SU1387734A1 - Installation for cryostating irradiated specimens in nuclear reactor - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к оборудованию  дерного реактора и лредназна- чено дл  использовани  при различных исследовани х в области радиационной фргзики, радиационного материаловедени  и т.д. Цель изобретен11  - уменьшение расхода хладагента. При ра:боте установки теплоноситель от компрессора 4 проходит через регулируемый делитель 99 первый 11 и второй 12 теплообменники и через сумматор 13, третий теплообменник 14, помещенный в жидкий хладагент в баке 15, достигает рабочей камеры 2 с образцом 24, облучаемым в активной зоне 3  дерного реактора. Далее поток в делителе 16 разветвл етс  на два, один из которых поглощает.тепло в четвертом теплообменнике 17, а другой охлаждает во втором теплообменнике 12 входа- щий поток до равной ему температуры. Установка позвол ет улучшить тепло- обмен и тем самым снизить расход жид- кого хладагента. 1 ил. С ®The invention relates to the equipment of a nuclear reactor and is intended for use in various studies in the field of radiation radiation, radiation materials, etc. The purpose of the invented 11 is to reduce refrigerant consumption. In case of installation: the heat carrier from the compressor 4 passes through the adjustable divider 99 first 11 and second 12 heat exchangers and through the adder 13, the third heat exchanger 14 placed in the liquid refrigerant in the tank 15 reaches the working chamber 2 with the sample 24 irradiated in the active zone 3 nuclear reactor. Further, the stream in divider 16 splits into two, one of which absorbs. The heat in the fourth heat exchanger 17, and the other cools the second stream in the second heat exchanger 12 to a temperature equal to it. The installation allows to improve heat transfer and thereby reduce the flow rate of the liquid refrigerant. 1 il. С ®

Description

Изобретение относитс  к оборудованию  дерного реактора и предназначено дл  использовани  при различных исследовани х в области радиационной физики, радиационного материаловедени  и т.д.The invention relates to the equipment of a nuclear reactor and is intended for use in various studies in the field of radiation physics, radiation materials, etc.

Цель изобретени  - уменьшение расхода хладагента.The purpose of the invention is to reduce refrigerant consumption.

На чертеже представлена схема установки дл  криостатировани  облучаемых образцов в  дерном реакторе.The drawing shows a setup for cryostatting irradiated samples in a nuclear reactor.

Устройство содержит криостат 1, рабочую камеру 2, активную зону 3  дерного реактора 5 компрессор 4, систему 5 теплообменников, кожух 6 крио- стата, кожух 7 систеьл теплообменников , бейпасный вентиль 8, регулируемый делитель 9 потока теплоносител , регулируемый сумматор 10, первый теп- лообменник 11, второй теплообменник 12, сумматор 13, третий теплообменник 14, бак 15 дл  жидкого хладагент.а, делитель 16, четвертый теплообменник 17, экран 18, входную трубку 19 дл  заливки жидкого хладагента и выходную трубку 20 дл  отвода паров хладагента , вентили 21 и 22 дл  подсоединени  компрессора 4 к системе 5 теплообменников , вентиль 23 дл  откачки циркул ционного объема.The device contains a cryostat 1, a working chamber 2, an active zone 3 of a nuclear reactor 5 compressor 4, a system 5 of heat exchangers, a casing 6 of a cryostat, a casing 7 of a system of heat exchangers, a backup valve 8, an adjustable divider 9 of the heat carrier flow, an adjustable adder 10, the first heat source the exchanger 11, the second heat exchanger 12, the adder 13, the third heat exchanger 14, the tank 15 for the liquid refrigerant. a, the divider 16, the fourth heat exchanger 17, the screen 18, the inlet tube 19 for filling the liquid refrigerant and the outlet tube 20 for evacuating the refrigerant vapor, valves 21 and 22 dl connecting the compressor 4 to a system of heat exchangers 5, the valve 23 for pumping the circulating volume.

Установка работает следующим образом .The installation works as follows.

При закрытых вентил х 21-23 устанавливают в рабочую камеру 2 образец .When the valves are closed, 21-23 install a sample into the working chamber 2.

«:.|&":. | &

24. Открывают вентиль 23 и откачивают циркул ционный объем до (5 - 1) 10 мм рт.ст. Перекрывают вентиль 23 и открывают вентили 21 и 22, При I этом теплоноситель через компрессор 4 из газгольдера (не показан) заполн ет циркул ционный объем. После этого включают компрессор. Посредством бейпасного вентил  8 устанавливают расход теплоносител , соответствующий тепловым нагрузкам на криостат и заданной температуре образца 24. Регулируемый делитель 9 и регулируемый сумматор 10 настраивают таким образом, чтобы количества теплоносител , проход щие через теплообменники 11 и 17, были одинаковы, В бак 15 через В5 одную трубку 19 заливают жидкий хладагент с такой скоростью, что- бы его пары выходили из выходной трубки 20 при температуре окружающей среды, т.е. чтобы в теплообменнике 11 происходил полный теплообмен между теплоносителем и парами хладаген- та.24. Open valve 23 and pump out the circulation volume to (5–1) 10 mm Hg. The valve 23 is shut off and the valves 21 and 22 are opened. At this time, the coolant fills the circulating volume through a compressor 4 from a gas-holder (not shown). After that, turn on the compressor. By means of the safety valve 8, the flow rate of the heat carrier corresponding to the thermal loads on the cryostat and the specified sample temperature 24 is set. The adjustable divider 9 and the adjustable adder 10 are adjusted so that the quantities of heat carrier passing through the heat exchangers 11 and 17 are the same, B 15 through B5 One tube 19 is filled with liquid refrigerant at such a rate that its vapors leave the outlet tube 20 at ambient temperature, i.e. so that in the heat exchanger 11 there is a complete heat exchange between the coolant and the refrigerant vapor.

