Экспериментально-исследовательский термоэмиссионный электрогенерирующий канал

Экспериментально-исследовательский термоэмиссионный электрогенерирующий канал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: при экспериментальной отработке термоэмиссионных электрогенерирующих каналов. Сущность изобретения: в коллекторном пакете между двумя слоями электрической изоляции размещена оболочка в виде электрически изолированных друг от друга металлических полос. Каждая полоса электрически соединена с мёжэлементной перемычкой одного из элементов канала и снабжена клеммой для подсоединения к потенциометрическому зонду, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 J 45/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР . (l0CllATEHT СССР) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4905842/21 (22) 31.01.91 (46) 07.01.93. Бюл. N 1

: (71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного обьединения "Энергия" (72) В.В.Синявекий, 1О.П,Ларионов и

С,Д.Кривоносов (56) Синявский В.В. и др. Проектирование и испытания термоэмиссионных твэлов, М.:

Атомиздат, 20-23.

Изобретение относится к термоэмиссионному методу преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано при экспериментальной отработке термоэмиссионных генераторов (ТГ).

Термоэмисионный электрогенерирующий канал (ЭГК) является сборочной единицей генераторов и их отработка во время петлевых реакторных испытаний является важнейшим этапом создания ТГ.

Известен ЭГК генератора Гопаз, он состоит из 5 электрогенерирующих элементов (ЭГЭ) с молибденовым эмиттером, ниобиевым коллектором, которые отделены от кор. пуса (чехла) слоем изоляции..

Основной недостаток — невозможность измерения и оценки эн эргетической эффективности каждого ЭГЭ в ЭГК, так как при испытаниях не измеряется напряжение каждого ЭГЭ.

В качестве прототипа гримем ЭГК с пятислойным коллектовным пакетом, он со., ЫÄÄ 1786533А1

2 (54) ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕРМОЭМИССИОННЫЙ

ЭЛЕКТРОГЕНЕРИРУ1ОЩИЙ КАНАЛ (57) Использование: при экспериментальной отработке термоэмиссионных электрогенерирующих каналов. Сущность изобретения: в коллекторном пакете между двумя слоями электрической изоляции размещена оболочка в виде электрически изолированных друг от друга металлических полос. Каждая полоса электрически соединена с межэлементной йеремычкой одного из элементов канала и снабжена клеммой для подсоединения к потенциометрическому зонду. 1 ил. стоит иэ последовательно соединеннйх с помощью межэлектродных перемычек отдельных ЭГЭ и коллекторного пакета, в котором два слоя изоляции, между которыми размещена металлическая защитная оболочка (охранный электрод), и корпус (чехол)

Э ГК.

Основной недостаток тот же — невозможность измерения генерируемого каждым ЭГЭ напряжения, и следовательно, невозможность оценки энергетической эффективности каждого ЗГЭ (или групп идентичных ЭГЭ) с различающимися техническими решениями.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, а именно: обеспечение возможности измерения напряжения каждого ЭГЭ, Укаэанная цель достигается предложенным экспериментально-исследовательским термоэмиссионьым ЭГК, содержащим последовательно соединенные с помощью

1786533

20

30

55 межэлементных перемычек ЭГЭ, крайние из которых снабжечы змиттерным или коллекторным токовыводами, и коллекторный пакет выполненный в виде наружного чехла и двух слоев изоляции, между которыми расположена электрически изолированная от чехла цилиндрическая оболочка, отличающийся тем, что оболочка выполнена в виде электрическй изолированных друг от друга полос, металлических, число которых выбрано на единицу меньше числа ЗГЭ (или групп идентичнйх ЭГЭ) в ЭГК и равномерно размещенных по образующим канала, причем каждая из полос электрически соединена с межэлементной перемычкой одного из

ЭГЭ (или одной из групп идентичных ЗГЗ), а на торцевой части оболочки каждая из полос снабжена клеммой для подключения к потенциометрическому зонду.

На чертеже приведен предлагаемый

Э ГК со схематическим изображением изме-: рительных систем.

