ТЕРМОЭМИССИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК H01J45/00 

Изобретение относится к о-бласти производства электрической энергии и может быть использовано в энергетических устройствах, осуществляющих преобразование энергии ядерного распада непосредственно в электрическую при помощи термоэмиссионных преобразоваггелей.

Известен термоэмиссионных преобразователь (ТЭП), работающий в активной зоне атомного реактора с парами активных металлов, и1меющий цилиндрический катод, нагреваемый ампулой с ядерным горючим, и цилиндрический анод, причем катод и анод соединены между собой гофрированными участками. Однако в известных термоэмиссионных преобразователях происходит значительная потеря МОЩНОСТИ , вызванная щунти,рующИ|М током, протекающим по цельнометаллической оболочке прибора.

Целью изобретения является создание термоэмиссионного преобразователя с повыщенными к.п.д. и активным объемом.

В предлагаемом преобразователе каждый гофрированный участок выполнен из колец в виде батареи термоэлементов, соединенных между собой последовательно таким Образом, что их горячие спаи находятся в контакте с горячей зоной преобразователя, а холодные- с холодной зоной, причем э.д.с. термобатареи

имеет противоположное направление э.д.с. преОбразователя.

На чертеже изображен предлагаемый термоэмиссионный преобразователь и катод смежного с ним прибора, продольный разрез. Катод 1 с ядерным горючим коаксиально расположен внутри анода 2. Последовательное соединение двух смежных приборов осуществляется коммутационным патрубком 3,

соединяющим анод одного ТЭП с катодом смежного. Между анодами двух смежных приборов расположена металлическая гофрированная трубка 4, состоящая из четных (6, S и т. д.) и нечетных (5, 7 и т. д.) колец,

И|Меющпх круговую герметизированную сварку в местах 9 и 10, осуществляемую диффузионным методом или электронным лучом. Каждая па,ра колец (четное и нечетное) представляет собой гофр и является термоэлементом. Термобатарея, изображенная на чертеже, состоит из нескольких последовательно соединенных термоэлементов. Наружные спаи гофр контактируют с системой охлаждения ТЭП через внещнее изоляционное

покрытие (ВеО, АЬОз и др.), а внутренние- с рабочим объемом ТЭП, поэтому на спаях термобатареи возникает больщой перепад температур (500-1000°С). При соответствующем выборе материалов для колец гофр, совферроникелевые сплавы и т. д.) термо-столбик будет источ« ком э.д.с.

Преобразователь работает следующим образом.

Когда термобатарея включена навстречу э.д.с. ТЭП, при равенстве наиряжения ТЭП и термобатареи, а так же при наличии нагрузки в цепи термоэм.иссионного преобразователя, включенной параллельно сопротивлению оболочки ТЭП, полный, ток, протекающий ло оболочке будет равен нулю. Допустимый расчетный ток, протекающий по оболочке, можно установить изменением сопротивления гофрированной части оболочки ТЭП за счет изменения ее размеров или величины встречной термо э.Д:.|С. В последнем случае гофрированная часть оболомки будет занимать незначительную долю объема ТЭП, тем самым увеличивая его активный объем. Выходное напряжение, создаваемое каждой парой колец при температурном перепаде в 100°С, составляет приблнзи.тельно около 4 мв.

Предмет изобретения

Реактор-термоэмиссионный преобразователь, содержащий цилиндрические .катоды с размещенными внутрн амяулами с ядерным горючим, цилиндрические аноды-, охватывающие катоды и соединенные между собой гофрированными участками, отличающийся тем, что, с целью погвышения к.п.д. и: активного объем-а, каждый гофрированный участок выполнен из колец в виде батареи термоэлементов, соединенных между сабой последовательно так, что их горячие спаи находятся в контакте с горячей зоной преобразователя, а холодные - с холодной зоной, приием: Э.Д.С. термобатареи имеет противоположное направление э.д.с. преобразователя.