毛细抽吸回路中反向式蒸发器内汽、液两相流动的理论分析[J];工程热物理学报;1998年04期
9 曲艺,李智敏,颜岩,彭晓峰,刘涛;多孔芯冷凝器内流动与换热特性[J];工程热物理学报;2001年03期
10 黄晓明,刘伟,韩延民;CPL蒸发器多孔芯传热传质特性的新数学模型[J];工程热物理学报;2004年04期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
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6 刘志春;新型平板式CPL的理论分析与实验研究[D];华中科技大学;2006年
7 万忠民;小型平板CPL/LHP的流动与传热特性研究[D];华中科技大学;2007年
8 涂正凯;小型平板毛细相变流体回路的运行机制研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 潘贤德;AMTEC热力性能数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张宝岭;AMTEC多级毛细泵数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 周春良;AMTEC性能的理论计算和实验模拟[D];哈尔滨工程大学;2003年
4 王强;平板式CPL系统仿真研究[D];华中科技大学;2004年
5 习红军;集中供暖分户计量典型住宅热环境数值模拟探讨[D];长安大学;2005年
6 邓芳芳;平板式CPL的数值模拟与系统仿真[D];华中科技大学;2005年
7 王永;非结构化网格生成技术及在SIMPLE算法中的应用研究[D];天津大学;2005年
8 梁晋洁;纯金属凝固过程的相场方法研究[D];西北工业大学;2006年
9 朱杰;多孔介质内的相变传热传质过程研究[D];大连理工大学;2006年
10 赵丹;燃气辐射采暖的应用研究与CFD模拟[D];天津大学;2005年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 曹宝喜;基于AMTEC太阳能热发电的毛细芯蒸发器内的热质传输特性[D];重庆大学;2011年
2 李多;地热发电系统中流动特性的研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
3 张松;AMTEC通流性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 郑茂勇;蓄热电池一体化设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 邓顿;AMTEC热损失数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 童建忠,倪秋芽;一种独特的热电能量直接转换器件——碱金属热电转换器(AMTEC)[J];电工电能新技术;1993年01期
2 陈昆刚,林祖纕,杨淑平,徐孝和;Li_2O和MgO稳定的β″-Al_2O_3[J];硅酸盐学报;1984年04期
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5 陈昆刚,林祖 ,徐孝和,李香庭;Al_2O_3的粉末特征对β"-Al_2O_3烧结性能的影响[J];无机材料学报;1997年03期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张来福,初明璋,倪秋牙,童建忠;碱金属热电转换器(AMTEC)理论分析[J];能源技术;2001年04期
2 倪秋芽,童建忠;特种电源用碱金属热电转换器的发展[J];电工电能新技术;1996年04期
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5 姚寿广;动力工程中工质热力性质数据库软件的开发[J];华东船舶工业学院学报(自然科学版);2000年01期
6 李翀;窦志国;李修乾;;激光推进工质性能数据库[J];推进技术;2007年05期
7 裴春生,厉彦忠,石泳,罗瑶,焦安军;工质热物理性质的计算方法及程序设计[J];低温与超导;2000年03期
8 韩淑清;王红;;一种高精度压/电转换器[J];大连铁道学院学报;1993年02期
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1 罗志福;彭慧;;空间用同位素电池AMTEC技术进展[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
2 周茜;;一种采用环保工质的空调器研究[A];“两区”同建与科学发展——武汉市第四届学术年会论文集[C];2010年
3 尉春雨;宋惠坤;;新工质在商用空调上的应用[A];第十届全国冷(热)水机组与热泵技术研讨会论文集[C];2002年
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6 黄天河;陈武;;回收船舶柴油机冷却水余热的高温热泵的研究[A];第五届全国制冷空调新技术研讨会论文集[C];2008年
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8 马永昌;;热管技术的原理应用与发展[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年
9 冶文莲;吴裕远;禹志强;赵海臣;陈流芳;;空气源热泵热水器中几种混合工质的实验研究[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
10 王佐民;刘伟军;;实验用可更换工质热管的封装结构与方法[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
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2 记者 唐晓安 实习生 乐春芳;“神七”将有哪些“湖北造”[N];湖北日报;2006年
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4 杨静雅 陈秋玲;从能效角度看空调发展趋势[N];经济参考报;2003年
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8 本报记者 蔡义鸿;买房与炒房[N];华夏时报;2004年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张来福;钠钾工质碱金属热电转换器的基础研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2002年
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9 周湘江;HFC125临界热泵特性研究[D];上海交通大学;2006年
10 顾伟;低品位热能有机物朗肯动力循环机理研究和实验验证[D];上海交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张宝岭;AMTEC多级毛细泵数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张松;AMTEC通流性能研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 潘贤德;AMTEC热力性能数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 邓顿;AMTEC热损失数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 周春良;AMTEC性能的理论计算和实验模拟[D];哈尔滨工程大学;2003年
6 罗琪;中低温热源有机物工质发电系统分析[D];上海交通大学;2010年
7 曹宝喜;基于AMTEC太阳能热发电的毛细芯蒸发器内的热质传输特性[D];重庆大学;2011年
8 陈信鑫;低温螺杆双循环发电实验研究[D];天津大学;2010年
9 赵智博;内燃机废气余热利用有机朗肯循环系统工质的分析研究[D];天津大学;2012年
10 李满峰;热泵干燥装置的工质和(火用)分析研究[D];天津科技大学;2005年
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