Содержание материала

Магнитогидродипамические (МГД) преобразователи энергии — особый тип преобразователей тепловой энергии в электрическую. Они сочетают в себе тепловой двигатель, преобразующий теплоту в кинетическую энергию струи рабочего тела, и электродинамическую машину, преобразующую эту кинетическую энергию непосредственно в электрическую.
Наиболее существенным элементом МГД преобразователя энергии является магнитогидродинамический (МГД) генератор. Принцип его работы по существу идентичен принципу работы обычного электромеханического генератора. Так же как п в электромеханическом, в МГД генераторе э. д. с. генерируется в проводнике, который с некоторой скоростью пересекает силовые линии магнитного поля. Однако если в обычных генераторах проводники твердые, то в МГД генераторе они представляют собой поток электропроводной жидкости или газа (плазмы).
Схема работы МГД генератора
Рис. 5.15. Схема работы МГД генератора.

Схема работы МГД генератора представлена на рис. 5.15. В канал, обычно прямоугольного сечения, поступает поток электропроводного рабочего тела, имеющий скорость w. При движении рабочего тела в магнитном поле индукцией В в нем в соответствии с законами электродинамики индуцируется электрическое поле, напряженность которого равна Е, а на электродных стенках 1 возникает э. д. с., равная произведению Еb, где b — поперечный размер канала. Если электроды, разделенные изоляционной сеткой 2, присоединить к внешней нагрузке Rн, в ней и в рабочем теле возникает ток I. Этот ток, протекая в канале, взаимодействует с магнитным потоком, в результате чего на каждый объем рабочего тела действует электромагнитная сила, направленная против движения, тормозящая поток. За счет этого кинетическая энергия потока рабочего тела преобразуется в конечном итоге в энергию электрического тока.
В зависимости от вида рабочего тела в МГД генераторе различают плазменные и жидкометаллические МГД установки. Сегодня наибольшее распространение получили плазменные установки, которые мы и рассмотрим вначале. 
Плазменные МГД установки могут быть открытого и замкнутого цикла. В первых, как правило, рабочим телом в МГД генераторе служит плазма, полученная на основе продуктов сгорания природных топлив; во вторых — плазма какого-либо инертного газа (гелия, аргона или неона).
Для того чтобы газ стал электропроводным, он должен быть нагрет до весьма высокой температуры, когда молекулы и атомы, его составляющие, ионизируются. При сгорании природных топлив, даже с учетом ряда мер, рассматриваемых ниже, удается в лучшем случае получить температуру около 3600К. Но при этой температуре и давлениях, близких к атмосферному, характерных для МГД генератора открытого цикла, степень ионизации газов, составляющих продукты сгорания, еще очень мала, а значит, мала и электропроводность. Поэтому в продукты сгорания в МГД установках открытого цикла добавляют некоторое количество так называемой легко ионизирующейся присадки (обычно калий или цезий, или их соединения). За счет того, что энергия ионизации атомов щелочных металлов мала, степень ионизации их оказывается при 3000К уже достаточно большой. Образующиеся при ионизации свободные электроны и обеспечивают необходимую электропроводность плазмы.
В Советском Союзе в 1971 г. осуществлен пуск первой в мире опытно-промышленной МГД электростанции открытого цикла с мощностью МГД генератора 20 000 кВт (установка У-25). Принципиальная схема этой установки показана на рис. 5.16. В камеру сгорания 3 подаются топливо (природный газ), окислитель (воздух, обогащенный кислородом до 40%) и ионизирующаяся присадка (50%-ный раствор поташа). Окислитель предварительно сжат в компрессоре 1 и подогрет в подогревателе регенеративного типа 2 до температуры 1500 К. Давление природного газа и окислителя, подаваемых в камеру сгорания, составляет около 3-105Па. В результате сгорания природного газа в подогретом окислителе в камере сгорания достигается температура около 3000 К. За счет присадки при этих параметрах продукты сгорания приобретают электропроводность, достаточную для работы МГД генератора. Полученная плазма направляется в сопло 4, где разгоняется до скорости около 1000 М/с и поступает в канал МГД генератора 5, помещенный в поле электромагнита с индукцией около 2 Тл. 

Рис. 5.16. Схема МГД установки открытого цикла У-25.

После канала МГД генератора скорость плазмы и температура еще очень велики, поэтому поток вначале тормозится в диффузоре 6, за счет чего возрастает давление потока, а затем направляется в парогенератор 7, где, охлаждаясь, отдает теплоту воде и пару, которые могут быть использованы для производства электроэнергии на обычной тепловой электростанции. На теплообменных поверхностях парогенератора и далее в специальных устройствах 8 производится извлечение присадки из продуктов сгорания. На установке У-25 достигнуто извлечение 99,5% вводимой ионизирующейся присадки. Очищенные газы выбрасываются в дымовую трубу 9.
Наиболее интересным элементом МГД установки является собственно МГД генератор. Условия работы МГД генератора весьма сложны. Материалы его стенок должны находиться в контакте с очень горячей плазмой, содержащей агрессивные щелочные металлы, одновременно между электродами генератора существуют высокие напряжения. Положение осложняется еще рядом обстоятельств, отличающих работу реального генератора от идеализированной схемы, изображенной на рис. 5.15. Дело в том, что, когда замкнута внешняя цепь генератора, электроны плазмы Начинают двигаться с ускорением по направлению электрического поля Е (см. рис. 5.15). Одновременно электрон, движущийся в магнитном поле В, вращается вокруг его силовой линии по окружностям, радиус которых зависит от напряженности магнитного поля и от скорости электрона. При постоянной скорости электрона он описывал бы вокруг силовой линии магнитного доля правильную окружность. Но когда электрон находится в электрическом поле, движение его по направлению поля происходит с большей скоростью, чем против поля. При этом траектория электрона уже не является окружностью. За счет совместного действия скрещенных магнитного и электрического полей электрон начинает смещаться (дрейфовать) в направлении, перпендикулярном обоим действующим полям, т. е. в нашем случае в направлении оси канала. Этот дрейф электронов приводит к тому, что в стационарных условиях вдоль канала возникает электрическое поле напряженностью Ех (так называемое электрическое поле Холла). Если электродная стенка в канале МГД генератора сплошная (как показано на рис. 5.15), то под действием этого поля по ней вдоль канала потечет ток Холла. Уравнения электродинамики показывают, что за счет этого ток, отбираемый в нагрузку, уменьшается. Для того чтобы исключить возникновение тока Холла, электродную стенку следует разрезать — секционировать, причем размер каждой секции нужно выбрать настолько малым, чтобы разность потенциалов Холла между соседними секциями была меньше той, при которой между этими секциями может возникнуть дуговой пробой. За счет необходимости секционирования конструкция МГД генератора существенно усложняется.
Наличие разности потенциалов Холла (а она, например, в МГД генераторе установки У-25 достигает нескольких тысяч вольт) приводит к тому, что камера сгорания оказывается под этим высоким напряжением относительно земли (обычно диффузор МГД генератора заземляется). Это требует применения высоковольтных электроизоляционных вставок, способных выдержать высокие напряжения, на всех трубопроводах, подходящих к камере сгорания, и на всех элементах ее крепления к фундаменту.

