RU2728279C1 - Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов - Google Patents
Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2728279C1 RU2728279C1 RU2019144187A RU2019144187A RU2728279C1 RU 2728279 C1 RU2728279 C1 RU 2728279C1 RU 2019144187 A RU2019144187 A RU 2019144187A RU 2019144187 A RU2019144187 A RU 2019144187A RU 2728279 C1 RU2728279 C1 RU 2728279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- group
- nozzles
- conducting zone
- heat flow
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к охлаждаемой стенке реактора высокотемпературных процессов, к области металлургии, ракетному двигателестроению, системам аварийного охлаждения атомных реакторов и, в частности, диверторам, лимитерам и бланкетам термоядерных реакторов типа токамак. Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов содержит поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, группу форсунок, регулярную совокупность игольчатых элементов, расположенных на поверхности теплопроводящей зоны, с нанесенным слоем нанотрубок, образующих нанорельеф. Указанная группа форсунок расположена напротив теплопроводящей зоны, а каждая форсунка группы выполнена двухкомпонентной газо-водяной. К группе форсунок подведены трубопроводы подвода сжатого инертного газа и охлаждающей воды. Излучаемый тепловой поток воспринимается поверхностью приема теплового потока, нагревает теплопроводящую зону и регулярную совокупность игольчатых элементов с нанесенным слоем нанотрубок, создавая вторичный тепловой поток, навстречу которому направлен мелкодисперсный двухкомпонентный газ для создания мелкодисперсной водяной «пыли». Техническим результатом является повышение теплоотдачи от корпуса высокотемпературного реактора путем того, что вода в микрокаплях за счет теплового потока с нанорельефа сразу превращается в пар, минуя фазу нагрева. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, ракетному двигателестроению, системам аварийного охлаждения атомных реакторов и, в частности, диверторам, лимитерам и 6 л анкетам термоядерных реакторов типа токамак и может быть использовано для охлаждения стенок камер с высокой интенсивностью теплового потока из центра камер на периферию.
Известна термосиловая охлаждаемая конструкция стенки элемента высокотемпературного воздушно-газового тракта (патент РФ №2403491, МПК F16L 59/07, публ. 10.11.2010), 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».
Известен порт-лимитер термоядерного реактора, содержащий охлаждаемую стенку (Патент РФ №2267174, МПК G21B 1/00, публ. 27.12.2005), каналы для прохождения охлаждающей жидкости, имеющие тепловой контакт с поверхностью, воспринимающей тепловой поток от плазмы.
Недостатком данного технического решения является ограниченный отвод энергии от горячей стенки.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является охлаждаемая стенка высокотемпературного реактора, описанная в патенте РФ №2467416, МПК G21C 15/18, публ. 20.11.2012) и содержащая поверхность приема теплового потока и прилегающую к ней теплопроводящую зону, группу форсунок, каждая из которых содержит камеру с осевым отверстием, каналы подвода охлаждающей жидкости. На поверхности приема теплового потока расположены несколько слоев металлических шариков, при этом вода, попавшая на их поверхность, испаряется и по каналам между шариками вырывается наружу, образуя паровую подушку, препятствующую попаданию распыляемой из форсунок воды на охлаждаемую поверхность.
Недостатком настоящего технического решения является низкая степень охлаждения при высокой интенсивности теплового потока.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности съема тепла с нагреваемой стенки.
Технический результат заключается в повышении теплоотдачи от корпуса высокотемпературного реактора.
Технический результат достигается тем, что в известной охлаждаемой стенке, содержащей поверхность приема теплового потока, прилегающую к ней теплопроводящую зону и группу форсунок, сформирована регулярная совокупность игольчатых элементов, расположенных на поверхности теплопроводящей зоны, с нанесенным слоем нанотрубок, образующих нанорельеф, при этом группа форсунок расположена напротив теплопроводящей зоны, а форсунки группы выполнены двухкомпонентными газо-водяными.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов, на фиг. 2 показан вид А - увеличенный фрагмент нанорельефа теплопроводящей зоны.
Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов содержит поверхность 1 приема теплового потока, изготовленной, как правило, из вольфрама, и прилегающую к ней теплопроводящую зону 2, группу форсунок 3, регулярную совокупность игольчатых элементов 4, расположенных на поверхности теплопроводящей зоны 2, с нанесенным слоем нанотрубок 5, образующих нанорельеф, при этом группа форсунок 3 расположена напротив теплопроводящей зоны 2, а каждая форсунка группы 3 выполнена двухкомпонентной газо-водяной, при этом к группе форсунок 3 подведены трубопроводы подвода сжатого инертного газа 6 и охлаждающей воды 7.
Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов работает следующим образом.
Тепловой поток, излучаемый, например, высокотемпературной плазмой, воспринимается поверхностью приема теплового потока 1, и за счет теплопроводности материала охлаждаемой стенки, изготовленной из материала с высокой теплопроводностью, нагревает теплопроводящую зону 2 и регулярную совокупность игольчатых элементов 4 с нанесенным слоем нанотрубок 5, создавая вторичный тепловой поток, навстречу которому направлен мелкодисперсный двухкомпонентный газо-водяной поток, создаваемый группой форсунок 3. Подача в группу форсунок 3 сжатого инертного газа позволяет создать мелкодисперсную водяную «пыль». Выполнение поверхности теплопроводящей зоны 2 в виде нанорельефа влияет на мелкодисперсное состояние теплоносителя. Это приводит к тому, что вода в микрокаплях за счет теплового потока с нанорельефа сразу превращается в пар, минуя фазу нагрева.
Образовавшаяся в процессе охлаждения стенки газопаровая смесь собирается в полости и может использоваться в энергетических целях.
