ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплообмен в жидкой четырехокиси азота Экспериментальные установки и участки из "Теплообмен в диссоциирующем теплоносителе четырехокси азота " В главном контуре энергетических установок (при газожидкостном цикле) жидкая четырехокись азота нагревается в регенераторах при давлении, близком к максимальному давлению цикла. Во вспомогательных системах очистки, смазки и охлаждения, аварийного расхолаживания и т. д. жидкая четырехокись, которая используется в качестве охлаждающей среды, смазки и для других целей, циркулирует практически при всех давлениях цикла. Поэтому для практических расчетов при проектировании аппаратов и оборудования необходимы расчетные рекомендации по теплообмену в жидкой четырехокиси во всем диапазоне рабочих давлений, в том числе и в сверхкритической области. [c.34] В ИЯЭ АН БССР были проведены экспериментальные исследования теплообмена в жидкой четырехокиси азота в условиях нагрева при турбулентном течении в круглых трубах разного диаметра в широком диапазоне определяющих параметров. [c.34] Опыты выполнены на двух установках, на которых проводились также исследования теплообмена в газообразных и двухфазных потоках. Многолетний опыт эксплуатации установок подтвердил правильность принятых схемных и конструктивных решений, поэтому целесообразно рассмотрение общих принципов их конструирования и эксплуатации. [c.34] Нейтрализация теплоносителя осуществляется путем смешения со щелочным раствором. Установки оборудуются системой трубопроводов для сброса продукта в емкость нейтрализатора, газовое пространство которого соединено с системой спецвентиляции. [c.35] Основное внимание при подготовке, и эксплуатации контуров уделяется обеспечению герметичности и исключению попадания влаги в теплоноситель, так как при увеличении содержания примесей в пересчете на HNO3 свыше 0,6—0,8% резко увеличивается коррозия конструкционных материалов. Поэтому при подготовке контура обеспечивается отсутствие в нем влаги путем прогрева и продувки осушенным азотом, вакуумирования и др. Промывка водой производится лишь в крайних случаях. [c.35] Улавливание продуктов коррозии и других механических примесей производится в фильтрах с сетчатыми, металлокерамическими и фторопластовыми пористыми элементами с размерами проходного сечения ячейки больше 100 мкм, при необходимости в газовой части контура устанавливаются дополнительные циклоны малого диаметра 2.1, 2.2]. Для очистки теплоносителя от примесей азотной кислоты и воды и частично от механических примесей в технологические контуры стендов включаются ректификационные колонны. [c.36] Вначале на установках применялись испарители объемного типа с внешним обогревом в связи с повышенной коррозией в зоне кипения. В дальнейшем после отработки технологии стенды сооружались только с испарителями прямоточного типа ввиду их большей технологичности и безопасности. Нагревание прямоточных испарителей и перегревателей производилось непосредственным пропусканием электрического тока низкого напряжения. Подключение осуществлялось по трехточечной схеме, что исключало необходимость применения электроизоляции от контура парогенераторов. [c.36] В качестве конструкционного материала практически для всех узлов и деталей (за исключением крепежных деталей, арматуры и т. д.) нами использовалась сталь Х18Н10Т и 0Х18Н10Т. Из-за повышенной скорости коррозии в начальный период работы нового контура (300— 500 час) необходимы более частые регенерации фильтров и включения ректификационной колонны. [c.37] В качестве прокладочного материала использовался фторопласт и аллюминий для низкотемпературной зоны и фольга из нержавеющей стали или слюда для высокотемпературной. [c.37] Установка для исследования теплообмена при докри-тических давлениях. Принципиальная технологическая схема установки изображена на рис. 2.1. Основные характеристики расход теплоносителя — до 230 кг/час максимальное давление— 100 бар максимальная температура теплоносителя в контуре — до 800 °К. [c.37] Рассмотренная схема циркуляции применяется при исследовании теплообмена в жидкой четырехокиси и двухфазных потоках (экспериментальный участок I). При изучении теплообмена в газовой фазе включаются предварительный нагреватель 21 и испаритель объемного типа с внешним обогревом 19. [c.39] Давление по контуру определяется кислотостойкими монометрами кл. 0,6, температура — гильзовыми хро-мель-алюмелевыми термопарами. Контроль за уровнем продукта в рабочих баках 8 и испарителе 19 производится поплавковым уровнемером 20 индуктивного типа с передачей сигнала на сигнальное табло. [c.39] Расход теплоносителя определялся двумя способами ротаметром и объемным методом. Ротаметр 12 (типа РЭД) поплавкового типа из нержавеющей стали. Для использов ания ротаметра в более узких пределах измерения расхода были изготовлены три сменных конуса. Ротаметр работает со вторичным прибором ДСРЛ-01. Он тарировался на продукте объемным способом, точность замера лежит в пределах 3%. [c.39] Для определения расхода объемным методом использовался оттарированный бак 9 со стеклянным уровнемером, связанный по линии нейтрализации с рабочими баками 8 с целью уравнивания давлений. Погрешность измерения объемным методом не превышала 0,8%. Первый способ использовался для постоянного контроля. [c.39] Установка для изучения теплообмена при сверхкри-тических параметрах. Установка рассчитана на давление до 200 бар, расход теплоносителя — до 150 кг/час, максимальная температура теплоносителя — до 830 °К-Принципиальная технологическая схема стенда представлена на рис. 2.2. Жидкая четырехокись азота из рабочего бака 1 емкостью 34 л через фильтр с металлокерамическим фильтрующим элементом 2 насосом 3 подается в электрический нагреватель 5. Для сглаживания пульсаций давления и расхода на одной отметке с рабочим баком установлена демпферная емкость 4 объемом 35 л, соединенная о рабочим баком байпасной линией. В качестве газовой подушки используются пары четырехокиси азота, для чего верхняя часть демпфера обогревается дополнительными электронагревателями, или сжатые нейтральные газы (азот, гелий, аргон), которые из баллона 21 через осушитель-фильтр с селика-гелем 20 подаются в баки. [c.40] После электронагревателя теплоноситель поступает в экспериментальный участок 6 и далее в воздушный охладитель 7 и водяной конденсатор 8. Охладитель и конденсатор змеевикового типа изготовлены соответственно из труб 16X3 мм длиной 20 м и 12X2,5 мм длиной 16 м. Они обеспечивают снижение температуры газа и конденсата до 285—295 °К при максимальных нагрузках стенда. [c.42] Давление в подпиточном баке 16 создается нейтральным газом. В рабочем баке давление поддерживается на 5—10 бар ниже давления в демпфере. Заполнение подпиточного и рабочего браков теплоносителя производится термокомпрессором 17, обогреваемым горячей водой, циркулирующей в объеме 18. Для откачки теплоносителя из установки служит насос 22. [c.42] Аварийная защита обеспечивает отключение электропитания стенда при повышении давления до 240 бар, снижении давления до 20 бар (диапазон давлений может изменяться в зависимости от условий опыта), превышении температуры стенки перегревателя до 950 °К и стенки ЭУ до 1000°К. Аварийный сброс газа производится в нейтрализатор 19. [c.42] Вернуться к основной статье