Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка

 

Использование: атомная энергетика, создание термоэмиссионных ядерных энергетических установок преимущественно космического назначения. Сущность изобретения: в термоэмиссионной электрогенерирующей сборке (ЭГС), содержащей вентилируемые топливно-эмиттерные узлы, для отделения паров топливного материала, выходящего вместе с газообразными продуктами деления из твэла, и дальнейшей их локализации предусмотрена специальная "холодная" ловушка с определенным внутренним объемом. Технический результат - увеличение ресурса и надежности работы ЭГС. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике с термоэмиссионным преобразованием тепловой энергии в электрическую и может быть использовано в программе создания космических термоэмиссионных реакторов-преобразователей, активная зона которых состоит из электрогенерирующих сборок (ЭТС), представляющих последовательно соединенные с помощью коммутационных перемычек электрогенерирующие элементы (ЭГЭ).

В состав ЭГЭ входит топливно-эмиттерный узел (ТЭУ), содержащий топливный материал, заключенный в эмиттерную оболочку с двумя торцевыми крышками.

Достижение длительного ресурса ЭГС возможно только при реализации конструктивной схемы, предусматривающей организованный вывод газообразных продуктов деления (ГПД) из ТЭУ через специальное газоотводное устройство (ГОУ). ГОУ пронизывает топливный материал (ТМ), конструкция его может состоять из центральной трубки и наконечника с капиллярным отверстием.

Пары топлива вместе с ГПД, выходящие из ТЭУ, через ГОУ попадают в пространство между последовательно расположенными ЭГЭ, где размещается коммутационная перемычка (в дальнейшем это пространство будем называть "межкатодным пространством").

При создании работоспособной конструкции ЭГС необходимо обеспечить контролируемое количество ТМ, выходящего через ГОУ вместе с ГПД [1].

Выходящий из ТЭУ ТМ нарушает работу ЭГС, поскольку он конденсируется на относительно более холодные конструктивные элементы межкатодного пространства ЭГС, образует электропроводные мостики, приводящие к деградации характеристик и снижению КПД преобразования. Особенно опасно скопление конденсата ТМ у входа в межэлектродный зазор (МЭЗ) в случае вывода ГПД через МЭЗ.

Поэтому локализация паров ТМ, выходящего вместе с ГПД из ТЭУ в специально организованных ловушках, является важнейшей задачей при создании длительно работающих ЭГС.

Близким к изобретению по технической сущности можно считать конструкцию термоэмиссионной ЭГС, состоящей из последовательно соединенных, через коммутационные перемычки, ЭГЭ с вентилируемыми ТЭУ, содержащими ТМ, заключенный в эмиттерную оболочку с двумя торцевыми крышками, первая из которых соединена с ГОУ, а вторая торцевая крышка через коммутационную перемычку соединяет эмиттерную оболочку ТЭУ с коллектором соседнего ЭГЭ [2]. ЭГС выполнена в виде трехэлементного преобразователя с цилиндрическими электродами и выводом ГПД из ТЭУ за пределы ЭГС через МЭЗ. Входящие в его состав топливно-эмиттерные узлы размещались внутри общей коллекторной сборки и образовывали с ее участками три последовательно соединенных ЭГЭ. Каждый топливно-эмиттерный узел снабжен ГОУ, предназначенным для вывода ГПД из внутренних полостей эмиттерной оболочки. Конструкция ГОУ представляла вольфрамовую трубку с капиллярным наконечником.

Техническим результатом, достигаемым при использовании изобретения, является возможность отделить от ГПД пары ТМ и локализовать их вредное влияние в специально организуемых холодных ловушках, что позволяет повысить ресурсные характеристики ЭГС.

Указанный технический результат достигается в термоэмиссионной ЭГС, состоящей из последовательно соединенных, через коммутационные перемычки, ЭГЭ с вентилируемыми ТЭУ, содержащими ТМ, заключенный в эмиттерную оболочку с двумя торцевыми крышками, первая из которых соединена с ГОУ, а вторая торцевая крышка через коммутационную перемычку соединяет эмиттерную оболочку ТЭУ с коллектором соседнего ЭГЭ, отличающаяся тем, что в пространство, где находится коммутационная перемычка, введена холодная ловушка паров топливного материала, выполненная в виде стакана или воронки, соединенная со второй торцевой крышкой, конструктивно связанной с коммутационной перемычкой, и расположенная соосно ГОУ, при этом объем V_хл холодной ловушки отвечает соотношению где i - режим работы электрогенерирующей сборки; n - число режимов работы электрогенерирующей сборки; T_Oi- максимальное значение температуры топливного материала в топливно-эмиттерном узле на i-ом режиме работы электрогенерирующей сборки [К]; ΣP_i - суммарное давление парогазовой смеси в тракте вывода газообразных продуктов деления для i-го режима [Па]; Δτ_i - продолжительность i-го режима [с]; ρ - плотность топливного материала [кг/м³]; ΣR - сопротивление газоотводного устройства [1/м]; A и B - константы, зависящие от вида топливного материала V_хл [м³].

