RU2530984C1 - Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя - Google Patents
Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530984C1 RU2530984C1 RU2013136258/06A RU2013136258A RU2530984C1 RU 2530984 C1 RU2530984 C1 RU 2530984C1 RU 2013136258/06 A RU2013136258/06 A RU 2013136258/06A RU 2013136258 A RU2013136258 A RU 2013136258A RU 2530984 C1 RU2530984 C1 RU 2530984C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid metal
- cooler
- metal coolant
- coolant
- pipe
- Prior art date
Links
Images
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
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплотехники тяжелых жидкометаллических теплоносителей и может быть использовано в исследовательских, испытательных стендах и установках атомной техники с реакторами на быстрых нейтронах. В охладителе перед патрубком подвода охлаждающей воды установлен регулятор ее расхода, а перед ним - задатчик температуры, вход которого соединен с выходом термопреобразователя, установленного на патрубке отвода жидкометаллического теплоносителя. Технический результат - повышение эффективности теплообмена за счет автоматизации процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области теплотехники тяжелых жидкометаллических теплоносителей (расплавов свинца и его сплавов) и может быть использовано в исследовательских, испытательных стендах и установках атомной техники с реакторами на быстрых нейтронах.
При создании охладителей расплавов свинца и его сплавов всегда необходимо разрешать противоречие, заключающееся в следующем. Необходимо, с одной стороны, обеспечивать отвод от высокотемпературного расплава жидкого металла, задаваемое варьируемое количество тепла, поддерживая необходимую температуру расплава на выходе из охладителя. С другой стороны, необходимо исключить возможность замерзания расплава жидкого свинца (температура плавления свинца - 326°C, эвтектики свинец-висмут - 125°C) при всех изменениях температуры и расхода жидком металлического теплоносителя на входе в охладитель.
Применение в охладителях расплава жидкометаллического теплоносителя традиционной теплоотводящей среды - воды, возможно только при ее давлении существенно выше атмосферного; для охлаждения воды и для исключения застывания расплава свинца давление воды должно быть более 200 кгс/см2, что существенно усложняет конструкцию охладителя и контура его циркуляции. Применение в охладителе другой традиционной теплоотводящей среды - воздуха, учитывая его теплофизические свойства, требует значительных поверхностей теплообмена, что существенно увеличивает массогабаритные характеристики охладителя и его стоимость, сложнее решается проблема первоначального разогрева охладителя до температуры выше температуры плавления жидкометаллического теплоносителя перед вводом охладителя в работу. Поддержание постоянной температуры жидкого металла при варьируемых расходе и температуре теплоносителя на входе в охладитель возможно только за счет широкого диапазона расходов воздуха и, соответственно, изменения аэродинамического сопротивления охладителя, что существенно усложняет его конструкцию и контур циркуляции.
Известен теплообменник, содержащий корпус с крышкой, с патрубками входа и выхода теплообменивающихся жидкостей и пучок теплообменных U-образных труб, закрепленных в трубной доске (Патент RU №2383838, МПК F28D 7/00, опубл. 10.03.2010).
К недостаткам этого технического решения относятся: недостаточная эффективность регулирования теплообмена и возможное замерзание тяжелого жидкометаллического теплоносителя при операциях ввода и вывода теплообменника из действия.
Известна ядерная энергетическая установка, содержащая реактор со свинцовым теплоносителем или его сплавами, с размещенными под свободным уровнем теплоносителя активной зоной, парогенераторами, средствами циркуляции, системой защитного газа и теплообменником системы расхолаживания (Свидетельство на полезную модель RU №24748 МПК G21C 9/00 опубл. 20.08.2002).
Теплообменник системы расхолаживания представляет собой капал, заглубленный под свободный уровень теплоносителя, концевой участок которого размещен на уровне входа в напорную камеру активной зоны реактора, выходной конец сообщен с атмосферой через систему вытяжной вентиляции, например, через вытяжную трубу. На сообщенном с атмосферой входном участке установлено сопло, суженная часть которого соединена через арматуру с расположенной выше сопла водяной емкостью. Однако по своему конструктивному исполнению он не может служить прототипом.