По мере понижени  температуры теплоносител , выход щего из теплообменника 17, регулируемый делитель 9 перестраивают таким образом, чтобы пос ле достижени  стационарного режима работы выход щий из теплообменника 1I теплоноситель имел температуру кипени  жидкого хладагента, а выход щие из него пары имели температуру окружающей среды. Одновременно регулируемый сумматор 10 перестраивают таким образом, чтобы через теплообменник 12 обратный поток теплоносител  проходил с таким же расходом, с каким проходит через него пр мой поток теплоносител . 3 зтом случае пр мой поток теплоносител  из теплообменника 12 в сумматор 13 поступает с температурой возвращающегос  из крио стата 1 обратного потока теплоносител , а обратный поток из теплообменника 12 выходит с температурой окружающей среды. Очевидно, что остальна часть обратного потока теплоносител  проходит через теплообменник 17, ох- лаждает тепловой экран .18 и в конечном итоге уменьшает теплопритов из окружающей среды к криосистеме.As the temperature of the coolant leaving the heat exchanger 17 decreases, the adjustable divider 9 is rearranged in such a way that after the stationary mode of operation is reached, the coolant leaving the heat exchanger 1I has a boiling point of the liquid refrigerant and the outgoing vapor has an ambient temperature. At the same time, the adjustable adder 10 is rearranged in such a way that the return flow of the heat transfer medium through the heat exchanger 12 passes at the same rate as the direct flow of heat transfer fluid passes through it. In this case, the direct flow of heat transfer fluid from the heat exchanger 12 to the adder 13 comes with the temperature of the return flow of the heat transfer fluid from the cryostat 1, and the return flow from the heat exchanger 12 leaves with the ambient temperature. Obviously, the rest of the return flow of the coolant passes through the heat exchanger 17, cools the heat shield .18 and ultimately reduces the heat input from the environment to the cryosystem.

п с n c

5five

00

Изобретение предусматривает использование как теплоты испарени  жидкого хладагента, так и теплоемкости его паров. За счет того, что суммарна  теплоемкость паров хладагента и обратного потока теплоносител  больше теплоемкости пр мого потока теплоносител , всегда можно исключить утечку холода из установки и за счет этого уменьшить расход хладагента.The invention provides for the use of both the heat of evaporation of a liquid refrigerant and the heat capacity of its vapor. Due to the fact that the total heat capacity of the refrigerant vapor and the return flow of the coolant is greater than the heat capacity of the forward flow of the coolant, it is always possible to eliminate cold leakage from the installation and thereby reduce the flow rate of the coolant.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Установка дл  криостаткровани  облучаемых образцов в  дерном реакторе , содержаща  криостат, рабочую ка- меру, кожух,компрессор, систему теплообменников , отличающа - с   тем, что, с целью уменьшени  расхода хладагента, установка дополнительно содержит регулируемый дели--- тель, регулируемый сумматор, сумматор , делитель, при этом система теплообменников состоит из первого, второго , третьего, помещенного в бак с входной и выходной трубками дл  жидкого хладагента, и четвертого теплообменников , последних из которых расположен Между криостатом и кожухом, причем вход регулируемого делител  подключен к выходу компрессора, первый его выход подключен к первому входу первого теплообменника, а второй выход - к первому входу второго теплообменника; первый выход первого теплообменника подключен к первому входу сумматора, а первый выход второго теплообменника - к его второму входу; выход сумматора через третий теплообменник и рабочую св зан с входом делител , первый выход которого соединен с вторым входом второго теплообменника, а второй - через четвертый теплообменник с первым входом регулируемого сумматора; второй выход второго теплообменника соединен с вторым входом регулируемого - - сумматора, выход которого подключен к входу компрессора; выходна  трубка бака соединена с вторым входом первого теплообменника, второй выход которого св зан с атмосферой.An installation for cryostaticization of irradiated samples in a nuclear reactor that contains a cryostat, a working chamber, a casing, a compressor, a system of heat exchangers, so that, in order to reduce refrigerant consumption, the installation additionally contains an adjustable divider, adjustable adder, adder, divider, while the heat exchanger system consists of the first, second, third, placed in the tank with the inlet and outlet tubes for the liquid refrigerant, and the fourth heat exchanger, the last of which is located between the cryos tatom and casing, and the input of the adjustable divider is connected to the output of the compressor, its first output is connected to the first input of the first heat exchanger, and the second output to the first input of the second heat exchanger; the first output of the first heat exchanger is connected to the first input of the adder, and the first output of the second heat exchanger is connected to its second input; the output of the adder through the third heat exchanger and the working is connected to the input of the divider, the first output of which is connected to the second input of the second heat exchanger, and the second through the fourth heat exchanger to the first input of the adjustable adder; the second output of the second heat exchanger is connected to the second input of an adjustable - - adder, the output of which is connected to the input of the compressor; the outlet tube of the tank is connected to the second inlet of the first heat exchanger, the second outlet of which is connected to the atmosphere. 2323