Первая торцевая крышка с соединенным с ней газоотводным устройством снабжена направляющим элементом, выполненным в виде цилиндрической оболочки, соосной с холодной ловушкой и газоотводным устройством.

Холодная ловушка выполнена из тех же материалов, что и коммутационная перемычка.

Холодная ловушка выполнена из тугоплавких материалов ниобия, молибдена, вольфрама, рения или сплавов на их основе.

Длина направляющего элемента не меньше расстояния от первой торцевой крышки до среза холодной ловушки, его внутренний диаметр превышает внутренний диаметр газоотводного устройства, а внешний диаметр меньше внутреннего диаметра входа холодной ловушки.

Направляющий элемент и первая торцевая крышка с газоотводным устройством выполнены за одно целое из монокристаллического тугоплавкого металла: вольфрама, молибдена, рения или сплавов на их основе.

Предложение ввести конструктивную связь холодной ловушки со второй торцевой крышкой ТЭУ, связанной с коммутационной перемычкой, объясняется тем, что конструктивно эти элементы соединены с коллектором, работающим при нижней температуре термодинамического цикла термоэлектронного преобразователя. Таким образом, удается "захолодить" всю конструкцию холодной ловушки, внутри которой эффективно удерживаются конденсирующиеся пары ТМ, выходящие вместе с ГПД через ГОУ из ТЭУ. С целью повышения эффективности работы холодной ловушки и снижения температуры ее конструкции вторая торцевая крышка ТЭУ отделена от ТМ системой тепловых экранов, что увеличивает сопротивление тепловому потоку, идущему от ТМ ко второй торцевой крышке. Систему тепловых экранов выполняют из тугоплавких металлов W, Mo, Re или их сплавов, поскольку эти металлы удачно сочетают следующие важные свойства, необходимые для высокой надежности и работоспособности ЭГС: высокую температуру плавления, хорошую совместимость с ТМ, невысокое сечение захвата (особенно у Mo).

Эффективность холодной ловушки повысится, если поток ГПД и паров ТМ из ТЭУ через ГОУ будет направлен непосредственно во внутрь холодной ловушки с помощью направляющего элемента, расположенного непосредственно у выхода ГПД и паров ТМ из ТЭУ.

Причем с целью снижения вероятности конденсации паров ТМ внутри направляющего элемента предложено внутренний диаметр выполнить больше, чем внутренний диаметр трубки ГОУ, что приводит к снижению концентрации молекул ТМ внутри объема направляющего элемента [3].

С целью максимальной локализации выходящего из ТЭУ пара ТМ в холодной ловушке предложено длину цилиндрической оболочки направляющего элемента выполнять такой, чтобы она доходила до среза холодной ловушки или немного превышала его, а внешний диаметр цилиндрической оболочки направляющего элемента выполнен меньшим внутреннего диаметра входа во внутрь холодной ловушки.

Предложение делать за одно целое направляющий элемент, ГОУ и первую торцевую крышку из монокристаллического тугоплавкого металла вызвано тем, что взаимодействие ТМ на основе соединений урана с тугоплавкими металлами в широком интервале температур сводится к диффузии компонентов топлива в материал конструкции. Известно, что для поликристаллических сплавов зернограничная диффузия на несколько порядков превышает объемную диффузию [4], характерную для монокристаллических сплавов, тем самым предотвращается проникновение ТМ в конструкцию и ее разрушение.

На фиг. 1 изображен общий вид термоэмиссионной ЭГС; на фиг. 2 и 3 детально показано пространство с коммутационной перемычкой (межкатодное пространство) с холодной ловушкой и направляющим элементом,
где 1 - электрогенерирующий элемент (ЭГЭ); 2 - коммутационная перемычка; 3 - топливно-эмиттерный узел (ТЭУ); 4 - топливный материал (ТМ); 5 - эмиттерная оболочка; 6 - газоотводное устройство (ГОУ); 7 - пространство с коммутационной перемычкой (межкатодное пространство); 8 - вторая торцевая крышка; 9 - коллектор; 10 - первая торцевая крышка; 11 - холодная ловушка; 12 - тепловые экраны; 13 - направляющий элемент; 14 - срез холодной ловушки; 15 - конденсат паров топливного материала.

