RU2115083C1

RU2115083C1 - Heat-transfer apparatus

Info

Publication number: RU2115083C1
Authority: RU
Inventors: Э.А. Болтенко; В.Н. Дельнов
Original assignee: Физико-энергетический институт
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1998-07-10

Abstract

FIELD: thermal and nuclear power engineering; miscellaneous heat-generating plants. SUBSTANCE: apparatus has fuel elements 1,2 arranged concentrically to form circular slit to receive swirling devices 4 mounted so that they form gap along channel path separated by means of longitudinal ribs provided on convex surface of element 2 into several longitudinal slits. Spiral channels formed by concave surface of external fuel element 1 and changeable parts of swirling device 4 accommodate at least one guide member 7 in the form of annular fragment whose ends abut against turns of swirling device 4. Members 7 are relatively displaced both through width and length of channel confined within turns of device 4. Height of annular fragments at sections between longitudinal ribs does not exceed that of turns of device 4. Guide members 7 are beveled in transverse direction on inlet side of circular channel. EFFECT: improved design. 6 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в установках для получения пара и является усовершенствованием изобретения по авт. св. СССР N 1605671. The invention relates to energy, can be used in installations for producing steam and is an improvement on the author. St. USSR N 1605671.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. The purpose of the invention is to increase operational reliability.

Для этого на поверхности наружного тепловыделяющего элемента между витками закручивающего устройства 4 размещен по крайней мере один направляющий элемент 7 в виде кольцевого фрагмента. Торцы кольцевого фрагмента 7 примыкают к виткам закручивающего устройства 4 (ребрам). Направляющие элементы 7 смещены относительно друг друга как по ширине, так и по длине канала, ограниченного винтами закручивающего устройства 4. Высота кольцевых фрагментов 7 на участках между продольными ребрами 6 превышает высоту витков закручивающего устройства 4. Направляющие элементы 7 в поперечном направлении выполнены со скосом со стороны входа в кольцевой канал. For this, at least one guide element 7 in the form of an annular fragment is placed on the surface of the external fuel element between the turns of the twisting device 4. The ends of the annular fragment 7 are adjacent to the turns of the twisting device 4 (ribs). The guiding elements 7 are offset relative to each other both in width and along the length of the channel bounded by the screws of the twisting device 4. The height of the annular fragments 7 in the sections between the longitudinal ribs 6 exceeds the height of the turns of the twisting device 4. The guiding elements 7 in the transverse direction are made with a bevel with side of the entrance to the annular channel.

Направляющие элементы 7, взаимодействуя с теплоносителем на вогнутой поверхности, частично сбрасывают часть жидкости, поступающей на вогнутую поверхность за счет центробежных сил, на выпуклую поверхность, равномерно распределяют жидкость между вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и выпуклой поверхностью внутреннего твэла 2, тем самым повышая критические тепловые нагрузки на обеих теплоотдающих поверхностях и повышая надежность теплопередающего устройства. The guiding elements 7, interacting with the coolant on a concave surface, partially discharge part of the liquid entering the concave surface due to centrifugal forces onto the convex surface, evenly distribute the liquid between the concave surface of the outer fuel element 1 and the convex surface of the internal fuel element 2, thereby increasing the critical thermal loads on both heat transfer surfaces and increasing the reliability of the heat transfer device.

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в установках для получения пара и является усовершенствованием изобретения по авт. свид. СССР N 1605671. The invention relates to energy, can be used in installations for producing steam and is an improvement on the author. testimonial. USSR N 1605671.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности теплопередающего устройства. The purpose of the invention is to increase the operational reliability of the heat transfer device.

На фиг. 1 изображено предлагаемое теплопередающее устройство; на фиг. 2 - развертка вогнутой поверхности; на фиг. 3 - поперечный разрез направляющих элементов. In FIG. 1 shows the proposed heat transfer device; in FIG. 2 - scan concave surface; in FIG. 3 is a cross-sectional view of guide elements.

Теплопередающее устройство содержит тепловыделяющие элементы 1 и 2, расположенные концентрично с образованием кольцевой щели 3. The heat transfer device contains fuel elements 1 and 2 located concentrically with the formation of an annular gap 3.

Внутри кольцевой щели 3 установлены закручивающие устройства 4. В качестве последних могут быть использованы специальные вставки, винтовые ребра, ленты и т.д. Закручивающие устройства 4 установлены так, что образуют вдоль тракта канала зазор 5. Зазор 5 с помощью продольных ребер 6, установленных на выпуклой поверхности элемента 2, разделен на несколько продольных щелей. На фиг. 1 показаны 4 щели (4 продольных ребра). Torsion devices 4 are installed inside the annular gap 3. Special inserts, screw ribs, ribbons, etc. can be used as the latter. The twisting devices 4 are installed so that they form a gap 5 along the channel path. The gap 5, using longitudinal ribs 6 mounted on the convex surface of element 2, is divided into several longitudinal gaps. In FIG. 1 shows 4 slots (4 longitudinal ribs).