В качестве прототипа принят теплообменник (Патент RU №2378593, МПК F28D 7/00, опубл. 10.01.2010), который может быть использован в ядерной энергетической установке. Теплообменник содержит корпус с патрубками подвода и отвода жидкометаллического теплоносителя, трубную теплообменную систему с патрубками подвода охлаждающей воды и отвода воздушно-паровой смеси. Входной участок труб теплообменной системы расположен в камере, образованной крышкой и трубной доской.
Однако в этом техническом решении недостаточна эффективность регулирования теплообмена.
Решаемая задача - совершенствование конструкции охладителя расплава жидкометаллического теплоносителя.
Технический результат - повышение эффективности регулирования теплообмена. Технический результат достигается тем, что в охладителе расплава жидкометаллического теплоносителя, содержащем корпус с патрубками подвода и отвода жидкометаллического теплоносителя, трубную теплообменную систему с патрубками подвода охлаждающей воды и отвода воздушно-паровой смеси, перед патрубком подвода охлаждающей воды установлен регулятор ее расхода, а перед ним - задатчик температуры, вход которого соединен с выходом термопреобразователя, установленного на патрубке отвода жидкометаллического теплоносителя, на входном участке труб теплообменной системы установлено устройство ввода капель воды в поток воздуха.
Обеспечивается надежное поддержание заданной температуры жидкометаллического теплоносителя при всех возможных изменениях его расхода и температуры на входе в охладитель, исключение замерзания жидкометаллического теплоносителя при всех возможных режимах его работы.
Изобретение поясняется чертежом, где схематично изображен охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя.
Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя содержит теплообменный модуль, состоящий из корпуса 1 с крышкой, патрубка 2 подвода и патрубка 3 отвода тяжелого жидкометаллического теплоносителя, трубную теплообменную систему 4 в виде трубок Фильда; выходные патрубки 5 линии отвода воздушно-паровой смеси, сообщенные с атмосферой, устройство 6 ввода капель воды в поток воздуха, компрессор и подводящие патрубки, линию 7 с патрубком подвода охлаждающей жидкости (воды), на которой установлен регулятор 8 расхода воды, управляемый от задатчика 9 температуры и сигнала термопреобразователя 10, установленного в выходном потоке жидкометаллического теплоносителя на патрубке 3 отвода теплоносителя. Вход задатчика 9 температуры соединен с выходом термопреобразователя 10.
Работа охладителя в технологическом режиме осуществляется следующим образом:
Начинается подача воды из линии 7 подвода воды в устройство 6 ввода капель воды в поток воздуха, куда одновременно начинается подача воздуха из компрессора в линию 11 подачи воздуха. В устройстве 6 ввода капель воды образуется водовоздушный поток с мелкодисперсной водной средой, взвешенной в потоке, который поступает в теплообменную систему 4 в виде трубок Фильда и, пройдя цикл нагревания, паровая смесь через патрубки 5 линии отвода воздушно-паровой смеси отводится в атмосферу. При изменении расхода жидкометаллического теплоносителя или при изменении температуры теплоносителя на выходе из охладителя происходит регулирование подачи воды с помощью регулятора 8 расхода воды, управляемого от задатчика 9 температуры и сигнала термопреобразователя 10, установленного в выходном потоке жидкометаллического теплоносителя. При выводе охладителя из действия прекращают подачу воды, затем отключают линию 11 подачи воздуха от компрессора. Остатки жидкометаллического теплоносителя дренируют через патрубок 12.
Охладитель предлагаемой конструкции позволит повысить безопасность эксплуатации и эффективность регулирования теплоотвода от тяжелого жидкометаллического теплоносителя за счет испарения мелкодисперсной фазы воды в системе теплообмена в виде трубок Фильда, а также исключить замерзание высокотемпературного теплоносителя при операциях ввода и вывода охладителя из действия. Применение данной системы позволит уменьшить массогабаритные характеристики охладителя по сравнению с известными воздушными теплообменниками за счет уменьшения теплообменных поверхностей необходимых для обеспечения охлаждения жидкометаллического теплоносителя, обеспечит удобство и простоту эксплуатации.
Анализ аналогов показывает, что предлагаемое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», а лабораторные испытания подтвердили его промышленную применимость. Охладитель преимущественно может быть использован для исследовательских, испытательных стендов и установок.
