RU191697U1 - Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) - Google Patents
Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) Download PDFInfo
- Publication number
- RU191697U1 RU191697U1 RU2019104942U RU2019104942U RU191697U1 RU 191697 U1 RU191697 U1 RU 191697U1 RU 2019104942 U RU2019104942 U RU 2019104942U RU 2019104942 U RU2019104942 U RU 2019104942U RU 191697 U1 RU191697 U1 RU 191697U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator according
- heat
- radioisotope
- housing
- thermoelectric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21H—OBTAINING ENERGY FROM RADIOACTIVE SOURCES; APPLICATIONS OF RADIATION FROM RADIOACTIVE SOURCES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; UTILISING COSMIC RADIATION
- G21H1/00—Arrangements for obtaining electrical energy from radioactive sources, e.g. from radioactive isotopes, nuclear or atomic batteries
- G21H1/10—Cells in which radiation heats a thermoelectric junction or a thermionic converter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
Использование: полезная модель относится к радиоизотопным термоэлектрическим генераторам, применяемым, в частности, для электропитания и обогрева бортовых систем космических летательных аппаратов, также энергоснабжения наземных и морских устройств, требующих длительной (до 50 лет) эксплуатации без технического обслуживания. Задача: достижение высокого коэффициента полезного действия, увеличения срока его службы и обеспечение требований по стойкости конструкции к воздействию как эксплуатационных, так и аварийных нагрузок. Сущность полезной модели: РИТЭГ содержит герметичный корпус, состоящий из обечайки, крышки и основания, тепловой блок, в составе которого имеется радиоизотопный источник тепла, поджимное устройство, термоэлектрическую батарею, расположенную между тепловым блоком и основанием корпуса, снабженную контактным переходом. Тепловой блок и термоэлектрическая батарея окружены тепловой изоляцией, а свободное пространство в корпусе заполнено инертным газом, обладающим низкой теплопроводностью. Тепловой блок помещен в теплосборник, крышка выполнена в виде стакана с фланцами, внутри которого установлено поджимное устройство, контактный переход соединен с герметичным электрическим разъемом, установленным на фланце крышки с внешней стороны. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Полезная модель относится к радиоизотопным термоэлектрическим генераторам, применяемым, в частности, для электропитания и обогрева бортовых систем космических летательных аппаратов, а также для энергоснабжения наземных и морских устройств, требующих длительной (до 50 лет) эксплуатации без технического обслуживания.
К радиоизотопным термоэлектрическим генераторам предъявляется ряд требований по стойкости конструкции к воздействию как эксплуатационных, так и аварийных нагрузок. Под эксплуатационными нагрузками понимается комплекс тепловых, механических, акустических и барометрических воздействий, которые возникают при хранении, транспортировании и штатной эксплуатации радиоизотопных термоэлектрических генераторов.
В качестве аналога выбран радионуклидный термоэлектрический генератор (п. РФ №1814426, G21H 1/10, H01L 35/02), содержащий герметичный корпус, в котором расположена комбинированная тепловая изоляция, состоящая из жесткой тепловой теплоизоляции и газоэкранной тепловой теплоизоляции. Термоэлектрическая батарея соединена с корпусом и радио-нуклидным источником тепла с помощью упругого теплопроводящего компаунда. Для подсоединения потребителей электроэнергии в РИТЭГ применены электровыводы. Вакуумирование и заполнение внутренней полости корпуса инертным газом проводят через штенгель.
Недостатком данной модели является нерациональное использование теплопринимающей и теплоотводящей поверхностей РИТЭГ, что снижает его КПД. Отсутствует узел прижима, обеспечивающий необходимое поджатие радионуклидного источника тепла к полупроводниковой термоэлектрической батарее.
В качестве прототипа выбран радиоизотопный термоэлектрический генератор (п. РФ №29399, G21H 1/10, опубл. 10.05.2003), содержащий герметичный корпус, состоящий из обечайки, крышки и основания с электровыводами, в нем установлены радиоизотопный источник тепла, полупроводниковая термоэлектрическая батарея, расположенная между радиоизотопным источником тепла и основанием корпуса, с которым она соединена через теплопроводные гибкие контактные переходы. Радиоизотопный источник тепла установлен в стакан, тепловая изоляция состоит из двух частей, одна из которых жестко крепится к основанию корпуса, а вторая установлена на уровне торца стакана, между ней и радиоизотопным источником тепла установлено поджимное устройство и прокладки. Внутренняя полость радиоизотопного термоэлектрического генератора через технологическое отверстие в крышке корпуса заполнена инертным газом, обладающим низкой теплопроводностью. Технологическое отверстие после заполнения газом заваривается. На основании корпуса радиоизотопного термоэлектрического генератора и на дне стакана в области установки термоэлектрической батареи нанесено электроизолирующее покрытие.
