Напорная камера



Напорная камера
Напорная камера
Напорная камера

 


Владельцы патента RU 2523025:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" (RU)

Изобретение относится к теплотехнике. Напорная камера (4) содержит цилиндрический корпус (3) с днищем (2), цилиндрическую обечайку (8) и решетку (6). Цилиндрическая обечайка (8) установлена коаксиально корпусу (3) и разделяет его полость на сообщенные между собой центральный отводящий (7) и боковой кольцевой подводящий (1) каналы. Решетка (6) размещена в центральном отводящем канале (7). Для напорной камеры (4) при коэффициенте пористости решетки (6) от 0,05 до 0,7 представлены соотношения, учитывающие, во-первых, взаимосвязь максимального радиуса перфорированной части решетки (6), высоты напорной камеры (4), наружного радиуса цилиндрической обечайки (8), высоты входа в напорную камеру (4) и внутреннего радиуса корпуса, во-вторых, взаимосвязь высоты напорной камеры, наружного радиуса цилиндрической обечайки и высоты входа в напорную камеру, в-третьих, взаимосвязь внутреннего радиуса корпуса (3), наружного и внутреннего радиусов цилиндрической обечайки (8) и высоты входа в напорную камеру (4), в-четвертых, взаимосвязь высоты напорной камеры (4) и высоты входа в нее, в-пятых, взаимосвязь максимального радиуса перфорированной части решетки (6) и высоты входа в напорную камеру (4). Дано соотношение по выбору размеров проточной части напорной камеры (4), учитывающее гидравлические характеристики потока рабочей среды. Технический результат состоит в обеспечении оптимальной гидродинамики потока на выходе из напорной камеры (4). 1 ил.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергетической, химической и других областях промышленности.

Известна напорная камера, содержащая корпус, внутри которого с зазором установлена обечайка, цилиндрическую кольцевую вставку, верхний торец которой примыкает в нижнему торцу обечайки, а нижний торец установлен с зазором по отношению к днищу, коаксиальные боковой опускной и центральный отводящий каналы, сообщенные между собой напорной камерой, вытеснитель, выполненный в виде цилиндра с крышкой, верхняя часть которого выведена в полость кольцевой вставки, установлена с зазором по отношению к ней и расположена ниже верхней части кольцевой вставки [патент РФ на изобретение №2025799 «Ядерный реактор»; приоритет от 02.10.1990; зарегистрирован 30.12.1994].

Недостатками известного устройства являются то, что в нем не предусмотрена возможность получения заданного профиля расхода (скорости) на выходе из напорной камеры за счет обеспечения соответствующего соотношения размеров напорной камеры и учета гидравлического сопротивления ее выходной части.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является напорная камера, содержащая корпус, внутри которого с зазором установлена обечайка, коаксиальные боковой опускной и центральный отводящий каналы, сообщенные между собой напорной камерой. Для напорной камеры представлено соотношение по оценке неравномерности распределения скорости на выходе из нее, учитывающее соотношение размеров напорной камеры и гидравлическое сопротивление ее выходной части [Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). М.: Энергоатомиздат, 1990. Стр. 144-150].

Недостатком известного устройства являются то, что характерное для него соотношение, учитывающее взаимосвязь гидродинамических характеристик потока в проточной части напорной камеры и соотношения ее размеров, получено для конструкции напорной камеры, в которой имеет место движение потока рабочей среды в канале между днищем и решеткой с раздачей расхода по пути в направлении от периферии напорной камеры к ее центру, и, соответственно, не может быть использовано для напорных камер с обратным поворотом потока со струйной схемой течения рабочей среды.

Технический результат состоит в создании напорной камеры с заданной гидравлической неравномерностью на выходе из нее.

