RU2364982C1 - Thermoionic reactor-converter - Google Patents
Thermoionic reactor-converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364982C1 RU2364982C1 RU2008106830/28A RU2008106830A RU2364982C1 RU 2364982 C1 RU2364982 C1 RU 2364982C1 RU 2008106830/28 A RU2008106830/28 A RU 2008106830/28A RU 2008106830 A RU2008106830 A RU 2008106830A RU 2364982 C1 RU2364982 C1 RU 2364982C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- collectors
- ege
- shells
- cesium
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам прямого преобразования тепловой энергии в электрическую термоэмиссионным способом.The invention relates to devices for the direct conversion of thermal energy into electrical thermal emission method.
Известна конструкция термоэмиссионного реактора-преобразователя (ТРП) с высокими выходными энергетическими характеристиками, состоящая из секций электрогенерирующих элементов (ЭГЭ), не имеющих коллекторной изоляции и позволяющих набирать высокое напряжение на выходных клеммах ТРП, не прибегая к многослойным коллекторным пакетам; удаление тепла, выделяющегося на коллекторах ЭГЭ, осуществляется с помощью тепловых труб; конструкция позволяет проводить полномасштабную отработку и испытания как отдельных элементов, так и всего ТРП в лабораторных стендовых условиях с имитацией тепла ядерного топлива электронагревом (патент №2299491, зарегистрирован 20 мая 2007 г., авторы: Титков А.С, Брюханов А.Н., Синявский В.В.) ТРП, состоит из секций протяженных ЭГЭ, выполненных на тепловых трубах, отводящих тепло, выделяющегося на коллекторах ЭГЭ; ЭГЭ имеют эмиттерные оболочки, заполненные ядерным топливом и коллекторы, установленные с межэлектродными зазорами, заполненными парами цезия, и коммутирующие проводники, выполненные в виде гофрированных лент с чередованием участков для закрепления вдоль оболочек эмиттеров и свободных участков, расположенных между гофрами с ортогональными отростками для соединения с коллекторами. Секции ЭГЭ жестко соединены друг с другом шпильками, расположенными по бокам секций, при этом отростки коммутирующих проводников неизолированной стороной прижимаются к коллекторам соседних секций. Для образования замкнутого объема, заполняемого парами цезия, секции герметизируются сваркой по периметру с помощью двух рамок, изготовленных из металлической фольги, и изолирующим слоем между ними.A known design of a thermionic converter reactor (TRP) with high output energy characteristics, consisting of sections of electricity generating elements (EGE) that do not have collector insulation and allow you to gain high voltage at the output terminals of the TRP without resorting to multilayer collector packages; the heat released on the collectors of the EGE is removed using heat pipes; the design allows full-scale testing and testing of both individual elements and the entire TRP in laboratory bench conditions with imitation of nuclear fuel heat by electric heating (patent No. 2299491, registered May 20, 2007, authors: Titkov A.S., Bryukhanov A.N., Sinyavsky VV) TRP, consists of sections of extended EGE, performed on heat pipes that remove heat released on the collectors of EGE; EGEs have emitter shells filled with nuclear fuel and collectors installed with interelectrode gaps filled with cesium vapors and switching conductors made in the form of corrugated tapes with alternating sections for fastening along the shells of emitters and free sections located between corrugations with orthogonal processes for connection with collectors. The EGE sections are rigidly connected to each other by pins located on the sides of the sections, while the processes of the switching conductors with the non-insulated side are pressed against the collectors of the neighboring sections. To form a closed volume filled with cesium vapor, the sections are sealed by perimeter welding using two frames made of metal foil and an insulating layer between them.
Недостатком этой конструкции ТРП является необычность и неизученность эмиттерной оболочки ЭГЭ швеллерной формы, что ведет к необходимости проведения большего объема экспериментальных исследований и технологических разработок и в конечном счете потребует значительных материальных средств и времени. Другим недостаткам является то, что в конструкции каждой секции имеется значительное количество сварных и паяных швов, что усложняет изготовление секции и снижает ее надежность.The disadvantage of this design of TRP is the unusual and unexplored emitter shell of the EGE channel shape, which leads to the need for more experimental research and technological development and ultimately will require significant material resources and time. Other disadvantages are that in the design of each section there is a significant number of welded and soldered seams, which complicates the manufacture of the section and reduces its reliability.
Целью изобретения является устранение проблемных и ненадежных элементов конструкции, упрощение изготовления и, соответственно, удешевление и повышение надежности при сохранении всех преимуществ известной конструкции.The aim of the invention is to eliminate problematic and unreliable structural elements, simplify manufacturing and, accordingly, reduce the cost and increase reliability while maintaining all the advantages of the known design.
