SU1698941A1 - Электродна стенка магнитогидродинамического генератора - Google Patents

Abstract

изобретение относитс  к конструкции электродной стенки МГД-генератора, работающего на продуктах сгорани  органического топлива. Целью изобретени   вл етс  повышение ресурса. Стенка состоит из комНаправление ло/тюна /глазмы бинированных электродов, между которыми установлены межэлектродные изол торы. Комбинированные электроды состо т из во- доохлаждаемого металлического корпуса 2, высокотеплопроводимых металлических ребер 3, покрытых высокотемпературной изо- л цией 4. образующих каркас комбинированных электродов и соединенных или выполненных заодно с корпусом 2. В полости каркаса на электроизол ционном основании 5. установленном на корпусе 2 и электроизол ционном от него, расположены металлические армирующие элементы 6. каркас с армирующими элементами заполнен путем плазменного напылени  жаростойким наполнителем 7 на основе системы ZrOa - УаОз - керамические токовыводы 9 соединены припоем из металлического инди  с токоотводом 10. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. ло/тюна /глазмы (Л с

Description

Фие.1

Изобретение относитс  к технике пр мого преобразовани  тепловой энергии в электрическую МГД-методом и может быть использовано в конструкции каналов промышленных МГД-генераторов.

Цель изобретени  - повышение ресурса .

На фиг. 1 изображена электродна  стенка , продольное сечение; на фиг. 2 - электродна  стенка, в которой жаростойким материалом покрыта также поверхность ..эл8ктродного изол тора.

Электродна  стенка содержит комбинированные электроды, между которыми уста- псолепы межэлектродные изол торы. Комбинированные электроды расположены па основании 1 и состо т из водоохлаждае- мого металлического корпуса 2, высокотеп- j о прободных металлических ре.бер 3, ю .рмтых высокотемпературной изол цией ;, соединенных или выполненных заодно с горпусом 2 и образующих каркас комбинированных электродов. В полости каркаса на oCfior-aimn G, установленном на корпусе 2, рзсопложены металлические армирующие элементы 6. Каркас с армирующими элементами заполнен путем плазменного напылени  xapoci ойким наполнителем 7 на основе cic CMbi ZrOa - , который закрывает поверхность изол ции 4 ребра 3, образу  - рабочую поверхность 8. Электроды содер- /жат также керамические токовыводы 9, выполненные на основе системы ZrO 1п20з i; припа нные к металлическому каркасу посредством токоотвода 10. Межэлектродна  изол ци  выполнена в виде пластин из теплоходного изол ционного материала 11 и указанного электроизол ционного покрыти . Кроме того, возможно напыление на поверхность изол тора сло  наполнител  7. Толщина сло  напылени  над изол тором должна быть в пределах 0,3 - 1,5 мм в соответствии с технологией напылени  и условием предотвращени  теплового пробо  сло . Между основанием 5 и корпусом 2 помещен слой электроизол ции 12.

Электродна  стенка работает следующим образом,

При движении потока плазмы вдоль электродных стенок канала МГД-ген ера тора в поперечном к потоку магнитном поле в потоке плазмы индуцируетс  ЭДС. под действием которой возникает фарадеев- ский ток в цепи плазма - электроды.

В процессе многочасового разогрева наполнител  7 окись инди , вход ща  в состав токовывода 9, частично диффундирует в направлении к рабочей поверхности 8 в наполнитель 7, выполненный из стабилизированной двуокиси циркони , что приводит

к св зыванию анионных вакансий в решетке окисной керамики и по влению электродной проводимости в объеме керамики. При подключении электродов к нагрузке попе5 речный фарадеевский ток проходит через плазму, рабочую поверхность и наполнитель- , ст гиваетс  к токовыводам 9 и идет далее через токоотводы 10. Ребра 3 обеспечивают отвод тепла от выступающих над

10 ними межэлектродных изол торов 11 и поддерживают на их поверхности заданную температуру.

Выполнение кромочных поверхностей ребер и внешней поверхности каркаса каж15 дого электрода с защитным электроизол ционным покрытием позвол ет существенно уменьшить электрохимическое разрушение ребер под действием нагрузочного тока и холловскмх токов утечки.

20 а следовательно, повысить ресурс электродной стенки и ее электропрочность „

Выполнение каждого токовывода на основе оксида инди  и оксида циркони  позвол ет подавить анионную проводимость

25 керамики во всем объеме сплошной огневой поверхности электродной стенки за счет диффузии оксида инди  и ее электрохимическое разрушение, предотвратить межэлектродный пробой изол торов и снизить

30 внутриэлектродные потери энергии за счет увеличени  электропроводности керамики на огневой поверхности стенки.

Использование армирующих элементов , закрепленных на электроизолирован35 ном от корпуса основани , позвол ет существенно улучшить свойства электродов и увеличить ресурс их работы, так как при этом также исключаетс  электрохимическое разрушение армирующих элементов.

40

Крепление керамических токовыводов на основе состава Zr02 - 1п20з к каркасу через токоотводы 10 из ковара или другого сходного металлического сплава, осуществ45 л емое с помощью пайки в инертной среде, обеспечивает успешную работу па ного соединени  при пропускании через„него тока (плотностью 2-3 А/см ) и тепловых потоков (пор дка 1 МВт/м2). Это обусловлено

50 тем, что применение промежуточного сло  ковара толщиной 0,5-0,8 мм с КТР, близким к КТР керамики, позвол ет избежать разрушающих термонапр жений в па ном соединении при его одностороннем нагреве и,

55 кроме того, выдел ющийс  из объема токовывода металлический индий и пайка в инертной среде способствуют образованию металлических амальгам и предотвращают образование оксидных пленок на границе с керамикой и запорных слоев, обеспечива 

надежный электрический контакт в па ном соединении.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Электродна  стенка магнитогидроди- намического генератора, содержаща  комбинированные электроды и межэлектродные изол торы, причем комбинированные электроды включают водоохлаждаемый метапли- ческий корпус и жестко св занные с ним высокотеплопроводные металлические ребра , образующие каркас комбинированных электродов, армирующие металлические элементы, прикрепленные к корпусу, и жаростойкий наполнитель на основе диоксида циркони , наход щийс  между ребрами, то- ковызоды, имеющие электрический контакт с жаростойким наполнителем, отличающа с  тем, что, с целью повышени  ресурса, металлические ребра каркаса покрыты слоем высокотемпературной электроизол ции , а также жаростойким наполнителем со стороны рабочей поверхности, армирующие элементы электрически изоли- рованы от корпуса электрода, а токовыводы выполнены из керамики на основе системы диоксид циркони  - полуторный оксид инди  и соединены с металлическим каркасом.
2. 0 2, Электродна  стенка по п. 1, о т л и ч а- ю щ а   с   тем, что в качестве жаростойкого наполнител  используетс  плазменное напыление диоксида циркони , стабилизированного полуторным оксидом иттри .
3. 3. Электродна  стенка по п. 1, о т л и ч а- ю щ а   с   тем, что поверхность межэлектродного изол тора также покрыта жаростойким наполнителем, причем его слой имеет толщину 0,3 - 1,5 мм.

   №о.,$цие потока

   /за-

   Фиг. г

   8