Установка для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое диссоциирующего теплоносителя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.06. 80 (21) 2937876/18-25 ($$) М. Кд.з с присоединением заявки ¹

G 01 N 25/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070882. Бюллетень №29

Дата опубликования описания 07.08.82 (53) УДК 537.6 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.Н.Цурин, А.Ф.Сушкевич и Р.В.Филиппов

1 "

Институт ядерной энергетики AH Белорусской АЗССР (71) Заявитель (541 УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ТЕПЛОМАССООБМЕНА

В ДИНАМИЧЕСКОМ ДВУХФАЗНОМ СЛОЕ

ДИССОЦИИРУЮЩЕГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Изобретение относится к теплообмену, а именно к установкам для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое.

Известна установка для изучения теплообмена в теплоносителе на основе четырехокиси азота (1) .

Недостатком данной установки явля ется невозможность изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое.

Наиболее близкой к изобретению является установка для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое, включающая емкость подготовки пара, экспериментальный участок, трубопровод, соединяющий емкость подготовки пара с экспериментальным участком (2) .

Однако в известной установке не предусматривается возврат конденсата в парогенератор, а сдувка неконденсируемых газов осуществляется в атмосферу.

При нагревании четырехокись азота диссоциирует по схеме

И20 2МО 2ИО + О

При прохождении горячего пара теплоносителя на основе Nz04 через слой холодных жидких окислов происходит их резкое охлаждение и состав равновесной смеси остается "заморожены:1"..

Окись азота (N0) растворяется в жидкой фазе гораздо лучше кислорода, и поэтому жидкая фаза оказывается обогащенной ХО, а газовая — Ор.

Наличие избыточной окиси азота в N>0< изменяет его теплофиэические и фйэико-химические свойства, поэтому при проведении экспериментальных рабат с N>04 предъявляются требования к постоянству состава исходных продуктов.

При использовании известной схемы установки для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое

N>0< необходимо использовать нейтрализатор на линии сдувки неконденсируемых газов, так как окислы азота токсичны, а конструкция схемы не позволяет регенерировать жидкие окислы непосредственно в самой установке, Целью изобретения является обес25 печение возможности регенерации теплоносителя непосредственно в установке.

Указанная цель достигается тем, что установка, содержащая емкость

30 подготовки пара, экспериментальный

949451 участок и трубопровод, соединяющий емкость подготовки пара с экспериментальным участком, дополнительно содержит сырьевую емкость с нагревателем, которая сообщается трубопроводами с установленными на них вентилями: одним - с верхней частью экспериментального участка, а другим - с трубопроводом, соединяющим емкость подготовки пара с экспери- . ментальным участком, причем емкость 10 подготовки пара оснащена холодильником.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемой установки.

Установка содержит сырьевую емкость 1 с нагревателем 2, емкость 3 подготовки пара с нагревателем 4 и холодильником 5, экспериментальный участок б, паровую линию 7 с запорным вентилем В4, жидкостную ли нию 8 с вентилем В1, трубопровод

9, соединяющий емкость 3 подготовки пара с экспериментальным участком б, и расположенные на нем запорные вентили В? и В1.

Установка работает следующим образом.

По достижении нужных параметров н емкости 3 подготовки пара пар теп" лоносителя с. заданным расходом подается в экспериментальный участок б по трубопроводу 9 через вентили

В2 и ВЗ, где в динамическом двухфаз» ном слое происходит его охлаждение и конденсация, Нвсконденсированный пар, обогащенный О, и жидкая И 04,обогащеннай

NO, скапливается в экспериментальном участке б.

Емкость 3 подготовки охлаждается при помощи холодильника 5 до темпе- 40 ратуры ниже 21 С и в ней, за счет конденсации оставшегося пара, создается раэряжение (температура кипения 104 при давлении 0,1 MIIa равняется

21"C). После этого через вентили 45

ВЗ и В2 в нее поступают жидкие окйс лы и пары теплоносителя из экспериментального участка б. Обогащенный кислородом пар теплоносителя, остав» шийся в паровом пространстве экспери- 5п ментального участка б, выдувается паром "чистого" теплоносителя иэ сырьевой емкости 1 через трубопроводы

7 и 9 и вентили В4, В3 и В2 в емкость

3 подготовки пара.

После окончания продувки экспериментального участка б холодильник

5 отключается, вся арматура перекрывается, а жидкий теплоноситвль в емкости 3 подготовки пара нагревается нагревателем 4 до полного испарения.

В паровой фазе в емкости 3 подготовки пара превосходит рвкомбинация

NO и 0 до равновесного состава

2NO + О -" 2ХО -й N О

Предлагаемая установка обеспечивает регенерацию отработанного теплоносителя, а также позволяет выполнить установку герметичной, что гарантирувт изоляцию окружающей среды от токсичных окислов азота.

Формула изобретения

Установка для изучения тепломассообмена в динамическом двухфазном слое диссоциирующего теплоносителя, содержащая емкость подготовки пара, экспериментальный участок и трубопровод, соединяющий емкость подготовки пара с экспериментальным участком, отличающаяся твм, что, с целью обеспечения регенерации теплоносителя непосредственно в установке, она дополнительно снабжена сырьевой емкостью с нагревателем, которая сообщается трубопровоДами с установленными на Них вентилями: одним — с верхней частью экспериментального участка, а другим — c трубопроводом, соединяющим емкость подготовки пара с экспериментальным участком, причем емкость подготовки пара снабжена холодильником.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Петухов T.Ä. и др. Установка высокого давления на диссоциирукщей чвтырвхокиси азота И 04. — В сб °

Диссоциирующие газы как теплоносители и рабочее тело энергетических установок, Минск, изд-во AH БССР, 1977, ч. 3, с. б4-67.

2. Хозе A.Н., Захаров A.Е, Объемный коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара в проточ ном динамическом двухфазном слов.

AH СССР, 1977, Р 2, вып. 2, с. 30-33 (прототип).

949451

Составитель В.Зайченко

Техред Т.Маточка Корректор В.Бутяга

Редактор Н.Джуган

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5734/29 Тираж 887 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5