ДРОССЕЛЬ Российский патент 2010 года по МПК F22B37/74 F16K47/00 

Изобретение относится к дроссельным устройствам теплообменной техники и предназначено для использования в качестве регулятора потока жидкости в теплообменнике с U-образным пучком труб ядерной энергетической установки (ЯЭУ) работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Известно дросселирующее устройство для труб, включенных в коллектор, содержащее дроссели, вставленные в отверстия труб коллектора, причем дроссели прикреплены к рейке, установленной в коллекторе (а.с. SU 564489. F22B 37/74, Титов В.Ф. и др. Дросселирующее устройство для труб, включенных в коллектор, приоритет 28.05.74, опубл. бюллетень изобретений № 25. 05.07.1977 - аналог).

Недостатком этого технического решения является то, что оно состоит из большого количества элементов, взаимосвязанных между собой большими протяженными площадями соприкосновения. Опыт эксплуатации дроссельных устройств показал, что накипеобразующие отложения в таких конструкциях за время межремонтного периода настолько крепко связывают эти элементы, что профилактическое проведение демонтажа устройств для ревизионного контроля состояния оборудования становится трудновыполнимым. Кроме того, это устройство рассчитано на небольшой ряд дросселей, так как монтаж связан с межосевыми расстояниями отверстий под трубы, что также суживает область применения данного устройства.

Известно дросселирующее устройство, преимущественно для парогенерирующего элемента, содержащее корпус, обтекатель и деформируемый дроссель, причем корпус разделен радиальными и поперечными сетчатыми перегородками на ячейки, а дроссель выполнен в виде упругих пустотелых элементов, размещенных в этих ячейках (а.с. SU 848885. F22B 37/74, Дресвянкин B.C. и др. Дросселирующее устройство, приоритет 26.11.79, опубл. бюллетень изобретений № 27. 23.07.1981 - прототип).

Недостатком этого технического решения является то, что не обеспечивается равномерная раздача по площади поперечного сечения теплообменной трубы, приводящая к температурной разверке по стенке трубы. Опыт эксплуатации дроссельных устройств при такой разверке показал, что это являлось причиной межкристаллитных трещин стенок труб. Кроме того, работоспособную конструкцию дросселя предлагаемого вида для трубы малого диаметра при больших диапазонах изменения давления, расхода, температуры для соответствующего межремонтного ресурса выполнить достаточно сложно либо экономически нецелесообразно.

Информационный поиск научно-технических достижений по этой теме, тематический анализ изобретений патентного фонда ВПТБ по решению данной проблемы не выявили совокупности отличительных признаков, присущих и сходных с признаками предлагаемого изобретения, которое может быть использовано в качестве регулятора потока жидкости в теплообменнике с U-образным пучком труб корабельной ЯЭУ, работающей на жидкометаллическом теплоносителе в режиме переменных нагрузок.

Технический результат изобретения - обеспечение надежности системного регулирования потока жидкости в теплообменнике с U-образным пучком теплообменных труб для организации форсированного теплообмена в режиме переменных нагрузок, а также удобство контроля и проведения профилактических ремонтных работ.

Указанный технический результат достигается тем, что дроссель содержит хвостовик и стакан и установлен на входном участке теплообменной трубы с возможностью взаимодействия с прижимной решеткой, скрепленной разъемным соединением с трубной доской. Стакан выполнен с возможностью взаимодействия его днища с прижимной решеткой. Прижимная решетка установлена с возможностью перемещения вдоль труб, причем полость, образованная хвостовиком и стаканом, снабжена набором гидрофильных капиллярно-пористых теплопроводных сеток, скрепленных жестко между собой, причем набор гидрофильных капиллярно-пористых сеток выполнен съемным.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан продольный разрез дросселя;

на фиг.2 - гидрофильная капиллярно-пористая теплопроводная сетка.

Теплообменник (не показан) содержит дроссели, состоящие из хвостовиков 0, вставляемых в теплообменные трубы 1, укрепленные в трубной доске 2, и охватывающих хвостовики 0 стаканов 3, причем последние образуют между собой полость, внутри которой размещен набор гидрофильных капиллярно-пористых теплопроводных сеток 4, скрепленных жестко между собой. Плотное прилегание всего дросселя осуществляется с помощью прижимной решетки 5, соединяемой с трубной доской 2 по периферии трубного пучка с помощью разъемного соединения: шпилек 6, колпачковых гаек 7, стопорных шайб 8.

Дроссель работает следующим образом.

При работе дроссель находится в объеме раздающей камеры теплообменника, куда поступает котловая вода из сепаратора (не показан), далее по перфорации прижимной решетки 5 поступает в полость, образованную хвостовиком 0 и стаканом 3, откуда по проточным каналам набора гидрофильных капиллярно-пористых теплопроводных сеток поступает в полость теплообменных труб 1, обеспечив необходимую равномерную раздачу и профилирование расходной характеристики по высоте теплообменника. Так как длина труб 1 в U-образном пучке различна, для этого требуется профилирование расходных характеристик по теплообменным трубам 1, достигаемое за счет подбора гидрофильности и теплопроводности наборов сеток, устанавливаемых в внутридроссельную полость для каждой трубы 1.

Применение конструкции дросселя предлагаемого вида позволяет обеспечить равномерную расходную характеристику по сечениям отверстий теплообменника с U-образным трубным пучком в широком диапазоне пропускной способности для жидкости, повысить эксплуатационную надежность конструкции теплообменника в целом.

Изобретение предназначено для дросселирования жидкости и может быть использовано в теплотехнике. Дроссель содержит хвостовик и стакан и установлен на входном участке теплообменной трубы с возможностью взаимодействия с прижимной решеткой, скрепленной разъемным соединением с трубной доской. Стакан выполнен с возможностью взаимодействия его днища с прижимной решеткой. Прижимная решетка установлена с возможностью перемещения вдоль труб. Полость, образованная хвостовиком и стаканом, снабжена набором гидрофильных капиллярно-пористых теплопроводных сеток, скрепленных жестко между собой. Набор гидрофильных капиллярно-пористых сеток выполнен съемным. Изобретение обеспечивает равномерный расход жидкости и улучшение ремонтопригодности и эксплуатационной надежности. 2 ил.

Дроссель, содержащий хвостовик и стакан и установленный на входном участке теплообменной трубы с возможностью взаимодействия с прижимной решеткой, скрепленной разъемным соединением с трубной доской, при этом стакан выполнен с возможностью взаимодействия его днища с прижимной решеткой, отличающийся тем, что прижимная решетка установлена с возможностью перемещения вдоль труб, причем полость, образованная хвостовиком и стаканом, снабжена набором гидрофильных капиллярно-пористых теплопроводных сеток, скрепленных жестко между собой, причем набор гидрофильных капиллярно-пористых сеток выполнен съемным.