Для исключения указанного недостатка в напорной камере, содержащей цилиндрический корпус с днищем, цилиндрическую обечайку, установленную коаксиально корпусу и разделяющую его полость на сообщенные между собой центральный отводящий и боковой кольцевой подводящий каналы, и решетку, размещенную в центральном отводящем канале, предлагается при коэффициенте пористости решетки, соответствующем диапазону от 0,05 до 0,7, при соотношениях размеров напорной камеры, учитывающих, во-первых, взаимосвязь максимального радиуса перфорированной части решетки, высоты напорной камеры, наружного радиуса цилиндрической обечайки, высоты входа в напорную камеру и внутреннего радиуса корпуса, во-вторых, взаимосвязь высоты напорной камеры, наружного радиуса цилиндрической обечайки и высоты входа в напорную камеру, в-третьих, взаимосвязь внутреннего радиуса корпуса, наружного радиуса цилиндрической обечайки, внутреннего радиуса цилиндрической обечайки и высоты входа в напорную камеру, в-четвертых, взаимосвязь высоты напорной камеры и высоты входа в нее, в-пятых, взаимосвязь максимального радиуса перфорированной части решетки и высоты входа в напорную камеру, размеры проточной части напорной камеры выбирать с учетом гидродинамических характеристик ее проточной части по соотношению, учитывающему массовый расход рабочей среды в отверстии решетки, средний массовый расход рабочей среды в отверстиях решетки, полные потери напора на прокачку рабочей среды через решетку, среднюю плотность рабочей среды, среднюю скорость рабочей среды в отверстиях решетки, высоту напорной камеры, высоту ее входной части, наружный радиус цилиндрической обечайки, число отверстий в решетке, радиус отверстия решетки, текущий радиус решетки, максимальный радиус перфорированной части решетки.

Продольное осевое сечение одного из вариантов исполнения напорной камеры представлено на чертеже, на которой приняты следующие обозначения: 1 - боковой кольцевой подводящий канал; 2 - днище; 3 - корпус; 4 - напорная камера; 5 - отверстие решетки; 6 - решетка; 7 - центральный отводящий канал; 8 - цилиндрическая обечайка.

Напорная камера содержит цилиндрический корпус 3 с днищем 2, цилиндрическую обечайку 8 и решетку 6.

Цилиндрическая обечайка 8 установлена коаксиально корпусу 3 и разделяет его полость на сообщенные между собой центральный отводящий 7 и боковой кольцевой подводящий 1 каналы.

Решетка 6 размещена в центральном отводящем канале 7.

Коэффициент пористости решетки 6 соответствует диапазону от 0,05 до 0,7.

Соотношения размеров напорной камеры 4 соответствуют следующим условиям:

где r1 - максимальный радиус перфорированной части решетки 6, м; Н - высота напорной камеры 4, м; r3 - наружный радиус цилиндрической обечайки 8, м; h - высота входа в напорную камеру 4, м; r4 - внутренний радиус корпуса 3, м; r2 - внутренний радиус цилиндрической обечайки 8, м.

Размеры проточной части напорной камеры 4 выбирают с учетом гидродинамических характеристик ее проточной части по следующему соотношению

где М - массовый расход рабочей среды в отверстии решетки 6, кг/с; - средний массовый расход рабочей среды в отверстиях 5 решетки 6, кг/с; - коэффициент гидравлического сопротивления решетки 6; ΔР - полные потери напора на прокачку рабочей среды через решетку 6, Па; - средняя плотность рабочей среды, кг/м3; - средняя скорость рабочей среды в отверстиях 5 решетки 6, м/с; - относительная площадь поперечного сечения струи; Н - высота напорной камеры, м; h - высота входной части напорной камеры 4, м; r3 - наружный радиус цилиндрической обечайки 8, м; n - число отверстий 5 в решетке 6; r0 - радиус отверстия 5 решетки 6, м; r - текущий радиус решетки 6, м; r1 - максимальный радиус перфорированной части решетки 6, м.

Использованные в соотношениях (1÷6) обозначения конструктивных элементов напорной камеры 4 представлены на фигуре.