Углеродные нанотрубки, образующие нанорельеф, имеют чрезвычайно развитую поверхность: удельная поверхность материала нанотрубок достигает значений около 600 м2/г. Столь высокая удельная поверхность, в несколько сотен раз превышающая удельную поверхность лучших современных радиаторов и обеспечивает высокую эффективность съема тепла с нагреваемой стенки.
Использование изобретения позволяет повысить теплоотдачу от корпуса высокотемпературного реактора за счет формирования охлаждающей среды в виде мелкодисперсного потока, а также формирование охлаждаемой поверхности в виде структуры с развитой поверхностью.
Claims (1)
- Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов, содержащая поверхность приема теплового потока, прилегающую к ней теплопроводящую зону и группу форсунок, отличающаяся тем, что снабжена регулярной совокупностью игольчатых элементов, расположенных на поверхности теплопроводящей зоны, с нанесенным слоем нанотрубок, образующих нанорельеф, при этом группа форсунок расположена напротив теплопроводящей зоны, а сами форсунки группы выполнены двухкомпонентными газо-водяными.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019144187A RU2728279C1 (ru) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019144187A RU2728279C1 (ru) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2728279C1 true RU2728279C1 (ru) | 2020-07-29 |
Family
ID=72085741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019144187A RU2728279C1 (ru) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2728279C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2267174C1 (ru) * | 2004-04-26 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Порт-лимитер термоядерного реактора |
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 |
RU2467416C1 (ru) * | 2011-10-20 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Система пассивной безопасности ядерной энергетической установки |
KR101716441B1 (ko) * | 2015-10-14 | 2017-03-14 | 한국수력원자력 주식회사 | 외부 냉각수 공급수단이 구비된 피동보조급수계통 |
FR3038445B1 (fr) * | 2015-07-03 | 2017-08-18 | Areva | Reacteur nucleaire avec un dispositif de filtration dans le reservoir irwst |
KR101789135B1 (ko) * | 2016-10-28 | 2017-10-25 | 한국원자력연구원 | 안전주입계통 및 이를 구비하는 원전 |
KR101796151B1 (ko) * | 2016-12-05 | 2017-11-10 | 한국원자력연구원 | 사용후 핵연료 냉각장치 및 그 제어방법 |
-
2019
- 2019-12-26 RU RU2019144187A patent/RU2728279C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2267174C1 (ru) * | 2004-04-26 | 2005-12-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" | Порт-лимитер термоядерного реактора |
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 |
RU2467416C1 (ru) * | 2011-10-20 | 2012-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Система пассивной безопасности ядерной энергетической установки |
FR3038445B1 (fr) * | 2015-07-03 | 2017-08-18 | Areva | Reacteur nucleaire avec un dispositif de filtration dans le reservoir irwst |
KR101716441B1 (ko) * | 2015-10-14 | 2017-03-14 | 한국수력원자력 주식회사 | 외부 냉각수 공급수단이 구비된 피동보조급수계통 |
KR101789135B1 (ko) * | 2016-10-28 | 2017-10-25 | 한국원자력연구원 | 안전주입계통 및 이를 구비하는 원전 |
KR101796151B1 (ko) * | 2016-12-05 | 2017-11-10 | 한국원자력연구원 | 사용후 핵연료 냉각장치 및 그 제어방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100570147C (zh) | 一种利用强吸热反应的层板发汗冷却结构 | |
JP3824488B2 (ja) | 低分子オレフィン製造プロセス、炭化水素熱分解反応装置並びに分解ガス急冷装置 | |
RU2358190C1 (ru) | Водородный высокотемпературный парогенератор с комбинированным испарительным охлаждением камеры смешения | |
JP6021661B2 (ja) | 燃料供給システム、スクラムジェットエンジン及びその動作方法 | |
WO2017088742A1 (zh) | 一种低负荷下高流动稳定性的超临界循环流化床锅炉水冷壁及实现低质量流速的方法 | |
KR20150028295A (ko) | 증기 개질기, 모듈 및 사용 방법 | |
CN113776087B (zh) | 氨燃料预分解-再生冷却燃烧室、燃气轮机及运行方法 | |
KR20200011481A (ko) | 원통다관 열교환기 | |
KR20110075487A (ko) | 고온가스로용 노심 | |
RU2728279C1 (ru) | Охлаждаемая стенка реактора высокотемпературных процессов | |
JP5717990B2 (ja) | 分解ガスの冷却のための熱交換器 | |
CN115726904A (zh) | 一种复合冷却形式的液体火箭发动机推力装置 | |
RU2641651C1 (ru) | Охлаждаемая стенка токамака | |
JP2021096062A (ja) | 放射合成ガス冷却器 | |
CN107702339A (zh) | 一种供热油装置供应热水和/或蒸汽的方法 | |
JP2007517941A (ja) | 機能強化された放射熱交換器 | |
KR101700753B1 (ko) | 증기발생기 및 이를 구비하는 원전 | |
Takai et al. | Heat transfer performance of EVAPORON-3 developed for an enlarged heat transfer surface of divertor | |
Anshakov et al. | Electric-arc steam plasma generator | |
JP2001073754A (ja) | 排気ガスエネルギを回収する熱交換器 | |
JP2016529467A (ja) | ツーパスボイラ構造を備える連続流動蒸気発生器 | |
RU2725161C1 (ru) | Охлаждаемая стенка токамака | |
KR101009212B1 (ko) | 가스 튜브 스팀 보일러에 스팀을 생성하는 방법 및 상기 방법을 사용하는 가스 튜브 스팀 보일러 | |
US20170038060A1 (en) | Quench system, system having quench system, and method of superheating steam | |
RU2740042C1 (ru) | Система охлаждения стенки ядерного реактора |