RU2088496C1

RU2088496C1 - Meteoroid protection of heat-transfer agent manifolds of cooler-radiator

Info

Publication number: RU2088496C1
Application number: RU95119568A
Authority: RU
Inventors: А.С. Воробьев; Л.Н. Гаврилов; А.В. Матвеев
Original assignee: Государственное предприятие "Красная звезда"; Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 1997-08-27

Abstract

FIELD: meteoroid protection of space objects, mainly for nuclear power plants of space vehicles. SUBSTANCE: circular meteoroid protection system of heat-transfer agent manifolds of nuclear power plant connected with electric power consumers by means of power current lines and load-bearing separation of cooler-radiator is provided with load-bearing opening member mounted on outer side of manifolds at spaced relation; power current lines are located on inner side of manifolds at space relation. EFFECT: reduced mass of cooler- radiator and of nuclear power plant as a whole due to combining two functions of load-bearing opening member and two functions of power current line. 3 dwg

Description

Изобретение относится к средствам противометеоритной защиты элементов космических объектов, преимущественно коллекторов с теплоносителем космических ядерных энергоустановок (КЯЭУ). The invention relates to means of anti-meteorite protection of elements of space objects, mainly collectors with a coolant of space nuclear power plants (KNEU).

Эффективным средством противометеоритной защиты являются экраны, установленные с зазором около защищаемой стенки [1]
Ближайшим аналогом является космический холодильник-излучатель, в котором в качестве противометеоритной защиты каналов с теплоносителем использованы экраны (бамперы), установленные с зазором около каналов [2]
Недостатком применения специальных противометеоритных экранов является увеличение массы космического холодильника-излучателя.Effective anti-meteorite protection means are screens installed with a gap near the protected wall [1]
The closest analogue is a space refrigerator-emitter, in which screens (bumpers) installed with a gap near the channels are used as anti-meteorite protection for channels with a heat carrier [2]
The disadvantage of using special anti-meteorite screens is the increase in the mass of the space refrigerator-emitter.

Задачей изобретение является снижение массы холодильника-излучателя и КЯЭУ в целом. The objective of the invention is to reduce the mass of the refrigerator emitter and the nuclear power plant as a whole.

Технической задачей является совмещение двух функций (раскрытие секций холодильника-излучателя и противометеоритная защита коллекторов холодильника-излучателя) силового элемента раскрытия, а также совмещения двух функций (передача электроэнергии и противометеоритная защита коллекторов холодильника-излучателя) в силовом токопроводе. The technical task is to combine two functions (opening sections of the refrigerator-emitter and anti-meteor protection of collectors of the refrigerator-emitter) of the power element of the disclosure, as well as combining two functions (power transmission and anti-meteor protection of collectors of the refrigerator-emitter) in the power conductor.

Задача решается тем, что в противометеоритной защите коллекторов теплоносителя холодильника-излучателя космической ядерной энергоустановки, соединенной с потребителем электроэнергии силовыми токопроводами и силовым элементом раскрытия холодильника-излучателя, силовой элемент раскрытия установлен на внешней стороне коллекторов с зазором, а силовые токопроводы расположены с внутренней стороны коллекторов с зазором. The problem is solved in that in the meteor protection of the collectors of the coolant of the refrigerator-emitter of a space nuclear power plant connected to the consumer of electricity by power conductors and the opening of the refrigerator-emitter, the opening of the power element is installed on the outside of the collectors with a gap, and the power conductors are located on the inside of the collectors with a gap.

При этом в зазорах размещена теплоизоляция из диэлектрического материала. At the same time, insulation is made of dielectric material in the gaps.

В итоге необходимость в применении специальных противометеоритных экранов частично или полностью отпадает. Метеоритный пробой силового токопровода не нарушает его известную функцию передачу энергии, а силовой элемент раскрытия имеет такие толщины металла, что надежно обеспечивает противометеоритную безопасность снаружи. As a result, the need for the use of special anti-meteorite screens partially or completely disappears. A meteorite breakdown of a power conductor does not violate its known function of energy transfer, and the opening power element has such metal thicknesses that reliably provide anti-meteor safety outside.

На фиг.1 показана компоновка КЯЭУ в развернутом (рабочем) виде; на фиг.2 сечение раздвижных секций холодильника-излучателя; на фиг.3 пример конструктивного выполнения круговой противометеоритной защиты коллекторов холодильника-излучателя. Figure 1 shows the layout of the nuclear power plant in the expanded (working) form; figure 2 is a section of the sliding sections of the refrigerator-emitter; figure 3 an example of a structural embodiment of the circular anti-meteorite protection of the collectors of the refrigerator-emitter.