Недостатком данной конструкции радиоизотопного термоэлектрического генератора (РИТЭГ) является возможность образования тепловых зазоров во время его изготовления и при действии эксплуатационных нагрузок Стык деталей теплоизоляции относительно друг друга плоский, пружинный блок находится вблизи источника тепла, теплоотводящая поверхность малоэффективна, что приводит к нерациональному использованию теплоотводящей поверхности.
Задачей полезной модели радиоизотопного термоэлектрического генератора является достижение высокого коэффициента полезного действия, увеличение срока его службы и обеспечение требований по стойкости конструкции к воздействию как эксплуатационных, так и аварийных нагрузок позволяющих использование его в бортовых системах космических летательных аппаратов.
Поставленная задача решается тем, что РИТЭГ содержит герметичный корпус, состоящий из обечайки, крышки и основания, тепловой блок, в составе которого имеется радиоизотопный источник тепла, поджимное устройство, полупроводниковую термоэлектрическую батарею, расположенную между тепловым блоком и основанием корпуса, снабженную контактным переходом. Тепловой блок и термоэлектрическая батарея окружены тепловой изоляцией, а свободное пространство в корпусе заполнено инертным газом, обладающим низкой теплопроводностью. Тепловой блок помещен в тепло-сборник. Крышка выполнена в виде стакана с фланцами, внутри которого установлено поджимное устройство, контактный переход соединен с герметичным электрическим разъемом, установленным на фланце крышки с внешней стороны.
Тепловая изоляция выполнена составной и поверхности сопрягаемых частей выполнены ступенчатыми, что обеспечивает надежное перекрытие стыков. Тепловая изоляция выполнена из прессованного материала - АТМ-17. Помимо теплоизолирующей функции она является силовым элементом конструкции РИТЭГ. Теплосборник выполнен из меди в виде стакана с утолщенным дном. В основании корпуса имеется посадочное место под термоэлектрическую батарею. Контактный переход представляет собой три пары электровыводов. Каждая пара электровыводов окружена электроизолятором. В качестве электрического разъема использован герметичный разъем-соединитель типа 2РМГ. Электрический разъем снабжен заглушкой с электрозакороткой.
Технологические зазоры в теплоизоляции забиваются теплоизоляционной базальтовой ватой. Пружинный блок находится в верхней части радиоизотопного термоэлектрического генератора. Такое размещение пружинного блока обеспечивает необходимый поджим через теплоизоляцию, которая экранирует его от потока тепла, идущего от теплового блока. Днище имеет площадку под установку полупроводниковой термоэлектрической батареи. Такая конструкция обеспечивает меньшую массу РИТЭГа и равномерное распределение тепла на его теплоотводящей поверхности. Теплоотводящая поверхность имеет ровную, гладкую поверхность для увеличения теплового контакта, что улучшает отвод тепла. Для повышения надежности у полупроводниковой термоэлектрической батареи продублированы электровыводы (по 3 провода на каждый контакт), которые соединены с герметичным электроразъемом типа 2РМГ.
На фигуре изображена конструкция радиоизотопного термоэлектрического генератора.
Радиоизотопный термоэлектрический генератор имеет герметично сваренный корпус, состоящий из обечайки 1, крышки 2 и днища 3. В качестве источника тепла в конструкции используется радионуклидный тепловой блок 4, который устанавливается в теплосборник 5, выполненный из хорошо теплопроводящего материала. Для обеспечения нужного потока тепла, который необходим для получения рабочего перепада температур на спаях полупроводниковой термоэлектрической батареи 7, радионуклидный тепловой блок 4 закрыт теплоизоляцией 6, 11, 12, 13. Электроизоляцией спаев полупроводниковой термоэлектрической батареи служат тонкие пластины слюды 9, установленные между ней, теплосборником 5 и днищем 3. Радиоизотопный термоэлектрический генератор имеет герметичный электроразъем 10, соединенный с полупроводниковой термоэлектрической батареей шестью проводами (по три провода на «+» и «-»). Необходимое поджатие осуществляется пружинным блоком, состоящим из крышки 8, пружин 14 и сепаратора 15. Полость радиоизотопного термоэлектрического генератора заполняется инертным газом с низкой теплопроводностью, для этого в пружинном блоке имеется штуцер 16, при помощи которого конструкция проверяется на герметичность, вакуумируется и после заполнения инертным газом заваривается.
Устройство работает следующим образом.
Верхний торец полупроводниковой термоэлектрической батареи 7 разогревается от радионуклидного теплового блока 4 до проектной температуры. Нижний торец полупроводниковой термоэлектрической батареи 7 имеет существенно более низкую температуру. Таким образом, на торцах (спаях) термоэлектрической батареи 7 возникает перепад температур. Разница температур на спаях батареи преобразуется в электрическую энергию. При подключении РИТЭГ к цепи внешней нагрузки возникает электрический ток.
