СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЯДЕРНЫХ УСТАНОВКАХ Российский патент 2001 года по МПК G21D5/00 

Предлагается способ получения механической энергии, который может быть альтернативой известного способа, применяемого в атомной энергетике, где применяется интенсивное воздействие тепловых элементов стержней реакторов на воду с целью получения из нее пара и использование его в турбогенераторах АЗС.

При таком воздействии идут спонтанный неконтролируемый процесс распада воды на водород и кислород /гремучая смесь/, которая скапливается в застойных зонах системы рециркуляции воды.

При случайном возникновении искры статического электричества в таких очагах возникает взрыв с непредсказуемыми трагическими последствиями /Чернобыльская авария и т.д./.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа применяется патент США N 4107008, МПК C 25 B 1/04, опубл. 15.08.1978.

В способе применяют электромагнитное воздействие на раствор соли воды и разлагают ее на водород и кислород.

Однако способ малоэффективен, т.к. в нем применяется энергоемкая малопроизводительная электронная аппаратура, которая в промышленных масштабах будет иметь низкий КПД.

Предлагаемый способ использует энергию естественного радиоактивного распада урана для радиолиза воды.

Техническая задача заключается в том, что радиолиз чистой воды осуществляют путем свободного распада урана 238, а электролиз проводят путем воздействия на воду электрическим потенциалом, рабочее тело направляют в камеры внутреннего сгорания газовой турбины, работающей в импульсном режиме.

Предлагаемый способ осуществляется по принципиальной схеме, представленной на чертеже. В залитую водой ванну 1 через штуцера 10, 11 опускают пакет 2 радиоактивных стержней урана 238.

Уран в стержнях находится в режиме свободного радиоактивного распада /без признаков цепной реакции/. При температурах ниже точки кипения воды. От источника постоянного тока 7 через реостат подключают токовую нагрузку цепи электролиза, где анодом служит экран 3, а катодом - экран 2. Под воздействием βγ лучей в воде происходит электронное возбуждение и ионизация молекул воды /электронная активация/В.М.Бяков, Ф.Г. Ничипоров. Радиолиз воды в ядерных реакторах, М. , 1990. Генератор тока 7 поддерживает в среде воды достаточную ионную проводимость. При электролизе у катода собираются молекулы водорода, а на аноде - кислорода. При помощи колпаков 5, 6 улавливаемые газы направляются в емкость для хранения 8, 9.

Из емкостей для хранения газы подаются в турбину, предварительно разбавляясь воздухом до концентрации 5% /гремучей смеси/ на схеме не показано. В газовой турбине внутреннего сгорания по каналам гремучая смесь поступает в камеры внутреннего сгорания, где поджигается искровым контактом, происходят "хлопки", приводящие во вращение вал турбины под действием реактивных сил.

Мощность дозы облучения определяется характером радиоактивного материала, не должна превышать тот порог радиоактивности, за которым происходит нагрев воды в ванне.

Напряжение генератора тока регулируется реостатом для обеспечения достаточной ионной проводимости в водной среде.

Сущность изобретения: в залитую водой ванну помещают пакет радиоактивных стержней урана. Осуществляют процессы радиолиза и электролиза воды при температуре ниже точки ее кипения путем свободного распада в отсутствии цепной реакции. Полученные в результате радиолиза и электролиза водород и кислород смешивают с воздухом и направляют в камеры внутреннего сгорания газовой турбины, работающей в импульсном режиме. Технический результат заключается в повышении эффективности способа. 1 ил.

Способ получения механической энергии в ядерной установке, включающий проведение радиолиза и электролиза при температуре ниже точки кипения воды, получение водорода и кислорода и использование гремучей смеси в компоненте с воздухом в качестве рабочего тела, отличающийся тем, что радиолиз воды осуществляют путем свободного распада урана-238, а электролиз проводят путем воздействия на воду электрическим потенциалом, рабочее тело направляют в камеры внутреннего сгорания газовой турбины, работающей в импульсном режиме.