В связи С требованиями неизменности ВБХ следует применять второй тип вкладышей с эрозионно-стойкой облицовкой. С применением таких вкладышей связан ряд проблем. При первом тепловом нагружении критического вкладыша нагревающаяся облицовка расширяется быстрее и в большей степени, чем теплоаккумули-рующая армировка. В итоге их взаимодействия в облицовке появляются кольцевые сжимающие напряжения, выходящие за пределы упругой деформации. В результате полученной пластической деформации при остывании вкладыша между облицовкой и тепло-аккумулирующей армировкой появляется зазор существенной величины (1 мм и более). Повторное тепловое нагрз^ение вкладыша с двигающейся в пределах полученного зазора облицовкой довольно опасно. Охрупчивание облицовки при первом тепловом нагружении еще больше снижает надежность вкладыша при повторном нагружении. Например, получаемая методом порошковой металлургии облицовка из псевдосплава ВНДС-1 благодаря содержанию меди имеет удовлетворительный набор физико-механических свойств во всем диапазоне рабочих температур при одноразовом нагружении, сохраняющийся в течение большого промежутка времени: быстрое (в течение 20 ... 30 с) выпаривание меди (90 % и более) не влечет за собой негативных последствий, так как обедненный медью ВНДС-1 сохраняет свои физико-механические свойства практически на прежнем уровне (но только лишь в области рабочей температуры Т < 2000 К). Однако при остывании облицовки ниже 1500 К обедненный медью ВНДС-1 становится очень хрупким. Критический вкладыш по патенту США № 3200585 (рис. 3.38) остается работоспособным при многоразовом нагружении. Эрозионно-стойкая облицовка выполнена в виде пакетного набора разрезных шайб. За счет разреза каждая шайба индивидуально реагирует на тепловую нагрузку без возникновения существенных термических напряжений и нарзпшения конструктивной целостности составной облицовки.

Для перезаряжаемого МГД-генератора, имеющего многократно-периодический режим работы (рассмотрен в гл. 6), проблема многоразовости использования критического вкладыша с облицовкой усугубляется тем, что критическое сечение и следующий за МГД-канал должны иметь прямоугольную форму.

А-А

Рис. 3.38. Вкладыш критического сечения сопла по патенту США № 3200585

Конструкция многоразового (т.е. работающего в условиях переменных тепловых нагрузок) критического вкладыша (элемента тракта высокотемпературного потока) для МГД-генератора, имеющего прямоугольное проходное сечение, представлена на рис. 3.39.

Элемент тракта высокотемпературного потока [49] состоит из осесимметричного корпуса 1 с установленными по его торцам упорными шпангоутами 2 и 5. Внутренняя поверхность корпуса 1 и упорные шпангоуты 2 и 5 защищены теплоизоляцией 4. Внутри корпуса 1 между упорными шпангоутами 2 и 5 размещена тепло-аккумулирующая армировка, выполненная в виде наборного пакета дисков 5 и 6, которые изготовлены из УУКМ и имеют наружный диаметр, меньший внутреннего диаметра теплоизоляции 4 на величину, превосходящую возможные радиальные термические деформации дисков 5 и б, тем самьп^ образуя зазор 7. Диски 5 и 6 в пакете фиксируются между собой посредством продольных штифтов 8, В дисках 5 и б выполнены четырехгранные осевые отверстия, ступенчато отличающиеся по своей величине. Например, в диске 5 выполнено отверстие меньшего размера, а в соседнем ему диске 6 - отверстие большего размера. В каждом центральном четырехгранном отверстии теплоаккумулирующих дисков 5 и 6 раз-ещен слой эрозионно-стойкой облицовки, состоящий: в меньших

S 1с>

к о

Ш ffl