содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..

Средства обогрева водолазов при глубоководных спусках

Радиоизотопный теплогенератор для обогрева глубоководных водолазов

Радиоизотопиый теплогенератор, созданный и запатентованный в США [26], предназначен для обогрева водолаза путем подачи горячей воды по замкнутому циклу в водообогреваемый костюм. Размещен теплогенератор в металлической коробке, носимой водолазом на поясе вместо переднего груза.

Основной частью теплогенератора (рис. 3.22) является радиоактивный источник, который при непрерывном радиоактивном распаде ядерного топлива облучает термоэлектрический генератор. В качестве ядерного топлива в описываемом теплогенераторе используют радиоактивные изотопы тулий-170 и тулий-171 или их смесь. Изотопы образуются вследствие облучения потоком нейтронов природного тулия-169. Изменяя интенсивность и время облучения, добиваются нужного количественного соотношения радиоактивных изотопов. Из 1,8 кг окиси тулия-169 после соответствующего облучения потоком нейтронов получают ядерное топливо, обеспечивающее тепловую мощность 500 Вт, которая сокращается вдвое в течение 9 мес (период полураспада смеси изотопов).

Капсулу с ядерным топливом размещают в контейнере вблизи его передней стенки, что обеспечивает больший нагрев теплоэлектрического генератора, находящегося на передней стенке контейнера, и более мощную радиационную защиту в направлении к водолазу.

Термоэлектрический генератор представляет собой набор изолированных друг от друга положительных и отрицательных элементов. Образующийся в них под влиянием излучения радиоактивного источника электрический ток нагревает металлические пластины. Их тепло передается водяным рубашкам, прилегающим к стенкам контейнера с ядерным топливом.
 

Горячая вода из водяных рубашек подается циркуляционным насосом, приводимым в движение током от термоэлектрического генератора, в обогреваемый водолазный костюм и снова поступает из костюма в рубашки, т. е. циркулирует по замкнутому циклу.

Штуцерные соединения для присоединения трубок костюма выполнены быстроразъемными и имеют клапаны, не пропускающие воду в теплогенератор при его отсоединении от костюма, что позволяет отсоединять теплогенератор от костюма под водой. Чтобы избежать возможного засоления воды в системах теплогенератора в случаях повреждений водолазного костюма, в нем установлен ионный фильтр, в который вода поступает из костюма.

Описываемый теплогенератор имеет довольно сложную автоматическую систему регулирования температуры воды, подаваемой в водолазный костюм.

Вода, выходящая из водяных рубашек, имеет температуру выше, чем требуется для обогрева водолазного костюма. Поддержание температуры на заданном уровне в смесителе, из которого она подается в костюм, осуществляется терморегулирующим -клапаном путем перепуска части воды через теплообменник, представляющий собой плоский сосуд, размещенный спереди на корпусе теплогенератора.

Работа терморегулирующего клапана происходит от датчика температуры, установленного в смесителе. Водолаз может регулировать температуру воды и вручную с помощью рукоятки на крышке теплогенератора.

Ограничение давления воды осуществляется предохранительным клапаном, который перепускает избыток воды из смесителя в систему циркуляции теплогенератора. Этот же клапан служит для перепуска воды в случаях отключения теплогенератора от костюма, чем обеспечивается охлаждение радиоизотоп-ного источника тепла и предотвращение перегрузки циркуляционного насоса.

Система циркуляции для удаления из нее воздуха имеет вентиляционный клапан, который установлен выше заполняемых водой полостей теплогенератора.

Стоимость эксплуатации радиоизотопного теплогенератора высока. Она обусловлена ценой тулия и затратами на его облучение для получения радиоактивных изотопов, а главное — непроизводительными потерями в то время, когда теплогенератор не используется. Это не может служить препятствием в будущем при удешевлении радиоактивных материалов, так как радиоактивные теплогенераторы обладают высокими качествами.

Рис. 3.22. Радиоизотопный теплогенератор для обогрева водолазов:
а — общий вид; б — схема соединения элементов теплогенератора; 1 — клапан вентиляции; 2 — штуцер подачи воды; 3 — контейнер с топливным элементом; 4 — перепускной предохранительный клапан; 5 — рукоятка для ручного регулирования температуры воды; 6 — штуцер приема воды; 7— водный фильтр; 8 — поясной ремень; 9 — теплообменник; 10— перепускной клапан-распределитель; 11 — терморегулирующий клапан; 12 и 13 — водяные рубашки; 14 — циркуляционный насос; 15 — смеситель; 16 — топливный элемент.

содержание   ..  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  ..