Очень важным для МГД генератора является выбор температуры его стенок. Температура плазмы, как уже говорилось, должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить необходимую электропроводность. Можно ли при этом поддерживать стенку генератора, соприкасающуюся с плазмой при сравнительно низкой температуре, чтобы обеспечить ее прочность и химическую стойкость? Технически это возможно. Если использовать в канале металлические электроды и интенсивно охлаждать их с внешней стороны (например, водой), то на поверхности, обращенной к плазме, можно поддерживать температуру, не превышающую несколько сот градусов. Однако эта низкая температура, привлекательная с точки зрения прочности и стойкости материала, таит в себе и много неприятностей.
Во-первых, низкая температура стенки означает, что сквозь стенку канала будет теряться много теплоты, а это понизит к. п. д. установки. Следует отметить, что этот эффект зависит от размеров, а следовательно, от мощности МГД генератора. Чем больше размер генератора, тем относительно меньше будут сказываться тепловые потери через стенку.
Во-вторых при низкой температуре стенки на ней начнет конденсироваться присадка, содержащаяся в плазме. Обычно температура конденсации присадки составляет около 1000°С. Следовательно, чтобы не допустить конденсации температура стенки должна быть во всяком случае не ниже.
В-третьих, низкая температура стенки приводит к тому, что и прилегающий к ней пограничный слой плазмы будет иметь существенно более низкую температуру, чем ядро потока. А это означает, что электропроводность в пограничных слоях будет значительно меньше, чем в основной плазме, а значит, при протекании через плазму тока на этих слоях будут возникать большие потери напряжения, что приводит к понижению эффективности генератора.
В-четвертых, ток из плазмы на достаточно холодный металлический электрод поступает в виде электрической дуги. Такие дуги горят в отдельных точках электрода и приводят к разрушению (эрозии) его материала.
В связи со сказанным конструкторы МГД генератора стремятся обеспечить температуру стенок генератора на уровне не ниже 1500°С, а желательно и 2000°С. 
При такой температуре использование металлических электродов практически исключается^ ибо тугоплавкие металлы, способные в принципе обеспечить такую температуру, оказываются химически нестойкими в потоке плазмы, содержащей агрессивную присадку.
Поэтому сейчас большое внимание уделяется керамическим электродам, которые при высоких температурах могут иметь достаточную проводимость. К этим материалам относится, например, двуокись циркония с некоторой добавкой окиси кальция или окиси иттрия. Материалы эти пока достаточно дороги и требуют дополнительной работы для усовершенствования технологии и улучшения их свойств.
Несколько более простой, но не менее ответственной является проблема изоляционной стенки МГД генератора. Изоляторами при высоких температурах могут являться чистые окислы металлов, например окись магния. Однако изготовление изделий из этих материалов представляет собой весьма сложную задачу.
Необходимым элементом МГД установки является подогреватель окислителя. На установке У-25 использован регенеративный подогреватель типа кауперов доменных печей.
Каупер внутри заполнен насадкой — огнеупорными элементами в виде кирпичей той или иной формы, имеющих отверстия, образующие каналы для прохода газов. Регенеративный подогреватель работает циклически. В первой фазе цикла сквозь кирпичную насадку проходят горячие газы — продукты сгорания от специальной камеры или продукты сгорания, отработавшие в МГД генераторе. Газы нагревают насадку, после чего во второй фазе сквозь нее пропускают окислитель, который нагревается, отбирая от насадки теплоту. Далее циклы повторяются.
Подогреватели с насадкой из огнеупорных кирпичей могут обеспечить подогрев окислителя до температур, лишь немногим превышающих 1200—1300°С. Однако в ряде случаев целесообразно повысить подогрев до 1800—2000°С. В этом случае более эффективным оказывается подогреватель с насадкой из огнеупорных шариков. На советской МГД установке У-02 такой подогреватель обеспечивал подогрев окислителя до 1900— 2000°С.

Важное значение для МГД установки имеет магнитная система. Легко показать, что электрическая мощность, которую можно отобрать от единицы объема МГД генератора, пропорциональна В2 квадрату индукции магнитного поля. Естественно поэтому, что, желая сделать МГД генератор более компактным, необходимо увеличивать магнитную индукцию. В МГД установках в качестве магнитных систем применяются электромагниты различных типов. Индукция, создаваемая постоянными магнитами, слишком мала, и сами эти магниты чересчур дороги.
Наиболее простым типом электромагнита является магнит с железным сердечником. Он требует относительно меньших затрат энергии на поддержание магнитного поля, чем так называемые безжелезные магниты, но только, если его индукция не превышает индукцию насыщения сердечника (немногим более 2 Тл).
В безжелезном магните можно в принципе получить значительно большую индукцию, но при этом затраты энергии оказываются очень большими и сам магнит приходится интенсивно охлаждать. Поэтому безжелезные магниты целесообразно использовать в установках кратковременного действия (несколько секунд), когда общие затраты энергии на создание магнитного поля не имеют решающего значения, а вся выделяющаяся в магните теплота может быть поглощена самой обмоткой магнита за счет ее теплоемкости.
Характеристики безжелезного магнита значительно улучшаются в так называемом криогенном варианте. При температуре жидкого азота (около —200°С) электрическое сопротивление очень чистого металла, например алюминия, падает по сравнению с комнатными температурами в сотни раз. Если обмотку магнита поддерживать при такой температуре, то джоулевы потери в ней при одном и том же значении тока существенно уменьшатся, следовательно, такой магнит при прочих равных условиях может допускать большие токи, а значит, и обеспечивать большую индукцию.
Наконец, наиболее перспективным для МГД установок является сверхпроводящий магнит. Явление сверхпроводимости, как известно, состоит в том, что при температурах жидкого гелия (4—5 К) некоторые вещества переходят в так называемое сверхпроводящее состояние, В котором их электрическое сопротивление практически падает до нуля. Если в замкнутой цепи из сверхпроводящего материала создать ток, то этот ток будет существовать и в дальнейшем, не требуя для его поддержания затрат энергии. Затраты энергии будут необходимы только для восполнения потерь выкипающего жидкого гелия. Сегодня техника сверхпроводящих материалов достигла уже такого развития, что позволяет создавать достаточно крупные магнитные системы с большими теплыми объемами, в которых можно разместить МГД генератор. На советской МГД установке У-25Б в настоящее время установлен изготовленный в США сверхпроводящий магнит, обеспечивающий индукцию 5 Тл в теплом объеме, равном около 0,9 м3 [7].
Сегодня сверхпроводящие материалы и проводники из них еще очень дороги. Но технология их непрерывно совершенствуется, и есть основания считать, что перспективные промышленные МГД установки будут использовать сверхпроводящие магнитные системы.
Плазменный МГД генератор является электрической машиной постоянного тока. Напряжение МГД генератора может составить несколько десятков киловольт. Но для подключения МГД генератора к сети, для трансформирования напряжения, постоянный ток надо преобразовать в переменный. С этой целью МГД электростанция должна иметь инверторное устройство для преобразования тока и синхронизации МГД генератора с сетью. Создание таких инверторов является сложной электротехнической задачей в связи с тем, что в МГД генераторах с секционированными электродами к каждой электродной секции должна присоединяться отдельная электрическая нагрузка, не связанная омически с другими. Это означает, что к каждой секции должен быть подключен отдельный инвертор, а переменные токи, получающиеся от различных инверторов, должны быть затем сведены воедино путем индуктивной связи с помощью трансформатора с большим числом самостоятельных первичных обмоток. Такие инверторные системы сейчас успешно эксплуатируются на ряде МГД установок [7].

