RU125383U1

RU125383U1 - RADIONUCLIDE SOURCE OF HEAT

Info

Publication number: RU125383U1
Application number: RU2012131651/07U
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Барканов; Борис Викторович Дербунович; Сергей Анатольевич Кузовков; Михаил Сергеевич Ламонов; Александр Георгиевич Потапов; Геннадий Иванович Сёмкин; Федор Григорьевич Шалата
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-02-27

Abstract

Использование: Полезная модель относится к радиоизотопной энергетике, а более конкретно к радионуклидным источникам тепла (РИТ), используемым в термоэлектрических преобразователях. Задача: создание конструкции РИТ, способной выдерживать ударные аварийные воздействия, не допускающей выход радиоактивного содержимого в окружающую среду сверх допустимого значения. Сущность полезной модели: РИТ содержит силовую герметичную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, корпус которой выполнен в виде витой оболочки из ленты и крышек, жестко соединенных с торцами витой оболочки, дистанцирующий элемент, выполненный из упругого материала и размещенный между силовой оболочкой и капсулой, устройство имеет полость для сбора радиогенного гелия, образованную капсулой и силовой оболочкой, силовая герметичная оболочка окружена демпфирующей оболочкой. Демпфирующая оболочка выполнена в виде цилиндра и двух крышек имеющих с внутренней стороны набор энергопоглощающих элементов. 1н.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Usage: The utility model relates to radioisotope energy, and more specifically to radionuclide heat sources (RHS) used in thermoelectric converters. Objective: to create an RHS design capable of withstanding emergency shock impacts, preventing the release of radioactive contents into the environment beyond the permissible value. The essence of the utility model: RHS contains a power hermetic shell consisting of a body and a lid, a capsule installed inside the power shell, a fuel pellet of plutonium-238 dioxide, which, in turn, is installed inside the capsule, the body of which is made in the form of a twisted tape shell and covers rigidly connected to the ends of the twisted sheath, a spacer element made of elastic material and placed between the power sheath and the capsule, the device has a cavity for collecting radiogenic helium formed by the capsule and with silt shell, power hermetic shell is surrounded by a damping shell. The damping shell is made in the form of a cylinder and two covers having a set of energy absorbing elements on the inside. 1n.p. f-ly, 1 zp f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к радиоизотопной энергетике, а более конкретно к радионуклидным источникам тепла (РИТ), используемым в термоэлектрических преобразователях.The utility model relates to radioisotope energy, and more specifically to radionuclide heat sources (RHS) used in thermoelectric converters.

Основное функциональное назначение РИТ - излучение тепловой энергии. Основное конструктивное назначение РИТ - локализация радионуклида в замкнутом герметичном объеме. При этом конструкция РИТ должна обеспечивать стойкость к воздействию функциональных вибрационных, линейных и ударных перегрузок, устойчивость к воздействию высоких температур в рабочем режиме и при вероятных аварийных ситуациях, окислительную стойкость в воздушной среде при высоких температурах и коррозионную стойкость при нахождении в естественных и агрессивных средах. Конструкционные материалы РИТ должны быть совместимы между собой и радионуклидным топливом во всех режимах функционирования РИТ и обладать необходимой пластичностью и прочностью, обеспечивающими их не разрушение при ударе о твердые материалы Земли и в других экстремальных ситуациях.The main functional purpose of RHS is the radiation of thermal energy. The main constructive purpose of RHS is localization of a radionuclide in a closed hermetic volume. At the same time, the design of RHS should provide resistance to functional vibration, linear and shock overloads, resistance to high temperatures in the working mode and in case of possible emergency situations, oxidative resistance in air at high temperatures and corrosion resistance when in natural and aggressive environments. RIT structural materials must be compatible with each other and radionuclide fuel in all modes of RHS operation and possess the necessary plasticity and strength ensuring their non-destruction upon impact of solid materials of the Earth and in other extreme situations.

Известен радиоизотопный источник тепла (п. РФ №90925, опубл. 20.01.2010), содержащий силовую оболочку, состоящую из корпуса и крышек, капсулу, установленную внутри силовой оболочки и состоящую также из корпуса и крышек, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, при этом корпус последней выполнен витым из ленты, а крышки жестко соединены с ее торцами, корпус силовой оболочки также выполнен витым из ленты, а крышки жестко соединены с ее торцами, между крышками капсулы и силовой оболочки с двух сторон установлены демпфирующие элементы. Витой корпус силовой оболочки и ее крышки изготовлены из сплавов тугоплавких металлов. Витой корпус капсулы и ее крышки изготовлены из коррозионностойких конструкционных материалов. На силовой корпус снаружи нанесено покрытие, состоящее из следующих слоев: вольфрам, дисилицид молибдена, окись алюминия или окись гафния.Known radioisotope heat source (p. RF №90925, publ. 01/20/2010), containing a power shell consisting of a body and lids, a capsule installed inside the power shell and also consisting of a body and lids, a fuel tablet of plutonium dioxide-238, which, in turn, is installed inside the capsule, while the case of the latter is made twisted from tape, and the lids are rigidly connected to its ends, the case of the power casing is also made twisted from tape, and the lids are rigidly connected to its ends, between the caps of the capsule and the power shell on two sides n damping elements are installed. The twisted case of a power shell and its covers are made of alloys of refractory metals. The twisted case of the capsule and its covers are made of corrosion-resistant structural materials. A coating consisting of the following layers was applied to the power case from the outside: tungsten, molybdenum disilicide, alumina or hafnium oxide.

