RU2641651C1 - Охлаждаемая стенка токамака - Google Patents
Охлаждаемая стенка токамака Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641651C1 RU2641651C1 RU2016147716A RU2016147716A RU2641651C1 RU 2641651 C1 RU2641651 C1 RU 2641651C1 RU 2016147716 A RU2016147716 A RU 2016147716A RU 2016147716 A RU2016147716 A RU 2016147716A RU 2641651 C1 RU2641651 C1 RU 2641651C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- tokamak
- nozzle
- axial hole
- chambers
- 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
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, ракетному двигателестроению, системам аварийного охлаждения атомных реакторов и, в частности, диверторам, лимитерам и бланкетам термоядерных реакторов типа токамак. Охлаждаемая стенка токамака содержит поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, внутри которой расположена группа форсунок, причем каждая форсунка содержит камеру с осевым отверстием, соединенную с каналом подвода охлаждающей жидкости. В каждой форсунке выполнено сопло, расположенное соосно осевому отверстию. На внутренней поверхности сопла выполнено оребрение. Со стороны сопел установлен кожух для сбора пара. Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения стенок камер с высокой интенсивностью теплового потока из центра камер на периферию. 2 ил.
Description
Изобретение относится к металлургии, ракетному двигателестроению, системам аварийного охлаждения атомных реакторов и, в частности, диверторам, лимитерам и бланкетам термоядерных реакторов типа токамак и может быть использовано для охлаждения стенок камер с высокой интенсивностью теплового потока из центра камер на периферию.
Известна термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта (патент РФ №2403491, публ. 10.11.2010, МПК F16L 59/07), содержащая каналы для прохождения охлаждающей жидкости, имеющие тепловой контакт со стенкой камеры сгорания.
Недостатком настоящего технического решения является ограниченный отвод энергии от горячей стенки, связанный с недопустимостью закипания охлаждающей жидкости в каналах и образованием эффекта «запаривания».
Известен порт-лимитер термоядерного реактора (Патент РФ №2267174, публ. 27.12.2005, МПК G21B 1/00), содержащий каналы для прохождения охлаждающей жидкости, имеющие тепловой контакт с поверхностью, воспринимающей тепловой поток от плазмы.
Недостатком данного технического решения также является ограниченный отвод энергии от горячей стенки.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является охлаждаемая стенка токамака, описанная в патенте РФ №2467416 «Система пассивной безопасности ядерной энергетической установки», публ. 20.11.2012, МПК G21C 15/18, и содержащая поверхность приема теплового потока и прилегаемую к ней теплопроводящую зону, группу форсунок, каждая из которых содержит камеру с осевым отверстием, каналы подвода охлаждающей жидкости. При этом на поверхности приема теплового потока расположены несколько слоев металлических шариков.
Недостатком настоящего технического решения является низкая степень охлаждения при высокой интенсивности теплового потока, обусловленная тем, что вода, попавшая на поверхность шариков, испаряется и по каналам между шариками вырывается наружу, образуя паровую подушку, препятствующую попаданию распыляемой из форсунок воды на охлаждаемую поверхность.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности съема тепла с нагреваемой стенки.
Технический результат заключается в повышении эффективности охлаждения стенок камер с высокой интенсивностью теплового пока из центра камер на периферию.
Это достигается тем, что известная охлаждаемая стенка токамака, содержащая поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, группу форсунок, каждая из которых содержит камеру с осевым отверстием, соединенную с каналом подвода охлаждающей жидкости, снабжена кожухом для сбора пара, при этом группа форсунок расположена внутри теплопроводящей зоны, причем в каждой форсунке выполнено сопло, расположенное соосно осевому отверстию, а на внутренней поверхности сопла выполнено оребрение, при этом кожух для сбора пара установлен со стороны сопел.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена охлаждаемая стенка токамака, на фиг. 2 показан разрез форсунки.
Охлаждаемая стенка токамака содержит поверхность приема теплового потока 1 и прилегающую к ней теплопроводящую зону 2, внутри которой расположена группа форсунок 3, причем каждая форсунка 3 содержит камеру 4 с осевым отверстием 5, соединенную с каналом подвода охлаждающей жидкости 6. В каждой форсунке 3 выполнено сопло 7, расположенное соосно осевому отверстию 5. На внутренней поверхности сопла 7 выполнено оребрение 8. Со стороны сопел 7 установлен кожух 9 для сбора пара.
Охлаждаемая стенка токамака работает следующим образом.
Тепловой поток, излучаемый высокотемпературной плазмой, воспринимается поверхностью приема теплового потока 1 и за счет теплопроводности материала охлаждаемой стенки токамака нагревает камеры 4 и сопла 7 форсунок 3. По каналам подвода охлаждающей жидкости 6 к камерам 4 форсунок 3 тангенциально подводится охлаждающая жидкость, например вода. Поток жидкости закручивается и через осевое отверстие 5 в камере 4 выбрасывается на оребренные поверхности сопла 7, где испаряется и образует исходящую струю пара. Исходящий от стенки токамака пар с группы форсунок 3 собирается в полости, образованной кожухом 9, и может использоваться в энергетических целях.
Особенность предлагаемого технического решения заключается в том, что направление теплового потока и направление движения охлаждающей жидкости совпадают, и в месте их соприкосновения, т.е. внутри форсунок 3, не возникает паровой подушки, препятствующей контакту горячей стенки токамака и охлаждающей жидкости. За счет оребрения внутренних поверхностей сопел 7 увеличивается время контакта капель жидкости с горячей поверхностью, что приводит к полному испарению жидкости с поверхностей сопел 7, тем самым повышается эффективность охлаждения стенки токамака.