Термоэмиссионная ЭГС состоит из последовательно соединенных ЭГЭ 1 с помощью коммутационных перемычек 2. В состав каждого ЭГЭ 1 входит ТЭУ 3, содержащий ТМ 4, эмиттерную оболочку 5, ГОУ 6. В межкатодном пространстве 7 коммутационная перемычка 2 конструктивно соединяет вторую торцевую крышку 8 ТЭУ 3 с коллектором 9. Первая торцевая крышка 10 ТЭУ 3 конструктивно соединена с ГОУ 6.

В межкатодном пространстве 7, в котором находится коммутационная перемычка 2, установлена холодная ловушка 11, выполненная в виде стакана, дно которого соединено, например, сваркой со второй торцевой крышкой 8 ТЭУ 3, конструктивно связанной через коммутационную перемычку 2 с коллектором 9 соседнего ЭГЭ 1 и отделенной от ТМ 4 системой тепловых экранов 12. Стакан холодной ловушки 11 соосно расположен относительно ГОУ 6. На фиг.3 изображен вариант холодной ловушки 11, выполненной в виде воронки, соединенной со второй торцевой крышкой 8 ТЭУ 3 и соосно расположенной относительно ГОУ 6.

Направляющий элемент 13, как показано на фиг. 2 и 3, выполнен в виде цилиндрической оболочки, соединенной с первой торцевой крышкой 10 ТЭУ 3, конструктивно связанной с ГОУ 6, соосно с холодной ловушкой 11 и с ГОУ 6. Направляющий элемент 13 и первая торцевая крышка 10 ТЭУ 3 с ГОУ 6 конструктивно выполнены за одно целое из монокристаллического тугоплавкого металла: вольфрама, молибдена, рения или сплавов на их основе. Длина цилиндрической оболочки направляющего элемента 13 не меньше расстояния от первой торцевой крышки 10 ТЭУ 3 до среза 14 холодной ловушки 11, внутренний диаметр цилиндрической оболочки направляющего элемента 13 превышает внутренний диаметр ГОУ 6, а внешний диаметр меньше внутреннего диаметра входа холодной ловушки 11. Холодная ловушка 11 выполнена из тех же материалов, что и коммутационная перемычка 2 или вторая торцевая крышка 8. Холодная ловушка 11 выполнена из тугоплавких материалов ниобия, молибдена, вольфрама, рения или сплавов на их основе.

Предложение о величине объема холодной ловушки вызвано необходимостью согласования режима работы ЭГС с геометрическими параметрами системы вывода ГПД и возможностью холодной ловушки по локализации вышедшего из ТЭУ пара ТМ.

В зависимости от проектного режима эксплуатации термоэмиссионной ЭГС ее работу можно разбить на n временных интервалов Δτ_i, характеризующихся максимальным значением температуры в ТМ ТЭУ T_Oi, суммарным давлением парогазовой смеси в тракте вывода ГПД ΣP_i. Исходя из этих проектных характеристик, геометрических характеристик ЭГС и зная вид ТM, по соотношению (1) можно определить объем холодной ловушки.

Выражение (1) для необходимого объема холодной ловушки получено из выражения для потока молекул ТM G_i на i-ом режиме работы ЭГС в случае диффузии их в среде паров Cs и ГПД из ТЭУ через систему вентиляции, выполненной в виде центральной трубки с капиллярным наконечником, используя первый закон Фика. Пары Cs попадают в систему вентиляции из межэлектродного зазора, куда их вводят для нейтрализации пространственного заряда и снижения работы выхода электродов. Необходимым условием длительной работоспособности ГОУ является отсутствие конденсации ТМ на ее внутренних стенках, откуда выражение G_i можно записать для различных участков (соответственно капиллярного наконечника ГОУ, центральной трубки ГОУ, межкатодного пространства) в виде

откуда выражение для G₁ будет иметь вид
G_i= πD_im_TM(n_0i-n_3i)/(R₁+R₂+R₃), (2)
где R₁= l₁/r₁²; R₂= l₂/r₂²; R₃=l₃/r₃² - геометрические факторы (длина l_j и радиус r_j проходного сечения) соответственно капиллярного наконечника ГОУ, центральной трубки ГОУ, межкатодного пространства;
D_i - коэффициент диффузии ТМ в смеси паров Cs и ГПД;
n_Oi - равновесная концентрация ТМ в ТЭУ при максимальной температуре TM T_Oi;
n_3i - концентрация молекул ТМ, соответствующая равновесной концентрации при температуре части стенки холодной ловушки, где происходит конденсация ТМ;
m_ТМ - масса молекулы ТМ.