Экспериментальйо-исследовательский

ЭГК состоит из отдельных ЭГЭ 1, который содержит топливный сердечник 2 из делящегося вещества; эми1терную оболочку 3, коллектор 4; межэлементную перемычку 5, внутренний 6 и наружный 7 слои изоляции, чехол (несущую трубку-корпус) 8. Между слоями 6 и 7 изоляции размещены металлические полосы 9. каждая из которых с помощью коммутационного узла 10 электрически замкнута на конец межэлементной перемычки 5 одного из ЭГЭ 1. Каждая полоса снабжена клеммой 11 для подсоединения к потенциометрическому зонду 12, Каждый ЭГЭ 1 может иметь различающйеся технические решения, например, может быть изготовлен иэ разных материалов (эмиттера, коллектора), иметь разную длину различные схемы газоотводных устройств-и т.п. Возможно изготовление ЗГК из групп идентичных ЗГЭ, когда в каждой группе из

2,3 и т,п. ЭГЭ одинаковые. технические решения; à-s разных группах — различающиеся. Поэтому число полос потенциометрических зондов — выбирается равным числу различающихся ЭГЭ или групп идентичных ЗГЗ.

Предложенное устройство работает следующим образом. 8о время испытаний

ЭГК в реакторе в 1оплйвном сердечнике 2 каждого ЗГЗ 1 генерируется тепло, часть которого в термозмиссионном преобразователе. образованном эмиттером 3 и коллектором 4, преобразуется в .электроэнергйю и отводится на- внешнюю нагрузку 13, Непреобразованная часть тепла Q) проходит через коллекторный пакет, измеряется калориметром 14 и снимается теплоносителем, Ток ЭГЭ измеряется амперметром 15, а напряжение каждого ЭГЭ (или групп идентичных ЭГЭ) измеряется вольтметром 16 вне ЗГК благодаря двум электрическим цепям, образованным межэлементной перемычкой 5, клеммой 11 в изоляции 6, полосе 9, коммуникационном узле 10 и потенциометрическом зонде 12 двух соседних ЭГЗ (или групп ЭГЭ). Так как

ЭГЭ имеют различающиеся технические решения; то при одном и том же проходящем токе напряжения ЭГЭ будет разным, что и будет измерено а, следовательно, и оценена энергетическая эффективность каждого технйческого решения, В качестве конкретного примера реализации предлагаемого ЭГК рассмотрим типичный шестиэлементный ЭГК с ЭГЭ длиной 40 мм и диаметром 10 мм с ниобиевым коллектором, изоляцией из AI203 с толщиной каждого слоя 0,3 мм и ниобиевого чехла толщиной 0,5 мм. Оболочка в виде 5 полос из ниобия толщиной 0,1 мм и шириной 2-3 мм. Коллекторный пакет изготовлен методом газостатического прессования.

Коммутационные узла — ниобиевые пластины размером 2 — 3 мм получены напылением на одной из фаз изготовления коллекторного пакета, Различающиеся технические решения заключаются в различных свойствах эмиттера, а именно, вольфрам поликристаллический, вольфрам монокристаллический с осевой гранью (III), фасетированный вольфрам по двумя различающимся технологиям нанесения фасеток и, наконец, молибден с тонким вольфрамовым покрытием, молибден без покрытия,:

Эффективность и реализуемость предлагаемого способа были проверены косвенно при лабораторных испытаниях ТЗП с различающимися эмиттерами. При одинаковых токах напряжения ТЭП различались до 02 В, то есть почти на 307;.

Таким образом, предлагаемый экспериментально-исследовательский ЭГК позволяет: в одном ЭГК при одних испытаниях измерить рабочие напряжения отдельных

ЭГЭ (или групп ЭГЭ) с различающимися техническими решениями; тем самым повысить точность оценки энергетической эффективности различных технических решений, сократить время и стоимость исследовательского этапа отработки ЭГК.

Формула изобретения

Экспериментально-исследовательский термоэмиссионный электрогенерирующий канал, содержащий последовательно соедин@нные с помощью межэлементных перемычек электрогенерирующие элементы, 1786533

Составитель В.Синявский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор З,Лончакова

Редактор

Заказ 250 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 крайние из которых снабжены эмиттерным или коллекторным токовыводом, и коллекторный пакет, выполненный в виде наружного чехла и двух слоев изсаяции, между которыми расположена электроизоли рованная от чехла цилиндрическая оболочка, 5 отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения возможности измерения напряжения каждого электрогенерирующего элемента, оболочка выполнена в виде электроизоли- 10 рованных одна от другой продольных металлических полос, число которых выбрано на единицу меньшим числа электрогенерирующих элементов, и равномерно размещенных по образующим канала, причем каждая из полос электрически соединена с межэлектродной перемычкой одного из элект-. рогенерирующих элементов, а на торцевой части оболочки каждая из полос снабжена клеммой для подключения к потенциометрическому зонду.