RU2523025C2 - Напорная камера - Google Patents

Напорная камера Download PDF

Info

Publication number
RU2523025C2
RU2523025C2 RU2012136042/07A RU2012136042A RU2523025C2 RU 2523025 C2 RU2523025 C2 RU 2523025C2 RU 2012136042/07 A RU2012136042/07 A RU 2012136042/07A RU 2012136042 A RU2012136042 A RU 2012136042A RU 2523025 C2 RU2523025 C2 RU 2523025C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure chamber
height
lattice
radius
cylindrical shell
Prior art date
Application number
RU2012136042/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012136042A (ru
Inventor
Валерий Николаевич Дельнов
Борис Николаевич Габрианович
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского"
Priority to RU2012136042/07A priority Critical patent/RU2523025C2/ru
Publication of RU2012136042A publication Critical patent/RU2012136042A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2523025C2 publication Critical patent/RU2523025C2/ru

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Hybrid Cells (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

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.

Description

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:
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
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
Figure 00000006
где М - массовый расход рабочей среды в отверстии решетки 6, кг/с;
Figure 00000007
- средний массовый расход рабочей среды в отверстиях 5 решетки 6, кг/с;
Figure 00000008
- коэффициент гидравлического сопротивления решетки 6; ΔР - полные потери напора на прокачку рабочей среды через решетку 6, Па;
Figure 00000009
- средняя плотность рабочей среды, кг/м3;
Figure 00000010
- средняя скорость рабочей среды в отверстиях 5 решетки 6, м/с;
Figure 00000011
- 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%.

Claims (1)

  1. 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:
    Figure 00000012

    Figure 00000013

    Figure 00000014

    Figure 00000015

    Figure 00000016

    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:
    Figure 00000017

    где
    М - массовый расход рабочей среды в отверстии решетки, кг/с;
    Figure 00000018
    - средний массовый расход рабочей среды в отверстиях решетки, кг/с;
    Figure 00000019
    - коэффициент гидравлического сопротивления решетки;
    ΔР - полные потери напора на прокачку рабочей среды через решетку, Па;
    Figure 00000020
    - средняя плотность рабочей среды, кг/м3;
    Figure 00000021
    - средняя скорость рабочей среды в отверстиях решетки, м/с;
    Figure 00000022
    - 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.
RU2012136042/07A 2012-08-21 2012-08-21 Напорная камера RU2523025C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136042/07A RU2523025C2 (ru) 2012-08-21 2012-08-21 Напорная камера

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136042/07A RU2523025C2 (ru) 2012-08-21 2012-08-21 Напорная камера

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012136042A RU2012136042A (ru) 2014-02-27
RU2523025C2 true RU2523025C2 (ru) 2014-07-20

Family

ID=50151655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012136042/07A RU2523025C2 (ru) 2012-08-21 2012-08-21 Напорная камера

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2523025C2 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU267646A1 (ru) * 1967-09-08 2006-02-20 Н.С. Николаев Входной коллектор трубчатого теплообменника
KR100871284B1 (ko) * 2007-07-30 2008-11-28 한국원자력연구원 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조
WO2009028562A1 (ja) * 2007-08-31 2009-03-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 原子炉

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU267646A1 (ru) * 1967-09-08 2006-02-20 Н.С. Николаев Входной коллектор трубчатого теплообменника
KR100871284B1 (ko) * 2007-07-30 2008-11-28 한국원자력연구원 블록형 노심 초고온가스로의 냉각압력용기 구조
WO2009028562A1 (ja) * 2007-08-31 2009-03-05 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 原子炉

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КИРИЛЛОВ П.Л. и др. Справочник по теплогидравлическим расчетам. Москва, Энергоатомиздат, 1990, с. 144-150, рис. 9.9, 9.10. ГАБРИАНОВИЧ Б.Н. и др. Гидродинамические неравномерности теплоносителя на входе в активную зону ядерного реактора. Атомная энергия, т. 111, вып. 3, сент. 2011, с. 177-180. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012136042A (ru) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9097470B2 (en) Internal liquid separating hood-type condensation heat exchange tube
CN104048413A (zh) 一种用于气液热交换的冷凝换热器
JP2007534895A5 (ru)
CN104828884A (zh) 一种可形成大范围空化的多层嵌套式空化器
RU2523025C2 (ru) Напорная камера
RU2525857C2 (ru) Напорная камера
CN111089278B (zh) 一种内管体管径变大的蒸汽发生器
CN112098131B (zh) 模拟核主泵进口非均匀来流的蒸汽发生器模拟装置
RU143903U1 (ru) Напорная камера
Ai et al. Hydraulic characteristics of multi-stage orifice plate
RU143539U1 (ru) Напорная камера
CN204006121U (zh) 一种大深宽比变截面换热通道
RU2526837C1 (ru) Распределительная камера
RU173450U1 (ru) Жаровая труба камеры сгорания газотурбинного двигателя с демпфирующими полостями
JP6312935B2 (ja) 脱気器（オプション）
CN109611811B (zh) 一种蒸汽发生器
CN203908026U (zh) 一种用于气液热交换的冷凝换热器
Pelevin Heat transfer in meshed metallic materials with interchannel transpiration and two-dimensional intermesh flow of a heat-transfer fluid
RU2525860C1 (ru) Распределительная камера
KR101623839B1 (ko) 드럼 히터
RU2352860C1 (ru) Термический деаэратор
KR20110000572U (ko) 3개의 챔버가 있는 증기히터
CN109611810B (zh) 一种电加热功率距离中心变化的蒸汽发生器
CN102679789A (zh) 一种螺旋波纹管
KR20120003597A (ko) 전기 보일러

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20160315