Теплоизоляция 6, 11, 12, 13 необходима для уменьшения неэффективных потерь тепла через ту часть внешней поверхности корпуса, которая не примыкает к термоэлектрической батарее 7 (увеличивает долю энергии, проходящей через батарею).
Claims (10)
1. Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ), содержащий герметичный корпус, состоящий из обечайки, крышки и основания, тепловой блок, в составе которого имеется радиоизотопный источник тепла, поджимное устройство, термоэлектрическую батарею, расположенную между тепловым блоком и основанием корпуса, снабженную контактным переходом, тепловой блок и термоэлектрическая батарея окружены тепловой изоляцией, а свободное пространство в корпусе заполнено инертным газом, обладающим низкой теплопроводностью, отличающийся тем, что тепловая батарея помещена в теплосборник, крышка выполнена в виде стакана с фланцами, внутри которого установлено поджимное устройство, контактный переход соединен с герметичным электрическим разъемом, установленным на фланце крышки с внешней стороны.
2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что тепловая изоляция выполнена составной и поверхности сопрягаемых частей выполнены ступенчатыми.
3. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что теплосборник выполнен в виде стакана с утолщенным дном.
4. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что теплосборник выполнен из меди.
5. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в основании корпуса имеется посадочное место под термоэлектрическую батарею.
6. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что контактный переход представляет собой три пары электровыводов.
7. Генератор по п. 6, отличающийся тем, что каждая пара электровыводов окружена электроизолятором.
8. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электрического разъема использован герметичный разъем-соединитель типа 2РМГ.
9. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что электрический разъем снабжен заглушкой с электрозакороткой.
10. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что тепловая изоляция выполнена из прессованного материала ATM-17.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019104942U RU191697U1 (ru) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019104942U RU191697U1 (ru) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU191697U1 true RU191697U1 (ru) | 2019-08-16 |
Family
ID=67638119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019104942U RU191697U1 (ru) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU191697U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3754999A (en) * | 1968-11-23 | 1973-08-28 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Radioisotopic generator |
SU1325572A1 (ru) * | 1985-08-22 | 1987-07-23 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
SU1373218A1 (ru) * | 1986-06-23 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
SU1276158A1 (ru) * | 1985-03-21 | 1991-12-07 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
RU29399U1 (ru) * | 2002-08-22 | 2003-05-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
-
2019
- 2019-02-21 RU RU2019104942U patent/RU191697U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3754999A (en) * | 1968-11-23 | 1973-08-28 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Radioisotopic generator |
SU1276158A1 (ru) * | 1985-03-21 | 1991-12-07 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
SU1325572A1 (ru) * | 1985-08-22 | 1987-07-23 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
SU1373218A1 (ru) * | 1986-06-23 | 1989-07-23 | Предприятие П/Я А-3430 | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
RU29399U1 (ru) * | 2002-08-22 | 2003-05-10 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Радиоизотопный термоэлектрический генератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110800154A (zh) | 一种带有热管理设计电池模块、电池装置与电池系统 | |
JP2015022935A (ja) | 電池モジュール | |
CN207368170U (zh) | 高寿命锂电池 | |
RU191697U1 (ru) | Радиоизотопный термоэлектрический генератор (РИТЭГ) | |
CN204013385U (zh) | 一种器件化的光伏接线盒旁路二极管电路模块 | |
CN105991090A (zh) | 底部三面通风及内部二极管倒置悬空的全灌胶光伏接线盒 | |
CN110676405A (zh) | 一种具有防水缓冲功能的新能源电池模组 | |
KR102429506B1 (ko) | 열전 변환 모듈 및 그의 제조방법 | |
CN103337992B (zh) | 太阳能发电装置 | |
US6259656B1 (en) | Thermoelectric unit and timepiece using it | |
CN110165941A (zh) | 一种防水耐压型温差发电装置 | |
JP2016146438A (ja) | 電力変換装置 | |
RU29399U1 (ru) | Радиоизотопный термоэлектрический генератор | |
CN203607390U (zh) | 模块化封装结构 | |
CN112152512A (zh) | 一种利用水下油气管道内外温度差的发电装置 | |
RU165161U1 (ru) | Батарея электрохимических ячеек | |
CN214542285U (zh) | 一种一体化热电电源装置 | |
CN112635093B (zh) | 一种基于90Sr同位素的温差发电装置 | |
RU2458420C1 (ru) | Радионуклидный термоэлектрический генератор (ритэг) | |
CN216488141U (zh) | 一种温差电模块集成结构 | |
RU198031U1 (ru) | Тепловой химический источник тока | |
CN213402852U (zh) | 一种利用水下油气管道内外温度差的发电装置 | |
JP5816769B1 (ja) | 発電装置、発電装置の組立キットおよび発電装置の組立方法 | |
CN208368352U (zh) | 一种全面散热电容器端盖组件 | |
CN212934760U (zh) | 一种锂电池快速散热结构 |