Распределительная камера



Распределительная камера

 


Владельцы патента RU 2525860:

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

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 гидродинамике и может быть использовано в раздающих коллекторных системах устройств.

Известна распределительная 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].

Недостатком известного устройства является то, что для него не предусмотрена возможность получения заданного профиля расхода (скорости) на выходе из распределительной камеры за счет обеспечения соответствующего соотношения ее размеров.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является распределительная камера, ограниченная снаружи корпусом и днищем и соединяющая между собой два боковых подводящих канала и центральный отводящий канал через зазоры между днищем и торцевыми частями внутренних стенок. Корпус образован двумя наружными стенками и днищем. В поперечном сечении центрального отводящего канала параллельно внутренним стенкам с зазором по отношению друг к другу установлена система пластин с каналами для прохода рабочей среды. Боковые подводящие каналы отделены от центрального отводящего канала внутренними стенками, ориентированными вдоль наружных стенок, а наружные и внутренние стенки, днище и система пластин выполнены в виде установленных вертикально плоских пластин [Фомичев М.С. Экспериментальная гидродинамика ЯЭУ. М.: Энергоатомиздат, 1989. Стр. 134-141].

Недостатком известного устройства является то, что конструкция его проточной части позволяет изменять в относительно узком диапазоне профиль скорости (расхода) рабочей среды на выходе из системы пластин из-за того, что течение рабочей среды в зазоре между системой пластин и днищем направлено от периферийных частей к центру с раздачей расхода рабочей среды по каналам системы пластин.

Задача изобретения состоит в исключении указанного недостатка, а именно расширении диапазона изменения профиля скорости (расхода) рабочей среды на выходе из распределительной камеры за счет подбора соотношения ее размеров.

Для исключения указанного недостатка в распределительной камере, ограниченной снаружи корпусом и днищем и соединяющей между собой два боковых подводящих канала и центральный отводящий канал через зазоры между днищем и торцевыми частями внутренних стенок, в которой корпус образован двумя наружными стенками и днищем, в поперечном сечении центрального отводящего канала параллельно внутренним стенкам с зазором по отношению друг к другу установлена система пластин, образующих каналы для прохода рабочей среды, боковые подводящие каналы отделены от центрального отводящего канала внутренними стенками, ориентированными вдоль наружных стенок, а наружные и внутренние стенки, днище и система пластин выполнены в виде установленных вертикально плоских пластин, предлагается:

- коэффициент пористости системы пластин обеспечить в диапазоне от 0,3 до 0,8;

- соотношения размеров распределительной камеры выполнить в соответствии с условиями, учитывающими взаимосвязи, во-первых, высоты распределительной камеры и высоты входа в нее; во-вторых, высоты входа в распределительную камеру, полуширины корпуса и полуширины наружной части центрального отводящего канала; в-третьих, высоты входа в распределительную камеру, полуширины корпуса и полуширины наружной части центрального отводящего канала; в-четвертых, высоты распределительной камеры, высоты входа в нее, полуширины корпуса, полуширины наружной и внутренней частей центрального отводящего канала; в-пятых, высоты распределительной камеры, высоты входа в нее, полуширины корпуса и полуширины наружной части центрального отводящего канала;

- размеры проточной части распределительной камеры связать с ее гидродинамическими характеристиками соотношением, учитывающим средние скорости рабочей среды в канале системы пластин и в системе пластин в целом, высоту распределительной камеры, высоту входа в нее, полуширину наружной части центрального отводящего канала, полуширину корпуса, число каналов в системе пластин, ширину канала системы пластин, текущую полуширину системы пластин и полуширину перфорированной части системы пластин.

Вид сверху на один из вариантов исполнения распределительной камеры представлен на чертеже, на котором приняты следующие обозначения: 1 - боковой подводящий канал; 2 - внутренняя стенка; 3 - днище; 4 - канал системы пластин; 5 - наружная стенка; 6 - система пластин; 7 - центральный отводящий канал.

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.

Соотношения размеров распределительной камеры соответствуют условиям:

H h 0 , ( 1 )

l 4 l 3 h 4 ( l 4 l 3 ) , ( 2 )

h 4,7 l 3 + 1,9 l 4 0 , ( 3 )

l 2 0,21 H + 1,05 l 4 0,65 l 3 + 0,14 h 0 , ( 4 )

H 0,18 h + 0,86 l 3 0,65 l 4 0 , ( 5 )

где H - высота распределительной камеры, м; h - высота входа в распределительную камеру, м; l4 - полуширина корпуса, м; l3 - полуширина наружной части центрального отводящего канала 7, м; l2 - полуширина внутренней части центрального отводящего канала 7, м.

Размеры проточной части распределительной камеры выбирают с учетом гидродинамических характеристик ее проточной части по следующему соотношению:

u u ¯ ( 2,1 0,63 L ˜ ) [ ( 4,8 2,8 L ˜ ) ( l l 1 1 ) 3 ] 1 = 0 , ( 6 )

где u - средняя скорость рабочей среды в канале системы пластин 6, м/с; u ¯ - средняя скорость рабочей среды в системе пластин 6 в целом, м/с; L ˜ = ( 0,21 H + 0,1 h 0,42 l 3 + 0,56 l 4 ) ( 2 n 0 l 0 ) 1 - относительная ширина струи рабочей среды в месте встречи с системой пластин 6; H - высота распределительной камеры, м; h - высота входа в распределительную камеру, м; l3 - полуширина наружной части центрального отводящего канала 7, м; l4 - полуширина корпуса, м; no - число каналов в системе пластин 6, м; lo - ширина канала системы пластин 6, м; l - текущая полуширина системы пластин 6, м; l1 - полуширина перфорированной части системы пластин 6, м.

