Установка для криостатирования облучаемых образцов в ядерном реакторе Советский патент 1989 года по МПК G21K5/08 

Изобретение относится к оборудованию ядерного реактора и предназначено для использования при различных исследованиях в области радиационной физики, радиационного материаловедения и т.д.

Цель изобретения - уменьшение расхода хладагента.

На чертеже представлена схема установки для криостатирования облучаемых образцов в ядерном реакторе.

Устройство содержит криостат 1, рабочую камеру 2, активную зону 3 ядерного реактора 5 компрессор 4, систему 5 теплообменников, кожух 6 крио- стата, кожух 7 систеьл теплообменников, бейпасный вентиль 8, регулируемый делитель 9 потока теплоносителя, регулируемый сумматор 10, первый теп- лообменник 11, второй теплообменник 12, сумматор 13, третий теплообменник 14, бак 15 для жидкого хладагент.а, делитель 16, четвертый теплообменник 17, экран 18, входную трубку 19 для заливки жидкого хладагента и выходную трубку 20 для отвода паров хладагента, вентили 21 и 22 для подсоединения компрессора 4 к системе 5 теплообменников, вентиль 23 для откачки циркуляционного объема.

Установка работает следующим образом.

При закрытых вентилях 21-23 устанавливают в рабочую камеру 2 образец .

«:.|&

24. Открывают вентиль 23 и откачивают циркуляционный объем до (5 - 1) 10 мм рт.ст. Перекрывают вентиль 23 и открывают вентили 21 и 22, При I этом теплоноситель через компрессор 4 из газгольдера (не показан) заполняет циркуляционный объем. После этого включают компрессор. Посредством бейпасного вентиля 8 устанавливают расход теплоносителя, соответствующий тепловым нагрузкам на криостат и заданной температуре образца 24. Регулируемый делитель 9 и регулируемый сумматор 10 настраивают таким образом, чтобы количества теплоносителя, проходящие через теплообменники 11 и 17, были одинаковы, В бак 15 через В5 одную трубку 19 заливают жидкий хладагент с такой скоростью, что- бы его пары выходили из выходной трубки 20 при температуре окружающей среды, т.е. чтобы в теплообменнике 11 происходил полный теплообмен между теплоносителем и парами хладаген- та.

По мере понижения температуры теплоносителя, выходящего из теплообменника 17, регулируемый делитель 9 перестраивают таким образом, чтобы пос ле достижения стационарного режима работы выходящий из теплообменника 1I теплоноситель имел температуру кипения жидкого хладагента, а выходящие из него пары имели температуру окружающей среды. Одновременно регулируемый сумматор 10 перестраивают таким образом, чтобы через теплообменник 12 обратный поток теплоносителя проходил с таким же расходом, с каким проходит через него прямой поток теплоносителя. 3 зтом случае прямой поток теплоносителя из теплообменника 12 в сумматор 13 поступает с температурой возвращающегося из крио стата 1 обратного потока теплоносителя, а обратный поток из теплообменника 12 выходит с температурой окружающей среды. Очевидно, что остальна часть обратного потока теплоносителя проходит через теплообменник 17, ох- лаждает тепловой экран .18 и в конечном итоге уменьшает теплопритов из окружающей среды к криосистеме.

п с

5

0

Изобретение предусматривает использование как теплоты испарения жидкого хладагента, так и теплоемкости его паров. За счет того, что суммарная теплоемкость паров хладагента и обратного потока теплоносителя больше теплоемкости прямого потока теплоносителя, всегда можно исключить утечку холода из установки и за счет этого уменьшить расход хладагента.

Формула изобретения

Установка для криостаткрования облучаемых образцов в ядерном реакторе, содержащая криостат, рабочую ка- меру, кожух,компрессор, систему теплообменников, отличающая- с я тем, что, с целью уменьшения расхода хладагента, установка дополнительно содержит регулируемый дели--- тель, регулируемый сумматор, сумматор, делитель, при этом система теплообменников состоит из первого, второго, третьего, помещенного в бак с входной и выходной трубками для жидкого хладагента, и четвертого теплообменников, последних из которых расположен Между криостатом и кожухом, причем вход регулируемого делителя подключен к выходу компрессора, первый его выход подключен к первому входу первого теплообменника, а второй выход - к первому входу второго теплообменника; первый выход первого теплообменника подключен к первому входу сумматора, а первый выход второго теплообменника - к его второму входу; выход сумматора через третий теплообменник и рабочую связан с входом делителя, первый выход которого соединен с вторым входом второго теплообменника, а второй - через четвертый теплообменник с первым входом регулируемого сумматора; второй выход второго теплообменника соединен с вторым входом регулируемого - - сумматора, выход которого подключен к входу компрессора; выходная трубка бака соединена с вторым входом первого теплообменника, второй выход которого связан с атмосферой.

23

Изобретение относится к оборудованию ядерного реактора и лредназна- чено для использования при различных исследованиях в области радиационной фргзики, радиационного материаловедения и т.д. Цель изобретен11я - уменьшение расхода хладагента. При ра:боте установки теплоноситель от компрессора 4 проходит через регулируемый делитель 99 первый 11 и второй 12 теплообменники и через сумматор 13, третий теплообменник 14, помещенный в жидкий хладагент в баке 15, достигает рабочей камеры 2 с образцом 24, облучаемым в активной зоне 3 ядерного реактора. Далее поток в делителе 16 разветвляется на два, один из которых поглощает.тепло в четвертом теплообменнике 17, а другой охлаждает во втором теплообменнике 12 входа- щий поток до равной ему температуры. Установка позволяет улучшить тепло- обмен и тем самым снизить расход жид- кого хладагента. 1 ил. С ®