Основное диффузионное сопротивление потоку ТМ, идущему из ТЭУ через ГОУ, сосредоточено, по смыслу этого устройства, в капиллярном отверстии наконечника ГОУ, как это видно из нижеприведенного характерного примера. И наименьшее сопротивление потоку ТМ оказывает участок межкатодного пространства, как правило R₃/(R₁+R₂+R₃) < 1%.

Кроме того, в ТЭУ максимальная температура ТМ намного выше температуры поверхностей конструктивных элементов в межкатодном пространстве (для диоксида урана эта разница может составлять сотни градусов [5]). Учитывая, что давление паров ТМ отражает его термодинамическую устойчивость и характеризуется экспоненциальной зависимостью от температуры [6, 7], а также учитывая связь между давлением пара ТМ и концентрацией молекул ТМ через выражение [8]
P = nkT (3)
можно утверждать, что n_3i<< n_O1.

Подставляя в (3) выражение для D_i=W_iL_i/3 [9] и учитывая вышесказанное, будем иметь
G_i= π·W_i·L_i·n_0i·m_TM/3/ΣR, (4)
где W_i - средняя скорость теплового движения молекул ТМ;
L_i - средняя длина свободного пробега молекул ТМ в парогазовой смеси;
ΣR - сопротивление ГОУ.

где l_j и r_j - длина и радиус отдельных участков ГОУ соответственно.

Используем из [10] выражение для средней длины свободного пробега молекул в смеси газов с учетом закона Бланка [11].

С учетом (3) определяем L_i молекул ТМ в парогазовой смеси из паров Cs и ГПД (в основном это Xe [12])

Учитывая небольшие различия в размерах и массах атомов Cs и Xe, как это видно из периодической системы Менделеева [11], примем

где d_Xe, d_ТМ - диаметры молекул соответственно Xe и ТМ;
m_Xe, m_ТМ - молекулярная масса соответственно Xe и ТМ;
k - постоянная Больцмана;
ΣP_i= P_Csi+P_Xei.
По соотношению, приведенному в [13] d_TM= 1,122·(m_TM/ρ)^1/3.
Зависимость давления пара от температуры Т для различных ТМ, как это следует из [6,7], можно описать уравнением
P = A^* · exp (B/T), (6)
где коэффициенты A^* и B зависят от вида ТМ.

С учетом (3) уравнение (6) можно записать в виде
n = P/(kT) = A^*/(kT) · exp (B/T) (7)
Подставляя выражение для W_i [14]
W_i(8kT_0i/(πm_TM))^1/2,
L_i из (5) и n_oi с учетом зависимости (7), в выражение (4), получим для i-го режима

где
коэффициент, зависящий от вида ТМ.

Зная поток молекул ТМ G_i, выходящий из ТЭУ через ГОУ в межкатодное пространство для всех n временных интервалов Δτ_i, на которых эксплуатируется ЭГС, можно получить выражение для суммарного объема конденсата ТМ V, локализуемого в холодной ловушке

Для нормальной работоспособности ЭГС должно выполняться условие
V_хл ≥ V (11)
Подставляя в (11) выражение (10) с учетом (8), получаем соотношение (1) для необходимого объема холодной ловушки.

Пример расчета требуемого объема холодной ловушки.

Примем, что в качестве ТМ используется диоксид урана стехиометрического состава. Преобразуя уравнение равновесия между паровой и адсорбированной фазой стехиометричного UO₂, приведенного в [7]
lg P [мм рт.ст.] = - 32258/T + 12,183
к виду (6), с учетом Международной системы единиц измерений и выражений (7), (9), находим значения коэффициентов A = 9,1076 · 10⁸ и B = -74277. Положим, что проектируемый режим работы термоэмиссионной ЭГС соответствует следующим характеристикам. Работа ЭГС проходит в два этапа. Первый этап длительностью Δτ₁= 3·10⁷ c, второй Δτ₂= 3·10⁸ c. Предположим на первом и втором этапах максимальная температура UO₂ в ТЭУ в результате проектных расчетов составляет T₀₁=2400 K и Т₀₂=2200 К соответственно. Суммарное давление парогазовой смеси в тракте вывода ГПД на первом и втором этапах проектируем ΣP₁= ΣP₂= 1330 Па. Полагаем, что для проектируемого ЭГС ГОУ выполнено в виде трубки, имеющей наконечник с капиллярным отверстием радиусом r₁= 5 · 10^-5 м и длиной l_i = 3 · 10^-3 м, с внутренним радиусом r₂ = 7,5 · 10^-4 м и длиной l₂ = 2 · 10^-2 м, а направляющий элемент с внутренним радиусом r₃ = 1,25 · 10^-3 м и длиной l₃ = 4 · 10^-3 м. Определяем сопротивление ГОУ и направляющего элемента

