Термофотоэлектрическое преобразование Опции

[Татарин]

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.

[eninav]

А топливо выдержит 2400 С на поверхности?

[Татарин]

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.

[eninav]

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.

[Татарин]

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?

[ndp]

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"?

[Татарин]

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.

[alex_bykov]

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.

[Татарин]

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.

Сообщение отредактировал Татарин - 9.12.2023, 22:11

[Pakman]

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?

[eninav]

Ээээ. А как же это, чтоб ничего не крутилось? Чем же я управлять буду?

Вероятно, отражателями.

[Pakman]

Вероятно, отражателями.

Вращающимися?

[Татарин]

Ээээ. А как же это, чтоб ничего не крутилось? Чем же я управлять буду?

Спиннеры выдадим.

Профессиональные.
Каждому.

[alexnamashine]

Видимо хорошая альтернатива двигателям Стирлинга на подводных лодках