Пар, образующийся на оребренных поверхностях сопел 7, выносится из них в направлении, совпадающем с направлением теплового потока, и не препятствует новому контакту горячей стенки с распыляемой охлаждающей жидкостью. Тем самым, устраняется принципиальный недостаток форсуночного охлаждения, связанный с образованием паровой подушки, противодействующей эффективному охлаждению стенки.
Одним из технологических вариантов изготовления предлагаемой охлаждаемой стенки токамака является вариант типа «бутерброд». В первом слое фрезеруются каналы подвода охлаждающей жидкости 6 и камеры 4 форсунок 3. Во втором слое по оси камер 4 выполняются сопла 7 форсунок 3. Затем оба слоя пайком высокотемпературным припоем соединяются между собой.
Использование изобретения позволяет повысить эффективность охлаждения стенки токамака за счет улучшения ее контакта с распыляемой охлаждающей жидкостью.
Claims (1)
- Охлаждаемая стенка токамака, содержащая поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, группу форсунок, каждая из которых содержит камеру с осевым отверстием, соединенную с каналом подвода охлаждающей жидкости, отличающаяся тем, что она снабжена кожухом для сбора пара, при этом группа форсунок расположена внутри теплопроводящей зоны, причем в каждой форсунке выполнено сопло, расположенное соосно осевому отверстию, а на внутренней поверхности сопла выполнено оребрение, при этом кожух для сбора пара установлен со стороны сопел.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147716A RU2641651C1 (ru) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Охлаждаемая стенка токамака |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016147716A RU2641651C1 (ru) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Охлаждаемая стенка токамака |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2641651C1 true RU2641651C1 (ru) | 2018-01-19 |
Family
ID=68235527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016147716A RU2641651C1 (ru) | 2016-12-06 | 2016-12-06 | Охлаждаемая стенка токамака |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2641651C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725161C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-06-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Охлаждаемая стенка токамака |
RU2738809C1 (ru) * | 2020-03-17 | 2020-12-17 | Акционерное общество "Красная Звезда" | Приемная пластина дивертора стационарного темоядерного реактора |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2267174C1 (ru) * | 2004-04-26 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Порт-лимитер термоядерного реактора |
RU2403491C2 (ru) * | 2008-03-26 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта |
RU2467416C1 (ru) * | 2011-10-20 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Система пассивной безопасности ядерной энергетической установки |
-
2016
- 2016-12-06 RU RU2016147716A patent/RU2641651C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2267174C1 (ru) * | 2004-04-26 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Порт-лимитер термоядерного реактора |
RU2403491C2 (ru) * | 2008-03-26 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта |
RU2467416C1 (ru) * | 2011-10-20 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Система пассивной безопасности ядерной энергетической установки |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725161C1 (ru) * | 2019-11-29 | 2020-06-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Охлаждаемая стенка токамака |
RU2738809C1 (ru) * | 2020-03-17 | 2020-12-17 | Акционерное общество "Красная Звезда" | Приемная пластина дивертора стационарного темоядерного реактора |
RU2738809C9 (ru) * | 2020-03-17 | 2021-02-15 | Акционерное общество "Красная Звезда" | Приемная пластина дивертора стационарного термоядерного реактора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106785822B (zh) | 一种冷却超高热流密度热源的系统和方法 | |
GB2476253A (en) | Fuel Injector Cooled by a Heat Pipe | |
RU2641651C1 (ru) | Охлаждаемая стенка токамака | |
CN103441422B (zh) | 基于喷雾汽化的大功率激光器热管理装置及方法 | |
KR20010031540A (ko) | 다중 모드 2상 냉각 모듈 | |
SE1150875A1 (sv) | Arrangemang utrustat med värmeöverförande flänsar för att införa ett vätskeformigt medium i avgaser från en förbränningsmotor | |
CN107150810B (zh) | 飞行器热部件的防护系统 | |
CN108551750B (zh) | 一种增强射流散热器散热效率装置,散热组件以及制作方法 | |
US11549758B2 (en) | Microchannel heat exchanger structure with nozzle and working method thereof | |
CN103344143A (zh) | 一种环路热管用蒸发器和储液器及其应用 | |
US20220099382A1 (en) | Boiling enhancement device | |
Zhang et al. | Impact of additive manufacturing on performance enhancement of heat exchangers: a case study on an air-to-air heat exchanger for high temperature applications | |
US8842435B2 (en) | Two-phase heat transfer assemblies and power electronics incorporating the same | |
US9194233B2 (en) | Disk turbine using heat pipes | |
RU2728279C1 (ru) | Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов | |
CN107179013B (zh) | 一种非单向中间热点保护的自循环高效热管 | |
RU2651083C1 (ru) | Кристаллизатор для получения непрерывных цилиндрических заготовок | |
TWM576339U (zh) | Evaporator structure | |
KR101700753B1 (ko) | 증기발생기 및 이를 구비하는 원전 | |
CN204404235U (zh) | 一种带有冷却结构的燃气轮机燃烧室过渡段 | |
RU2740042C1 (ru) | Система охлаждения стенки ядерного реактора | |
JP2017219269A (ja) | 発熱体の冷却方法 | |
WO2013110938A2 (en) | A generator for an absorption chiller and an absorption chiller comprising such a generator | |
Hou et al. | Visualization of film wavelike characteristics and measurement of film thickness in spray cooling | |
RU2725161C1 (ru) | Охлаждаемая стенка токамака |