ТЕПЛОПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1997 года по МПК F28F13/12 

Изобретение относится к устройствам для получения насыщенного или перегретого пара.

Известно теплопередающее устройство, содержащее соосные теплопередающие элементы, между которыми размещено закручивающее устройство, причем на внутреннем тепловыделяющем элементе выполнены продольные ребра.

Недостатком теплопередающего устройства является снижение критических тепловых нагрузок на вогнутой поверхности наружного тепловыделяющего элемента за счет уноса жидкости, текущей на вогнутой поверхности.

Цель изобретения повышение энергонапряженности устройства за счет повышения критических тепловых потоков.

Цель достигается тем, что на внутренней поверхности наружного тепловыделяющего элемента выполнены продольные выступы.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Устройство содержит тепловыделяющие элементы 1 и 2, концентрично установленные относительно друг друга и образующие кольцевую щель 3 для прохода теплоносителя. Тепловыделение в элементах 1 и 2 осуществляется с помощью реакции деления либо омического тепла. Возможен также косвенный обогрев элементов другим теплоносителем.

Внутри кольцевой щели 3 установлено закручивающее устройство 4. В качестве последнего могут быть использованы спиральные вставки, ленты и т.д. Закручивающее устройство 4 установлено так, что образует зазоры с внутренней поверхностью наружного твэла 1 и наружной поверхностью внутреннего твэла 2. На внутренней поверхности наружного твэла 1 и на наружной поверхности внутреннего твэла 2 установлены продольные ребра 5. Продольные ребра 5 выполняют следующие функции образуют ячейки, имеющие общую границу по жидкости с закрученным потоком, который создается закручивающим устройством 4. Благодаря наличию жидкой границы окружные скорости в ячейках равны окружной скорости, образованной закручивающим устройством 4.

,
где D диаметр канала;
T шаг закрутки закручивающего устройства;
G, ρ расход и плотность жидкости;
S проходное сечение канала.

Наличие твердых границ способствует образованию микровихрей с центрами вращения в межреберном пространстве, радиус вращения порядка r ~ Δ где D - высота ребер. Так как D 0,1 0,5 мм, т.е. достаточно мала, велики, во всяком случае, центробежное ускорение основного закручивающего потока g_ц.б.≃ W²/D намного меньше центробежного ускорения g_ц.б. микровихревого движения (D ≫ Δ), g*ц.б.

≫ g_ц.б. Благодаря значительному увеличению g*ц.б. как на внутреннем, так и наружном твэле усиливаются эффекты, связанные с выбросом влаги на теплоотдающие поверхности и отсосом пара с теплоотдающих поверхностей. В результате этого значительно возрастают критические тепловые потоки на внутреннем и наружном твэле.

Теплопередающее устройство работает следующим образом. Теплоноситель поступает на вход устройства, часть теплоносителя попадает на закручивающее устройство 4, остальная часть распределяется по продольным щелям, образованным закручивающим устройством 4 и внутренней поверхностью наружного твэла 1 и наружной поверхностью внутреннего твэла 2. Закручивающее устройство 4 создает в межреберном пространстве на теплоотдающих поверхностях микровихри большой интенсивности, которые и способствуют значительному увеличению критического теплового потока.

Предлагаемое изобретение позволит значительно повысить энергонапряженность канала и надежность его работы.

Использование: в тепловой и ядерной энергетике и в установках, предназначенных для получения пара. Сущность изобретения: устройство содержит тепловыделяющие элементы, в зазоре между которыми размещено закручивающее устройство, а на внутреннем элементе и внутренней поверхности наружного элемента выполнены продольные выступы. 1 ил.

Теплопередающее устройство, содержащее коаксиально расположенные трубчатые тепловыделяющие элементы, в зазоре между которыми размещено закручивающее устройство, причем на внутреннем тепловыделяющем элементе выполнены продольные ребра, отличающееся тем, что, с целью повышения энергонапряженности канала путем повышения критических тепловых потоков, на внутренней поверхности наружного тепловыделяющего элемента выполнены продольные выступы.