Перископ для передачи оптических сигналов из реакционного пространства высокотемпературных реакторов Советский патент 1991 года по МПК F23M11/04 

Изобретение относится к устройствам для передачи оптических сигналов из реакционного пространства высокотемпературных реакторов, работающих при повышенном давлении.

Известен перископ для наблюдения процессов горения в реакторах, содержащий цилиндрическую водоохлаж- даемую оболочку с выходным соплом, имеющим конфузорный участок, соосно охватывающую с образованием кольцевого канала трубу для наблюдений, снабженную системой линз, фронтальная из которых обращена в сторону реакционного пространства (патент ЩР № 76055, кл. 24К, 8, опублик. 1971).

Недостатком данного устройства является отложение шлаков на охлаждаемой торцовой поверхности перископа, которые препятствуют ходу лучей, что ограничивает работоспособность устройства

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности Указанная цель достигается тем, что труба для наблюдений снабжена конусным сужающимся насадком с центральным отверстием и продольными сквозными щелями, охватывающим фронтальную линзу и размещенным с образованием кольцевой щели в конфузор- ном участке выходного сопла оболочки, угол сужения конфузорного участка которого равен или больше угла сужения внешней поверхности насадка, а суммарная площадь проходного сечения щелей в последнем превышает соответствующую площадь его центрального отверстия Сквозные щели насадка выполнены тангенциальными Кроме того, сквозные щели расположены по насадку симметрично и выполнены криволинейными в виде части эллипса с направленными в сторону его сужения незамкнутыми ветвями разной длины, наклоненными под углом, превышающим угол конусности насадка.

5

0

5

0

5

0

5

Насадок в зоне переднего торцового среза выполнен с наружным цилиндрическим участком, плавно сопряженным с его конусной поверхностью.

Кольцевая щель в зоне выходного сопла равномерно разделена на отдельные отверстия радиальными перегородками, закрепленными на насадке и примыкающими к оболочке.

Отношение площади проходного сечения центрального отверстия насадка к соответствующему сечению кольцевой щели составляет 0,5-1,А, преимущественно 1, а отношение диаметра центрального отверстия к диаметру фронтальной линзы составляет 0,125-0,2.

Выходное сопло выполнено на конце с диффузором, плавно сопряженным с предрасположенным конфузорным участком.

На фиг.1 изображен перископ, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на на фиг.З - вид Б на фиг.1; на фиг.4 - конуснь.й сужающийся насадок со сквозными щелями, выполненными в виде незамкнутых ветвей; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - узел I на фиг.1.

Перископ для передачи оптических сигналов из реакционного пространства высокотемпературных реакторов содержит цилиндрическую водоохлаждае- мую оболочку 1 с выходным соплом 2, имеющим конфузорный участок, соосно охватывающую с образованием кольцевого канала 3 трубу 4 для наблюдений, снабженную системой линз.

Фронтальная линза 5 обращена в сторону реакционного пространства. Труба 4 для наблюдений снабжена конусным сужающимся насадком 6 с центральным отверстием 7 и продольными сквозными щелями б, охватывающим фронтальную линзу 5 и размещенным с образованием кольцевой щели 9 в конфузорном участке выходного сопла 2 оболочки 1, угол сужения кон- фузорного участка сопла 2 равен или

больше угла сужения внешней поверхности насадка 6, а суммарная площадь проходного сечения щелей 8 в послед- нем превышает соответствующую пло- щадь его центрального отверстия 7. Сквозные щели 8 насадка 6 выполнены тангенциальными. Кроме того, сквоз- ные щели 8 расположены по насадку 6 вращательно-симметрично и выполнены криволинейными в виде части эллипса с направленными В сторону сужения насадка 6 незамкнутыми ветвями 10 и 11 разной длины, наклоненными под углом, превышающим угол конусности насадка 6.

Насадок 6 в зоне переднего торцо- вого среза выполнен с наружным ци- линдрическим участком 12, плавно сопряженным с его конусной поверхностью.

Кольцевая щель 9 в зоне выходного сопла 2 равномерно разделена на отдельные отверстия 13 радиальными перегородками 14, закрепленными на насадке 6 и примыкающими к оболочке 1. Перегородки 14 служат для центрирования насадка.6. При этом отношение площади проходного сечения центрального отверстия 7 насадка 6 к соответствующему сечению кольцевой щели 9 составляет 0,5-1,4, преимущественной 1, а отношение диаметра центрального отверстия 7 к диаметру фронтальной линзы 5 составляет 0,125- 0,2.

