RU2725161C1 - Охлаждаемая стенка токамака - Google Patents
Охлаждаемая стенка токамака Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725161C1 RU2725161C1 RU2019138756A RU2019138756A RU2725161C1 RU 2725161 C1 RU2725161 C1 RU 2725161C1 RU 2019138756 A RU2019138756 A RU 2019138756A RU 2019138756 A RU2019138756 A RU 2019138756A RU 2725161 C1 RU2725161 C1 RU 2725161C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- elements
- conducting
- needle
- receiving surface
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L59/00—Thermal insulation in general
- F16L59/06—Arrangements using an air layer or vacuum
- F16L59/07—Arrangements using an air layer or vacuum the air layer being enclosed by one or more layers of insulation
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Изобретение относится к охлаждаемой стенке токамака. Стенка содержит поверхность приема теплового потока [1] и прилегающую к ней теплопроводящую зону [2], совместно с кожухом [3] образующую полость сбора пара, игольчатые теплопроводящие элементы [4], расположенные перпендикулярно теплопроводящей зоне [2] и имеющие с ней тепловой контакт. Игольчатые теплопроводящие элементы [4] образуют ряды. Все четные элементы в четном ряду выполнены полыми [5] и в нижней части имеют струйные распрыскиватели [6], а в верхней части полые элементы [5] соединены индивидуальными трубопроводами [7] с групповым трубопроводом [8] подачи воды. Тепловой поток, излучаемый высокотемпературной плазмой, воспринимается поверхностью приема теплового потока 1 и за счет теплопроводности материала теплопроводящей зоны 2 нагревает игольчатые теплопроводящие элементы 4 в кожухе 3, в том числе и полые элементы 5, к которым через индивидуальные трубопроводы 7 из группового трубопровода 8 подается вода. Перпендикулярное расположение игольчатых тепловыделяющих 4 и полых элементов 5 повышает эффективность отвода тепла от поверхности приема теплового потока 1. При этом максимальную температуру имеют поверхность приема теплового потока 1 и теплопроводяшая зона 2. Техническим результатом является повышение эффективности охлаждения стенок токамаков с высокой интенсивностью излучаемого теплового потока. 4 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, и в частности к системам отвода тепла в термоядерных реакторах типа токамак.
Известна термосиловая охлаждаемая конструкция стенки высокотемпературного воздушно-газового тракта (патент РФ №2403491, публ. 10.11.2010, МПК F16L 59/07), содержащая каналы для прохождения охлаждающей жидкости, имеющие тепловой контакт со стенкой камеры сгорания.
Недостатком настоящего технического решения является ограниченный отвод энергии от горячей стенки, связанный с недопустимостью закипания охлаждающей жидкости в каналах и образованием эффекта «запаривания».
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является охлаждаемая стенка токамака (патент РФ №2641651, опуб. 19.01.2018, МПК G21C 15/00, F16L 59/07, F23M 5/00), содержащая поверхность приема теплового потока и прилегаемую к ней теплопроводящую зону, внутри которой расположена группа форсунок. Каждая форсунка содержит камеру с осевым отверстием, соединенную с каналом подвода охлаждающей жидкости. В каждой форсунке выполнено сопло, расположенное соосно осевому отверстию. Со стороны сопел установлен кожух для сбора пара. Нагрев и испарение жидкости происходит на поверхности контакта.
Недостатком настоящего технического решения является низкая степень охлаждения при высокой интенсивности теплового потока, обусловленная небольшой площадью контакта охлаждающей жидкости и нагретой внутренней поверхностью сопел.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности парообразования и съема тепла с нагреваемой стенки.
Технический результат заключается в развитии поверхности испарения охлаждающей жидкости, что ведет к повышению эффективности парообразования и, как следствие, эффективности охлаждения стенок токамаков с высокой интенсивностью излучаемого теплового пока.
