Способ компенсации паразитных токов холла в канале магнитогидродинамического генератора

76 б 523 В; у,- сопят., пе Е; где В,2 и е где Е; В,Изобретение относится к области магнитной гидродинамики, а именно, к способам компенсации паразитных токов 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 изоляционными стенками, имеющими различную конфигурацию поперечного сечения.Известен способ уменьшения паразитных токов Холла в прямоугольном канале, содержащем изоляционные стенки, состоящие иэ электроизолированнык между собой электропроводных эле- ментов и секционированные в продольном направлении электродные стенки, 20 заключающийся в том, что близлежащие ;к электродным стенкам электропроводные элементы изоляционных стенок и электроды, расположенные в одном сечении канала, электрически соединяют ся между собой через измерительные приборы (амперметры) и подсоединяются симметрично относительно оси потока к поперечной нагрузке.Данному способу присущ недостаток, 30 состоящий в шунтировании электропроводных элементов изоляционных стенок, что создает дополнительные паразитные токи в плазме и уменьшает поперечное напряжение и, следовательно, уменьшает КПД МГД-генератора. Недостатком указанного способа является, кроме того, отсутствие регулирования с целью, выравнивания ЭДС 40 Холла по сечению канала и, следовательно, наличие нескомпенсированныхпаразитных токов Холла в канале,Из известных способов компенсации паразитных токов Холла в МГД-канале, наиболее близким к заявленному является способ, принятый эа прототип,Известный способ компенсации паразитных токов Холла в канале магнитогидродинамического генератора заключается в измерении параметров потока плазмы, измерении и регулировании приложенного магнитного поля и тока по сечению канала в соответствии с измеренной концентрацией электронов в потоке плазмы.Известный способ характеризуется регулированием магнитного поля и тока в сечении канала по соотношению локальное значение магнитной индукции в зоне сечения канала с геометрическим размером Е,геометрический размер сечения канала в направлениимагнитной индукции В;поперечная компонента токанагрузки в зоне сечения канала с геометрическим размером Е,концентрация электронов взоне сечения канала с геометрическим размером 2.1 Педостатком указанного способа являетмя то, что он может быть применентолько для каналов с секционированными электродными и изоляционными стенками.Целью настоящего изобретения является повышение КПД и ресурса МГДгенератора путем выравнивания ЭДСХолла по сечению канала,Укаэанная цель достигается тем,что измеряют локальные значения поперечной напряженности электрическогополя и регулируют токи в цепях междуэлектропроводными элементами электродных и электроизоляционных стенокс помощью регуляторов постоянного тока, при этом поддерживают постояннымпо сечению канала соотношение: 01(П Р, - Е, ) - сопят локальное значение поперечной напряженности электрического поля;локальная скорость потока;локальное значение магнитной индукции;локальное значение параметра Холла. Предложенный способ может быть реализован в МГД-каналах рамочной конструкции и каналах с секционированньми изоляционными стенками.На чертеже изображено сечение канала МГД-генератора с зондами для из-, мерения параметров плазмы и схемой подключения тиристорных устройств,Изображенное на чертеже устройство канала МГД-генератора, в котором может быть реализован предложенныйспособ, содержит электропроводные элементы 1 изоляционных стенок 2 и электродных стенок 3, представляющие собой рамки, выполненные из металлов с низкой или высокой электропроводностью, которые могут быть сплошными или разрезными, т.е. с электроизоляционными промежутками. Электропроводные элементы 1 могут также представлять собой модули, секционированные в поперечном и продольном направлениях.Устройство содержит также регулируемые по току тиристорные устройства 4, нагрузочное устройство 5, которое может быть подключено как в продольном, так и в поперечном направлениях по отношению к вектору скорости 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 меряемые с помощью датчиков 10, и местоположение датчиков.Предложенный способ реализуется в приведенном на чертеже устройстве, которое работает следующим образом, Рабочее тело перемещают в канале МГД- генератора в направлении б, перпендикулярном приложенному магнитному полю. Электропроводные элементы 1, находящиеся 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 устройства 4, ориентированные на пропускание нагрузочного тока к электропроводным элементам, расположенным на электродных стенках 3, Затем включают нагрузку 5, которая может быть подсоединена к каналу в продольном направлении (на чертеже не показано) или в поперечном, а также в обоих направлениях. Параметры плазмы и магнитную индукцию в поперечных сечениях канала измеряют известными методами, они могут быть так 50 же определены и расчетным путем для каждого режима работы генератора в соответствии с графиком нагрузки. По-перечную напряженность электрического поля Е наиболее чувствительныйУпараметр к неоднородности потока и изменению режима работы генератора, измеряют с помощью подвижных и неподвижных датчиков измерения потенциала плазмы 10 и измерителя 9, фиксирующего величину потенциала и местоположение датчиков. По разности потенциаловии расстоянию между точками измерения потенциалов ду определяют напряженность электрического поля По измеренным параметрам плазмы вычисляют ЭДС Холла в сечении канала по приведенному соотношению. В случае отсутствия постоянства ЭДС Холла по сечению канала, производят регулировку тока с помощью тиристорных устройств 4, после чего опять повторяют операции измерения параметров плазмы и вычисление ЭДС Холла по сечению канала, Операции регулировки тока, измерения параметров плазмы и вычисление ЭДС Холла повторяют до момента получения требуемого выравнивания ЭДС Холла по сечению канала. Указанные операции по выравниванию ЭДС Холла повторяют также при каждом изменении режима работы электрической станции в соответствии с графиком нагрузки, когда требуется менять расход рабочего тела и коэффициент нагрузки МГД-генератора, так как при этом меняется и перераслределяется скорость течения потока плазмы в канале, что влечет за собой деформацию профиля температуры в пограничном слое. Деформация профиля температуры повлечет за собой перераспределейие параметров плазмы и, главным образом, поперечной напряженности электрического поля из-за резкого изменения проводимости. Остальные параметры плазмы, входящие в приведенное соотношение, консервативны 1 к изменению температуры. В качестве регуляторов тока вместо тиристорных устройств 4 могут быть применены, например, регулируемые омические сопротивления. Для МГД-генераторов со слабым изменением параметров омические сопротивления могут быть не регулируемыми и в силу своей простоты могут . также найти применение, Однако потери в омических сопротивлениях превышают потери в тиристорных устройствах.Использование изобретения позволит увеличить КПД МГД-генератора за счет уменьшения паразитных токов Холла для любой конфигурации поперечного сечения канала и увеличить ресурс работы766523 Редакто Н.Сильнягина ТехредМ.Моргентал Корректор Л.Патай РЗаказ 4897 Тираж 666 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР . по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 МГД-генератора за счет выравниванияпоперечной напряженности по сечениюканала, что снизит вероятность электрического пробоя электроизоляционныхпромежутков канала и улучшит условияих работы. Кроме того, за счет внешней коммутации нагрузочных цепей возможно применение вместо используемых в настоящее время дорогостоящих элементов канала из меди (рамок) менее дорогостоящих, например из нержавеющей стали.