Магнитогидродинамические установки открытого цикла с точки зрения их места в энергетике будущего представляются весьма перспективными. Они рассматриваются как надстройки к обычным паросиловым установкам, работающим на природном топливе. Действительно, МГД генератор открытого цикла работает в интервале температур 3000—2400 К, т. е. отработавшие в нем продукты сгорания имеют температуру того же порядка, что и газы в топочной камере котла обычной электростанции. Это означает, что после того как продукты сгорания отдадут часть своей энергии в МГД установке, они могут быть далее использованы в обычном для паросиловой электростанции интервале температур. Такая комбинированная установка имеет, естественно, более высокий к. п. д. Расчеты показывают, что комбинированные МГД электростанции первого поколения будут иметь к. п. д. около 50%, а к. п. д. станций второго поколения путем некоторых усовершенствований тепловой схемы, по-видимому, удастся довести до 55%. Если сопоставить эти цифры с к. п. д. современных лучших тепловых электростанций, составляющим около 40%, то преимущества комбинированных МГД установок окажутся очевидными. По расчетам стоимость установленного киловатта для комбинированной МГД электростанции окажется примерно такой же, как и для обычной паротурбинной тепловой электростанции.
В настоящее время ряд стран, и прежде всего СССР, США и Япония, имеют обширные программы разработки и внедрения МГД электростанций открытого цикла в крупную энергетику, рассчитанные на 15—20 лет.
Наряду с МГД установками открытого цикла возможно использование МГД генератора и в замкнутых схемах с ядерным реактором в качестве источника теплоты. Установки замкнутого цикла возможны в трех модификациях — жидкометаллические, плазменные на плазме инертных газов и плазменные на плазме, получаемой в газофазном реакторе.
Известно, что в качестве теплоносителей для ядерных реакторов на быстрых нейтронах применяются жидкие металлы, и в частности жидкий натрий. С другой стороны, жидкий металл вследствие его высокой электропроводности представляет собой идеальное рабочее тело для МГД генератора. Отсюда возникает идея создания жидкометаллической (ЖМ) МГД установки, сочетающейся с соответствующим ядерным реактором.
Несмотря на то, что работы в этом направлении проводятся уже около 20 лет, успехи здесь существенно меньше, чем в случае МГД установок открытого цикла. Причина этого кроется в специфике жидкого металла как рабочего тела. Вспомним, что для использования в МГД генераторе необходимо иметь поток (струю) рабочего тела, обладающий большой скоростью. В случае плазменного МГД генератора поток приобретает скорость за счет расширения в сопле. Жидкий металл в отличие от газа практически несжимаем и сколько-нибудь заметно разогнать его за счет расширения невозможно, не говоря уже о том. что в силу практического постоянства плотности работа расширения жидкого металла будет равна работе, затрачиваемой на его сжатие.
Таким образом, в ЖМ МГД установке необходимо применить иной способ разгона струи жидкого металла. По типу применяемых разгонных устройств различают ЖМ МГД установки: сепарационного типа, инжекторного типа, и с двухфазным МГД генератором.

