核热驱动有机朗肯循环透平自润滑静压止推轴承静态特性研究

来源：核动力工程杂志2025年第1期北京时间：

作者：杜秋晚, 刘铭, 闫晓, 张曌, 张诚, 刘文兴, 袁德文

单位：1.中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室，成都，610213；2.清华大学，北京，100084；

摘要：微型反应堆搭配有机朗肯循环的技术路线是实现特殊场景多能供给的有效方案。在有机朗肯循环透平发电机组中使用有机工质自润滑气浮轴承可取消庞杂的油站系统，是提高系统紧凑性的有效措施。为探究有机工质自润滑气浮轴承的静态特性，本研究针对静压止推轴承，讨论了供气压力、供气温度和转速对轴承承载力和耗气量的影响规律，并进一步探究了节流形式、轴向间隙和润滑介质的影响。结果表明，不同工况下，气膜压力分布规律基本保持一致，沿径向从节流区域向出口处逐渐降低。在高供气压力、高进口温度和低转速下，轴承承载力均可保持在较高水平。在保证进气面积相同时，相比于小孔节流轴承，狭缝节流轴承的承载力较高而耗气量较小。随轴向间隙增大，气膜压力显著降低，承载力减小而耗气量增大。润滑介质对轴承的静态特性有一定影响，大部分工况下，R134a润滑介质轴承静态特性最优，环戊烷润滑介质轴承次之，R245fa润滑介质轴承最差。本研究结果可为有机工质自润滑气浮轴承的设计优化提供参考。

关键词：有机朗肯循环, 有机工质, 静压止推轴承, 承载力, 耗气量

基金资助：中国博士后科学基金资助项目（2024M764273）；国家资助博士后研究人员计划（GZB20240988）