SU766523A1 - Способ компенсации паразитных токов Холла в канале магнитогидродинамического генератора - Google Patents

Abstract

СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ ХОЛЛА В КАНАЛЕ МАГНИТОГИДРОДИНАЮ1ЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА, включающий измерение параметров потока плазмы , измерение и регулирование профил  приложенного магнитного пол  и то ка по сечению канала в соответствии с измеренной концентрацией электронов в потоке плазмы и в соответствии с профилем сечени  канала, о т л и Чающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и ресурса магнитогидродинамического генератора путем выравнивани  ЭДС Холла по сечению канала, измер ют локальные значени  поперечной напр женности электрического пол  и регулируют, токи в цеп х между электропроводными элементами электродных и электроизол ционных стенок «с помощью регул торов.посто нного тока, при этом поддерживают посто нным по сечению канала соотношение: /3,(и,-Б ,. - Е,,; ) const., где - локальное значение поперечной напр женности электрического пол ; и - локальна  скорость потока; (П В. - локальное значение магнитной индукции; (i - локальное значение параметра Холла. «1 сл Ьд Од

Description

Изобретение относитс  к области магнитной гидродинамики, а именно, к способам компенсации паразитных то ков Холла в каналах магнитогидродинамических (МГД) генераторов или МГД-ускорителей с неоднородной проводимостью плазмы и может быть использовано в МГД-каналах рамочной конструкции и каналах с секционированными изол ционными стенками, имею щими различную конфигурацию поперечного сечени . Известен способ уменьшени  паразитных токов Холла в пр моугольном канале, содержащем изол ционные стен ки, состо щие из электроизолированных между собой электропроводных эле ментов и секционированные в продольном- направлении электродные стенки, заключающийс  в том, что близлежащие . к электродным стенкам электропроводные элементы изол ционньж стенок и электроды, расположенные в одном сечении канала, электрически соедин ют с  между собой через измерительные приборы (амперметры) и подсоедин ютс  симметрично относительно оси пото ка к поперечной нагрузке. Данному способу присущ недостаток состо ний в шунтировании электропроводных элементов изол ционных стенок что создает дополнительные паразитны токи в плазме и уменьшает поперечное напр жение и, следовательно, уменьшает КПД МГД-генератора.

Недостатком указанного способа  вл етс , кроме того, отсутствие регулировани  с цепью, выравнивани  ЭДС Холла по сечению канала и, следовательно , наличие нескомпенсированных паразитных токов Холла в канале.

Из известньк способов компенсации паразитных токов Холла в МГД-канале, наиболее близким к за вленному  вл етс  способ, прин тый за прототип.

Известный способ компенсации паразитных токов Холла в канале магнитогидродинамического генератора заключаетс  в измерении параметров потока плазмы, измерении и регулировании приложенного магнитного пол  и тока по сечению канала в соответствии с измеренной концентрацией электронов в потоке плазмы.

Известньй способ характеризуетс  регулированием магнитного пол  и тока в сечении канала по соотношению

/J,-(UjB- - Е,,. ) const ,

де Е ;

-локальное значение поперечной напр женности электрического пол ;

Ui В.

-локальна  скорость потока;

-локальное значение магнитной индукции;

-локальное значение параметра Холла.

Предложенный способ может быть реализован в МГД-каналах рамочной конструкции и каналах с секционированными изол ционными стенками.

На чертеже изображено сечение канала МГД-генератора с зондами дл  мерени  параметров плазмы и схемой подключени  тиристорных устройств.

