[实用新型]一种水下无人航行器动力系统

说明书

本实用新型公开了一种水下无人航行器动力系统，该系统包括燃料子系统和CO2闭式朗肯循环子系统；本实用新型通过将基于金属燃料Li和SF₆为氧化剂的燃料系统与采用CO₂朗肯循环的循环动力系统进行有效组合，具有燃烧产物无毒、无腐蚀性、易储存和燃烧产物不向外排放，循环效率高和系统布置紧凑等优点。

技术领域

本实用新型属于水下无人航行器动力技术领域，具体涉及一种水下无人航行器动力系统。

背景技术

水下无人航行器(Unmanned underwater vehicles)是一种执行水下勘探、侦察、海洋工程、水下作业和水下作战等任务的重要工具。如何进一步提高水下无人航行器的航程是目前水下无人航行器领域的重要关键，已成为国内外该领域的研究热点。研究表明，基于金属燃料锂(Li)和六氟化硫(SF₆)为氧化剂的燃烧系统，具有能量密度高、无毒、无腐蚀性、易储存和燃烧产物不向外排放等优点，非常适合于水下无人航行器的运行需要，是用作水下无人航行器燃料系统的一种理想选择。目前，国内外在基于金属燃料Li和SF₆为氧化剂的燃料系统的水下无人航行器领域已经开展了大量研究工作，并相继开发出了较为成熟的水下无人航行器系列产品。然而，现有的水下无人航行器的动力循环系统主要采用的是闭式水蒸气朗肯循环，由于水下无人航行器的输出功率通常都较小，采用水蒸气朗肯循环时所需要的工质质量流量很低，致使循环系统中的蒸汽透平的效率很低，从而导致整个动力循环系统的效率很低，且很难通过技术改进进一步提高其循环效率。针对水下无人航行器采用常规水蒸气朗肯循环所存在的系统效率低的问题，有学者提出了采用有机工质朗肯循环的解决方案，尽管采用有机工质朗肯循环能提高系统循环效率，但效率提升的幅度很小，这主要是因为有机工质存在最高使用温度限制，通常不超过400℃，温度过高时，有机工质会发生热分解反应，致使整个系统的循环效率难以进一步提高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种水下无人航行器动力系统，该系统将基于金属燃料Li和SF₆为氧化剂的燃料系统与采用CO₂朗肯循环的循环动力系统进行有效组合，具有循环效率高、系统布置紧凑等优点。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水下无人航行器动力系统，包括燃料子系统和CO2闭式朗肯循环子系统；

所述燃料子系统包括SF₆储罐1和金属燃料Li反应器3；金属燃料Li反应器3的顶部布置有氧化剂喷嘴4和点火器5，SF₆储罐1的出口与金属燃料Li反应器3顶部的氧化剂喷嘴4相连通，并在连通管路上设置有控制阀2，用来控制进入金属燃料Li反应器3中的氧化剂SF₆的流量，达到控制燃烧反应速率的目的；