Выходное сопло 2 выполнено на конце с диффузором 15, плавно сопряженным с предрасположенным конфузор- ным участком.

Радиус R диффузорной поверхности выбирается таким, что угол обзора в реакторе не изменяется. Это значит, что поверхность диффузора 15 расположена за центральным отверстием 7.

Труба 4 для наблюдений через огнеупорную футеровку 16 вводится в реакционное пространство и фланцем 17 связывается герметично с кожухом реактора. Перископ закрывается рассчитанным на высокое давление окном 18. В кольцевой канал 3 подается продувочный газ через патрубок 19. Давление продувочного газа выше, чем давление в реакционном пространстве и составляет примерно 3,5 МПа. Труба 4 снабжена отверстиями 20, служащими для выравнивания давления между кольцевым каналом 3 и внутренним про-

0

5

0

0

5

0

5

0

5

странством трубы 4. Угол сужения поверхности насадка 6 к оси перископа равен 25°, а в реакционном пространстве угол обзора составляет примерно 50°. При эффективном диаметре фронтальной линзы 5 порядка 20 мм диаметр центрального отверстия 7 составляет 3 мм.

Оболочка 1 снабжена патрубками 21 и 22 для подачи и отвода охл.. «дающей воды и перегородкой 23.

Перископ работает следующим образом.

Через патрубок 19 подается продувочный газ в кольцевой канал 3. Часть продувочного газа проходит через кольцевую щель 9 в реакционное пространство. Другая часть через тангенциальные щели 8 поступает внутрь насадка 6 и затем закрученным потоком через центральное отверстие 7 также поступает в реакционное пространство. В оболочку 1 через патрубок 21 поступает охлаждающая вода. Благодаря перегородке 23 все количество воды подводится к особенно перегретым частям оболочки 1 - диффузору и торцовой поверхности.

При расходе продувочного газа примерно 30. м /ч перископ при продолжительной работе не подвержен отложениям шлака и- пыли, которые ограничивают угол обзора.

Формула изобретения

1. Перископ для передачи оптических сигналов из реакционного пространства высокотемпературных реакторов, содержащий цилиндрическую во- доохлаждаемую оболочку с выходным соплом, имеющим конфузорный участок, соосно охватывающую с образованием кольцевого канала трубу для наблюдений, снабженную системой линз, фронтальная из которых обращена в сторону реакционного пространства, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, труба для наблюдений снабжена конусным сужающимся насадком с центральным отверстием и продольными сквозными щелями, охватывающим фронтальную линзу и размещенным с образованием кольцевой щели в конфузорном участке выходного сопла оболочки, угол сужения конфузорного участка которого равен или больше

угла сужения внешней поверхности насадка, а суммарная площадь проходного сечения щелей в последнем превышает соответствующую площадь его центрального отверстия

2. Перископ по.п.1, отличающийся тем, что сквозные щели насадка выполнены тангенциальными.

3 Перископ по п.1, отличающий ся тем, что сквозные щели расположены по насадку симметрично и выполнены криволинейными в виде части эллипса с направленными в сторону его сужения незамкнутыми ветвями разной длины, наклоненными под углом, превышающим угол конусности насадка

4. Перископ по пп.1-3, отличающийся тем, что насадок в зоне переднего торцового среза выполнен с наружным цилиндрическим участком, плавно сопряженным с его конусной поверхностью

5

0

5

5 Перископ по , отличающийся тем, что кольцевая щель в зоне выходного сопла равномерно разделена на отдельные отверстия радиальными перегородками, закрепленными на насадке и примыкающими к оболочке

6 Перископ по , отличающий ся тем, что отношение площади проходного сечения центрального отверстия насадка к соответствующему сечению кольцевой щели составляет 0,5-1,4, преимущественно -1

7 Перископ по , отличающийся тем, что отношение диаметра центрального отверстия к диаметру фронтальной линзы составляет 0,125-0,2.

8 Перископ по пп.1-7, отличающий ся тем, что выходное сопло выполнено на конце с диффузором, плавно сопряженным с предрасположенным конфузорным участком

Л-А

Фиг 2

8ид 5

Фиг.з

77

Фаг.1+

7

Фиг. 5

Pu.Ј