Откуда, пользуясь выражениями (10) и (8), определяем суммарный объем конденсата ТМ V ≈ 4 · 10^-9 м³.

Таким образом, в рассмотренном примере при проектировании ЭГС необходимый объем холодной ловушки должен быть V_хл ≥ 4 · 10^-9 м³.

Термоэмиссионная ЭГС работает следующим образом. В результате работы термоэмиссионного реактора-преобразователя в ТЭУ 3 термоэмиссионной ЭГС в ТМ 4 происходит деление ядер ²³⁵U с выделением тепловой энергии. Эта тепловая энергия подводится к эмиттерной оболочке 5, нагревает его, вызывая эмиссию электронов с эмиттера 5 на коллектор 9. Часть этой энергии (электрическая энергия) затрачивается на совершение работы, остальная часть отводится при существенно более низкой температуре с коллектора 9, конструктивно связанного через коммутационную перемычку 2, вторую торцевую крышку 8 с холодной ловушкой 11, что способствует понижению температуры холодной ловушки 11.

Выделяемая в ТМ 4 тепловая энергия (большая ее часть) направляется к эмиттерной оболочке 5 и участвует в процессе прямого преобразования этой тепловой энергии в электрическую. Другая часть тепловой энергии составляет потери энергии, идущей через эмиттерную оболочку 5, вторую торцевую крышку 8 и коммутационную перемычку 2 на коллектор 9 соседнего ЭГЭ 1. Тепловые экраны 12, препятствуя тепловому потоку, идущему от ТМ 4 ко второй торцевой крышке 8, уменьшают тепловые потери и т.о. снижают температуру второй торцевой крышки 8 и коммутационной перемычки 2, что приводит к дополнительному снижению температуры холодной ловушки 11.

При ядерном делении ²³⁵U в ТМ 4 образуются ГПД (в основном инертный газ Xe и Kr), которые через ГОУ 6 выводятся за пределы ТЭУ 3 в межкатодное пространство 7. Вместе с ГПД из ТЭУ 3 через ГОУ 6 в межкатодное пространство 7 выходят и пары ТМ 4.

С помощью направляющих элементов 13 поток ГПД с парами ТМ 4 поступает в холодную ловушку 11, где происходит конденсация пара ТМ 4 на внутренних стенках холодной ловушки 11 и локализация таким образом конденсата 15 ТМ 4. Причем с целью повышения эффективности работы холодной ловушки 11, недопустимости попадания пара ТМ 4, вышедшего из ТЭУ 3 в объем межкатодного пространства 7, минуя холодную ловушку 11, выполняют длину цилиндрической оболочки направляющего элемента 13 не меньше расстояния от первой торцевой крышки 10 до среза 14 холодной ловушки 11, а внешний диаметр направляющего элемента 13 меньше внутреннего диаметра входа холодной ловушки 11. Кроме того, внутренний диаметр цилиндрической оболочки направляющего элемента 13 превышает внутренний диаметр трубки ГОУ 6, что позволяет понизить концентрацию молекул ТМ 4 в объеме направляющего элемента 13 и тем самым уменьшить опасность конденсации ТМ 4 на внутренних стенках направляющего элемента 13.

Как показывают предварительные оценки, предложение устанавливать в межкатодном пространстве термоэмиссионных ЭГС специальные холодные ловушки позволяет увеличить ресурс и надежность работы ЭГС за счет:
1) более чистой газовой среды в межэлектродном зазоре термоэмиссионного диода, через который ГПД выводятся за пределы ЭГС;
2) предотвращения образования пленок конденсата ТМ и легколетучих продуктов деления, выходящих из ТЭУ, и образующих электропроводящие мостики, что приводит к деградации характеристик ЭГС и снижению его КПД;
3) предотвращение забивания конденсатом ТМ конструктивных каналов в межкатодном пространстве ЭГС, предусмотренных для беспрепятственного прохода цезия и вывода ГПД.

