Генератор пара цезия для термоэмиссионного преобразования

(5 ) РЕТЕНУ Е ИЗОБ ИДЕТЕЛЬСТВ ОЛИСА К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Головное конструкторское бюро Научно-производственного обьединения "Энергия"(56) Быстров П,ИСинявский В,В. и др. Источник пара цезия на основе тепловой трубы для петлевых термоэмиссионных сборок, Атомная энергия, 1980, т. 49, в, 4, с,219-221,Каландаришвили А.Г. Источники рабо чего тела для термоэмиссионных преобразователей, М.; Энергоатомиздат, 1986, с,14,31, 85-87, рис,3.8. Изобретение относится к источникамрабочего тела, преймущественно в виде пара щелочного металла и может быть использовано при создании йсгочников пара цезиядля термоэмиссионных преобразователей(ТЭП).Известен генератор пара с циркуляциейрабочего тела (РТ) в виде тепловой трубы.Он содержит цезиевую тепловую трубу (ТТ)с зонамииспарейия, конденсации РТ и адиабатическую, пароотводящий патрубокв зоне испарения, диафрагмы с отверстиямимежду зонами, канал возврата жйдкого цезия из эоны конденсации в зону испаренияв вида фитиля ТТ и устройство для подсое. динения к вакуумной системе. Этот источник за счет циркуляции рабочего телаосуществляют не только подачу пара цезияв ТЭП, но и удаление з ТЭП газообразныхпримесей,Основной недостаток - низкие эффективность й ресурсоспособность из-за окисления е процессе циркуляции рабочего тела,2(54) ГЕНЕРАТОР ПАРА ЦЕЗИЯ ДЛЯ ТЕРМОЭМИСИОННОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Использование: при лабораторных исс- ледованиях преобразователя и реакторных испытаниях термоэмиссйонных электрогенерирующих каналов. Сущность изобретения: в канале возврата жидкого цезия из зоны койденсации в зону испарения тепловой трубы установлен фильтр окислов це-. зия, Фильтр выполнен в виде трубки из спрессованных отрезков волокон нержавеющей стали. 1 ил, вв результате чего на поверхности жидкогоРТ в зоне испарения появляются пленки извысокотемпературных окислов, которуюЯтрудно разрушить термическим способом,Это снижает эффективность (качество подачи цезиевого.,пара определенного давления в ТЭП) и ресурс генератора.В качестве прототипа примем генератор пара цезия с циркуляцией рабочего теладля ТЭП в виде газорегулируемой цеэиевойтепловой трубы (ГРТТ). Он содержит корпусс зонами испарения и конденсации рабочего тела, паровой канал и канал возвратажидкого рабочего тела из эоны конденсациив зойу испарения, узел отвода пара из зоныиспарения и гаэовь)й резервуар. Этот генератор за счет циркуляции цезия обеспечивает как подачу пара потребителю (ТЭП), так иудаление газов из ТЭП,Основной недостаток тот же - из-заокисления цезия в процессе циркуляции в.зону испарения попадают окислы цезйя,пленка которых закрывает зеркало жидкогоцезия, что изменяет давление упругости па- мого количества окислов (и других соединера и, следовательно, снижает эффектив- ний) РТза полный ресурс работы ГПЦРТ. ность генератора, а через некоторое время, Генератор работает следующим обра в особенности при высоком газовыделении, зом, После сборки ГПЦРТ его заполняют прекращает функционировать как источник 5 цезием путем вакуумной перегонки с кон денсацией пара в зоне испарения 3. ПослеЦелью настоящего изобретения являет- подсоединения через узел 8 к потребителю ся устранение указанного недостатка, а (ТЭП) и узла 10 к вакуумной системе (или именно: повышение эффективности и ре- газовому резервуару-накопителю) с посурсоспособности термоэмиссионного пре мощью нгревателя 4 повышают температуобразователя за счет обеспечеНия ру-эоны испарения 3. С поверхности 11 воэможйости очистки циркулирующего ра-жидкого РТ происходит испарение, часть бочего тела от его окислов. пара через узел 8 идет к потребителю, частьуказанйая цель достигается предло- пара через паровой канал виутри корпуса 1 женным генератором пара для ТЭП 15 попадаетвэонуконденсации 5, котораяох- (ГПЦРТ), содержащим корпус с зоной испа- лаждается системой 6. Пар конденсируется . рения цезия, снабженный нагревателем и и по каналу возврата 2 возвращается в зону зоной конденсации цезия, канал воЗврата испарения 3, При работе потребителя выдецезия из збни конденсации в зону йспарв- ляются газы, в том числе кислород, которые ния и узелотвода пара цезия ТЭП, отлича диффузионным путем йопадают через узел ющийся ем, что на начальном участке в . 