Это достигается тем, что в известную охлаждаемую стенку токамака, содержащую поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, совместно с кожухом образующую полость сбора пара, введены игольчатые теплопроводящие элементы, расположенные перпендикулярно теплопроводящей зоне и имеющие с ней тепловой контакт. Игольчатые теплопроводящие элементы образуют ряды. Все четные элемент в четном ряду выполнены полыми и в нижней части имеют струйные распрыскиватели, обеспечивающие круговой выброс воды на окружающие игольчатые теплопроводящие элементы, а в верхней части полые элементы соединены индивидуальными трубопроводами с групповым трубопроводом подачи воды.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена охлаждаемая стенка токамака, на фиг. 2 показан игольчатый теплопроводящий элемент, на фиг. 3 полый теплопроводящий элемент, а на фиг. 4 - размещение игольчатых теплопроводящих элементов на поверхности теплопроводящей зоны.
Охлаждаемая стенка токамака содержит поверхность приема теплового потока 1 и прилегающую к ней теплопроводящую зону 2, совместно с кожухом 3 образующую полость сбора пара, игольчатые теплопроводящие элементы 4, расположенные перпендикулярно теплопроводящей зоне 2 и имеющие с ней тепловой контакт. Игольчатые теплопроводящие элементы 4 образуют ряды. Все четные элемент в четном ряду выполнены полыми 5 и в нижней части имеют струйные распрыскиватели 6, а в верхней части полые элементы 5 соединены индивидуальными трубопроводами 7 с групповым трубопроводом 8 подачи воды.
Охлаждаемая стенка токамака работает следующим образом.
Тепловой поток, излучаемый высокотемпературной плазмой, воспринимается поверхностью приема теплового потока 1 и за счет теплопроводности материала теплопроводящей зону 2 нагревает игольчатые теплопроводящие элементы 4 в кожухе 3, в том числе и полые элементы 5, к которым через индивидуальные трубопроводы 7 из группового трубопровода 8 подается вода. Перпендикулярное расположение игольчатых тепловыделяющих 4 и полых элементов 5 повышает эффективность отвода тепла от поверхности приема теплового потока 1. При этом максимальную температуру имеют поверхность приема теплового потока 1 и теплопроводяшая зона 2. Поверхность приема теплового потока 1 выполняется из тугоплавких материалов, например, вольфрама, молибдена и т.п. При подаче воды в полые элементы 5 и ее выбросе через струйные распрыскиватели 6 на теплопроводящую зону 2, являющейся основанием игольчатых теплопроводящих элементов 4, происходит закипание воды в тонком слое контакта с горячей поверхностью приема теплового потока 1. Процесс носит взрывной характер, при котором часть микрокапли отбрасывается от горячей поверхности приема теплового потока 1. Подхваченная потоком образовавшегося пара часть микрокапли попадает на другой игольчатый теплопроводящий элемент 4, где процессы повторяются. В результате образуется смесь фрагментов перегретого пара и микрокапель воды, которая за счет давления образовавшегося пара перемещаемая к выходу. Контактируя с вершиной игольчатых теплопроводящих элементов 4, перегретый пар отдает часть тепла и остывает, а микрокапли испаряются. Движение пара обеспечивает быстрый отвод тепла от поверхности приема теплового потока 1. Каждый полый игольчатый элемент 5, осуществляющий выброс воды на горячее основание и окружающих его игольчатых теплопроводящих элементов 4, что обеспечивает развитую поверхность испарения. Все четные элемент в четном ряду выполнены полыми и в нижней части имеющими струйные распрыскиватели 6, обеспечивается круговой выброс воды на окружающие игольчатые теплопроводящие элементы 4.
Таким образом, обеспечивается развитие поверхности испарения охлаждающей жидкости, что приводит к повышению эффективности парообразования и съема тепла с нагреваемой стенки.
Использование изобретения позволяет повысить эффективность парообразования и, как следствие, эффективность охлаждения стенок токамаков с высокой интенсивностью излучаемого теплового потока.
Claims (1)
- Охлаждаемая стенка токамака, содержащая поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, совместно с кожухом образующие полость сбора пара, отличающаяся тем, что снабжена игольчатыми теплопроводящими элементами, расположенными перпендикулярно теплопроводящей зоне, имеющими с ней тепловой контакт и образующими ряды, все четные элементы в четном ряду которых выполнены полыми и в нижней части имеют струйные распрыскиватели, а в верхней части соединены индивидуальными трубопроводами с групповым трубопроводом подачи воды.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138756A RU2725161C1 (ru) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Охлаждаемая стенка токамака |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019138756A RU2725161C1 (ru) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Охлаждаемая стенка токамака |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2725161C1 true RU2725161C1 (ru) | 2020-06-30 |
Family
ID=71510096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019138756A RU2725161C1 (ru) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Охлаждаемая стенка токамака |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2725161C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2403491C2 (ru) * | 2008-03-26 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта |
CN104272397A (zh) * | 2012-04-20 | 2015-01-07 | 纽斯高动力有限责任公司 | 用于核反应堆的蒸汽发生器 |
KR101513138B1 (ko) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 한국원자력연구원 | 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전 |
RU2595639C2 (ru) * | 2014-12-04 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий "АТОМПРОЕКТ" ("АО "АТОМПРОЕКТ") | Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки |
RU2641651C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-01-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Охлаждаемая стенка токамака |
-
2019
- 2019-11-29 RU RU2019138756A patent/RU2725161C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2403491C2 (ru) * | 2008-03-26 | 2010-11-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта |
CN104272397A (zh) * | 2012-04-20 | 2015-01-07 | 纽斯高动力有限责任公司 | 用于核反应堆的蒸汽发生器 |
KR101513138B1 (ko) * | 2013-10-04 | 2015-04-20 | 한국원자력연구원 | 피동안전설비 및 이를 구비하는 원전 |
RU2595639C2 (ru) * | 2014-12-04 | 2016-08-27 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт энергетических технологий "АТОМПРОЕКТ" ("АО "АТОМПРОЕКТ") | Система пассивного отвода тепла из внутреннего объема защитной оболочки |
RU2641651C1 (ru) * | 2016-12-06 | 2018-01-19 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Охлаждаемая стенка токамака |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2644668C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2633741C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2725161C1 (ru) | Охлаждаемая стенка токамака | |
CN105793653A (zh) | 用于供暖锅炉的换热器 | |
KR101885092B1 (ko) | 리플렉터실드의 온도상승을 억제시키는 증착챔버 | |
JPH10153128A (ja) | 液体燃料及び気体燃料をガスタービンに供給するための方法及び装置 | |
RU2482388C2 (ru) | Нагревательное устройство | |
KR100862946B1 (ko) | 폐열 회수 장치 | |
RU2641651C1 (ru) | Охлаждаемая стенка токамака | |
RU2740042C1 (ru) | Система охлаждения стенки ядерного реактора | |
JP2001135337A (ja) | 燃料蒸発器 | |
RU2612491C1 (ru) | Парогазогенератор | |
RU2728279C1 (ru) | Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов | |
JP5785113B2 (ja) | 流体加熱用燃焼器付熱交換器 | |
JP5739229B2 (ja) | 過熱蒸気発生器 | |
KR102688448B1 (ko) | 고효율 코일/튜브형 리보일러 | |
KR101721681B1 (ko) | 기화기 | |
RU2353861C1 (ru) | Способ нагрева жидкого теплоносителя и устройство для его осуществления | |
KR101306783B1 (ko) | 온수발생부를 구비한 스털링 엔진의 연소장치 | |
KR100219911B1 (ko) | 가스연소장치 | |
RU2692596C1 (ru) | Теплогенератор газовый | |
RU2520206C2 (ru) | Способ получения пара и устройство для его реализации | |
RU2544417C1 (ru) | Парогенератор | |
JP2019045104A (ja) | 廃棄物焼却炉ボイラ | |
RU2705922C1 (ru) | Смесительная головка щелевого парогазогенератора |