КОМБИНИРОВАННЫЕ ЭНЕРГОУСТАНОВКИ С ТЕРМОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРАМИ

С целью увеличения к. п. д. энергоустановок и полного использования тепловой энергии, особенно при ядерных реакторных источниках тепла, в последние годы начаты разработки сложных комбинированных энергосистем, состоящих из ТЭГ и других энергосистем. Известен проект паротурбинно-термоэлектрической системы, в которой холодные спаи термобатареи охлаждаются органическим теплоносителем, поступающим затем в парогенератор, работающий по циклу Ренкина. Расчеты показывают, что при мощности реактора 95 квт (т.) эта установка может вырабатывать мощность 24,3 квт (эл.), т. е. иметь к. п. д. 25,6%.

Установка, составленная из термоэмиссионно-термоэлектрического преобразователя, может быть осуществлена по схеме, при которой тепло, излучаемое анодом термоэмиссионного элемента, генерируется горячими спаями термобатареи. К. п. д. такой установки при общем перепаде температур от 2100 до 300°К (причем на долю ТЭГ приходится перепад от 1100 до 300°К) может достигать по расчету 35%. Выполненные проектные и экспериментальные работы в этом направлении подтверждают эти значения. Возможна также схема, в которой тепло от термоэмиосионного преобразователя на термобатарею передается через тепловую трубу. В этом случае к. п. д. установки может достигать 15,5—16,5% при мощности 50—150 квт (эл.) и весе 1—1,6 Т.

Путь улучшения энергетических характеристик — создание комбинированных установок — может явиться одним из самых перспективных и эффективных способов создания энергоустановок с высокими значениями к. п. д. и лучшими энерговесовыми и габаритными характеристиками. Следует, правда, отметить, что его реализация сопряжена с большими проблемами, как теоретическими (согласование режимов работы и электрических характеристик отдельных типов преобразователей), так и технологическими (обеспечение теплопереноса по всей комбинированной схеме преобразователя без существенных потерь и механической прочности конструкции

в течение ресурса работы). Но, по-видимому, существенное улучшение характеристик таких установок компенсирует усилия, затраченные на преодоление указанных трудностей их создания тепловом контакте с плоской термобатареей из низкотемпературных материалов р- и я-типов. Хорошая теплоизоляция обеспечивается поступление почти всего вытрическая (Р) мощности ТЭГ деляемого изотопом тепла в термобатарею. Тепло отводится внешним оребрением. Толщина биологической защиты снижает мощность у-излучения до безопасного уровня.

Активность 90Sr в этой установке составляет 19 600 кюри, а его тепловая мощность 127 вт. ТЭГ имеет диаметр 430 мм и высоту 500 мм при весе без транспортного контейнера 120 кГ. Поверхность ребер излучения составляет 5 м2. ТЭГ «Бета-2» при температуре горячего спая 260° С и холодного 50° С вырабатывает полезную мощность 5,3 вт при напряжении 5 в и э. д. с. 8,96 в. Срок службы оценивается в 10 лет. Установка была поставлена в эксплуатацию на метеорологической станции в 1964 г. и за время работы выработала 160 квт-ч, одновременна пройдя испытания на транспортировку автомобильным (350 км) и железнодорожным (14 000 км) транспортом.

ТЭГ «Бета-С» — более усовершенствованная установка этого типа. Повышение удельного энерговыделения, более разумный выбор конструктивной схемы и точный расчет биоло­гической защиты позволили повысить его полезную мощность при почти одинаковых с «Бета-2» весогабаритных показателях. Установка «Бета-С» имеет активность Sr 31 000 кюри и вырабатывает мощность 10 вт (эл.) при напряжении 6 в и сроке службы 10 лет. Расчетная энергоемкость ее составляет 850 квт-ч. Вес без транспортного контейнера достигает 140 кГ. Установка комплектуется системой преобразования напряжения до 26s и блоком накопления энергии.

Дата публикации: 22.05.2012

Похожие записи:

• Автономное электроснабжение
• Необходимость применения дизельных электростанций в производстве
• Электроснабжение северных районов
• Генераторы onis visa
• Автоматизация повышает эффективность транспорта электроэнергии
• Энергетическая безопасность Беларуси: социально-экономические детерминанты