Проектирование ядерной энергетической установки с многорежимными плазменными термоэмиссионными преобразователями: Учебное пособие, страница 10

Т а б л и ц а  4

Таблица 5

На рис. 13 показаны зависимости мощности ЭГЭ с многополостным катодом от тока при фиксированном для каждой данной зависимости значении максимальной катодной температуры. Сравнение с аналогичными кривыми для преобразователя с гладким катодом показало, что при увеличении Т_2max от 1600 ^оК до 2800 ^оК превышение мощности ЭГЭ с многополостным катодом изменяется от 2,0 до 1,2 раза, соответственно. Следует отметить, что различие между максимальными удельными мощностями лабораторных ТЭП с гладкими и многополостными катодами составляет 2,5…1,4 раза в том же интервале температур. Указанное обстоятельство объясняется тем, что увеличение генерируемого тока сопровождается ростом потерь напряжения на омических сопротивлениях элемента. Влияние этих потерь, а также неизотермичности электродов на мощность ЭГЭ с многополостным катодом можно увидеть при сравнении графиков на рис.14.

Обобщая полученные результаты исследований стационарных характеристик ЭГЭ и ЭГК, необходимо отметить, что для выбранной конструкции при изменении q_vот 100 Вт/см³  до 600 Вт/см³ наблюдается рост электрической мощности ЭГЭ приблизительно в 20 раз, что подтверждает возможность многократного её форсирования для решения экстремальных задач. В то же время видно, что для данной конструкции ЭГЭ рост генерируемой энергии ограничен из-за сильной неизотермичности электродов и больших потерь напряжения на их омических сопротивлениях. Очевидно, что величину этих потерь можно уменьшить за счёт использования конструктивных мероприятий с ориентацией на работу в режиме форсированной мощности, поскольку дежурный режим не должен являться критичным при снижении массогабаритных характеристик ЯТЭУ.

Сравнение ЭГЭ с различными электродами подтверждает сохранение преимуществ ТЭП с многополостными катодами и в условиях реальной конструкции. Так при заданной максимальной температуре катода использование в нем многополостной структуры приводит к увеличению генерируемой мощности ЭГЭ примерно в 2 раза при Т _к= 1600 ^оК и на 20% - в области форсированных температур при Т_к = 2800 ^оК. Очевидно, что в случае снижения потерь в ЭГЭ эти преимущества могут увеличиваться.

4.    Расчет массогабаритных характеристик многорежимных ЯТЭУ с дуговыми цезиевыми ЭГК