Имитационное воспроизведение, поддержание и измерение тепловых и электрических режимов в процессе стендовых испытаний с электронагревом термоэмиссионньгх одноэлементных сборок и макетов электрогенерирующих элементов
Электронагрев эмиттера должен обеспечивать работу ТЭП, макета ЭГЭ и ЭГС в режимах как Тэ = соnst, так и Q = соnst. Нагрев излучением наиболее часто применяется при испытаниях ТЭП, ЭГЭ и ЭГС. Основной недостаток метода — значительный перепад температуры между поверхностями тепловыделяющего элемента и эмиттером. Значительные тепловые потери
сказываются и на КПД системы нагрева. Эффективным оказался комбинированный нагрев излучением и электронной бомбардировкой (электронно-лучевой способ), при котором на эмиттер передаются тепловые потоки значительно большие, чем при нагреве только излучением. Для заданного температурного режима постоянство тока эмиссии должно обеспечиваться системой автоматического регулирования (САР) путем отработки сигнала погрешности изменения мощности накала. Для регулирования температуры цезиевого термостатата наиболее предпочтительна (в отношении достижения заданного качества САР) схема с электронагревом термостата и дополнительным контуром с регулируемым воздушным охлаждением его корпуса.
Для снятия ВАХ используются два типа эквивалентных электрических нагрузок: резисторная и транзисторная. Первая выполнена в виде параллельно включенных резисторов низкого сопротивления с номиналами активных сопротивлений в пределах исследуемых выходных характерстик ЭГС. Транзисторная нагрузка представляет собой мощный составной каскад из сильноточных параллельно включенных транзисторов. Устройство позволяет формировать постоянную составляющую и импульсы тока в выходной цепи ЭГС. В режиме динамических измерений импульсы тока и напряжения с выходов развязывающих усилителей поступают на аналоговые запоминающие устройства, преобразуются в постоянные сигналы и далее измеряются цифровыми приборами. Ток и падение напряжения измеряются цифровыми приборами. Контроль межэлектродной изоляции выполняется подключением к рабочему зазору источника постоянного напряжения.
Лабораторные стенды для испытаний источников пара цезия и цезиевых систем петлевых каналов.
Исследования ГПРТ в ФЭИ проводились на специальном лабораторно-испытательном стенде и были направлены на исследование процессов тепломассопереноса в такой сложной системе, как циркуляционный ГПРТ совместно с трактами подачи пара цезия на вход в ЭГС и устройствами подсоединения к вакуумной системе. Испытываемый ГПРТ был препарирован следующими измерительными системами:
электроразрядными датчиками давления пара цезия, разме-щенными в месте предполагаемого подсоединения к ЭГС;
уровнемером, выполненном на базе капиллярной трубки;
пробоотборником со шлюзовой камерой для периодического определения выноса цезия в вакуумный тракт за заданный временной интервал испытаний;
участком для измерения газодинамического потока газов, идущих из ГПРТ;
устройством для подачи аргона регулируемого давления,
имитирующего газовыделение из ЭГС.
Определение тепловой мощности по методу разности теплового баланса ЭГС в точках пересечения динамической и статических ВАХ, измеренных при различных значениях мощности реактора.
Метод включает в себя съем изомощностных (статических) ВАХ при двух или более фиксированных значениях подводимой тепловой мощности, съем изотермической ВАХ при скачкообразном изменении сопротивления внешней нагрузки, измерении углов наклона обоих типов ВАХ, определение логарифмической производной тока по мощности из семейства изомощностных ВАХ и определение тепловой мощности и температуры эмиттера преобразователя по полученным соотношениям.
Задачей определения тепловой мощности
Q ЭГС испытываемой Э Г С является нахождение коэффициента А
в зависимости
Q ЭГС=АNp
где Np — известная тепловая или нейтронная мощность ядерного реактора. Коэффициент А может быть найден из полученного из (7.1) отношения:
Разность тепловых мощностей, подводимых к ЭГС в этих режимах, равна
разности тепловых мощностей электронного охлаждения эмиттеров:
Электронное охлаждение n-элементной Э Г С складывается из мощности электронного охлаждения отдельных Э ГЭ:
Работы выхода коллекторов всех Э Г Э:
Выражение для определения тепловой мощности ЭГС:
Определение тепловой мощности ЭГС из сравнения экспериментальных ВАХ с расчетным
Метод основан на сравнении его расчетных и экспериментальных статических ВАХ. При этом полагается, что при одних и тех же исходных параметрах расчетные и экспериментальные ВАХ практически совпадают. Точность метода зависит в основном от тщательности учета при расчетах всех составляющих теплового баланса.
Расчёты проведены в предположении, что теплораспределение по высоте имеет следующую зависимость:
