PT91709B

PT91709B - Dispositivo de arrefecimento para proteger um aparelho alongado contra um ambiente quente

Info

Publication number: PT91709B
Application number: PT91709A
Authority: PT
Inventors: Tullio Raimondi; Tiziano Vinicio Businaro; Rodney Cusak
Original assignee: Euratom
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1995-07-18
Also published as: ATE97761T1; PT91709A; ES2047009T3; EP0358793A1; DE3885897T2; EP0358793B1; DE3885897D1

Description

A presente invenção diz respeito a um dispositivo de arrefe cimento para proteger um aparelho alongado contra um ambiente quente, por meio de um fluido refrigerante que circula em torno do aparelho. A presente invenção aplica-se em particular ao arre fecimento de uma câmara de TV situada na extremidade interior de um tubo de inspecção de um recipiente.

Em muitas aplicações industriais, utilizara-se câmaras de TV para a supervisão a distância do interior de recipientes submeti dos ao vácuo, a radiações e/ou a temperaturas elevadas. É o caso, por exemplo, das experiências de fusão efectuadas em recipientes toroidais nos quais se realiza um vácuo. Como pode ver-se a partir do documento Fusion Technology'', Vol. 11, Jan, 1987» páginas 277 a 281, a câmara de TV está alojada na extremidade inferior de um tubo metálico comprido, que termina num cilindro de vidro. A câmara é descida para o interior do recipiente por um carro suspenso na parede superior do recipiente, sendo a barreira de vácuo constituída por foles compridos que têm em conta o deslocamento vertical da câmara.

Até agora, a inspecção do recipiente apenas podia fazer-se se a temperatura deste último fosse suficientemente baixa relati vamente à temperatura suportada pela câmara de TV. Assim, o reci piente não podia ser inspeccionado imediatamente após a experiên cia de fusão, quando a temperatura no interior do recipiente ti-i nha valores da ordem de 35O°C, ao passo que a câmara podia supor tar temperaturas nao superiores a 40 C.

Deve notar-se que, devido às dimensões do recipiente e às suas paredes envolventes de protecção, o comprimento do tubo no qual está alojada a câmara tem 4 m ou mais, o que torna as soluções de protecção contra o calor clássicas inaplicáveis. Tais so luções são, por exemplo, recipientes com parede dupla com o espa ço entre as paredes evacuado, ou um bloco de lã mineral em torno do aparelho sensível. Sem um tal bloco, um simples fluxo de flui do de refrigeração não teria o efeito desejado, visto que esse fluido aqueceria no seu longo trajecto até à câmara.

objecto principal da presente invenção consiste em propor cionar um dispositivo de refrigeração que proteja um aparelho alongado contra um ambiente quente por meio de um fluido de refrigeração que circula em torno do aparelho e que é susceptível de manter a câmara a uma temperatura inferior a 35°C, enquanto a temperatura ambiente é de 35O°C. Um outro objecto da presente in venção consiste em proporcionar este dispositivo com o mínimo vo lume ocupado, para ser aplicável a aparelhos alongados com um comprimento considerável, por exemplo 4 m, e para resistir a uma radiação nuclear no ambiente

- 3 Estes objectos são conseguidos, segundo a presente invenção, pelo facto de o dispositivo incluir:

- dois invólucros metálicos tubulares concêntricos, dispostos coaxialmente em torno do aparelho alongado, sendo o espaço intercalar entre os invólucros fechado numa sua primeira extremi. dade e estando associadas â sua segunda extremidade uma entrada e uma saída do refrigerante,

- um certo número de tubos de fluido refrigerante paralelos estendendo-se da segunda extremidade para um nível até uma curta distancia da primeira extremidade, sendo os eixos destes tubos paralelos ao dos invólucros e estando distribuídos regularmente no referido espaço intercalar, correspondendo o diâmetro exterior dos referidos tubos â largura radial do referido espaço intercalar, e estando a entrada do fluido refrigerante acoplada ao conjunto dos referidos tubos na segunda extremidade, enquanto a saí da do fluido está acoplada na segunda extremidade ao referido es paço intercalar, fora dos referidos tubos.

No que se refere âs formas de realização da presente invenção, faz-se referência âs reivindicações secundárias.

Descreve-se agora a presente invenção em pormenor, relativa mente a uma sua forma de realização e com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, um corte feito através de um sistema de observação num recipiente toroidal de uma experiência de fusão, que incorpo ra o dispositivo segundo a presente invenção; e

A fig. 2, uma vista em corte pela linha numa escala maior.

(II-II) da fig. 1,

A totalidade do sistema de observação está encerrada num tu bo de aço inoxidável (l) vertical, cuja extremidade inferior se encosta a um cilindro de observação de vidro (2) e cuja extremid de superior está ligada a um fole (3). 0 tubo (l) pode ser movido verticalmente a partir de uma posição na qual o cilindro de observação de vidro (2) está retirado do recipiente até uma posi. ção na qual ele penetra no interior do recipiente. Devido ao fole (3)» o interior do tubo (l) está sempre selado contra o vácuo do recipiente (4).

tubo (l) de cerca de 4 m de comprimento contém na sua par te inferior uma câmara de TV (5) e algumas lentes (6), bem como um prisma (7) e uma fonte luminosa (8), da mesma maneira que está descrita na publicação da técnica anterior atrás referida (Fusion Technology, Vol. 11 Janeiro 1987). Estes componentes podem ser controlados, em funcionamento, por motores, tais como (9), por via de sinais de controlo transmitidos através de um ca bo eléctrico (10) a partir da extremidade superior do tubo (l). Poderiam ainda proporcionar-se meios de arrefecimento por ar para a câmara, para retirar calor radiado através do cilindro de vidro para a câmara. Faz-se passar o ar através do espaço entre duas janelas (23) θ (24) situadas em frente das lentes (6).

dispositivo para arrefecer a câmara contra a temperatura elevada no recipiente (4) é constituído por dois invólucros metálicos tubulares concêntricos (ll) e (12) e um certo número de tubos metálicos pequenos (13)> dispostos entre os invólucros, como se mostra com mais pormenor na fig. 2.

Os invólucros e os tubos pequenos são feitos de aço inoxidá vel. Os invólucros (11) e (12) sao concêntricos relativamente ao eixo (14) do tubo (l) e estendem-se por quase todo o comprimento do referido tubo entre uma primeira extremidade (15) θ o nível da transição entre o tubo de aço inoxidável (l) e 0 cilindro de observação de vidro (2), e uma segunda extremidade (16) acima do fole (3)· 0 diâmetro exterior dos tubos pequenos (13) é escolhido de modo que estes tubos se ajustam estreitamente no espaço in tercalar entre os invólucros (ll) e (12). 0 invólucro exterior apresenta junto da sua primeira extremidade um ressalto de encos to (17) que permite que as extremidades dos tubos (13) se encostem ao mesmo. Os eixos dos tubos são paralelos ao eixo (14) do tubo (l) e a sua distância corresponde a pelo mepos três vezes o seu diâmetro exterior para dividir todo o espaço intercalar entre os invólucros (ll) e (12) em duas áreas de secção total aproxima damente igual, sendo a primeira área definida pela secção interior de todos os tubos pequenos (13) θ a segunda área pelo restante espaço no referido espaço intercalar exterior aos referidos tubos (13)· espaço intercalar (13) entre os dois invólucros (ll) e (12) ó fechado de maneira estanque na primeira extremidade por baixo do ressalto de encosto (17). Na segunda extremidade (16), os dois invólucros são sobrepujados por uma cabeça colectora e distribuidora (18) de um fluido refrigerante, tal como água. Esta cabeça compreende uma entrada de água (19) θ uma saída de água (20) e está dividida em dois espaços (21) e (22), o primeiro aco piado à entrada (19), de um lado, e aos tubos pequenos (13) do outro lado, e o outro acoplado à saída (20), de um lado, e ao es paço intercalar entre os dois invólucros (ll) e (12), do outro lado.

dispositivo funciona da seguinte maneira:

A água de refrigeração fornecida á entrada (19) flui para a primeira extremidade (15) no interior dos tubos pequenos (15) θ faz 0 retorno através do espaço entre os mesmos. Devido ao facto de apenas existirem contactos lineares entre os tubos (13) e o in vólucro exterior (ll), a água refrigerante é aquecida apenas em muito pequeno grau pelo ambiente quente no interior do recipiente (4) durante 0 seu trajecto para baixo no interior dos tubos (13). Na extremidade inferior dos tubos pequenos (13) ao nível do ressalto de encosto (17)^7, a água fria abandona os tubos pequenos e começa a fluir para cima enquanto retira calor, mantendo assim a temneratura, em especial na parte inferior do disposi. tivo junto da primeira extremidade (15), num nível muito baixo.

