Низкотемпературная петля для ядерных исследований

1О П И С А Н И Е 326906изовгетеНИя Саюэ Сооетских Социалистииеских РеспубликТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 17.Ч 1.1970 ( 1448745/26-25) Кл, С 21 с 3/О ием заявкисое Комитет по делам изобретений и открыти при Совете Ыиииотрое СССРриоритет Опубликовано 20,Х 11.1972. Бюллетеньза 197Дата опубликования описания 2.11.1973 УДК 621.039,55(088.8) Авторыизобретения А, Вадачкория, Ш. А. Мумладзе, И. А. Наскид Г. П. Тавхелидзе и А. А, Чипашвили нститут физики АН Грузинской ССР явител НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПЕТЛЯ ДЛЯ ЯДЕРНЬ ИССЛ ЕДО ВАН И Й1Изобретение относится к в частности к низкотемпер для ядерных исследований.В низкотемпературных пе исследований искусственно замкнутом контуре газооб тель (гелий) вне зоны обл меннике, охлаждается жид затем в зоне облучения, в р нала-криостата, охлаждает помещенные в нее образец ядернои технике турным петляб тлях для ядерных циркулирующий в азный теплоносичения, в теплообим хладагентом, абочей камере кастенки камеры и 10 и датчик. ь известных низкотемпературных петлях для ядерных исследований канал-криостат и теплообменник представляют собой два от дельных узла, соединенных трубопроводами, в результате чего теплоноситель проходит большое расстояние от теплообменника до камеры и значительно нагревается.Кроме этого, в этих установках теплоноси тель поступает в камеру с одного конца и до обдува образца нагревается за счет тепла радиационного нагрева той части камеры, и тех делителей помещенного в нее датчика, которые находятся на пути движения теплоноси теля к образцу. Это особенно чувствуется при большой мощности излучения и громоздком датчике.В известных петлях температура исследуемого образца регулируется только изменени- Зо ем расхода теплоносителя, а расход хладагента постоянный.В предлагаемой установке указанные недостатки устранены благодаря тому, что теплообменник размещен в вакуумной рубашке канала-криостата на минимальном расстоянии от камеры, определяемом толщиной необходимой радиационной защиты. Для ввода теплоносителя в камеру предусмотрено отверстие на уровне центра активной зоны против места расположения образца. Для вывода теплоносителя имеются два отверстия, расположенных на концах рабочей камеры по обе стороны от входного отверстия. Система подачи хладагента снабжена устройствами для регулирования и контроля его расхода.На чертеже показана принципиальная схема низкотемпературной петли для ядерных исследований.Канал-криостат низкотемпературной петли помещен в бак реактора. В кожухе 1, который является вакуумной рубашкой канала-криостата, установлены рабочая камера 2 и теплообменник 3, Рабочая камера находится в облучаемой части канала-криостата, а теплообменник - в части, защищаемой от облучения посредством блока 4 радиационной защиты. Канал б предусмотрен для загрузки в рабочую камеру образца б и датчика 7. Пробка 8 радиационной защиты исключаетпроникновение излучения в зал реактора через загрузочный канал. Для подвода циркулирующего теплоносителя в рабочую камеру имеется трубопровод 9, соединенный с нето на уровне центра активной зоны, а с теплообменником - в его наиболее холодной части, в точке подачи жидкого хладагента, Трубопровод 10 для вывода теплоносителя из рабочей камеры соединен с нею двумя отверстиями на верхнем и нижнем концах рабочей камеры, а с теплообменником - в точке соответствующего температурного уровня с целью использования остаточного холода обратного потока теплоносителя. Трубопровод 10 служит экраном трубопровода 9 от теплового излучения.Система искусственной циркуляции газообразного теплоносителя состоит из компрессора 11 и газгольдера 12, которые соединяются с каналом-криостатом трубопроводами 18. Для регулировки расхода теплоносителя служит вентиль 14, для его контроля - расходомер 15.Система подачи хладагента состоит из сосуда 1 б с жидким хладагентом, соединенного с каналом-криостатом переливалкой 17, и насоса 18 для откачки паров ладагента, соединенного с каналом-криостатом трубопроводом 19. Для регулировки расхода хладагепта служит вентиль 20, а для его контроля - расходомер 21, Переливалка 22 предусмотрена для наполнения сосуда 1 б жидким хлад- агентом.Петля работает следующим образом, Образец с датчиком подвешивают на пробке 8 и через загрузочный канал 5 опускают в рабочую камеру 2 с таким расчетом, чтобы центр образца оказался на уровне ввода теплоносителя в камеру. При таком расположении образец охлаждается свежим потоком циркулирующего теплоносителя и облучается наиболее интенсивно, После этого внутреннюю систему петли откачивают, и пз газгольдера 12 запускают в нее теплоноситель. Сосуд 1 б наполняют жидким хладагентом. Затем включают компрессор 11 и насос 18, в результате чего начинается циркуляция теп лоносптеля и подача жидкого хладагента.После этого с помощью вентиля 14 устанавливают требуемый расход теплоносителя, а изменением расхода хладагента с помощью вентиля 20 - желаемую температуру образца.10 Плавное охлаждение или нагревание образца обеспечивают изменением расхода теплоносителя и хладагента поочередно или одновременно.Описанная низкотемпературная петля дает 15 возмокность понизить предельную температуру охлаждения образца на 5 - 40 С в зависимости от условий эксперимента и плавно регулировать температуру образца от низкой до комнатной.20Предмет изобретения1. Низкотемпературная петля для ядерных25 исследований, содержащая канал-криостат срабочей камерой для исследуемого образцав зоне реакторного излучения, теплообменникс жидким хладагентом вне зоны излучения,систему искусственной циркуляции теплоноси 30 теля и систему подачи хладагента, отличаюи 1 аяся тем, что, с целью повышения плавности регулирования температуры образца и эффективности его охлаждения, теплообменникразмещен в канале-криостате непосредствен 35 но за блоками радиационной защиты, а рабочая камера выполнена с отверстиями; однодля ввода теплоносителя на уровне центра образца и два, го одному на верхнем и нижнемее концах, для вывода теплоносителя.40 2, Низкотемпературная петля по п. 1, отличаюи 1 аяся тем, что система циркуляции хладагента снабжена устройствами для регулирования и контроля его раскола,326906 Составитель В. Царьковдактор Т. Орловская Техред Т. Миронова Корректор Е. Зимина пография, пр, Сапунова, 2 Заказ 75,5 Изд, 7 з 71ЦНИИПИ Комитета по делам изобретенийМосква, Ж, Рау Тираж 404 Подписное открытий при Совете Министров СССР кая наб., д. 4,5