Способ форсирования электрической мощности энергетической установки с термоэмиссионным реактором-преобразователем

 

Изобретение относится к термоэмиссионному преобразованию энергии и может быть использовано, например, при разработке энергетических установок с термоэмиссионными реакторами-преобразователями (ТРП) для электроснабжения автономных потребителей с неравномерным графиком энергопотребления. Цель изобретения увеличение ресурса ТРП за счет разгрузки напряженного состояния катодных оболочек в динамическом режиме формирования мощности достигается тем, что повышение тепловой мощности проводят при отключенной номинальной нагрузке потребителя после достижения температур эмиттеров, соответствующих значениям форсированного режима, параллельно нагрузке собственных нужд установки подключают дополнительную регулируемую нагрузку, осуществляют дальнейшее повышение тепловой мощности реактора одновременно с изменением дополнительной нагрузки до значения, равного нагрузке форсированного режима, причем текущее значение дополнительной нагрузки определяют из соотношения, приведенного в описании изобретения.

Изобретение относится к термоэмиссионному преобразованию энергии и может быть применено, например, при разработке энергетических установок с термоэмиссионными реакторами-преобразователями (ТРП) для электроснабжения автономных потребителей с неравномерным графиком энергопотребления. Цель изобретения увеличение ресурса ТРП за счет разгрузки напряженного состояния катодных оболочек в динамическом режиме форсирования мощности. При форсировании мощности установки в цепь нагрузки включается дополнительная регулируемая нагрузка, причем ее текущее значение определяется из соотношения R_n= где R_n текущее значение дополнительной нагрузки, Ом; I ток реактора, А; S_Е площадь поверхности эмиттеров каналов, м²; N текущее значение тепловой мощности реактора, Вт; q_л, q_ц^' плотность теплового потока, переносимого в межэлектродных зазорах каналов соответственно излучением и теплопроводностью при температуре эмиттеров, соответствующих значениям форсированного режима, Вт/см²; k постоянная Больцмана; n число электрорегенерирующих элементов в канале; n₂ число последовательно соединенных каналов в реакторе; ϕ_к работа выхода коллекторов в канале, В;
T_l температура эмиттеров, соответствующая значениям форсированного режима, К;
R_с.н. нагрузка собственных нужд установки, Ом. В результате повышение мощности ТРП происходит при практически неизменной средней температуре электродов и некотором росте градиента температуры на сердечнике топлива, у которого с повышением температуры снижается жесткость, уменьшая величину контактного давления на оболочку. П р и м е р. Повышение мощности ТРП производят в два цикла. На первом от ТРП, работающего на параллельно включенные нагрузки основного потребителя номинального режима и собственных нужд, отключают основной потребитель. Тепловую мощность повышают до значения, при котором средняя температура катодов ТЕ достигает температуры форсированного режима. На втором цикле параллельно нагрузке собственных нужд подключают дополнительную нагрузку переменную R_n и производят повышение тепловой мощности ТРП. Одновременно с этим величину переменной нагрузки изменяют по заданному закону. Изменение производят до значения, равного нагрузке потребителя форсированного режима, а включение потребителя форсированного режима производят одновременно с отключением переменной нагрузки. Интенсивность напряжений в оболочке составляет для способа-прототипа и предлагаемого способа σ_m 13 кг/мм², σ_m 0,5 кг/м² соответственно. В первом случае практически полная релаксация напряжений происходит за 1,5 ч, во втором за 0,5 ч. Это позволяет в зависимости от продолжительности периода форсирования увеличить время работы оболочки в форсированном режиме в несколько раз, что расширяет область применения ТРП.

Формула изобретения

СПОСОБ ФОРСИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ С ТЕРМОЭМИССИОННЫМ РЕАКТОРОМ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, составленным из электрогенерирующих каналов, включающий выдачу мощности преобразователя на параллельно включенные номинальную нагрузку потребителя и нагрузку собственных нужд установки, измерение тока и оценку температуры эмиттера, повышение тепловой мощности реактора до уровня, при котором температуры эмиттеров достигнут значений, соответствующих форсированному режиму, и включение нагрузки форсированного режима, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса энергетической установки, повышение тепловой мощности проводят при отключенной номинальной нагрузке потребителя, после достижения температур эмиттеров, соответствующих значениям форсированного режима, параллельно нагрузке собственных нужд установки подключают дополнительную регулируемую нагрузку, осуществляют дальнейшее повышение тепловой мощности реактора одновременно с изменением дополнительной нагрузки до значения, равного нагрузке форсированного режима, причем текущее значение дополнительной нагрузки определяют из соотношения

где R_n текущее значение дополнительной нагрузки, Ом;
I ток реактора, А;
S_E площадь поверхности эмиттеров каналов, см²;
N текущее значение тепловой мощности реактора, Вт;
q_л, q_ц плотности теплового потока, переносимого в межэлектродных зазорах каналов соответственно излучением и теплопроводностью при температурах эмиттеров, соответствующих значениям форсированного режима, Вт/см²;
k постоянная Больцмана;
n число электрогенерирующих элементов в канале;
n₂ число последовательно соединенных каналов в реакторе;
ϕ_к работа выхода коллекторов каналов, В;
Т_е температура эмиттеров, соответствующая значениям форсированного режима, К;
R_с.н нагрузка собственных нужд, Ом,
а включение нагрузки форсированного режима проводят одновременно с отключением дополнительной нагрузки.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---