Использованные в соотношениях (1÷6) обозначения конструктивных элементов распределительной камеры представлены на чертеже.

Соотношения по определению гидродинамических неравномерностей на выходе из осесимметричной распределительной камеры 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 3 плоская полузатопленная струя после поворота в центре распределительной камеры преобразуется в круглую затопленную струю.

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

Угол одностороннего расширения затопленных и полузатопленных струй составляет 12°.

При попадании струи на систему пластин 6 одна часть потока входит в каналы 4 системы пластин 6, расположенные в месте встречи струи, другая растекается вдоль системы пластин 6 с изменением расхода по пути.

Соотношение (2) соответствует взаимосвязи ширины бокового подводящего канала 1 и высоты входа в распределительную камеру, соотношение (3) - условию осуществления обратного поворота струи рабочей среды в распределительной камере, соотношение (4) - условию попадания внутренней боковой поверхности плоской затопленной струи на систему пластин 6, а соотношение (5) - условию преобразования плоских полузатопленных струй в плоскую затопленную струю в основном объеме распределительной камеры в результате поворота потока.

Течение рабочей среды в проточной части распределительной камеры осуществляется следующим образом.

Потоки рабочей среды через два боковых подводящих канала 1 выходят в распределительную камеру, изменяют в ней направление движения, движутся навстречу друг другу вдоль днища 3 в виде плоских полузатопленных струй, которые в результате слияния друг с другом и поворота в центральной части днища 3 преобразуются в плоскую затопленную струю. Указанная струя попадает на систему пластин 6. Одна ее часть входит в каналы 4 системы пластин 6 в месте встречи с ней, а две другие ее части движутся вдоль системы пластин 6 с раздачей потока по ее периферийным каналам 4. Из каналов 4 системы пластин 6 рабочая среда выходит в центральный отводящий канал 7.

Пример конкретного выполнения распределительной камеры

Распределительная камера имеет следующие соотношения размеров: H-h=0; H/(l4-l3)=h(l4-l3)=4; (l3-l2)/l2=0,02. Коэффициент пористости системы пластин 6 (ε) равен 0,52. Число Рейнольдса в боковом подводящем канале 1 (Re) равно 3,2·104. В системе пластин 6 имеется 14 пластин и 15 каналов 4. Рабочая среда - вода.

В результате сопоставления результатов расчета по соотношению (6) с опытными данными, полученными для распределительной камеры, отвечающей условиям (1)÷(5), установлено, что отличие относительных скоростей u / u ¯ не превышает ±15%.

Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей устройства при формировании гидродинамической неравномерности на выходе из распределительной камеры.

Распределительная камера, ограниченная снаружи корпусом и днищем и соединяющая между собой два боковых подводящих канала и центральный отводящий канал через зазоры между днищем и торцевыми частями внутренних стенок, причем корпус образован двумя наружными стенками, в поперечном сечении центрального отводящего канала параллельно внутренним стенкам с зазором по отношению друг к другу установлена система пластин, образующих каналы для прохода рабочей среды, боковые подводящие каналы отделены от центрального отводящего канала внутренними стенками, ориентированными вдоль наружных стенок, а наружные и внутренние стенки, днище и система пластин выполнены в виде установленных вертикально плоских пластин, отличающаяся тем, что при коэффициенте пористости системы пластин, соответствующем диапазону от 0,3 до 0,8, и соотношениях размеров распределительной камеры, соответствующих условиям:
H h 0 , ( 1 )
l 4 l 3 h 4 ( l 4 l 3 ) , ( 2 )
h 4,7 l 3 + 1,9 l 4 0 , ( 3 )
l 2 0,21 H + 1,05 l 4 0,65 l 3 + 0,14 h 0 , ( 4 )
H 0,18 h + 0,86 l 3 0,65 l 4 0 , ( 5 )
где
H - высота распределительной камеры, м;
h - высота входа в распределительную камеру, м;
l4 - полуширина корпуса, м;
l3 - полуширина наружной части центрального отводящего канала, м;
l2 - полуширина внутренней части центрального отводящего канала, м;
размеры проточной части распределительной камеры связаны с ее гидродинамическими характеристиками следующим соотношением:
u u ¯ ( 2,1 0,63 L ˜ ) [ ( 4,8 2,8 L ˜ ) ( l l 1 1 ) 3 ] 1 = 0 , ( 6 )
где
u - средняя скорость рабочей среды в канале системы пластин, м/с;
u ¯ - средняя скорость рабочей среды в системе пластин в целом, м/с;
L ˜ = ( 0,21 H + 0,1 h 0,42 l 3 + 0,56 l 4 ) ( 2 n 0 l 0 ) 1 - относительная ширина струи рабочей среды в месте встречи с системой пластин;
H - высота распределительной камеры, м;
h - высота входа в распределительную камеру, м;
l3 - полуширина наружной части центрального отводящего канала, м;
l4 - полуширина корпуса, м;
no - число каналов в системе пластин, м;
lo - ширина канала системы пластин, м;
l - текущая полуширина системы пластин, м;
l1 - полуширина перфорированной части системы пластин, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике. Напорная камера (4) содержит цилиндрический корпус (3) с днищем (2), цилиндрическую обечайку (8) и решетку (6).

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 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