Электрод мгд-генератора

(71) Институт высоких температур АН СССР(56) Патент СшА ЬЬ 4447748, кл. 310(11,1984. Авторское свидетельство СССР В 1496596, кл, Н 02 К 44(10, 1987, (54) ЭЛЕКТРОД МГД-ГЕНЕРАТОРА (57) Назначение; изобретение относится к энергетике и может быть использовано в конструкции канала МГД-генератора. Сущ ность изобретения: электрод содержит металлическую шину 1 и скрепленный с шиной блок 2 иэ слоев 3 керамики, разделенныхЛ Ю ГОСУДАРСТВЕЮЮЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТ 60 СССР(ГОСПАТЕНТ СССРОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИД зазорами и ориентированных поперек огневой поверхности блока. Слой керамики может быть выполнен в виде монолитной керамической пластины 6 с гоф рами. Гофры смежных пластин вложены один в другой. Блок 2 может быть также выполнен в форме спирали, намотанной на ось, или в виде сгруппированных в ряды, разделенные зазорами, гребенчатых модулей. 8 гребенчатый модуль волокна соединяют монолитные основание и кант, Зазоры между слоями, витками и модулями определяются упорами, Выполнение электрода согласно изобретению обеспечивает повышенную стойкость к тепловому и механическому воздействиям потока. Э з,п. ф-лы, 4 ил.7 ф аУЯИзобретение относится к энергетике и керамическими изоляторами 31, 32, Деможет быть использовано в конструкции ка- мпферы и изоляторы выполнены из плотнойнала МГД-генератора. керамики с волокнистым керамическим поЦелью изобретения является повыше-.крытием, допускающим тепловое расширение термомеханической устойчивости, 5 ние секций 27, 28.На фиг, 1 - 3 йоказан общий вид и раэре- Конструкция блока 2 допускает незавизы электрода с гофрированнйми пластина- симую тепловую деформацию его злеменми, на фиг. 4-6 - общйй вид и разрезы тов, чтоснижает в них температурныеспирального электрода на фиг, 7 и 8 - об- напряжения, Зазоры 4 обеспечивают свощий вид и разрез гребенчатого электрода, 10 бодную тепловую деформацию пластин 6 поЭлектрод МГД-генератора (см. Фиг. 1-3) . толщине, полностыю снимая напряжения всодержит металлическую шину 1 и скреп- этом направлении. Расстояниемеждукраяленныйсшиной блок 2 изслоевЗ керамики, ми йластййы 6 (ее габаритная длина) приразделенных зазорами 4 и ориентирован-нагреве неменябтся,.таК как фйксировананых поперек огневой поверхностй 5 блока. 15 изоляторами 31, 32 если они достаточноКаждый слой керамики выполнен в виде мо- .жесткие; Тепловое удлиайие пластины 6нолитной керамической пластины 6 с парал- . обеспечивается изгибом,гофр, что равнолельными тофрами 7, 8, направленными от сильноувеличениюскладок. При этом гофшины к огневой поверхности блока. Гофры"рыявляются аккумулятором тепловой7, 9 смежных пластин 6, 10 имеют одинако деформации пластины,вую ширинуи вложены один в другой. На Электрод МГД-генератора(см. фиг. 4-6)пластине 6 вдоль выходящей на огневую . содержит.металлйческуошину 1,скрепленповерхность кромки 11 пластины выполню-,: ный с шиной блок 2 из слоев 3 керамики, .ны упоры 12 и 13; Упоры обоих рядов каса-:":разделенныхзазорами 4 и. ориентированются смежной пластины. Упоры 12 25 ных поперекогневой поверхности 5 блока,йримыкают к кромке 11 и вместе с упорами Блок 2 выполнен в форме спирали 33 из13 ограничивают сближение смежнйх пла- керамической,ленты. 34 с зазорами 4 междустин, задают величину. зазоров 4; На участ- виткамиспиралиСпираль. соединена с шиках пластин-, расположенных между ной торцом инадетана скрепленную с шиупорами, рельефы обейх сторон пластины 30 ной ось; направленную от шины кодинаковы и могут быть получены один изогневой поверхности,, другого сдвигом поперек пластины.. Краяленты.сйабжены упорами 13, касаУпоры 12 й 13 выполнены с одной сто-ющимисясмежнь 1 х-витков спирали. В эазофоны 14 пластины 6 и представляют собой рах междувиткамисйирали расположенразделенные пазами 15 выступы 16 35 волокниСтый керамический материал 36.