[发明专利]一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统

权利要求书

1.一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，包括工质泵、定向式太阳能集热器、冷板、透平、发电负载、蓄电装置、断路器、喷射器、定向式空间辐射器、相变蓄冷装置、制冷蒸发器、三通阀和节流阀，其特征在于，以月球基地设备发热、人员发热或太阳能作为热源，以空间4k真空低温冷背景作为冷源，选择适应设备工作温度范围和太阳能热源温度范围的有机物作为工质，形成封闭系统；

液体饱和有机工质，由所述工质泵送入所述冷板或所述定向式太阳能集热器中，加热至饱和或过热蒸汽状态，然后推动所述透平旋转，带动所述发电负载发电，出所述透平后气体工质流入喷射器，将所述制冷蒸发器出口侧气体引射至所述喷射器中，二者在所述喷射器中经过混合扩压进入所述定向式空间辐射器中，向空间释放热量，凝结为液态，液态工质一部分重新进入所述工质泵，完成发电循环，另一部分经节流阀降温降压，重新回到所述制冷蒸发器，完成制冷循环。

2.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，月球处于白天或极昼时，根据所述透平对工质温度的需求，经过所述冷板的工质由三通阀控制一部分流入所述定向式太阳能集热器，另一部分直接进入所述透平并与经所述定向式太阳能集热器加热的工质混合，共同推动所述透平，进而带动所述发电负载发电。

3.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，所述发电负载发电优先满足系统工质泵用电需求，多余电量经断路器进入所述蓄电装置蓄电，用于发电不足时的电力补充。

4.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，经节流阀降温降压后的工质通过三通阀进入所述相变蓄冷装置，用于存储多余冷量并在系统冷量不足时进行冷量补充。

5.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，所述定向式太阳能集热器根据太阳光照方向变化旋转定向，使所述定向式太阳能集热器始终面向太阳光线。

6.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，采用两套适应不同压比的喷射器，通过阀门切换实现适应极昼和极夜状态的系统运行，并且所述工质泵采用变频泵。

7.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，所述定向式空间辐射器面向月球地面一侧采用多层隔热材料包覆，同时通过旋转定向避免受太阳光线直接照射，并通过辐射方式向空间放热，使内部工质温度降低。

8.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，所述冷板用于吸收设备热量，其入口温度不高于20℃，出口温度不高于30℃。

9.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，所述工质为在30℃时达到饱和或过热蒸汽状态的干性工质，其为R124、R142b、R236a、R600、R600a和RC318中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的一种用于月球基地的自循环热管理及发电系统，其特征在于，月球处于白天或极昼时，经所述冷板的工质，经三通阀后进入所述定向式太阳能集热器加热升温；月球处于夜晚或极夜时，经所述冷板的工质，全部进入所述透平进行发电。