Наиболее близким техническим решением к полезной модели является радиоизотопный источник тепла (п.РФ №2237301, опубл. 27.09.2004). РИТ содержит силовую герметичную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, дистанцирующий элемент.Корпус капсулы выполнен в виде витой оболочки и крышек, жестко соединенных с торцами витой оболочки. Дистанцирующий элемент, выполненный из упругого материала, размещен между силовой оболочкой и капсулой. Устройство имеет полость для сбора радиогенного гелия, образованную капсулой и силовой оболочкой.The closest technical solution to the utility model is a radioisotope heat source (p. RF №2237301, publ. 09/27/2004). RIT contains a power hermetic shell consisting of a body and a lid, a capsule installed inside the power shell, a fuel tablet of plutonium-238 dioxide, which, in turn, is installed inside the capsule, a spacer element. The capsule body is made in the form of a twisted shell and caps, rigidly connected to the ends of the twisted sheath. A spacer element, made of an elastic material, is placed between the power jacket and the capsule. The device has a cavity for collecting radiogenic helium, formed by a capsule and a power jacket.

Недостатком данной конструкции радионуклидного источника тепла является недостаточная стойкость изделия к аварийным воздействиям при экстремальных условиях, что может привести к разрушению ампулы радионуклидного источника тепла и недопустимому выходу радиогенного гелия из РИТ в окружающую среду.The disadvantage of this design of a radionuclide heat source is the insufficient resistance of the product to accidental exposure under extreme conditions, which can lead to the destruction of the ampoule of the radionuclide heat source and unacceptable release of radiogenic helium from the RHS into the environment.

Задачей полезной модели является создание конструкции РИТ, способной выдерживать ударные аварийные воздействия, не допускающей выход радиоактивного содержимого в окружающую среду сверх допустимого значения.The task of the utility model is to create an RHS design capable of withstanding shock emergency impacts, preventing the release of radioactive contents into the environment above the permissible value.

Задача решается тем, что в РИТ, содержащем силовую герметичную оболочку, состоящую из корпуса и крышки, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, топливную таблетку из двуокиси плутония-238, которая, в свою очередь, установлена внутри капсулы, корпус которой выполнен в виде витой оболочки из ленты и крышек, жестко соединенных с торцами витой оболочки, дистанцирующий элемент, выполненный из упругого материала и размещенный между силовой оболочкой и капсулой, устройство имеет полость для сбора радиогенного гелия, образованную капсулой и силовой оболочкой, силовая герметичная оболочка окружена демпфирующей оболочкой. Демпфирующая оболочка выполнена в виде цилиндра и двух крышек имеющих с внутренней стороны набор энергопоглощающих элементов.The task is solved by the fact that in RIT containing a power hermetic shell consisting of a body and a lid, a capsule installed inside the power shell, a plutonium-238 dioxide pellet, which, in turn, is installed inside the capsule, the body of which is twisted shells made of tape and caps rigidly connected to the ends of the twisted sheath, the spacer element made of elastic material and placed between the power sheath and the capsule, the device has a cavity for collecting radiogenic helium formed by the capsule and power shell, power hermetic shell is surrounded by a damping shell. The damping shell is made in the form of a cylinder and two covers having a set of energy absorbing elements on the inside.

Введение демпфирующего слоя позволило поглощать часть энергии при ударных аварийных воздействиях и при необходимости удерживать газ, образующийся в результате распада топлива при эксплуатации в течение гарантийного срока.The introduction of a damping layer made it possible to absorb part of the energy during shock emergency impacts and, if necessary, to keep the gas resulting from the collapse of the fuel during operation during the warranty period.

На фигуре схематично изображена конструкция РИТ.The figure schematically shows the design of the RHS.

РИТ содержит силовую герметичную оболочку, состоящую из крышки 1 и корпуса 2, капсулу, установленную внутри силовой оболочки, корпус которой состоит из витой оболочки 3 и крышек 4, топливные таблетки 5, которые, в свою очередь, установлены внутри корпуса капсулы, и демпфирующую оболочку, состоящую из обечайки 6 и двух крышек 7, имеющих с внутренней стороны набор энергопоглощающих элементов. Витая оболочка 3 и крышки 4 жестко соединены между собой в цилиндрической части.RIT contains a power sealed shell, consisting of a cover 1 and body 2, a capsule installed inside the power shell, the body of which consists of a twisted shell 3 and covers 4, fuel pellets 5, which, in turn, are installed inside the body of the capsule, and a damping shell consisting of a shell 6 and two covers 7, having a set of energy absorbing elements from the inside. The twisted sheath 3 and the cover 4 are rigidly interconnected in the cylindrical part.

Силовая оболочка с демпфирующей оболочкой удерживают давление радиогенного гелия, развивающегося во времени во внутренней полости при эксплуатации, а также предохраняет капсулу от воздействия механических нагрузок при эксплуатации и аварийных ситуациях.A power shell with a damping shell keeps the pressure of radiogenic helium, which develops in time in the internal cavity during operation, and also protects the capsule from the effects of mechanical loads during operation and emergency situations.

Claims

1. Radionuclide heat source containing a power sealed shell consisting of a body and a lid, a capsule installed inside the power shell, a fuel tablet of plutonium-238 dioxide, which, in turn, is installed inside the capsule, the body of which is made in the form of a twisted shell tapes and lids rigidly connected to the ends of the twisted sheath, the device has a cavity for collecting radiogenic helium formed by the capsule, the power shell and the damping layer, characterized in that the power shell is surrounded by the damping ochkoy.

2. The device according to claim 1, characterized in that the damping shell is made in the form of a cylinder and two caps having a set of energy-absorbing elements on the inside.