КЯЭУ содержит реактор 1, блок энергетического оборудования 2 (включающий электрогенератор, насосы для прокачки теплоносителя и т.п.) и холодильник-излучатель 3. Холодильник-излучатель выполнен в виде складывающихся секций с излучающими панелями 4, к которым подводится тепло с помощью тепловых труб 5 от циркулирующего по продольным коллекторам 6 теплоносителя. Вдоль коллекторов 6 с внутренней стороны с зазором около 20 мм закреплены силовые токопроводы 7 в виде шин лент толщиной 1,5 мм, а с наружной стороны коллектора 6 с зазором около 10 мм расположен силовой элемент раскрытия секций 8. В зазорах вокруг коллектора уложена теплоизоляция 9 из диэлектрического материала, например, кремнеземного волокна. The nuclear power plant contains a reactor 1, a block of power equipment 2 (including an electric generator, pumps for pumping a heat carrier, etc.) and a refrigerator-radiator 3. The refrigerator-radiator is made in the form of folding sections with radiating panels 4, to which heat is supplied by heat pipes 5 from the coolant circulating along the longitudinal collectors 6. Power conductors 7 in the form of 1.5 mm thick busbars are fixed along collectors 6 on the inside with a gap of about 20 mm, and a power element for opening sections 8 is located on the outside of the collector 6 with a gap of about 10 mm. 9 Thermal insulation is laid in the gaps around the collector 9 from a dielectric material, for example, silica fiber.

КЯЭУ связана с объектом 10 (потребителем электроэнергии) через складывающиеся секции холодильника-излучателя с помощью складывающегося (например, с помощью шарниров) силового элемента 8. Токопроводы 7 закреплены хомутами 11 на тепловых трубах 5, и электроизолированы от них керамикой 12. The nuclear power plant is connected with the object 10 (electricity consumer) through the folding sections of the refrigerator-emitter with the help of the folding (for example, by means of hinges) power element 8. The conductors 7 are secured with clamps 11 on the heat pipes 5, and are electrically insulated from them by ceramic 12.

После развертывания КЯЭУ и запуска реактора 1, тепло передается в блок энергетического оборудования 2, в котором вырабатывается электроэнергия, передаваемая объекту 10 по силовым токопроводам 7. Отработанное тепло передается теплоносителю, поступающему в коллекторы 6 холодильника-излучателя 3, а далее по тепловым трубам 5 подводится к излучающей панели 4 и излучается в космос. Теплоизоляция 8 исключает нагрев токопроводов 7 от коллекторов 6. При попадании метеоритной частицы изнутри через щели 13 между секциями холодильника-излучателя в район коллекторов происходит пробой силового токопровода 7 с частичным и полным испарением частицы и с резкой потерей пробивной способности, чем обеспечивает сохранность коллектора изнутри. After the deployment of the nuclear power plant and the start of the reactor 1, heat is transferred to the power equipment unit 2, which generates electricity transmitted to the facility 10 via power conductors 7. Waste heat is transferred to the heat carrier entering the collectors 6 of the refrigerator-emitter 3, and then supplied through heat pipes 5 to the radiating panel 4 and is emitted into space. Thermal insulation 8 eliminates the heating of the conductors 7 from the collectors 6. When a meteorite particle gets from the inside through the slots 13 between the sections of the refrigerator-emitter into the collector area, a breakdown of the power conductors 7 occurs with partial and complete evaporation of the particle and a sharp loss of breakdown ability, which ensures the safety of the collector from the inside.

Пробой токопровода (наиболее вероятны отверстия диаметром несколько десятых долей миллиметра) не нарушает его работоспособности. A breakdown of the current lead (the most likely openings with a diameter of several tenths of a millimeter) does not violate its performance.

Снаружи коллектора надежно защищены силовым элементом раскрытия секций холодильника излучателя. Outside the collector are reliably protected by the power element of the disclosure of the sections of the refrigerator emitter.

Установка силового элемента раскрытия секций холодильника-излучателя снаружи коллектора и силовых токопроводов с внутренней стороны коллекторов дает по величине эффект снижения массы КЯЭУ за счет полностью или частичного исключения специальных противометеоритных экранов. The installation of a power element for opening the sections of the refrigerator-emitter outside the collector and power conductors on the inside of the collectors gives the largest effect of reducing the mass of the NEC due to the complete or partial elimination of special anti-meteor screens.

Основной вклад в эффект снижения массы (70%) КЯЭУ вносит установка снаружи коллекторов силовых элементов раскрытия холодильника-излучателя. The main contribution to the effect of reducing the mass (70%) of the nuclear power plant is made by installing outside the collectors of the power elements of the opening of the refrigerator-emitter.

Claims

Anti-meteor protection of collectors of the coolant-emitter of a space nuclear power plant connected to the consumer of electricity by power conductors and a power element of the radiator’s refrigerator opening, characterized in that the opening power element is installed on the outside of the collectors with a gap, and the power conductors are located on the inside of the collectors with a gap.