Профиль рельефа пластин 6 близок к: Шина 1, вьполненная йз меди, включаеийусоидальному;:.:ет корйус 37 идно 38, образующие канал 39У. каждой из пластин состав керамики :; для "пропускания охлаждающей жидкостименяется вдоль гофр и включает оксидь 1 ." (воды); Параллельно дну расположена стенЕг 02, У 20 з, Зп 20 з Пластина состоит из трех 40 ка 40 воэдуховода 41; На корйусе 37 выполйереходящих одна в другую полос 17-19 со . ". нены ребра 42, 43, к которым припаянследующим содержанием оксидов(в моляр- .:-" керамический блок 2. Ребра 42 длийнее реныхдолях) соответственно:. . .бер 43, блйжайших к оси 35. Ребра разделе 0, Уг 02+0,9 . п 20 з; 0,4 Ег 02+0,6 3 о 20 з, ны пазами, по которым воздух поступает в0,88 Ег 02+0,12 У 20 з, Пластины припаяны к 45 зазоры.4.керамического блока 2.ребрам 20 шины 1. Ребра:разделены проме-: Наспираль 33 надеты обоймы 44, 45,жутками 21 и соединенй йеремычками 22дополйяющиеспираль до восьмигранника.между собой и со стенкамй,23 шины; Между Спираль с. обоймами обложена керамичестенками шины закреплендонный брус 24, скими вкладышами 46, 47.и помещена меж внутри которого выполнен канал 25.для 50 ду иэоляторами 48 в Форме плит. С шиной 1жидкостного охлаждения. Полость 26 сооб- изоляторы соедйнены стойками 49. На элекщается с зазорами 4 керамического блока 2 . тродной стенке канала. МГД-генераторачерез промежутки 21 между ребрами 20 спиральЗЗсмыкаетсясоспиралью 50,устаГофрированные пластины 6 объединены а новленнойнатойже шине 1; В центральномсекции 27, 28, где расположейы вплотную 55 отверстии 51 спирали 33 расположена кераоднакдругой,соприкасаясьупорами 12,13, мическая втулка 52, которая насажена наМежду секциями 27, 28 и на их концах ось 35, Первый от втулки и йоследний виткиустановлены керамические демпферы 29, спирали выполнены с уменьшением толщи 30, повторяющие рельеф гофрированной ны вдоль ленты для согласования спирали спластины. С боков секции заключены междукруговыми цилиндрическими поверхностФ- разделены зазорами 70 и соединены междуми втулки 52 и обойм 44; 45. собой металлическими перемычками 71,Лента 34 имеет три продольные полосыТакие же перемычки соединяют ребра с ме 53-55, различающиеся составом керамики. таллическими стенками 72 шины, На стенБлижайшие к шине полосы 53, 54 имеют 5 ках закреплено металлическое дйо 73, вэлектронную проводимость; полоса 55 -которомвыполненыканалы 74 дляжидкостионную проводимость. Указанное измене- ного охлаждения. Между ребрами 69 и дномние сОстава ленты по ширине достигнуто 73 расположена полость 75; которая черезнанесением пленок 56, содержащих оксид зазоры 70 между ребрами сообщается с заиндия, на подложку 57 из циркониево-итт зорами 4 между рядами волокон и служитриевой керамики, совпадающей по составу для подачи воздуха в блок 2,с полосой 55 Блок 2 разделен на секции 76, 77. МежВ керамическом блоке электрода темпе- ду секциями расположендемпфер 78 в форратура изменяется от 500 К на границе бло- ме пластины, например, из плотнойка с ребрами шины до 2200 К на.огневой 15 керамики, покрытой волокнистым керамиповерхности. Тепловое расширение витков чЕсим материалом, На концах блока 2 устаспирали, максимальное на огневой поверх- новлены демпферы 79. С боков электродности, выражается в радиальном смещении снабжен изоляторами 80, 81.витков с увеличением их радиуса и изгибом . Гребенчатые модули 82-85 секции рас-.по ширинеленты. Возможностьтакогосме положены с зазорами 86. которые поддер.щения обеспечена. зазорами 4, закрытымл . живаются с помощью упоров 87. Упорыподатливым волокнистым материалом 36 ивыполнены в форме выступов на канте кажобоймой 44 сволокнистымпокрытием,Упо- дого модуля с одной стороны и касаютсяры 13 фиксируют взаимное расположение . канта смежного модуля. Любые два смежвитков спирали на огневой поверхности. 25 ных модуля могут различаться расположе-.Электрод МГД-генератора по фиг. 7-10 нием упоров. В частности, упоры смежньоссодержит металлическую шину 1 и скреп- модулей могут быть сдвинуты друг относиленный с шиной блок 2.иэ керамических тельно друга вдоль границы между этимиволокон 58, направленных от шины к огне- модулями;вой поверхности 5 блока и сгруппирован Нагрев огневой поверхности 5 потокоМ .ных в ряды 59, разделенные зазорами 4, плазмы приводит ктепловому расширениюБлок выполнен с чередованием рядов, раз- злемейтов керамического модуля 60, котоличающихся йаклоном волокой относитель- рое возрастает с температурой вдоль волоноогневойповерхности:наклон волокон 58 - кон по найравлению к канту, Нагревв ряду 59 противоположен наклону волокон 35 уменьшаетзазоры между элементами модув смежных рядах. Каждый ряд волокон вы-. ля, прижимает канты отдельных мОДулейполнен в виде керамического гребенчатого друг к другу,модуля 60 с общим для всех волокон ряда .;Взаимодействующие таким путем канкерамическим основанием 61, которое ты объединяют скрещивающиеся волокнаскреплено с металлической шйной. В каж 58 смежных модулей в механическую систедом ряду концы волокон отделены от Огне- му типа фермы, которая воспринимает на- .вой поверхности 5 блока 2 керамическим, грузку от трения потока об злектродйуюкантом 62, скрепленным с концами волокон,стенку а также йа грузки, обусло вленКант 62 соединен с боковыми стойками ные действием магнитного поля на ток. 63 гребенчатого модуля, Основание 61 мо в керамическом блоке 2 электрода. Задуля снабжено буФерными выступами 64, зоры 65 между одинаково направленограничивающими сближение модулей 60 в. ными волокнами одного модуля 60 иблоке 2 и определяющимй величину зазора зазоры 4 между волокнами смежных4 между смежными рядами 59, В самом мо-, модулей обеспечивают свободную теп. дуле 60 волокна 58 разделенызазорами 65. 50 ловую деформацию волокон по их толСостав керамики, из которой изготов- щине, Тепловая деформация волоконлен модуль 60,является переменным вдоль, по длине близка к тепловой деформаволокон.Каждоеволокно 58 включаетучаст- ции других керамических элементовки 66-68, различающиеся составом керами-,.стенки, в частности изоляторов 80, 81 ики, соответственно (в малярных долях); 0,1 55 не созДает опасных температурных наЪ 02+ 0,9 1 п 20 з; 0,4 2 г 02+ 0,6 п 20 з: 0,88пряжений, Тепловое расширение кан 2 г 02+0,12 У 20 з(увеличение доли Ег 02 к ог- тов 62 возможно благодаряневой поверхности). податливости демпферов 78, 79 и изоОснованием 61 модуль 60 припаян кляторов 80, 82, покрытых волокнистымФормула изобретения 2,3 лектродпоп.1, отличающий 1. Электрод МГД-генератора, содержа- с я тем, что ленты выполнены в виде пластинщий металлическую шину, блок из лент ке- с гофрами, направленными от шины и огнерамики,скрепленных основаниями с вой поверхности и вложенными один в друшиной, разделенных зазорами, ориентиро гой,ванных поперек огневой поверхности и 3. Электрод по и, 1, о т л и ч а ю щ и й- .включающих области, различающиеся со- с я тем, что ленты вЫполнены в форме поставом оксидной керамики и типом прово- крайней мере одйоззходной спирали.димости, д т л И ч а ю щ и й с я тем, что, с .4. Электрод по и, 1, о т л и ч а ю щ и й- .целью повышения термомеханической ус ся тем,чтокаждаялента выполнена вфор. тойчивости, ленты выполнены монолитны- ме гребенки с монолитными основанием Ими и снабжены упорами, йричем уНОрИ: . кантом, соединенными волокнами, напрэввыполнены из того же состава, что и части ления которых в смежных гребенках относилент, с которыми они соединены тельно огневой поверхносги15 противоположны,