Podem indicar-se resultados práticos relativos a um disposi. tivo com o comprimento de 4 m, que inclui o invólucro exterior (ll) de 44,4 mm de diâmetro, um invólucro interior (12) com 38,1 mm de diâmetro e 22 tubos pequenos (13) entre os invólucros, com 3 mm de diâmetro. Se se fornecer água com um caudal de 6. l/m e a 18°C, para a entrada (19) θ a temperatura do recipiente for de cerca de 35O°C, a câmara é mantida a uma temperatura de 35°C, χ

- 7 sem qualquer fluxo adicional de ar de refrigeração para o interior da câmara. A queda de pressão resultante entre a entrada (19) e a saída (20) foi medida com um valor de apenas cerca de 100 mbar. Mas, neste caso particular, o sistema é capaz de suportar bar.

A presente invenção não se limita â forma de realização representada nos desenhos. 0 dispositivo de refrigeração pode ser aplicado a outros aparelhos alongados e a outros ambientes diferentes dos vasos para experiências de fusão.

Os tubos pequenos podem ser mantidos no seu lugar entre os dois invólucros por meio de soldadura ou por simples atrito e não estão sujeitos a quaisquer esforços que os deformem e mesmo um ligeiro deslocamento de um dos tubos não afecta o funcionamento correcto do dispositivo. A totalidade do dispositivo segundo a presente invenção pode ser construída integrada no aparelho alon gado a proteger ou ainda constituir uma camisa de refrigeração individual fixada no tubo exterior (l).

Claims

Reivindicações

1.- Dispositivo de arrefecimento para proteger um aparelho alongado contra um ambiente quente por meio de um fluido de refrigeração que circula em torno do aparelho (5,6,9), caracterizado por incluir: dois invólucros metálicos concêntricos tubulares dispostos coaxialmente em torno do aparelho alongado, sendo o espaço intermédio entre os invólucros fechado numa primeira extremidade (15) do mesmo e estando uma entrada (19) do refrigerante e uma entrada (20) do refrigerante associadas a uma sua segunda extremidade (16); um certo número de tubos de fluido (13) paralelos estendendo-se da referida segunda extremidade (16) para um nível a uma curta distância da primeira extremidade (15), sendo os eixos destes tubos paralelos ao eixo (14) dos invólucros (11, 12) e estando distribuídos regularmente no referido espaço intermédio, corres pondendo o diâmetro exterior dos referidos tubos à largura radial do referido espaço intermediário, e estando a entrada (19) do fluido refrigerante acoplada ao conjunto dos referidos tubos (13) na segunda extremidade (16), enquanto que a saída (20) do refrigerante está acoplada na referida segunda extremidade (16) ao referi, do espaço intermédio no exterior dos referidos tubos (13).
2. - Dispositivo de arrefecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por pelo menos um dos invólucros (11) apresen tar um ressalto de apoio (17) no referido nível a uma curta distân cia da referida primeira extremidade (15) para permitir que as extremidades dos tubos (13) se encostem à mesma.
3. - Dispositivo de arrefecimento de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o fluido refrigerante ser água.

Lisboa, 13 de Setembro de 1989 0 Afwt· Oficial da Propriedade Industrial _c10RESUMO

DISPOSITIVO DE ARREFECIMENTO PARA PROTEGER UM APARELHO ALONGADO

CONTRA UM AMBIENTE QUENTE

A invenção refere-se a um dispositivo de arrefecimento para proteger um aparelho alongado contra um ambiente quente por meio de um fluido refrigerante que circula em torno do aparelho (5,6,

9). Este dispositivo inclui:

- dois invólucros metálicos tubulares (11,12) dispostos coaxialmente em torno do aparelho alongado (5,6,9), sendo o intervalo entre os invólucros fechado numa primeira extremidade (15) do mesmo e estando uma entrada (19) do refrigerante e uma saída (20) do refrigerante associadas a uma segunda extremidade (16) do mesmo,

- um certo número de tubos de fluido refrigerante (13) paralelos estendendo-se da segunda extremidade (16) para um nível a uma curta distância da primeira extremidade (15), sendo os eixos destes tubos paralelos ao eixo (14) dos invólucros (11,12) e estando distribuídos regularmente no referido espaço intermédio, correspondendo o diâmetro exterior dos referidos tubos à largura radial do referido espaço intermédio, e estando a entrada (19) do fluido refrigerante acoplada ao conjunto dos referidos tubos (13) na segunda extremidade (16), enquanto que a saída (20) do refrigerante está acoplada na referida segunda extremidade (16) ao referido espaço in termédio no exterior dos referidos tubos (13).

-11A presente invenção foi concebida em particular para a pro tecçâo de uma câmara de TV de um sistema de inspecção de um vaso a uma temperatura elevada.