Изоляционная стенка кондукционного секционированного мгд генератора

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОВО(ОИМ СВИДВПЛЬСТВУ

Союз Советских

С оциалистичесюа республик (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 12.09.74 (21) 2059540/25

2 (5l) М. Кл.

Н02 N 4/02 с присоединением заявки №

Гесудврвтеенний кеинтет

Веветв Мнннетрев СССР не денни неебретеннй н еткритнй (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.78.Бюллетень ¹ Зl (45) дата опубликования описания 05.07.78 (53) УДК 538.4 (088, 8) (72) Авторы А. Е. Шейндлин, А, Е. Баршак, В. А. Битюрин, изобретеиия В. И. Ковбасюк, В. И. Максименко и С.. А. Медин

Институт высоких температур AH СССР (71) Заявитель (54) ИЗОЛЯЦИОННАЯ СТЕНКА КОНДУКЦИОННОГО

CEKUHOHHPOBAHHOI 0 МГД-ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к магнитогидродинамическому (МГД). методу получения электроэнергии и может найти применение в МГД-генераторах,;в частности . диагонального типа. 5

Известны МГД-генераторы кондукционного типа с днагональнопроводяшими изоляционными стенками и секционированными алектродными стенками, алектроды которых либо конструктивно обьединены с мо- щ дулями изоляционных стенок - рамочная конструкция генератора, либо изолированы от последних, причем алектрическая схема включения нагрузки может быть различной fl), Диагональная стенка выполняет- 1 ся из протяженных (длина много больше шадрины) алекгропроводных и изолированных между собой модулей, расположенных под углом, в обшем случае перемешенным, к оси изоляционной стенки в направлении 20, от одной алектродной стенки к другой, с которыми стыкуется данная изоляционная стенка.

В концевых участках осушествляется конструктивно переход от диагонально 25 расположенных модулей изоляционной стен- . ки к несекционированным элементам МГД установки - соплу и диффуэору. Концевые участки являются одними иэ наиболее важных алементов канала МГД-генератора с диагонально проводяшей изоляционной стенкой, так как в крупномасштабных МГДгенераторах имеют длину, сопоставимую с длиной рабочего участка канала, В известных МГД-генераторах диагонально проводящая изоляционная стенка выполняется иэ протяженных модулей, укладка которых на рабочем участке i осушествляется практически по единой схеме, в то время как конструктивное решение ее концевых участков является различным.

В МГД-генераторе концевой участок изоляционной стенки выполняется секцианнрованным, мелкомодульным. Это решение имеет то преимушество, что при достаточно малом размере модулей и их надежной изоляции между собой и от дру» гих элементов конструкции такая стенка вносит минимальное возмушение потенциа551989

40 ла в плазме и поэтому паразитные компенсационные токи утечки на стенку в концевых областях практически отсутствуют. Мелкомодульная конструкция аквива.лентна конструкции, выполненной из изоляционного материала, который находит применение в малых экспериментальных

МГД-генераторах.

Однако дли крупномасштабных МГД-генераторов мелкосекционированная конструкция нетехнологична вследствие необходи- >р мости иметь черезвычайно большое число электрически изолированных модулей, требуиицих индивидуального охлаждения, которое при применении существующих способов охлаждения с использованием тенг.о- 1 носителя также снижает надежность работы данной конструкции и.".ь за возможной неплотности системы охлаждения, а необходимыми изоляционными материала ми для изготовления .крупных алементов 20 конструкцли, способными длительное время работать в ° условиях агрессивной высокотемпературной среды в МГД-генераторе при BbfcoxHx термомеханических. напряжениях, современная техника не об- 25 ладает.

Известна также изоляционная стенка кондукционного секционированного МГДгенератора, которая содержит протяженные модули из электропроводного мате- ЗО риала, изолированные один от другого и расположенные под углом к продольной оси изоляционной стенки в направлении от одной алектродной стенки к другой, с которыми стыкуется данная изоляцион- у ная стенка, к атим модулям в концевых участках примыкают аквипотенциальные переходные элементы, расположенные со стороны входного и выходного участков канала МГД-генератора f2).

Диагональная изоляционная стенка в концевых участках сс стороны входа и выхода канала МГД-генератора содержит примыкающие к крайним модулям рабочего участка переходные несекционирован- 4S ные эквипотенциальные элементы, выполненные из охлаждаемого водой металла, на который с огневой стороны канала может быть нанесен защитный слой термо- и алектропрочного материала. 50

Однако существование значительных компенсационных токов из плазмы на несекционированный переходный элемент вследствие невозможности уравнивания их потенциалов обусловливает снижение 5s эффективности МГД-генератора и возможность электроэрозионного разрушения конструкции. Кроме того, при малых углах наклона диагональных модулей к оси канала длина концевых участков становится соизмеримой с длиной канала МГД-генератора, в результате чего существенно увеличиваются потери на трение и теплоотдачу.

Цель изобретения - повысить аффективность МГД-генератора.

Это достигается тем, что изоляцион-. ная стенка кондукционного секционированного МГД-генератора в концевых участках снабжена, по крайней мере, одним дополнительным модулем, имеющим." Qобразный изгиб в сторону той же алектрод» ной стенки, от которой он берет начало.

На фиг. 1 представлена изоляционная стенка, план; на фиг. 2 — схема рамочной конструкции концевого участка канала на фиг. 3 - схема расположения модулей в известной изоляционной стенке; нафиг. 4-, то же в соответствии с предлагаемым решением.

Предлагаемая изоляционная стенка имеет протяженные модули 1 на рабочем участке, выполненные из электропроводного материала и изолированные друг от друга. Модули 1 расположены под углом к продольной оси стенки в направлении от одной электродной стенки к другой (на фиг. 1 не показаны), с .которыми стыкуется данная изоляционная стенка. К рабочему участку примыкает концевой учао ток, снабженный, по крайней мере, одним дополнительным модулем 2, имеющим /-образный изгиб (нлавно или под углом) в сторону той электродной стенки, от которой он берет начало.

Со стороны входного и выходного участков канала МГД-генератора изоляционная стенка имеет токосъемный переходной аквипотенцпальный алемент 3. Конфигу рация атого элемента соответствует углам и направлениям изгиба концевых модулей. Каждому модулю 1 и 2 соответствуют электроды 4, к которым подключается нагрузка 5. К токосьемному переходному аквипотенциальному алементу 3 подключается продольная нагрузка 6, Электроды, примыкающие к одному и тому же элементу изоляционной стенки, закорачиваются между собой внешним соединительным кабелем 7.

Для реализации рамочной конструкции канала модули 2 изоляционной стенки в концевых участках механическим способом закорачиваются с соответствующими электродами 4 (см. фиг. 2). При атом данное решение применимо не только для рыночных каналов с прямоугольным попереч» ным сечением, но и для каналов с попе551989 речным сечением любой, например оваль ной, формы.

Вариант выполнения концевого участ» ка изоляционной стенки, при котором дополнительные модули 2 на концевом участке имеют Ч -образный изгиб в сторону

5 той электродной стенки, от которой они берут начало, а ряд протяженных модулей, прилегающих к дополнительным модулям

2, отогнуты на концевом участке в сторону электродной стенки, противоположной

10 той, от которой они берут начало на рабочем участке, позволяет значительно сократить размеры переходного аквипотенциального алемента 3.

Канал (см. фиг. 3 и 4) состоит из ра-. 15 бочего однородного участка 8 и концевых участков 9. Длина концевых участков в

МГД-канале может быть сокрашена в предлагаемом решении для условий, типичных для анергоблока с МГД-генератором мошностью несколько сотен МВт.

Изобретение обеспечивает повышение аффективности МГД-генератора путем относительного снижения потерь в xoHlleBblx зонах канала. Это достигается за счет о

25 носительного уменьшения длины концевых зон при заданной длине рабочего участка канала. Кроме того, обеспечивается также снижение потерь, связанных с параэитными токами утечки из плазмы на боко30 вую изоляционную стенку в области концевых участков. При атом оформление рабочего участка канала МГД-генератора может быть выполнено, например, в соответствии с прототипом.

Формула изобретения

Изоляционная стенка кондукцнонного секционированного МГД-генератора, содержашая протяженные модули иэ электропроводного материала, изолированные один от другого и расположенные под углом к продольной оси изоляционной стенки в направлении от одной алектродной стенки к другой, с которыми стыкуется данная изоляционная стенка, н примыкающие к этим модулям в концевых участках экви йотенциальные переходные элементы, раоположенные со стороны входного и выходного участков канала МГД-генератора, отличаюшaÿся тем,что,с, целью повышения аффективности МГД-ге.нератора, стенка в концевых участках снабжена, по крайней мере, одним дополнительным модулем, имеюшим V -обраэный изгиб в .сторону той электродной стенки, от которой он . берет начало.

Источники информации, принятые во внимание при акспертизе:

1.L.Е. Ring аМИ,"Эевди o5 an МЮ

Реrkolmance Эеюоия1гаИои Ехремтеи1." 5 бмпромо п on Engineer ing

Acpects ok MH>,$tangopd gn)yepgity Са61о авиа, jNctpcp 2б-яф,щ уз.

2, Патент США No 3387150, кл. 3101 1, 1968.

551,989 Qua Л

9. иг. 4

Составитель П. Вабюкевич

Техред И, Климио Корректор Л. Веселовская

Редактор Е.. Месропова

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. роектная, 4

Заказ 4414/1 Тираж 892 Подписное

ЦЦИИПИ Государственного коМитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий.113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д; 4/5