Теплообменник изотопного нагревателя

 

Полезная модель направлена на повышение характеристик термоакустических электрогенераторов космического базирования путем обеспечения высокого ресурса работы и повышения эффективности теплоотдачи. Указанный технический результат достигается тем, что стенки наполненного газом высокого давления теплообменника разгружают от давления путем помещения сборки из изотопного нагревателя и теплообменника в сосуд высокого давления. Отличительной особенностью изобретения является использование предельно тонких стенок теплообменника, поскольку они механически разгружены. Тонкие стенки теплообменника повышают эффективность теплоотдачи.

Изотопные электрогенераторы для космических аппаратов требуют сочетания высокой удельной мощности с высокой надежностью.

Изотопные электрогенераторы описаны в патентах США

US 3740558 (1973)

US 3920995 (1975)

US 3953567 (1976)

US 3970582 (1976)

US 4206358 (1980)

US 4239970 (1980)

US 4387303 (1983)

US 4664892 (1987)

US 4990787 (1991)

US 6329587 (2001)

US 7023000 (2006) и заявках на патент США

US 2007/0009409 A1 (2007)

US 2007/0160176 A1 (2007)

Проблемой теплообменников изотопных электрогенераторов является низкий ресурс. Необходимость поддержания высокой рабочей температуры теплообменников приводит к высокотемпературной ползучести стенок теплообменника под действием больших напряжений в стенках. В существующих конструкциях теплообменников большие напряжения в их стенках вызваны большим перепадом давлений между внутренним объемом теплообменников и окружающим пространством.

Повысить ресурса работы изотопных электрогенераторов можно исключением перепада давлений между внутренним объемом теплообменников и окружающим пространством. Это резко замедляет высокотемпературную ползучесть стенок теплообменника.

Исключение перепада давлений достигается помещением сборки из изотопного нагревателя и теплообменника в сосуд высокого давления. При этом оказывается возможным использование предельно тонких механически разгруженных стенок теплообменника. Тонкие стенки теплообменника повышают эффективность теплоотдачи.

Новая конструкция теплообменника позволяет добиться сочетания высокой удельной мощности и высокой надежности изотопных электрогенераторов для космических аппаратов.

Теплообменник изотопного нагревателя для термоакустических электрогенераторов, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокого ресурса работы и повышения эффективности теплоотдачи, теплообменник вместе с изотопным нагревателем помещены в теплоизолированный сосуд высокого давления, давление газа в котором поддерживается равным среднему давлению того же газа в термоакустической системе, а разгруженные от давления стенки теплообменника выполнены предельно тонкими.



 

Наверх