В спиральных каналах, образованных вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и сменными элементами закручивающего устройства 4 (ребрами), размещен по крайней мере один направляющий элемент 7 в виде кольцевого фрагмента. Торцы кольцевого фрагмента 7 примыкают к виткам закручивающего устройства 4 (ребрам). Направляющие элементы 7 смещены относительно друг друга как по ширине, так и по длине канала, ограниченного витками закручивающего устройства 4. At least one guide element 7 in the form of an annular fragment is placed in the spiral channels formed by the concave surface of the outer fuel element 1 and replaceable elements of the swirling device 4 (ribs). The ends of the annular fragment 7 are adjacent to the turns of the twisting device 4 (ribs). The guide elements 7 are offset relative to each other both in width and along the length of the channel bounded by turns of the twisting device 4.

Высота кольцевых фрагментов 7 на участках между продольными ребрами 6 превышает высоту витков закручивающего устройства 4. Направляющие элементы 7 в поперечном направлении выполнены со скосом со стороны входа в кольцевой канал (фиг. 3). The height of the annular fragments 7 in the sections between the longitudinal ribs 6 exceeds the height of the turns of the twisting device 4. The guiding elements 7 in the transverse direction are beveled from the side of the entrance to the annular channel (Fig. 3).

Теплопередающее устройство работает следующим образом. The heat transfer device operates as follows.

Теплоноситель поступает на вход устройства, часть теплоносителя попадает на элементы закручивающего устройства 4 (ребра), остальная часть распределяется по продольным щелям, образованных закручивающим устройством 4 и вогнутой поверхностью наружного твэла 1 и выпуклой поверхностью внутреннего твэла 2. Закручивающее устройство, взаимодействуя с теплоносителем, образует систему трехмерных вихрей на вогнутой и выпуклой поверхностях твэлов 1 и 2, которые и способствуют значительному увеличению критических тепловых потоков. Направляющие элементы 7, взаимодействуя с теплоносителем на вогнутой поверхности, частично сбрасывают его на выпуклую поверхность внутреннего твэла 2. В результате этого жидкость распределяется между выпуклой поверхностью внутреннего твэла 2 и вогнутой поверхностью наружного твэла 1. The coolant enters the input of the device, part of the coolant enters the elements of the swirling device 4 (ribs), the rest is distributed along the longitudinal slots formed by the swirling device 4 and the concave surface of the outer fuel element 1 and the convex surface of the inner fuel element 2. The swirling device, interacting with the coolant, forms a system of three-dimensional vortices on the concave and convex surfaces of fuel rods 1 and 2, which contribute to a significant increase in critical heat fluxes. The guide elements 7, interacting with the coolant on a concave surface, partially dump it on the convex surface of the inner fuel element 2. As a result, the liquid is distributed between the convex surface of the inner fuel element 2 and the concave surface of the outer fuel element 1.

Изменяя размеры направляющих элементов, возможно перераспределение жидкости между поверхностями твэлов 1 и 2 в соответствии с тепловой нагрузкой твэлов и тем самым повышение энергонапряженности устройства за счет практически одновременного возникновения кризиса теплоотдачи на обеих поверхностях и соответственно повышению его эксплуатационной надежности. By changing the size of the guide elements, it is possible to redistribute the liquid between the surfaces of the fuel rods 1 and 2 in accordance with the thermal load of the fuel rods and thereby increase the energy intensity of the device due to the almost simultaneous occurrence of a heat transfer crisis on both surfaces and, accordingly, increase its operational reliability.

Claims

1. A heat transfer device containing concentrically arranged fuel elements with ribs located in the annular space between them, made on the outer surface of the inner element, and on the inner surface of the outer element there is a twisting device in the form of turns of spiral ribs, characterized in that, in order to increase operational reliability, the ribs on the surface of the inner element are parallel to its longitudinal axis, and on the surface of the outer element between the turns at least one guide element in the form of an annular fragment is placed in a twisting device.

2. The device according to claim 1, characterized in that the ends of the annular fragment are adjacent to the turns of the twisting device and have a height not exceeding the height of the turns.

3. The device according to claim 1, characterized in that the ends of the annular fragment are installed with a gap relative to the turns of the twisting device.

4. The device according to claim 1, characterized in that the guide elements are installed with an offset relative to each other both in width and along the length of the channel limited by the turns of the twisting device.

5. The device according to claim 1, characterized in that the height of the annular fragments in the areas between the longitudinal ribs exceeds the height of the turns of the ribs of the twisting device.

6. The device according to claim 1, characterized in that the guide elements have a bevel in cross section from the side of the medium inlet into the annular channel.