Магнитогидродинамический дроссель Советский патент 1978 года по МПК H02N4/20 

Изобретение относится к магнито гидродинамической технике (МГД-тех нике), в частности к области усовершенствования регуляторов расхода токопроводящих сред. Оно может быть использовано для регулирования расхода (скорости) токопроводящих сред в ядерной энергетике, например в жидкометаллических конт рах атомных электростанций с реакторами на быстрых нейтронах, в металлургический промышленности, в установках непрерывной разливки металлов, а также для других технологических целей. Известен МГД-дроссель, содержащий прямоточный металлотракт. Катушки возбуждения, магнитную систему l . Любое МГД-устройство в силу обратимости может быть МГД-дросселем. Работает это устройство в режиме дросселя следующим образом. . При движении токопроводящей сре ды индуцируются ЭДС, под действием которых по токопроводящей среде те кут токи, замыкающиеся в ней по специальным, токозамыкающим устройствам (шинам) либо по стенкам мета тракта. Регулирование расхода токо проводящих сред в таких устройст- . вах осуществляется изменением величины тока в электромагнитной системе, которое вызывает изменение электромагнитной силы, тормозящей среду. Таким образом, очевидно, что в режиме дросселя наиболее перспективно использование МГД-устройств, в которых для индуцирования токов выполняется условие идеального короткого замыкания, т.е. 0. К таким устройствам относятся устройства с металлотрактами кольцевого сеч;ёния. Катушки возбуждения и магнитная система в этих устройствах охватывает металлотракт и обеспечивает радиальное магнитное поле. Известно МГД-устройство, состоящее из линейного прямоточного метгшлотракта кольцевого , катушек возбуждения и магнитной системы С21. Это устройство при использов.ании его в качестве МГД-дроссеЛЯ наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к параметрам МГД-дросселей для атомных электростанций. Основными недостатками этого устг ройства являются: невозможность замены катушек возбуждения при выходе их из строя без демонтажа метал лотракта из жидкометаллического ко тура, а такжето, что при числе по люсов, большем двух, на каждую пару полюсов требуется катушка возбуждения, охватывающая металлотрак В связи с тем, что жидкометаллические теплоносители АЭС имеют тем пературу порядка 4СО°С, температура катушек возбуждения будет равна температуре теплоносителя или превышать ее, тем самым потери на воз буждения будут большими, чем в конструкциях, где обмотка возбуждения удалена от металлотракта. Цель изобретения - увеличение ресурса рабОЛл дросселя путем обеспечения возможности замены катушек возбуждения без демонтажа металлотракта из жидкометаллического контура и уменьшение потерь н возбуждение. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом дросселе катушки возбуждения выполнены охватывающими сердечники полюсов или ярма магнитной системы, а при нечетном числе полюсов катушки воз буждения охватывают сердечниьс каждого четного полюса. На фиг.1 изображен МГД-дроссель продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1. МГД-дроссель содержит линейный прямоточный металлотракт кольцевого сечения, образованный внутрен ним сердечником 1 магнитной системы и трубой 2, башмаки 3 и 4 магнитной системы, охватывающие металлотракт, сердечники 5 и .6 полю сов, ярмо 7 магнитопровода, соединяющее сердечники полюсов, и ка тушку 8 возбуждения. Магнитная -системал выполнена та образом, что магнитные сопротивления между башмаками значительно бо ше магнитного сопротивления между внутренним сердечником и башмаками. Кроме того, башмаки выполнены так (их поперечное сечение см„ на фиг,2), чтобы обеспечить равномерн распределение магнитного потока в их сечениях. Это обеспечивает радиальное магнитное поле в кольцевом металлотракте. Как видно на ,фиг.1, магнитный поток, проходя,щий по среднему башмаку 4, разделяется на два потока, т.е. одной катушкой возбуждения создается магнитное поле под двумя парами полюсов (средний полюс можно разбить на два элементарных). МГД-дроссель работает следующим образом. Поток жидкого металла движется через линейный прямоточный металлотракт. При подаче тока в катушку возбуждения возникает магнитное поле,силовые линии которого замыкаются по контуру: сердечник 6 среднего полюса - башмак 4 среднего полюса - внутренний сердечник 1 - башмаки 3 крайних полюсов - сердеч ики 5 крайних полюсов - ярмо 7. Таким образом, в металлотракте образуется радиальное магнитное поле . Поток жидкого металла пересекает радиальное магнитное поле и в нем, под действием ЭДС, протекают, кольцевые токи, взаимодействие которых с магнитньом полем создает электромагнитную силу, направленную навстречу потоку и тормозящую его. Формула изобретения 1.Магнитогидродинамический дроссель, состоящий из линейного прямоточного металлотракта кольцевого сечения, катушек возбуждения и магнитной системы,, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса работы дросселя путем обеспечения возможности замены катушек возбуждения без демонтажа металлотракта из жидкометаллического контура, катушки возбуждения выполнены охватывающими сердечники полюсов или ярма магнитной системы. 2.Дроссель по п.1, о т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения потерь на возбуждение при нечетном числе полюсов, катушки возбуждения охватывают сердечник каждого четного полюса. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1о Авторское свидетельство СССР № 299-287, кл. В 22 D 7/12, 1968. 2. Патент США № 3122663, кл, 310-11, опублик. 1964.

w//// /7//mmmw/.

f Y Y f f f,

- I