Соотношения по определению гидродинамических неравномерностей на выходе из осесимметричной напорной камеры 4 разработаны с учетом закона сохранения массы в предположении о постоянстве теплофизических свойств рабочей среды и струйном характере ее течения.

При выводе расчетных соотношений приняты следующие предположения.

Движущаяся вдоль днища 2 плоская полузатопленная струя после поворота в центре напорной камеры 4 преобразуется в круглую затопленную струю.

При движении плоской полузатопленной струи вдоль днища 2 после участка стабилизации кольцевой полузатопленной струи вдоль корпуса 3 и круглой затопленной струи в основном объеме напорной камеры 4 происходит увеличение площади их поперечного сечения, сопровождающееся уменьшением скорости рабочей среды в ней.

Угол одностороннего расширения полузатопленных струй составляет 12°.

При попадании струи на решетку 6 одна часть потока входит в отверстия 5 решетки 6, расположенные в месте встречи струи, другая растекается вдоль решетки 6 с изменением расхода по пути.

Соотношение (1) соответствует условию попадания внутренней боковой поверхности круглой затопленной струи на решетку 6, соотношение (2) - условию формирования падающей на решетку 6 круглой затопленной струи, а соотношение (5) - условию преобразования кольцевой полузатопленной струи в круглую затопленную струю в основном объеме напорной камеры 4 в результате обратного потока.

Течение рабочей среды в проточной части напорной камеры 4 осуществляется следующим образом.

Рабочая среда через боковой кольцевой подводящий канал 1 выходит в напорную камеру 4, изменяет в ней направление движения, попадает на решетку 6 и через ее отверстия 5 выходит в цилиндрический отводящий канал 7.

Пример конкретного выполнения напорной камеры

Напорная камера 4 имеет следующие соотношения размеров: r1/r4=0,87; r2/r4=0,95; r3/r4=0,97; H/r4=h/r4=0,15. Коэффициент пористости решетки 6 (ε) равен 0,10. При этом числа Рейнольдса в боковом кольцевом подводящем канале 1 и отверстии 5 решетки 6 равны соответственно 2,11·104 и 1,12·103, а коэффициент ξ=13,2. В результате сопоставления результатов расчета по соотношению (6) с опытными данными, полученными для напорной камеры 4, отвечающей условиям (1)÷(5), установлено, что отличие расходов М не превышает ± 10%.

Напорная камера, содержащая цилиндрический корпус с днищем, цилиндрическую обечайку, установленную коаксиально корпусу и разделяющую его полость на сообщенные между собой центральный отводящий и боковой кольцевой подводящий каналы, и решетку, размещенную в центральном отводящем канале, отличающаяся тем, что при коэффициенте пористости решетки, соответствующему диапазону от 0,02 до 0,7, и соотношениях размеров напорной камеры, соответствующих условиям:





где
r1 - максимальный радиус перфорированной части решетки, м;
Н - высота напорной камеры, м;
r3 - наружный радиус цилиндрической обечайки, м;
h - высота входа в напорную камеру, м;
r4 - внутренний радиус корпуса, м;
r2 - внутренний радиус цилиндрической обечайки, м,
размеры проточной части напорной камеры выбирают с учетом гидродинамических характеристик ее проточной части по следующему соотношению:

где
М - массовый расход рабочей среды в отверстии решетки, кг/с;
- средний массовый расход рабочей среды в отверстиях решетки, кг/с;
- коэффициент гидравлического сопротивления решетки;
ΔР - полные потери напора на прокачку рабочей среды через решетку, Па;
- средняя плотность рабочей среды, кг/м3;
- средняя скорость рабочей среды в отверстиях решетки, м/с;
- относительная площадь поперечного сечения струи;
Н - высота напорной камеры, м;
h - высота входной части напорной камеры, м;
r3 - наружный радиус цилиндрической обечайки, м;
n - число отверстий в решетке;
r0 - радиус отверстия решетки, м;
r - текущий радиус решетки, м;
r1 - максимальный радиус перфорированной части решетки, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к повышению безопасной эксплуатации атомных электростанций и может быть использовано при аварийной ситуации с частичным или полным отключением активных источников электроэнергии и требуется пассивно отводить избыточную тепловую энергию в атмосферу из внутреннего объема защитной оболочки и от охлаждаемой воды в бассейне выдержки, постоянно нагреваемой остаточной тепловой энергией отработанного ядерного топлива.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках с жидкометаллическим охлаждением. .

