Патент №2187156 - Термоэмиссионный электрогенерирующий модуль для активной зоны ядерного реактора с вынесенной термоэмиссионной системой преобразования тепловой энергии в электрическую (варианты)

Изобретение относится к области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую и может быть использовано в качестве источника электропитания в составе космической ядерной энергетической установки (ЯЭУ). Сущность изобретения: модуль 1-го типа содержит электрогенерирующие элементы (ЭГЭ), размещенные в зоне конденсации высокотемпературной тепловой трубы (ВТТ), эмиттеры и коллекторы которых соединены в электрическую цепь с помощью межэлектродной коммутации внутри электрогенерирующего канала (ЭГК) с парами цезия, содержащего катодный и анодный токовыводы. ЭГК встроен в электрически нейтральный корпус модуля, внутри которого размещена ВТТ. ВТТ содержит в испарительной зоне кольцевой тепловыделяющий элемент (ТВЭЛ), а в зоне конденсации размещен многоэлементный ЭГК с последовательно соединенными в электрическую цепь от 2 до 20 ЭГЭ. У ЭГЭ по крайней мере один эмиттер размещен непосредственно на участке зоны конденсации и соединен с катодным токовыводом, обратным и коаксиальным по отношению к другим электрически изолированным от него с помощью "мокрой" эмиттерной керамической изоляции, находящейся в парах цезия. Внутренняя поверхность эмиттеров соединена через "мокрую" эмиттерную керамическую изоляцию и катодный токовывод с внешней поверхностью зоны конденсации ВТТ. Испарительная зона ВТТ может быть размещена в зазоре между кольцевым ТВЭЛ и ВТТ, находящемся в вакууме. В модуле 2-го типа ВТТ встроена в электрически нейтральный корпус модуля и выполнена газорегулируемой. В зоне конденсации ВТТ размещены два параллельно соединенных внутри корпуса модуля многоэлементных ЭГК с общими межэлектродной средой паров цезия, катодным и анодным токовыводами, от 2 до 10 электрогенерирующих элементов в каждом ЭГК. Эмиттеры размещены в зоне конденсации газорегулируемой ВТТ. Испарительная зона ВТТ может быть размещена в зазоре между кольцевым ТВЭЛ и ВТТ. В модуль 3-го типа эмиттеры ЭГК встроены в корпус модуля и размещены на "сухой" керамической изоляции, соединенной с трубой Фильда. Технический результат - увеличение ресурса и надежности космической ЯЭУ. 3 с. и 8 з.п. ф-лы, 19 ил., 5 табл.

Патент №2187156, изображение 1
Патент №2187156, изображение 2
Патент №2187156, изображение 3

Классификация патента

Код Наименование
МПК G21C 3/00Реакторные топливные элементы и их блоки; выбор вещества для использования в качестве реакторных топливных элементов
МПК G21D 7/00Устройства для непосредственного получения электрической энергии из энергии, выделяющейся при реакциях синтеза или реакциях деления
МПК H01J 45/00Разрядные приборы, работающие как термоэлектронные генераторы