Версия для печати темы
Форум AtomInfo.Ru _ Разные стороны атома _ Термофотоэлектрическое преобразование
Автор: Татарин 6.12.2023, 3:01
Поставили очередной рекорд - 40% "от тепла до розетки".
Температура излучателя при этом 1900-2400С.
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04473-y.pdf
40% преобразования - это сравнимо с большинством реальных реакторов с паровыми турбинами.
Да, температура требуется высокая, но если управление ведётся снаружи (через конфирурацию отражателе-поглотителей снаружи зоны), в активной зоне может не быть ничего. Это будет просто болванкой из топлива с покрытием.
При этом выкидывается нафиг ВСЁ тепловое оборудование - теплообменники (остаются только для отвода сбросного тепла с фотопреобразователей), теплоносители, насосы первого и второго контуров, сами эти контура, компенсаторы давления, парогенераторы, рекуператоры, турбины, клапана, задвижки, датчики... и т.д. и т.п.
Остаётся только болванка топлива с покрытием, органы управления и фотопреобразователи снаружи.
Исчезает целый класс аварий с потерей теплоносителя (теплоноситель тут - свет, он не утечёт).
Любое повреждение системы увеличивает теплоотток от реактора.
Для малых реакторов (где отношение объёма зоны к периметру достаточно мало) - это просто фантастическая возможность. Для космоса, конечно, встаёт проблема низкой "холодной" температуры на фотопреобразователях, и, к сожалению, это снижает удельную мощность и закрывает вопрос. Но вот для наземного/наводного/подводного транспорта...
Для изотопных генераторов (я знаю, этим занимаются, но всё же) - это тоже фантастика. Потому что по сути и по нише применения система очень схожа с ТЭГ (твердотельность, необслуживаемость, низкая "холодная" температура), но даёт возможность в разы поднять КПД (примерно в 6-12 раз), за счёт этого генератор получается в те же разы меньше, легче, дешевле, несёт меньше активности и меньше "светит" жёстким светом по сторонам.
Автор: eninav 6.12.2023, 17:26
А топливо выдержит 2400 С на поверхности?
Автор: Татарин 7.12.2023, 1:05
Цитата(eninav @ 6.12.2023, 17:26)
А топливо выдержит 2400 С на поверхности?
Покрытие выдерживает. А что топливу-то? До температуры плавления керамики далеко, а никаких запасов на потерю теплоносителя тут не нужно. В этом выгода: можно разогревать топливо до максимума и ничего не бояться: с пола упасть нельзя. Что бы ни произошло к конструкции излучателя+приёмника, топливо в результате может стать только холоднее.
Автор: eninav 7.12.2023, 14:16
Цитата(Татарин @ 7.12.2023, 1:05)
Покрытие выдерживает. А что топливу-то? До температуры плавления керамики далеко, а никаких запасов на потерю теплоносителя тут не нужно. В этом выгода: можно разогревать топливо до максимума и ничего не бояться: с пола упасть нельзя. Что бы ни произошло к конструкции излучателя+приёмника, топливо в результате может стать только холоднее.
У керамики низкая теплопроводность, значит если на поверхности 2400, то в центре будет еще выше. Особенно если будут не тонкие твэлы, а одна большая болванка, как вы пишите.
Автор: Татарин 7.12.2023, 20:24
Цитата(eninav @ 7.12.2023, 14:16)
У керамики низкая теплопроводность, значит если на поверхности 2400, то в центре будет еще выше. Особенно если будут не тонкие твэлы, а одна большая болванка, как вы пишите.
И что?
Автор: ndp 8.12.2023, 6:49
Цитата(Татарин @ 7.12.2023, 23:24)
И что?
А в оболочке не потребуется дырочка, аналогичная дырочке на остроконечном верхе шапки-буденновки, для того чтобы пар выходил когда будет "кипеть наш разум возмущенный"?
Автор: Татарин 8.12.2023, 21:03
Цитата(ndp @ 8.12.2023, 6:49)
А в оболочке не потребуется дырочка, аналогичная дырочке на остроконечном верхе шапки-буденновки, для того чтобы пар выходил когда будет "кипеть наш разум возмущенный"?
У диоксида урана Тп ~2800-2900C. До кипения там ещё кипятить и кипятить.
Автор: alex_bykov 9.12.2023, 11:03
QUOTE(Татарин @ 8.12.2023, 21:03)
У диоксида урана Тп ~2800-2900C. До кипения там ещё кипятить и кипятить.
Там ещё продукты деления будут, для тонких твэлов при таких температурах вряд ли можно рассматривать топливную матрицу в качестве одного из физических барьеров - всё уйдёт наружу, а толстые расплавятся - теплопроводность маленькая.
Автор: Татарин 9.12.2023, 22:02
Цитата(alex_bykov @ 9.12.2023, 11:03)
Там ещё продукты деления будут, для тонких твэлов при таких температурах вряд ли можно рассматривать топливную матрицу в качестве одного из физических барьеров - всё уйдёт наружу, а толстые расплавятся - теплопроводность маленькая.
Саму матрицу - да. А вот топливо может быть и должно быть высокотемпературным, а-ля СВТРГ, в качестве первых барьеров - углерод. Покрытие ТВЭЛа - барьер 2, брегговские отражатели, формирующие герметичный объём - 3.
Ну и всё это герметично снаружи столько раз, сколько потребуется для душевного спокойствия.
"Штатных" же дырок для тепломассопотоков нет. Наружу - только провода.
Этот объём РЕАЛЬНО можно загерметизировать.
Автор: Pakman 26.12.2023, 17:09
QUOTE(Татарин @ 9.12.2023, 23:02)
Саму матрицу - да. А вот топливо может быть и должно быть высокотемпературным, а-ля СВТРГ, в качестве первых барьеров - углерод. Покрытие ТВЭЛа - барьер 2, брегговские отражатели, формирующие герметичный объём - 3.
Ну и всё это герметично снаружи столько раз, сколько потребуется для душевного спокойствия.
"Штатных" же дырок для тепломассопотоков нет. Наружу - только провода.
Этот объём РЕАЛЬНО можно загерметизировать.
Ээээ. А как же это, чтоб ничего не крутилось? Чем же я управлять буду?
Автор: eninav 27.12.2023, 19:27
Цитата(Pakman @ 26.12.2023, 17:09)
Ээээ. А как же это, чтоб ничего не крутилось? Чем же я управлять буду?
Вероятно, отражателями.
Автор: Pakman 27.12.2023, 22:37
QUOTE(eninav @ 27.12.2023, 20:27)
Вероятно, отражателями.
Вращающимися?
Автор: Татарин 28.12.2023, 21:26
Цитата(Pakman @ 26.12.2023, 17:09)
Ээээ. А как же это, чтоб ничего не крутилось? Чем же я управлять буду?
Спиннеры выдадим.
Профессиональные.
Каждому.
Автор: alexnamashine 15.1.2024, 14:21
Видимо хорошая альтернатива двигателям Стирлинга на подводных лодках
Русская версия Invision Power Board (http://www.invisionboard.com)
© Invision Power Services (http://www.invisionpower.com)