Указанная цель достигается в конструкции ТРП, которая отличается от известной тем, что секции выполнены на монолитных платах, внутри которых созданы полости для паровых каналов коллекторных тепловых труб с сечением в виде двух полуокружностей, обращенных друг к другу выпуклыми сторонами и соединенных по бокам прямыми линиями; между этими полостями расположены цилиндрические полости, опирающиеся тупиковыми концами на перегородку, ограничивающую цезиевый объем, и заканчивающиеся открытыми концами на торцах плат; в отверстия на верхнем торце каждой платы впаяны герметично через изолирующий слой эмиттерные оболочки цилиндрической формы соосно с поверхностями полостей, которые являются коллекторами ЭГЭ; соосность обеспечивается изоляционной втулкой, расположенной на ограничивающей цезиевый объем перегородке, и стержнем от донышка эмиттерной оболочки. В отверстия на нижнем торце впаяны цилиндрические тепловые трубы, сбрасывающие тепло в окружающую среду; на боковых поверхностях плат напротив эмиттерных оболочек выполнены щели для вывода коммутирующих проводников и ввода паров цезия в межэлектродные зазоры.This goal is achieved in the design of the TRP, which differs from the well-known one in that the sections are made on monolithic boards, inside which cavities are created for the steam channels of collector heat pipes with a cross section in the form of two semicircles facing each other with convex sides and connected by straight lines on each side; between these cavities there are cylindrical cavities resting on dead ends on a septum bounding the cesium volume and ending on open ends on the ends of the boards; emitter shells of a cylindrical shape coaxially with the surfaces of the cavities, which are collectors of the EGE, are soldered tightly through the holes on the upper end of each board; Coaxiality is ensured by an insulating sleeve located on the septum bounding cesium volume and a rod from the bottom of the emitter shell. Cylindrical heat pipes soldered into the environment are soldered into the holes on the lower end; On the side surfaces of the boards opposite the emitter shells, slots are made for outputting the switching conductors and introducing cesium vapor into the interelectrode gaps.
Изготовление секций ЭГЭ на монолитных платах, сводит к минимуму количество сварок и паек, упрощает изготовление секций и повышает их надежность, а применение эмиттерных оболочек цилиндрической формы, совершенной и хорошо изученной, дает возможность использовать лабораторно-стендовую базу и технологии, разработанные при создании ядерной энергетической установки «Енисей», что приведет к существенному удешевлению и ускорению создания эффективного и надежного ТРП.The manufacture of EGE sections on monolithic boards minimizes the number of welds and solders, simplifies the manufacture of sections and increases their reliability, and the use of emitter shells of a cylindrical shape, perfect and well-studied, makes it possible to use a laboratory-bench base and technologies developed to create nuclear power installation "Yenisei", which will lead to a significant reduction in cost and accelerate the creation of an effective and reliable TRP.
Вышеизложенное поясняется графическим материалом, представленным на фиг.1-5.The foregoing is illustrated by the graphic material shown in figures 1-5.
Фиг.1. Схематический общий вид ТРП:Figure 1. Schematic general view of the TRP:
а) вид сверху; б) вид сбоку.a) top view; b) side view.
Фиг.2. Вид отдельной секции ЭГЭ со стороны коммутирующих проводников.Figure 2. View of a separate section of the EGE from the side of the switching conductors.
Фиг.3. Сечение А-А фиг.1(а).Figure 3. Section AA of FIG. 1 (a).
Фиг.4. Сечение Б-Б фиг.1(б).Figure 4. Section BB of FIG. 1 (b).
Фиг.5. Сечение С-С фиг.2.Figure 5. Section CC of FIG. 2.
Обозначения:Designations:
1 - секция ЭГЭ1 - EGE section
2 - ядерное топливо2 - nuclear fuel
3 - электрические клеммы ТРП3 - electrical terminals TRP
4 - изолирующий слой4 - insulating layer
5 - труба для откачки замкнутого объема и для напуска цезия5 - pipe for pumping a closed volume and for the inlet of cesium
6 - тепловая труба для сброса тепла в окружающую среду6 - heat pipe to discharge heat into the environment
7 - отросток коммутирующего проводника7 - the process of the switching conductor
8 - щель8 - gap
9 - изолирующий слой9 - insulating layer
10 - коллекторная тепловая труба10 - collector heat pipe
11 - изоляционная втулка11 - insulating sleeve
12 - паровой канал коллекторной тепловой трубы12 - steam channel of the collector heat pipe
13 - цилиндрическая полость для впаивания тепловой трубы, сбрасывающей тепло в окружающую среду13 - a cylindrical cavity for soldering a heat pipe that discharges heat into the environment
14 - цилиндрическая полость для впаивания эмиттерной оболочки14 - a cylindrical cavity for soldering the emitter shell
15 - коллектор15 - collector
16 - эмиттер16 - emitter
17 - рамка из металлической фольги17 - metal foil frame
18 - стягивающие шпильки18 - tightening studs
19 - изолирующее покрытие на коммутационном отростке.19 - insulating coating on the switching process.
Подготовка к работе и работа ТРП заключается в следующем. После сборки ТРП в полости эмиттерных оболочек вставляются электронагреватели и по определенной методике производится обезгаживание всего ТРП. После обезгаживания замкнутая полость ТРП соединяется герметично с источником паров цезия, температуры эмиттеров поднимаются до заданных значений и устанавливается рабочее давление паров цезия. ТРП начинает вырабатывать электрическую энергию, которую можно снимать с клемм ТРП. Определяются различные практически интересные режимы работы ТРП. Затем электронагреватели удаляют, в полости эмиттерных оболочек загружают ядерное топливо и запускается реакция деления. Выделяющееся тепло частично превращается в электрическую энергию, а частично сбрасывается различными процессами на коллекторы ЭГЭ и отводится с помощью коллекторных тепловых труб на тепловые трубы, сбрасывающие тепло в окружающую среду.Preparation for work and the work of the TRP is as follows. After the TRP assembly, electric heaters are inserted into the cavity of the emitter shells and, according to a certain technique, the entire TRP is degassed. After degassing, the closed cavity of the TRP is connected hermetically to the source of cesium vapor, the temperature of the emitters rises to the set values and the working pressure of the cesium vapor is set. TRP begins to generate electrical energy, which can be removed from the terminals TRP. Various practically interesting modes of TRP operation are determined. Then the electric heaters are removed, nuclear fuel is loaded into the cavity of the emitter shells and the fission reaction is started. The heat generated is partially converted into electrical energy, and partially discharged by various processes to the EGE collectors and is removed using collector heat pipes to heat pipes that discharge heat into the environment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008106830/28A RU2364982C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Thermoionic reactor-converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008106830/28A RU2364982C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Thermoionic reactor-converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364982C1 true RU2364982C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008106830/28A RU2364982C1 (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Thermoionic reactor-converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364982C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724919C1 (en) * | 2019-12-18 | 2020-06-26 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Reactor-converter |
-
2008
- 2008-02-26 RU RU2008106830/28A patent/RU2364982C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2724919C1 (en) * | 2019-12-18 | 2020-06-26 | Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Reactor-converter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5137361B2 (en) | Cell stack device and fuel cell module | |
JP4630058B2 (en) | Fuel cell stack with improved pressure plate and current collector | |
JP2007059377A (en) | Fuel battery module | |
CN106197104A (en) | 3 D stereo hot superconductive temperature equalizing radiator and preparation method thereof | |
JPS58175267A (en) | Fuel battery generating device | |
CN102428601A (en) | Electrical energy storage device having flat cells and heat sinks | |
JP2005183089A (en) | Fuel cell system | |
RU2364982C1 (en) | Thermoionic reactor-converter | |
US2759112A (en) | Electron tube thermoelectric generator | |
EP2819230A1 (en) | Solid oxide fuel cell and manufacturing method and manufacturing apparatus for same | |
JP6093392B2 (en) | Fuel cell module | |
JP4922556B2 (en) | Fuel cell structure | |
RU2299491C1 (en) | Thermionic converter reactor | |
JP6317553B2 (en) | Fuel cell | |
CN102537919A (en) | Steam boiler | |
JP2014150003A (en) | Fuel cell stack | |
RU213234U1 (en) | Collector node of a powerful microwave device | |
CN201781441U (en) | Cable sealing mechanism of photovoltaic component junction box | |
US10636953B2 (en) | Thermoelectric conversion module and method for manufacturing the same | |
CN209740705U (en) | Ozone generating assembly and ozone generator thereof | |
CN201781440U (en) | Cable connecting mechanism of photovoltaic component junction box | |
JP2006185647A (en) | Fuel cell power generation system and unit for it | |
KR101282618B1 (en) | Hot press apparatus for manufacturing membrane-electrode assembly | |
CN108033513B (en) | Microwave radiation sewage treatment reaction system | |
CN210607409U (en) | Multi-directional universal clamping piece for lithium battery cell parallel-serial group |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140227 |