Изобретение относится к области теплофизических исследований и может быть использовано для охлаждения имитаторов твэл в процессе работы их в составе сборки. .

Изобретение относится к ядерным энергетическим установкам водо-водяного типа, а более конкретно к системам удаления паро-газовой смеси из первого контура для предотвращения образования опасной концентрации кислорода и водорода в отдельных местах первого контура и для предовращения срыва естественной циркуляции в нем.

Изобретение относится к области теплофизических исследований. .

Изобретение относится к атомным энергетическим устройствам и может быть успешно реализовано в стационарной теплоэнергетике и как элемент силовых установок на транспорте (морском, водном) суда речные, озерные, смешанного плавания типа река-море (железнодорожном).

Изобретение относится к области атомной техники, в частности к ядерным энергетическим установкам (ЯЭУ) с корпусным легководным реактором. .

Изобретение относится к ядерной энергетике, в том числе к исследовательским реакторам, и может быть использовано для аварийного расхолаживания ядерных реакторов с высоконапряженной активной зоной реакторов канального и корпусного типов с циркуляционными контурами под давлением.

Изобретение относится к гидродинамике. Распределительная камера ограничена снаружи корпусом и днищем (3) и соединяет между собой два боковых подводящих канала (1) и центральный отводящий канал (7) через зазоры между днищем (3) и торцевыми частями внутренних стенок (2). Корпус образован двумя наружными стенками (5) и днищем (3). В поперечном сечении центрального отводящего канала (7) параллельно внутренним стенкам (2) с зазором по отношению друг к другу установлена система пластин (6), образующих каналы (4) для прохода рабочей среды. Боковые подводящие каналы (1) отделены от центрального отводящего канала (7) внутренними стенками (2), ориентированными вдоль наружных стенок (5). Наружные (5) и внутренние (2) стенки, днище (3) и система пластин (6) выполнены в виде установленных вертикально плоских пластин. Коэффициент пористости системы пластин (6) соответствует диапазону от 0,3 до 0,8. Для распределительной камеры даны соотношения, учитывающие взаимосвязи высоты распределительной камеры, высоты входа в нее, полуширины корпуса, полуширины наружной и внутренней частей центрального отводящего канала. Дано соотношение по выбору размеров проточной части распределительной камеры, учитывающее средние скорости рабочей среды в канале системы пластин (4) и в системе пластин (6) в целом, высоту распределительной камеры и высоту входа в нее, полуширину наружной части центрального отводящего канала (7), полуширину корпуса, число каналов (4) в системе пластин (6), ширину канала (4) системы пластин (6), текущую полуширину системы пластин (6) и полуширину перфорированной части системы пластин (6). Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства при формировании гидродинамической неравномерности на выходе из распределительной камеры. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам аварийного расхолаживания ядерного реактора и может использоваться как источник электроэнергии для приборов и оборудования при запроектных авариях. Нижняя часть канала аварийного расхолаживания ядерного реактора, выполненного в виде трубы Фильда, заполнена жидкометаллическим теплоносителем. Испаритель термосифона расположен в части канала, заполненной жидкометаллическим теплоносителем, а поверхность теплообмена конденсатора термосифона является частью поверхности внутренней трубы корпуса. В жидкометаллическом теплоносителе размещен термоэлектрический преобразователь, охватывающий испаритель термосифона. Технический результат - повышение эффективности теплоотвода. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к регулированию концентрации кислорода в теплоносителе реакторной установки (РУ). РУ имеет в своем составе реактор, теплоноситель, размещенный в реакторе, газовую систему, массообменный аппарат, диспергатор и датчик концентрации кислорода в теплоносителе. Способ содержит следующие шаги, выполняемые системой: оценивают концентрацию кислорода; сравнивают концентрацию кислорода с допустимым значением; оценивают изменение концентрации кислорода; в том случае, если концентрация уменьшается, сравнивают величину и/или скорость уменьшения с соответствующим пороговым значением; в том случае, если величина и/или скорость уменьшения концентрации кислорода меньше порогового значения, активируют массообменный аппарат; в том случае, если величина и/или скорость уменьшения концентрации кислорода больше соответствующего порогового значения, в объем около теплоносителя из газовой системы подают газ, содержащий кислород, и/или активируют диспергатор. Технический результат: повышение управляемости регулирования концентрации кислорода в теплоносителе, увеличение безопасности и срока эксплуатации реакторной установки. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к тепловыделяющим сборкам ядерного реактора (ТВС). ТВС имеет множество комплектов многопластинчатых прижимных пружин, проходящих от головки. Каждый комплект пружин состоит из множества пружинных пластин для того, чтобы обеспечивать большой рабочий диапазон отклонения пружины. Каждая пружинная пластина имеет секцию прямого плоского основания, за которой следует прямой, сужающийся брус со вторичным пружинным комплектом, имеющим кривизну на своем периферическом конце. Технический результат - сохранение упругости прижимной сборки в течение увеличенных топливных циклов и повышение устойчивости к растрескиванию из-за механической коррозии. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Разработана установка для конденсации, которая может включать в себя по существу плоские дефлекторы с отверстиями для прохождения через них охлаждающей текучей среды и с прикрепленными к ним отражателями, установленными под острым углом относительно дефлекторов. Отражатели имеют плоскую поверхность, а их форма обеспечивает рассеивание охлаждающей текучей среды в виде тонкой турбулентной пленки под близкими по значению острыми углами. Предложен также способ конденсации текучей среды, включающий определение траектории движения конденсируемой текучей среды; подачу охлаждающей текучей среды на отражатель для создания турбулентной пленки охлаждающей текучей среды на траектории движения конденсируемой текучей среды. При этом одни отражатели ориентируют для создания пленки охлаждающей текучей среды в первом направлении, а другие отражатели ориентируют для создания пленки охлаждающей текучей среды во втором направлении, так чтобы траектория конденсируемой текучей среды обеспечивала протекание конденсируемой текучей среды по тонким пленкам, ориентированным как в первом, так и во втором направлениях. 3 н. и 17 з. п. ф-лы. 8 ил.

Изобретение относится к средствам перекачки расплавленного металла. Насос содержит корпус (1), в котором на верхнем подшипнике (2) и нижнем радиальном подшипнике (3) скольжения установлен соединяемый с приводом вал (4) с закрепленным на валу (4) рабочим колесом (5). Нижний радиальный подшипник (3) скольжения включает роторную часть (15) и статорную часть (16). Роторная часть (15) выполнена в виде двух разрезных втулок (17), закрепленных на валу (4), а статорная часть (16) выполнена в виде двух разрезных втулок (18), закрепленных в обойме (19) соосно с валом (4). Втулки (17) и (18) зафиксированы соответственно плоскими кольцами (24) и (33) и составлены из эквидистантно расположенных по окружности сегментов (20), (28) цилиндра, размещенных соответственно в цилиндрическом углублении (21) вала и в цилиндрическом углублении (29) обоймы (19) и закрепленных в радиальном направлении конусными прижимными кольцами (22), (30), а в осевом направлении пружинными кольцами (23), (31). Технический результат - упрощение изготовления нижнего радиального подшипника, исключение в подшипнике задиров, что обеспечивает повышение надежности насоса. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх