Загрузка ...Изотопные ТЭГ SNAP-7
По заказу ВМФ США была изготовлена другая большая серия изотопных ТЭГ SNAP-7, в которую входило пять установок. Общими в этих установках были топливо и цилиндрическая симметрия расположения преобразователя. ТЭГ SNAP-7A и SNAP-7C абсолютно одинаковы по своему устройству и различаются назначением. Генератор SNAP-7A предназначен для питания через буферные батареи мигающего светового буя и располагается в воде для отвода отработанного- тепла. Генератор SNAP-7C предназначен для питания метеорологической станции. Оба генератора имеют цилиндрическую конфигурацию. Центральный топливный блок имеет четыре гнезда из хастеллоя-С, и топливо в виде зачехленных спеченных дисков вставляется в эти гнезда.
Тепловой поток ~256 вт через четыре плоские боковые поверхности и теплоизоляцию направляется к термобатарее. Плоские поверхности топливного блока покрыты окисью алюминия, предохраняющей термоэлементы от замыкания. Все эти- детали включены в оболочку из хастеллоя-С и вставляются в цилиндрическую область биологической защиты, тепловой контакт с которой осуществляется при помощи тонкого слоя ртути. Пройдя защиту из обедненного урана, тепло через радиально размещенные ребра рассеивается в окружающую среду. Общее количество термоэлементов в этих генераторах 60.
ТЭГ SNAP-7A был установлен на буй 15 декабря 1961 г, a SNAP-7C — 8 февраля 1962 г. в Минна-Блуор в 1100 км от Южного полюса. Оба ТЭГ имели перепад температур от 783 °К на горячей стороне до 339° К на холодной стороне и вырабатывали мощность 11,6 вт, что составляло к. п. д. 4,5%. Вес ТЭГ достигал 850 кГ, и ресурс рассчитывался на 10 лет. Спустя шесть месяцев после начала работы выходная мощность генератора SNAP-7A стала уменьшаться из-за увеличения паразитной утечки тепла через газ. Было высказано предположение, что- этот газ выделялся из связующего вещества тепловой изоляции в результате радиационного воздействия. После перезаправки генератора инертным газом его мощность восстановилась, а в полость были введены металлические геттеры. В генераторе SNAP-7C около половины полезной мощности терялось в блоке управления и стабилизации, что снижало общий к. п. д. на 50%.
Также идентичны ТЭГ SNAP-7B и SNAP-7D. Генератор SNAP-7B предназначен для энергоснабжения маяка в Кост-Гарде, a SNAP-7D — для снабжения энергией плавучей метеорологической станции ВМФ. Конструкции этих генераторов также имеют цилиндрическую форму, но топливный блок шестигранной формы, что необходимо для установки большего числа термоэлементов. Топливо из SrTi03 мощностью 1440 вт (т.) в виде спеченных блоков зачехлено в цилиндрические оболочки из хастеллоя-С, и четырнадцать таких твэлов вставляются в семь каналов, расположенных по треугольной решетке.
Тепловой поток через теплоизоляцию направляется на боковые грани топливного блока, где размещены термобатареи с электроизоляцией из слюды. Всего в ТЭГ установлено 120 термоэлементов из РЬТе, по пять модулей на одну пластину. В каждом модуле, следовательно, включено четыре термоэлемента. Все эти устройства, включая крепление топливной капсулы, монтируются во внешней оболочке, к которой крепятся ребра охлаждения. Внутренняя часть вакуумируется и заполняется инертным газом. Через оболочку отработанное тепло поступает в блок биологической защиты из обедненного урана толщиной 8,25 см и рассеивается в окружающую среду оребренной поверхностью.
Предварительные испытания были выполнены с электрическими имитаторами. Во время этих испытаний пришлось укоротить наконечники термоэлементов и добавить прокладки слюды для снижения трения и устранения разрушения термоэлементов из-за разности их тепловых расширений с топливным блоком. После успешных испытаний они подвергались воздействию вибрации во всех трех направлениях с частотой 5—300—5 гц в течение 5 мин при перегрузках 3 g и ударом до 3 g с полушириной импульса 6 мсек. Эти испытания также были успешными.
После этого ТЭГ SNAP-7B был заряжен топливом 15 января 1962 г., a SNAP-7D —12 июня 1962 г. Их эксплуатация показала, что во время работы обеспечивается перепад температур от 763° К на горячем до 333° К на холодном спаях. При этом полезная мощность достигает 68 вт при напряжении 12 в, что составляет к. п. д. 4,7%. Вес каждой установки 2090 кГ. Ввиду большой мощности для охлаждения применяется специальный контейнер с большими ребрами и внутренней системой теплоотвода при помощи теплоносителя, а отсек с генератором SNAP-7D заполняется трансформаторным маслом, которое передает тепло конструкции плавучей станции и от нее воде.
ТЭГ SNAP-7E аналогичен по своей конструкции SNAP-7A, только его биологическая защита выполнена из литого железа и загрузка топливом несколько меньше; тепловая мощность 198 вт. Генератор SNAP-7E предполагалось использовать в блоке с подводным акустическим маяком для навигации надводных кораблей и подводных лодок. Установка была загружена топливом 25 июня 1962 г. и испытана в условиях, эквивалентных глубине погружения 6850 м. При перепаде температур от 683 до 290° К на термобатарее генератор SNAP-7E вырабатывал мощность 6,5 вт (эл.) при напряжении 4,5 в. К. п. д. установки был равен 3,3%, вес генератора 1020 кГ. В этом же году установка была опущена в Атлантический океан, но на глубине 3820 м прекратила работу из-за течи во внешней оболочке. После исправления генератор продолжал функционировать нормально.
ТЭГ SNAP-9A есть результат дальнейшего развития аппаратов типа SNAP-3. Этот генератор имеет шестигранную конфигурацию. К внешнему корпусу, имеющему вид шестигранной призмы, по ребрам приварено шесть излучающих пластин в радиальном направлении. На плоских поверхностях граней смонтированы холодные спаи 36 термомодулей, которые могут легко заменяться. Топливная капсула с 238Ри размещена по центральной оси цилиндра. Образцы генераторов SNAP-9A успешно работали с электронагревателями, в течение шести месяцев, а затем один из них был загружен топливом. При этом вес генератора достигал 12,3 кГ, а его полезная мощность 25 вт. В 1963 г. на военных спутниках были испытаны две модели.
Дата публикации: 08.05.2012
Знаки Времени: Изготовление Персонализированных Значков и Медалей
