Установка для исследования процессов истечения теплоносителя

) Заявлен с присоединением заявк Государственный комитет Совета Министров СССР ео делам изобретений и открытии71) Заявит 4) УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕСС ИСТЕЧЕНИЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯстройствам для стности, может ования процеспри разрыве трактах циркуляющее соедиическим коэфсохранении их нение не обес ехода от одной к дополнителькости на участИзвестны установки для исследования процессов истечения теплоносителя, содержащие источник его подготовки, канал истечения и емкость сброса. Эти элементы установки объединены трубопроводами, имеющими П-об разные, лирообразные, линзовые и другие компенсаторы температурных расширений (удлинений) .Недостаток известной конструкции заключается в том, что канал истечения имеет ог раниченную длину и не прямолинейные участки и соединение трубопроводов, которое не обеспечивает возможности получения в нем полных фазовых превращений среды при ее истечении 12. 30 Изооретение относится к у проведения испытаний и, в ча быть использовано для исслед сов истечения теплоносителя трубопроводов, например, в ляции ядерных реакторов.Известно устройство, позво нять трубы с различным тер фициентом расширения и при соосности. Однако такое соед печивает гладкости в месте пе трубы к другой, что приводит ному возмущению потока жид ке соединения труб 111. Цель изобретения заключается в обеспечении возможности получения полных фазовых превращений теплоносителя непосредственно в канале истечения за счет увеличения его длины и при сохранении его прямо, линейности.Поставленная цель достигается тем, что трубопровод между каналом истечения и емкостью сброса проложен через подвижное уплотнение, закреплен на подвижной опоре и связан с силовым устройством, передающим на канал истечения усилие растяжения, например, с подвижным элементом гидроцилиндра, к которому подвешен груз, причем рабочая полость гидроцилиндра соединена трубопроводом с емкостью сброса; вес груза, подвешенного к подвижному элементу гидроцилиндра, равен или превышает силы сопротивления перемещению трубопровода в уплотнении, узлах подвижной опоры, и гидроцилиндра; трубопровод, соединяющий канал истечения с емкостью сброса и закрепленный на подвижной опоре, связан со штоком поршня гидроцилиндра с надпоршневой стороны, причем корпус гидроцилиндра установлен неподвижно; отношение площади поперечного сечения стенки трубы в месте ее прохождения через уплотнение к площади поршня гидро- цилиндра меньше единицы.На фиг. 1 схематически изображен общий вид установки для исследования процессовистечения теплоносителя; на фпг. 2 - часть установки с трубопроводом, проходящим в емкость сброса через подвижное уплотнение (в частности, сальниковое), закрепленным на подвижной опоре и соединенным с силовым компенсирующим устройством.Установка содержит источник подготовки теплоносителя 1, канал истечения 2 и емкость сброса 3. Источник подготовки теплоносителя соединен с каналом истечения трубопроводом 4 через быстродействующий клапан 5; трубопроводом 6, который закреплен на подвижной опоре 7 и связан с силовым компенсирующим устройством, канал истечения соединен через быстродействующие клапаны 8 с емкостью сброса, куда он проложен через подвижное уплотнение 9. Внутри емкости сброса трубопровод может быть подключен к коллектору 10, опирающемуся на подвижные опоры 11. Силовое компенсирующее устройство представляет собой гидроцилиндр 12, рабочая полость 13 которого соединена трубопроводом 14 через промежуточную емкость 15 с паровым объемом емкости сброса 3. К подвижному элементу гидроцилиндра, которым может быть его корпус 16 или поршень 17, подвешен груз 18, причем его вес превышает усилие сопротивления перемещению трубопровода при его температурных удлинениях в подвижном уплотнении, узлах подвижной опоры и гидроцилиндра. В источнике подготовки теплоносителя для возможности получения среды нужных параметров установлены электронагреватели 19 и устройства для охлаждения 20. В аварийной системе установки предусмотрена предохранительная арматура 21. Для подвода дистиллата или пара в источник подготовки теплоносителя установка содержит трубопровод 22, от которого может быть отведена магистраль 23 к каналу истечения для его предварительного разогрева, а для отвода среды из емкости сброса - трубопровод 24. Для подачи сжатого газа и создания давления в источнике подготовки теплоносителя установка имеет трубопровод 25.Установка работает следующим образом.В источник подготовки теплоносителя 1 по трубопроводу 22 подается дистиллат, а затем пар, который, конденсируясь, создает необходимый объем среды, ее температуру и давление. Более точная регулировка параметров теплоносителя осуществляется с помощью электроподогревателей 19, холодильника 20 и сжатого газа, подаваемого по трубопроводу 25. При превышении максимального значения параметров срабатывают предохранительные клапаны 21 и избыток пара выбрасывается в атмосферу. Емкость сброса 3 по трубопроводу 24 заполняется водой до требуемого объема. При необходимости перед началом эксперимента по магистрали 23 в канал истечения 2 для его разогрева подается пар. Происходящие температурные расширения при разогреве канала истечения 2, а также трубопроводов 4 и 6 компенсируются грузом 18, ко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 