- Экспериментально-исследовательская многоэлементная электрогенерирующая сборка для петлевых испытаний с возможностью определения вольтамперных характеристик каждого элемента
Поисковые этапы петлевых испытаний направлены на совершенствование конструкции и технологии изготовления ЭГС в целях повышения выходных энергетических и ресурсных характеристик, уменьшению габаритных размеров ЭГС и т. п. В результате этих испытаний должны проверяться возможность и эффективность использования новых материалов, новых схемных и конструкторско-технологических решений по основным узлам и ЭГС в целом. Такая отработка требует достаточно большого объема испытаний. Учитывая высокую стоимость создания и реакторных испытаний ЭГС, представляется целесообразным в одних петлевых испытаниях одновременно отрабатывать несколько технических решений, например, по топливно-эмиттерным узлам ЭГЭ. Однако в многоэлементной ЭГС с последовательно соединенными ЭГЭ возможно измерение энергетических характеристик лишь всей ЭГС без выделения энергетических характеристик ЭГЭ. Это существенно сужает объем получаемой при испытаниях информации.
Рис. 5.23. Конструкционная схема экспериментально-исследовательской ЭГС со схематическим изображением измерительных систем:
1 — ЭГЭ; 2 — топливный сердечник, 3 — эмиттерная оболочка, 4 — коллектор; 5 — межэлементная коммутационная перемычка; 6 — внутренний слой изоляции коллекторного пакета; 7 — наружный слой изоляции; 8 — корпус ЭГС, 9 — металлическая полоса; 10 — коммутационный узел; 11 — калориметр; 12 — потенциометрический зонд, 13 — балластное сопротивление; 14 — потенциометрические выводы; 15 — амперметр, 16 — коммутирующее устройство
В (225) предложена экспериментально-исследовательская ЭГС (на базе технологии пятислойного коллекторного пакета), позволяющая измерять напряжения и, следовательно, генерируемую мощность, каждого ЭГЭ. На рис. 5.23 приведена конструкция такой ЭГС со схематическим изображением измерительных систем. Между двумя слоями изоляции коллекторного пакета вместо охранного электрода пятислойного коллекторного пакета (см. рис. 1.14) размещены металлические полосы, каждая из которых с помощью коммутационного узла электрически замкнута на конец межэлементной перемычки одного из ЭГЭ. Каждая полоса снабжена зажимом для подсоединения к потенциометрическому зонду. Каждый ЭГЭ может иметь различающиеся технические решения, например, может быть изготовлен из разных материалов (эмиттера, коллектора), иметь разную длину, различные схемы ГОУ и т. п. Возможно изготовление такой ЭГС из групп идентичных ЭГЭ, когда в каждой группе из двух, трех и т.п. ЭГЭ имеют место одинаковые технические решения, а в разных группах — различающиеся. Поэтому число полос потенциометрических зондов выбирается равным числу различающихся ЭГЭ или групп идентичных ЭГЭ. Была спроектирована [226] шестиэлементная ЭГС с ЭГЭ длиной 40 и диаметром 10 мм с ниобиевым коллектором, изоляцией из А12О3 с толщиной каждого слоя 0,3 мм и ниобиевого чехла толщиной 0,5 мм. Размещенная между двумя слоями оболочка выполнена в виде пяти полос из ниобия толщиной 0,1 мм и шириной 2—3 мм. Коллекторный пакет предполагали изготовить методом газостатического прессования, коммутационные узлы — ниобиевые пластины размером 2—3 мм — напылением на одной из фаз изготовления коллекторного пакета. Различающиеся технические решения ЭГЭ предполагали реализовать в топливно-эмиттерных узлах с выводом ГПД в МЭЗ при различных газоотводных устройствах и разных свойствах эмиттера, а именно: вольфрам поликристаллический, вольфрам монокристаллический с осевой гранью (111), фасетированный вольфрам по двум различающимся технологиям нанесения фасеток и, наконец, молибден без покрытия.
Во время испытаний ЭГС в реакторе напряжение каждого ЭГЭ (или групп идентичных ЭГЭ) измеряется вне ЭГС благодаря двум электрическим цепям, образованным межэлементной перемычкой 5, выводом 14 в изоляции 6, полосе 9, коммуникационном узле 10 и потенциометрическом зонде 12 двух соседних ЭГЭ (или групп ЭГЭ). Так как ЭГЭ имеют различающиеся технические решения, то при одном и том же проходящем токе напряжения ЭГЭ будут разными, что и будет измерено, а следовательно, и оценена энергетическая эффективность каждого технического решения.
Создание и реакторные испытания экспериментально-исследовательских ЭГС позволят повысить точность оценки энергетической эффективности различных технических решений, сократить время и стоимость исследовательского этапа отработки ЭГС.