Изображенное на чертеже устройство канала МГД-генератора, в котором может быть реализован предложенньп const., где В; локальное значение магнитной индукции в зоне сечени  канала с геометрическим размером Z; ; геометрический размер сечени  канала в направлении магнитной индукции В; ; поперечна  компонента тока нагрузки в зоне сечени  канала с геометрическим размером Z ; концентраци  электронов в зоне сечени  канала с геометрическим размером Z. . Недостатком указанного способа  вл етм  то, что он может быть применен только дл  каналов с секционированными электродными и изол ционными стенками . Целью насто щего изобретени   вл етс  повьшение КПД и ресурса МГДгенератора путем выравнивани  ЭДС Холла по сечению канала. Указанна  цель достигаетс  тем, что измер ют локальные значени  поперечной напр женности электрического пол  и регулируют токи в цеп х между электропроводными элементами электродных и электроизол ционных стенок с помощью регул торов посто нного тока , при этом поддерживают посто нным по сечению канала соотношение: способ, содержит электропроводные эле менты 1 изол ционных стенок 2 и элек тродных стенок 3, представл ющие собой рамки, выполненные из металлов с низкой или высокой 1лектропроводностью , которые могут быть сплошными или разрезными, т.е. с электроизол ционными промежутками. Электропровод ные элементы 1 могут также представл ть собой модули, секционированные в поперечном и продольном направлени х . Устройство содержит также регулируемые по току тиристорные устройства 4, нагрузочное устройство 5, кото рое может быть подключено как в продольном , так и в поперечном направлени х по отношению к вектору скорос ти потока плазмы 6 (пунктиром на рисунке показано поперечное подключение нагрузки), зону поперечной неоднородности плазмы 7 около электродных стенок, полюса магнита 8, измеритель 9, фиксирующий потенциалы плазмы, из мер емые с помощью датчиков 10, и мес тоположение датчиков. Предложенный способ реализуетс  в приведенном на чертеже устройстве, которое работает следующим образом. Рабочее тело перемещают в канапе МГДгенератора в направлении 6, перпендикул рном приложенному магнитному полю . Электропроводные элементы 1, нахЪд пщес  в одном сечении канала в зоне поперечной неоднородности плаз;мы 7 около электродных стенок 3 подключают с помощью коммутационной аппаратуры (на чертеже не показано) через тиристорные устройств а 4, ориентированные на пропускание нагрузочного тока к электропроводным элементам расположенным на электродных стенках 3. Затем включают нагрузку 5, котора  может быть подсоединена к каналу в продольном направлении (на чертеже не показано) или в поперечном, а также в обоих направлени х. Параметры плазмы и магнитную индукцию в поперечных сечени х канала измер ют известньгми методами, они могут быть также определены и расчетным путем дл  каждого режима работы генератора в соответствии с графиком нагрузки. Поперечную напр женность электрическо-. го пол  Еу , наиболее чувствительный, параметр к неоднородности потока и изменению режима работы генератора, измер ют с помощью подвижных и неподвижных датчиков измерени  потенциала плазмы 10 и измерители 9, фиксирующего величину потенциала и местоположение датчиков. По разности потенциалов Lf, и рассто нию между точками измеренл  потенциалов ду определ ют напр женность электрического пол  По измеренным параметрам плазмы вычисл ют ЭДС Холла в сечении канала по приведенному соотношению. В случае отсутстви  посто нства ЭДС Холла по сечению канала, производ т регулировку тока с помощью тиристорных устройств 4, после чего оп ть повтор ют операции измерени  параметров плазмы и вычисление ЭДС Холла по сечению канала. Операции регулировки тока, измерени  параметров плазмы и вычисление ЭДС Холла повтор ют до момента получени  требуемого выравнивани  ЭДС Холла по сечению канала. Указанные операции по выравниванию ЭДС Холла повтор ют также при каждом изменении режима работы электрической станции в соответствии с графиком нагрузки, когда требуетс  мен ть расход рабочего тела и коэффициент нагрузки МГД-генератора, так как при этом мен етс  и перераслредел етс  скорость течени  потока плазмы в канале, что влечет за собой деформацию профил  температуры в пограничном слое. Деформаци  профил  температуры повлечет за собой перераспределение параметров плазмы и, главным образом, поперечной напр женности электрического пол  из-за резкого изменени  проводимости. Остальные параметры плазмы, вход щие в приведенное соотношение, консервативны (К изменению температуры. В качестве регул торов тока вместо тиристорных устройств 4 могут быть применены, например , регулируемые омические сопротивлени . Дл  МГД-генераторов со слабым изменением параметров омические сопротивлени  могут быть не регулируемыми и в силу своей простоты могут . также найти применение. Однако потери в омических сопротивлени х превышают . потери в тиристорных устройствах. Использование изобретени  позволит увеличить КПД МГД-генератора за счет уменьшени  паразитных токов Холла дл  любой конфигурации поперечного сечени  канала и увеличить ресурс работы

57665236

МГД-генератора за счет вырапмивани  Кроме того, за счет внешней коммупоперечной напр женности по сечениютации нагрузочных цепей возможно приканала , что снизит веро тность элект-менение вместо используемых в насто рнческого пробо  электроизол ционныхщее врем  дорогосто щих элементов капромежутков канала и улучшит услови нала из меди (рамок) менее дорогостоих работы. щих, например из нержавеющей стали.

Claims (1)

1. СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПАРАЗИТНЫХ ТОКОВ ХОЛЛА В КАНАЛЕ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА, включающий измерение параметров потока плазмы, измерение и регулирование профиля приложенного магнитного поля и тока по сечению канала в соответствии с измеренной концентрацией электронов в потоке плазмы и в соответствии с профилем сечения канала, о т л и ч> ающий ся тем, что, с целью повышения КПД и ресурса магнитогидро динамического генератора путем выравнивания ЭДС Холла по сечению канала, измеряют локальные значения поперечной напряженности электрического поля и регулируют, токи в цепях между электропроводными элементами электродных и электроизоляционных стенок .с помощью регуляторов постоянного тока, при этом поддерживают постоянным по сечению канала соотношение:

   Е^· ) =' const., где

   Pi

   - локальное значение поперечной напряженности электрического поля; ^:

   - локальная скорость потока;

   - локальное значение магнитной индукции;

   - локальное значение параметра Холла.

   76652