Рис. 5.17. Схема ЖМ МГД установки с разгонным устройством инжекторного типа.

В качестве примера на рис. 5.17 изображена схема ЖМ МГД установки с инжекторным разгонным устройством. Жидкий металл в ядерном реакторе 1 доводится до кипения и частично испаряется, так что к соплу 2 инжектора подходит двухфазный поток, содержащий некоторое количество пара. Расширяясь и ускоряясь в сопле,  поток попадает в камеру смешения инжектора 3. Сюда же через жидкостное сопло поступает жидкий металл, предварительно охлажденный в холодильнике 7 до низкой температуры. На этой струе холодного жидкого металла пар конденсируется, ускоряя жидкость, и в конце камеры смешения поток оказывается почти полностью жидким и имеющим большую скорость. Остатки пара ликвидируются при сжатии в диффузоре 4, после чего жидкая струя попадает в МГД генератор 5. Далее поток жидкости разветвляется — часть идет в холодильник и возвращается в инжектор, а другая часть возвращается в реактор. Необходимые давления создаются насосами 6.
Основной недостаток инжекторного разгонного устройства состоит в том, что при смешении потоков с разными скоростями в камере смешения инжектора возникают специфические, так называемые ударные потери. В связи с этим, а также в связи с несовершенством термодинамического цикла, к. п. д. этой схемы — в лучшем случае около 12—13%. Примерно такой же к. п. д. имеет жидкометаллическая МГД установка с сепарационным разгонным устройством.
В последнее время проявляется интерес к схемам с двухфазным потоком в МГД генераторе (рис. 5.18). Идея, используемая в этих схемах, заключается в том, что поток жидкого металла, содержащий пузырьки газа или пара какого-нибудь нереагирующего с ним вещества, обладает достаточной электропроводностью, а из-за наличия газовой фазы — достаточной сжимаемостью. Таким образом, одно рабочее тело может быть и термодинамическим, и электродинамическим. Ясно, что чем больше газосодержание в потоке, тем меньше его электропроводность. Когда поток переходит в пенное и далее в капельное состояние, электропроводность падает практически до нуля.

Рис. 5.18. Схема ЖМ МГД установки с двухфазным потоком в МГД генераторе.

Схема реализуется следующим образом. Жидкий металл подогревается в реакторе 1 и направляется в смеситель 2, куда подается также газ, предварительно сжатый в компрессоре 6. Газ, нагреваясь при смешении с металлом, расширяется, разгоняет металл, в результате чего двухфазный поток с необходимой скоростью поступает в МГД генератор 3. После МГД генератора газ отделяется от потока жидкости в сепараторе 4 и через холодильник 5 вновь поступает в компрессор, а жидкий металл насосом 7 возвращается в реактор.