8 внутрь ГПЦРТ. Газы потоком пара уносяткайалеьозврата цезйя, выполнен Фйльтр ся в зону конденсации 5, где пар РТ и его окислов цезия, выполненный в виде трубки окислы конденсируются, а неконденсируюиз спрессованныхотрезков волокон нержа- щиеся газы удаляются через узел 10 в сисвеющей стали., 25 тему вакуумирования (или сбора газов).На чертеже приведена схема предлага-Сконденсировавшиеся жидкое РТ и его емого генератора." ", окислы попадают в канал возврат жидкогоРТ 2 (например, фитиль) или сборник жидкоГПЦРТ выполнен в вйде ТТ, которая со- го РТ, проходят через фильтр 9, в котором держит корпус 1, вйутри которого размеЩен 30 окйслы задерживаются, а жидкое рабочее фитиль 2, Часть 3 корпуса 1, называемая тело по тракту 2 возвращается в зону испазоной испарения. обогревается с помощью рения 3. Таким образом; осуществляются нагревателя 4, часть 5 корпуса 1, назыме-непрерывные одновременные процессы мая зоной конденсации, охлаждается систе подачи пара РТ потребителю, удаление от мой охлаждения 6, например, за счет 35 потребителя, выделяющихсянеконденсируциркуляции воды или воздуха, Между зона ющихся газов и очистка РТ от его окислов и ми испарения 3 и конденсации 5 расположе- других соединений.натакнаэываемаяадиабатическаязона 7;в . В качестве конкретного примера раскоторой обычно Располагают узел 8 6 твода смотрим экспериментальный образец пред-парапотребителю(ТЭП). Фитиль 2 является 40 лагаемого ГПЦРТ для лабораторных каналом возврата сконденсировавшегося исследований, Он предстэвляет собой труб- жидкого рабочего тела иэ Зоны конденса- ку 321 мм из нержавеющей стали длиной ции 5 в зону исйарения 3. Канал возврата 160 мм сдлинами зоны испарения 65 мм и может быть вь 1 йолней не только в виде фи- конденсации 75 мм, Внутри трубы располотиля, но и специального тракта, например, 45 жен составной фитиль толщиной 1 или из трубки, соединяющей место сбора сконден-. прессованного волокна с диаметром пор сировавшегося в Зоне конденсации 5 РТ с . 80-120 мкм в зоне испарения и конденсанижней частью зоны испарения 3. В началеции и диаметром 30 - 40 мкм в адиабатичевозврата, например, фитиле 2, установлен ской зоне длиной около 20 мм, Последняя фильтр 9 окислов рабочего тела. Примени мелкоячеистая часть фитиля и являлась тельно к цеэию в качестве фильтра может фильтром. Такой ГПЦРТ проработал более быть использована прессованная трубка из200 ч, выходные характеристики были статонких (20-30 мкм) волокон нержавеющей бильными.стали, фильтр 9 целесообразно усгайавливать вначале канала возврата, или при наТаким образом, предлагаемый ГПЦРТ личии в специальном узле сбора жидкого РТ посравнению с прототипом позволяет осуэоныиспарения,например,ввидеворонки, . ществлять непрерывную очистку циркули- Объем фильтра 9 расСчитывается исходя иэ рующего жидкого рабочего тела (цезия) от его фильтрующих способностей и ожидав- его окислов и других соединений, что обес1786536 печивает повышение эффективности и ресурсоспособности ТЭП,Составитель В,Синявскийедактор Техред М.Моргентал Корректор ЭЛончако Заказ 250, Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 нат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 ий ко Производственно-издате Формула изобретения Генератор пара цезия для термоэмиссионного преобразования, содержащий корпус с зоной испарения цезия, снабженный нагревателем и зоной конденсации цезия, канал возврата цезия иэ зоны конденсации в зону испарения и узел отвода пара цезия преобразователю, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности и ресурса преобразователя путем обеспечения воэможности очистки цезия от его окис лов, на начальном участке канала возвратаустановлен фильтр окислов цезия, выполненный в виде трубки иэ спрессованных отрезков волокон из нержавеющей стали.