гд торый гибкой передачей связан с подвижной опорой 7, где закреплен трубопровод 6, Вес груза 18, превышает усилие сопротивления перемещению трубопровода 6 в подвижном уплотнении 9, узлах подвижной опоры 7 и гидроцилиндра 12. Канал истечения 2 вследствие этого не подвергается продольному изгибу, а находится постоянно в состоянии растяжения. Трубопровод 6 при перемещении в подвижном уплотнении 9, например, в сальнике внутри емкости сброса 3 свободно скользит на опорах 11, Силовое устройство, передающее на канал истечения 2 усилие растяжения, может быть выполнено не только в виде груза или груза в сочетании с гидроцилиндром, но также в виде пружинных, рычажных, червячных, зубчатых, винтовых или любых других известных механизмов. Для осуществления эксперимента открываются быстродействующие клапаны 5 и 8, имитирующие разрыв трубопровода, и теплоноситель устремляется через канал истечения 2, трубопроводы 4 и 6, коллектор 10 в емкость сброса 3. Исследование процесса истечения теплоносителя в канале 2 осуществляется известными средствами, При входе потока среды в емкость сброса 3 в последней повышается давление, которое воздействует на трубопровод 6, стремясь переместить его в подвижном уплотнении 9 в направлении канала истечения 2. Усилие сжатия (продольный изгиб) в канале истечения 2 исключается за счет гидро- цилиндра, рабочая полость 13 которого соединена через заполненную жидкостью промежуточную емкость 15 с паровой полостью емкости сброса 3. Подвижный элемент гидро- цилиндра (им может быть или поршень 17 или корпус 16), связанный гибкой передачей подвижной опорой 7 и закрепленным на ней трубопроводом 6, под воздействием давления в емкости сброса 3 развивает усилие, противоположное по направлению усилию, действующему в емкости сброса 3 на площадь поперечного сечения стенки трубы 6. Так как площадь поршня 17 превышает площадь поперечного сечения стенки трубопровода 6, то усилие, развиваемое гидроцилиндром, будет больше усилия, передаваемого на трубопровод 6 из емкости, сброса 3 и, следовательно, канал истечения 2 и,в этом состоянии работы установки не будет испытывать напряжений сжатия, приводящих к продольному изгибу, а по-прежнему будет под действием растягивающих сил.Исключение в канале истечения усилий сжатия, как следствие продольного изгиба при температурных удлинениях системы за счет размещения соединяющего его с емкостью сброса трубопровода на подвижной опоре, которая соединена гибкой связью с гидро- цилиндром и подвешенным к его движущемуся элементу грузом, дает возможность выполнить канал истечения любой необходимой длины и сколь угодно малого диаметра, чего нельзя было достичь,в известных установках,Это позволяет проводить исследования процессов истечения теплоносителя при его полных фазовых превращениях, в то время как во всех известных установках поток среды исследовался только при его метастабильном состоянии в канале истечения.Конструкция обеспечивает возможность установить закономерность истечения вскипающей воды, например, во время аварий на атомных электростанциях при разрыве трубопроводов. Это, в свою очередь, позволит учесть при проектировании неизвестные ранее явления и создать для предотвращения тяжелых последствий надежные противоаварийные системы. Формула изобретсния 1. Установка для исследования процессов истечения теплоносителя, содержащая емкость с теплоносителем, канал истечения и емкость сброса теплоносителя, соединенные трубопроводом, имеющим компенсатор термических расгцирений, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью обеспечения возможности получения полных фазовых превращений теплоносителя непосредственно в канале истечения за счет увеличения его длины нри сохранении прямолинейности, трубопровод между каналом истечения и емкостью сброса проложен через подвижное уплотнение, закреплен на 5 10 15 20 25 30 6подвижной опоре и связан с силовым устройством, передающим на канал истечения усилнс растяжения, например, с подвижным элементом гидроннлиндра, к которому подвешен груз, причем рабочая полость гидроцилиндра, соединена с емкостью сброса.2. Установка по п, 1, отл и ч а вша я ся тем, что вес груза, подвеше:игого к подвижно му элементу гидроцилиндра, равен или превышает силы сопротивления перемещению трубопровода в уплотнении, узлах подвижной опоры и гидроцилиндра.3. Установка по пп. 1 и 2, отл ич аюша я ся тем, что трубопровод, соединяющий канал истечения с емкостью сброса н закрепленный на подвижной опоре, связан со штоком поршня гндроцилиндра с надпоршневой стороны, причем корпус гидроцилиндра установлен неподвижно.4. Установка по пп. 1 - 3, о тл н ч а ю щ а яся тем, что отношение площади поперечного сечения стенки трубы в месте ее прохождения через уплотнение к площади поршня гидроцилиндра меньше единицььИсточники информации, принятые во вни. мание при экспертизе:1. Патент Франции1334631, кл. 6 21 С, 1964.2. Мальцев Б. К. н др, Экспериментальное исследование истечения насыщенной и недо- гретой воды при высоких давлениях, Теплоэнергетика,6, 1972, с. 61 - 62.556503 фгсг. 2 Составитель Е. Аликин Техред 3, Тарасова Редактор Н, Коляда Корректор А. Степанова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1121/12 Изд,421 Тираж 560 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитега Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5