Испарительный узел Советский патент 1992 года по МПК F22B27/16 

Изобретение относится к области энергетики и химической промышленности и может быть использовано в испарительных устройствах,в частности,в ядерных энергетических установках.

Цель - повьш1ение экономичности и надежности путем повышения критической плотности теплового потока при испарении жидкости.

Йа фиг.1 и 2 приведены варианты выполнения предлагаемого испарительного узла.

Испарительный узел содержит концентрично установленные центральный и периферийный ТВЭЛ 1, 2 и перфорированную обечайку 3, размещенную между ТВЭЛ 1,2с образованием до и после нее по ходу испаряемой среды входной и .выходной камер 4 и 5 соответственно, а в ее зоне - центрального и периберийного кольцевых каналов 6 и 7 с закручивающим устройством 8 в последнем и торцовыми участками 9, 10, сообщенных с камерами 4 и 5. Периферийный канал. 7 сообщен с входной . камерой 4, а центральный канал 6 - с выходной камерой 5 через торцовые участки 9 и 10, причем длина обечайки 3 выполнена большей или равной, максимальной из длин ТВЭЛ 1, 2.

ел ю ел

Сл 00

15

В обечайке 3 выполнены отверстия 11. Их суммарная площадь составляет 5-20% от площади поверхности обечайки 3, а их диаметр не должен превы- шать 0,1 df- (dp - гидравлический диаметр канала, причем для обеспечения примерного равенства скоростей в каналах 6 и 7 их гидравлические диаметры выбирают одинаковьми). Указан- ный размер: отверстий 11 выбран (по опытным данным) не превьшающим толщины жидкой пленки, текущей по внутренней стенке обечайки 3.

В качестве закручивающего устрой- ства 8 могут быть использованы витые ленты,.винтовые вставки и т.д.

Испарительный узел работает сле- ДУЮ1ЩШ образом.,

Жидкость поступает во входную ка- меру 4 и из нее в периферийный канал 7 (в варианте устройства, приведенного на фиг.1), где закручивается устройством 8 и начинает испаряться тепловыделяющим элементом 2. Благодаря закрутке основная масса жидкости движется вдоль тепловыделяющего элемен- та 2, что препятствует возникновению кризиса теплообмена. В центральном кольцевом канале 6 часть жидкости . смачивает тепловыделяющий элемент 1, другая часть течет вдоль обечайки 3 и через отверстия 11 переходит в периферийный канал 7 благодаря подсасывающему эффекту устройства 8. При повьшении паросодержания в периферий- ном канале 7 давление в нем снижается, и поток жидкости из центрального канала 6 в периферийный канал 7 увеличивается. Такой автоматически регулируемый перепуск жидкости в перифе- .рийный канал повышает устойчивость работы испарительного узла, позволя38

ет полнее использовать испаряемзж) жидкость, повысить энергонапряжен ность при бескризисной работе.

Отношение мощностей центрального и периферийного тепловьщеляющих элементов 1, 2 выбирается равным отношению критических плотностей тепловых потоков в соответствующих каналах 6 и 7.

Па выходе испарительного узла получают перегретый .пар либо пароводяную смесь.

Вариант испарительного узла, изображенный на фиг.2, работает аналогично с той лишь разницей, что поток теплоносителя еще до начала нагрева разделяется обечайкой 3 на два па- раллельны:с потока.

Формула изобретения

Испарительный узел, содержащий концентрично установленные центральный и периферийный .ТВЭЛ и перфорированную обечайку, размещенную между последними с образованием до и после нее по ходу испаряемой среды входной и выходной камер, а в ее зоне - центрального и периферийного ко.льцевых каналов с закручивающим устройством в последнем и с торцовыми участками, сообщенных с упомянутыми камерами, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повышения экономичности.и надежности -путем повышения критической плотности теплового потока, периферийный канал - с входной, а центральный - с выходной камерами сообщены через упомянутые торцовые участки этих каналов, .причем длина обечайки выполнена большей или равной максимальной из длин упомянутых ТВЭЛ.

Испарительный узел (ИУ) относится к области энергетики и химической промышленности и м.б. использован, в частности, в ядерных энергетических установках. Цель - повышение экономичности и надежности путем повьшения критической плотности теплового потока при испарений жидкости. ИУ содержит концентрично установленные центральный и периферийный ТВЭЛ (Т) 1, 2 и перфорированную обечайку (ПО) 3, размещенную между Т 1, 2с образованием до и после нее по ходу испаряемой среды входной и выходной камер (К) 4 и 5, а в ее з оне - центрального и периферийного кольцевых каналов (КК) 6 и 7 с закручивающим устройством 8 в последнем и t торцовыми участками 9 и to, сообщенных с камерами 4 и 5. КК 6 сообщен с К 5, а КК 7 - с К 4 соответственно через торцовые участки 9 и 10. Длина ПО 3 выполнена большей или равной максимальной из длин Т 1, 2. При работе ИУ за счет закручивающего устройства 8 жидкость из центрального КК 6 отсасывается в периферийный КК 7, уменьшая вероятность возникновения кризиса теплообмена в КК 7. 2 ил. С