ЛИТЕРАТУРА
1. Дегальцев Ю.Г., Пономарев-Степной Н.Н., Кузнецов В.Ф. Поведение высокотемпературного ядерного топлива при облучении. М.: Энергоатомиздат, 1987, с. 116.

2. В. И. Бержатый и др. Реакторные испытания термоэмиссионного электрогенерирующего канала с высокой плотностью электрической мощности /Сб. Ракетно-космическая техника: Сер. XII. Вып. 3-4. - РКК "Энергия", 1995, с. 106-114.

З. Корнилов В.А. Исследование областей работоспособности системы вывода газообразных продуктов деления из термоэмиссионных твэлов в координатах обобщенных переменных /Сб. Ракетно-космическая техника: Сер. XII. Вып. 1-2. - РКК "Энергия", 1998, с. 99 -104.

4. Б.С.Бокштейн. Диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978, с. 175.

5. Корнилов В.А., Сухов Ю.И., Юдицкий В.Д. Метод расчета температурных полей топливного сердечника термоэмиссионного электрогенерирующего элемента/Атомная энергия. - 1980. - Т. 49. Вып. 6. - С. 393-394.

6. Котельников P.Б., Башлыков С.Н., Каштанов А.И. и др. Высокотемпературное ядерное топливо. М.: Атомиздат, 1978, с. 40.

7. Горбань Ю.А. и др. Исследование испарения двуокиси и карбидов урана. Атомная энергия, 1967, т. 22, вып. 6, с. 465-467.

8. С.Дэшман. Научные основы вакуумной техники. М.: Мир, 1964, с. 12.

9. [8], с. 67.

10. [8], с. 68.

11. Физические величины, справочник под ред. И.С.Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991, с. 376.

12. [1], с. 15.

13. [8], с. 42.

14. [8], с. 21.

Формула изобретения

1. Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка, состоящая из последовательно соединенных, через коммутационные перемычки, электрогенерирующих элементов с вентилируемыми топливно-эмиттерными узлами, содержащими топливный материал, заключенный в эмиттерную оболочку с двумя торцевыми крышками, первая из которых соединена с газоотводным устройством, а вторая торцевая крышка через коммутационную перемычку соединяет эмиттерную оболочку топливно-эмиттерного узла с коллектором соседнего электрогенерирующего элемента, отличающаяся тем, что в пространство, где находится коммутационная перемычка, введена холодная ловушка паров топливного материала, выполненная в виде стакана или воронки, соединенная со второй торцевой крышкой, конструктивно связанной с коммутационной перемычкой, и расположенная соосно газоотводному устройству, при этом объем V_хл холодной ловушки отвечает соотношению

где i - режим работы электрогенерирующей сборки;
n - число режимов работы электрогенерирующей сборки;
T_oi - максимальное значение температуры топливного материала в топливно-эмиттерном узле на i-м режиме работы электрогенерирующей сборки, К;
ΣP_i - суммарное давление парогазовой смеси в тракте вывода газообразных продуктов деления для i-го режима, Па;
Δτ_i - продолжительность i-го режима, с;
ρ - плотность топливного материала, кг/м³;
ΣR - сопротивление газоотводного устройства, I/м;
А и В - константы, зависящие от вида топливного материала V_хл, м³.

2. Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка по п.1, отличающаяся тем, что первая торцевая крышка с соединенным с ней газоотводным устройством снабжена направляющим элементом, выполненным в виде цилиндрической оболочки, соосной с холодной ловушкой и газоотводным устройством.

3. Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка по п.1, отличающаяся тем, что холодная ловушка выполнена из тех же материалов, что и коммутационная перемычка.

4. Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка по п.3, отличающаяся тем, что холодная ловушка выполнена из тугоплавких материалов ниобия, молибдена, вольфрама, рения или сплавов на их основе.

5. Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка по п.2, отличающаяся тем, что длина направляющего элемента не меньше расстояния от первой торцевой крышки до среза холодной ловушки, его внутренний диаметр превышает внутренний диаметр газоотводного устройства, а внешний диаметр меньше внутреннего диаметра входа холодной ловушки.

6. Термоэмиссионная электрогенерирующая сборка по п.2, отличающаяся тем, что направляющей элемент и первая торцевая крышка с газоотводным устройством выполнены за одно целое из монокристаллического тугоплавкого металла: вольфрама, молибдена, рения или сплавов на их основе.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3