Claims (2)
1. Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя, содержащий корпус с патрубками подвода и отвода жидкометаллического теплоносителя, трубную теплообменную систему с патрубками подвода воды и отвода воздушно-паровой смеси, отличающийся тем, что перед патрубком подвода охлаждающей воды установлен регулятор ее расхода, а перед ним - задатчик температуры, вход которого соединен с выходом термопреобразователя, установленного на патрубке отвода жидкометаллического теплоносителя.
2. Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя по п.1, отличающийся тем, что на входном участке труб теплообменной системы установлено устройство ввода капель воды в поток жидкости.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136258/06A RU2530984C1 (ru) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013136258/06A RU2530984C1 (ru) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2530984C1 true RU2530984C1 (ru) | 2014-10-20 |
Family
ID=53381854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013136258/06A RU2530984C1 (ru) | 2013-08-01 | 2013-08-01 | Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2530984C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019031992A1 (ru) * | 2017-08-07 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр инноваций" | Система и способ аварийного расхолаживания ядерного реактора |
| CN117083682A (zh) * | 2021-03-15 | 2023-11-17 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 具有液态金属冷却剂的核反应堆 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1138533A (en) * | 1965-04-23 | 1969-01-01 | Priestley Ronald | Heat exchange apparatus |
| JPS5765582A (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-21 | Toshiba Corp | Intermediate heat exchanger |
| RU2378593C1 (ru) * | 2008-12-19 | 2010-01-10 | Иван Федорович Пивин | Теплообменник |
-
2013
- 2013-08-01 RU RU2013136258/06A patent/RU2530984C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1138533A (en) * | 1965-04-23 | 1969-01-01 | Priestley Ronald | Heat exchange apparatus |
| JPS5765582A (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-21 | Toshiba Corp | Intermediate heat exchanger |
| RU2378593C1 (ru) * | 2008-12-19 | 2010-01-10 | Иван Федорович Пивин | Теплообменник |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| RU 24748 U1 ГОУ ВПО НТУ) 20.08.2002 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019031992A1 (ru) * | 2017-08-07 | 2019-02-14 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр инноваций" | Система и способ аварийного расхолаживания ядерного реактора |
| CN117083682A (zh) * | 2021-03-15 | 2023-11-17 | 阿科姆工程合资(控股)公司 | 具有液态金属冷却剂的核反应堆 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101420168B (zh) | 用于变流器功率模块的水冷却装置 | |
| CN103366838B (zh) | 一种熔盐堆缓冲盐自然循环冷却系统 | |
| CN104347125A (zh) | 一种双通道自然循环系统装置 | |
| RU2530984C1 (ru) | Охладитель расплава жидкометаллического теплоносителя | |
| CN201294452Y (zh) | 用于变流器功率模块的水冷却装置 | |
| CN102192819B (zh) | 蒸汽发生器二次侧役前水压试验快速升温工艺 | |
| CN203824778U (zh) | 换热器性能测试平台 | |
| CN104634586B (zh) | 一种模拟热源系统的有机热载体炉快速安全降温装置 | |
| CN110849205B (zh) | 一种水冷定压补液水箱系统及其使用方法 | |
| CN207620875U (zh) | 一种柴油机用水冷却器 | |
| CN101844383B (zh) | 石蜡连续成型机工艺装置中的板式换热器及应用 | |
| CN210831910U (zh) | 热处理隧道炉发蓝炉箱专用水蒸气发生器 | |
| CN204963594U (zh) | 一种循环式冷凝设备 | |
| CN113865206A (zh) | 一种用于有机热载体锅炉取样冷却装置及其工作方法 | |
| CN202522505U (zh) | 一种模拟核电站二回路纯液相流动加速腐蚀实验系统 | |
| CN207922904U (zh) | 一种冷却循环水机组 | |
| CN109630212A (zh) | 高温气冷堆氦气透平发电系统 | |
| CN203459094U (zh) | 一种可快速降温的恒温槽 | |
| CN218252874U (zh) | 铸钠机冷却系统 | |
| CN217529177U (zh) | 一种用于压力铸造的恒温控制系统 | |
| CN210948812U (zh) | 一种汽轮机轴承降温装置 | |
| CN103045823A (zh) | 一种淬火液风冷装置 | |
| CN203096124U (zh) | 淬火液风冷装置 | |
| CN214671845U (zh) | 一种反应堆非能动余热排出系统 | |
| CN219064201U (zh) | 基于工作状态自动调节的闭式逆流冷却塔 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150802 |