Теоретический к. п. д. схемы с двухфазным потоком существенно выше, чем двух предыдущих (до 30%). Однако в ней частично теряются основные преимущества жидкометаллической схемы. Наличие компрессора делает схему не полностью статичной и существенно усложняет ее. Существует возможность заменить в этой схеме газ конденсирующимся паром, однако это значительно усложняет схему, затрудняет разделение потоков.
Жидкометаллические МГД установки находятся сейчас в стадии лабораторных исследований, перспектива их применения связывается, в основном, с автономными установками, для которых главное — статичность и простота.
Плазменные МГД установки замкнутого цикла предполагают в качестве источника теплоты газоохлаждаемый ядерный реактор. В качестве рабочего тела обычно рассматривается плазма какого-либо инертного газа — гелия, неона или аргона. Плазма с необходимой электропроводностью может быть при этом обеспечена за счет равновесной термической ионизации (в этом случае нужны температуры выше 2500°С и легкоионизирующаяся добавка), либо за счет создания так называемой неравновесной проводимости (в этом случае температура может быть существенно снижена — до 1500— 1700°С), Такие сравнительно низкие температуры очень перспективны, поскольку они позволяют существенно упростить проблему выбора конструкционных материалов.
Идея неравновесной проводимости основывается на том, что при известных условиях свободные электроны в плазме ведут себя как своеобразный электронный газ, который смешан с основным газом, но до известной степени сохраняет свою самостоятельность, в частности может иметь температуру, отличную от температуры основного газа. Когда на такую плазму действует электрическое поле (внешнее или созданное за счет работы самого МГД генератора), то электроны под его воздействием ускоряются, их средняя кинетическая энергия, а значит, и температура, растут, а концентрация электронов в плазме, а значит, и ее проводимость, определяются электронной температурой. Следовательно, если при температуре основного газа 1500—1700°С температура электронов будет 2500°С, то проводимость плазмы окажется примерно такой же, как если бы вся плазма была равновесной и имела эту температуру, т. е. 2500°С. Электрическое поле, воздействующее на электроны и, следовательно, энергия, необходимая для поддержания разности температур между электронным и основным газами, представляют собой часть джоулевых потерь. Таким образом, в этом случае энергия джоулевых потерь в конечном счете все равно превращается в теплоту, но вначале в теплоту более горячего электронного газа, от которого она потом передается более холодному основному газу.
Эффект неравновесной проводимости оказывается заметным только в установках замкнутого цикла, где основной газ — атомарный инертный газ. В продуктах сгорания, состоящих из молекулярных газов, этот эффект практически незаметен — сколько-нибудь существенной разности температур между электронным и основным газом не возникает.
Расчетные и проектные проработки показывают, что плазменная МГД установка замкнутого цикла на неравновесной плазме с температурой рабочего газа 1700°С может иметь к. п. д., достигающий 50%. Однако на этом пути предстоит еще много сделать.
Исследования в области плазменных МГД установок замкнутого цикла в конце 60-х годов велись достаточно интенсивно. В последнее время интерес к ним несколько ослаб, поскольку стало ясно, что рассчитывать на создание ядерного газоохлаждаемого реактора на температуру 1700°С в ближайшие 10—15 лет не приходится. Делались предложения сочетать такую МГД установку с камерой сгорания, использующей природное топливо. Но такая схема, упрощая требования к материалам МГД генератора, создает новую проблему — сооружение теплообменника, способного передать теплоту от продуктов сгорания инертному газу с температурой 1700°С. Эта проблема сегодня пока не имеет удовлетворительных решений.
Наконец, еще одна возможность создания плазменной МГД установки замкнутого цикла состоит в сочетании ее с газофазным ядерным реактором. В таком реакторе само делящееся вещество находится в газообразном состоянии, в отличие от применяемых сегодня схем ядерных энергетических установок, где ядерное топливо — твердое, а теплота от него отбирается жидким или газообразным теплоносителем (см. гл. 7). Газообразное делящееся вещество прокачивается через реактор так, что выделяемая за счет реакции ядерного деления теплота уносится самим потоком. В схеме газофазного реактора существует возможность поднять температуру рабочего тела до чрезвычайно высоких значений —  10 000 К и выше. При такой температуре делящееся вещество ионизируется и превращается в плазму, не требуя в связи с этим применения ионизирующейся присадки.

Рабочим телом в газофазном реакторе может быть либо сам уран, либо какое-нибудь его достаточно летучее соединение; например, шестифтористый уран представляет собой при комнатной температуре жидкость, которая кипит при температуре 95°С. Эти свойства шистифтористого урана позволяют в схеме МГД установки реализовать такой же термодинамический цикл, который применяется в обычных паросиловых установках.

Рис. 5.19. Схема плазменной МГД установки с газофазным реактором.
Одна из возможных схем МГД установки с газофазным реактором показана на рис. 5.19. Поток газообразного делящегося вещества нагревается в реакторе / до высокой температуры и в состоянии плазмы поступает в МГД генератор 2. Далее, поскольку температура после генератора еще очень высока, рабочее тело охлаждается в регенеративном теплообменнике 3, нагревая при этом поток, поступающий в реактор. После теплообменника рабочее тело конденсируется в конденсаторе 4 и жидкостным насосом 5 подается в регенератор 3, а затем возвращается в реактор.

Схемы с газофазными реакторами пока еще находятся в стадии расчетного анализа и проверки возможности создания отдельных элементов. Сама проблема создания газофазного реактора очень сложна и сегодня еще нет полной ясности, пойдет ли перспективная ядерная энергетика по этому пути. Но если такие реакторы будут созданы, их сочетание с МГД генератором окажется естественным.