Koonilise põhjaga reaktori väljakutse
Koonilise põhja ja alumise tiivikuga segamisreaktor kujutab endast keerukat küttegeomeetriat. Koonus koondab tahked ained põhjaheite suunas. Alumine tiivik tagab segamise koonuses. Soojusvaheti peab soojendama koonuse sisu ilma tiiviku või tahkete ainete voolu segamata.
Ühtlane toruvõre ei saa järgida koonuse kallet. Torud peavad olema kohandatud-erineva pikkusega, et need vastaksid erinevale sügavusele koonuse pinnast reaktori seinani. Disain jaotab torude pikkused, et tagada ühtlane kuumenemine kogu koonuse ulatuses.
Toru pikkuse jaotuse disain
Koonilise põhja kalle on horisontaaltasapinnast 45 kraadi, ülemine läbimõõt on 1800 mm ja alumine tühjendusläbimõõt on 200 mm. Koonuse sügavus on 800 mm. Soojusvaheti torud kulgevad vertikaalselt piki koonuse seina, ulatudes koonuse ülaosas olevast tugirõngast alla väljalaske suunas.
Toru pikkus varieerub sõltuvalt asukohast koonusel: väljalaske lähedal olevad torud on lühikesed-200-300 mm – kuna koonus on alt kitsas. Koonuse tipu lähedal asuvad torud on pikad - 800-1000 mm - kuna koonus on lai. Jaotus sobib koonuse geomeetriaga.
Alumine tiivik on paigutatud koonuse keskele. Torud on paigutatud tiiviku ümber 150 mm kaugusele labade otstest. Kliirens hoiab ära häired ja võimaldab tiivikul tekitada voolu, mis tsirkuleerib vedelikku mööda torusid.
| Disaini parameeter | Spetsifikatsioon |
|---|---|
| Koonuse ülaosa läbimõõt | 1800 mm |
| Koonuse põhja läbimõõt | 200 mm |
| Koonuse sügavus | 800 mm |
| Koonuse nurk | 45 kraadi |
| Tööratta läbimõõt | 600 mm |
| Toru kliirens tiivikult | 150 mm |
| Toru OD × sein | 10 mm × 1,0 mm |
| Torude arv | 36 |
| Toru pikkuse vahemik | 200-1000 mm |
| Kogupindala | 2.8 m² |
| Küttemaks 3 barg auru juures | 22 kW |
Tööratta voolu interaktsioon
Alumine tiivik tekitab allavoolu koonuse keskel ja ülesvoolu piki koonuse seina. Soojusvaheti torud on paigutatud piki seina ülesvoolu tsooni. Voog läbib torusid, viies kuumutatud vedeliku ülespoole. Ringlusmuster tagab soojuse jaotumise seinatsoonist koonuse keskele.
Toru vahekaugust reguleeritakse vastavalt vooluhulgale: mida lähemal on tiiviku läheduses, kus kiirus on suurem, seda laiem on ülaosa lähedal, kus kiirus langeb. Reguleerimine optimeerib soojusülekande koefitsienti üle koonuse.
Drenaaž ja tugi
Vertikaalselt orienteeritud torud juhivad kondensaadi allapoole koonuse põhjas asuvasse kondensaadi kogumisse. Aurutoide siseneb ülemisest päisest. Vertikaalne orientatsioon koos kaas-voolu allavooluga tagab kondensaadi ja auru stabiilse äravoolu- samas suunas, vältides vastuvoolu ebastabiilsust.
Torusid toetavad vahepunktides PTFE juhtrõngad, mis järgivad koonuse kontuuri. Rõngad hoiavad torusid koonuse seinast õigel kaugusel. Tugi takistab tiiviku voolust tulenevat vibratsiooni.
Kokkuvõte
Kohandatud PTFE-soojusvaheti koonusekujulise -põhjareaktori jaoks kasutab koonuse geomeetria sobitamiseks erineva pikkusega torusid. Torud kulgevad vertikaalselt piki koonuse seina alumise tiiviku tekitatud ülesvoolu tsoonis. Jaotus tagab ühtlase kuumutamise kogu koonuse ulatuses. Vertikaalne asend tagab stabiilse kondensaadi äravoolu. Disain ühendab kütte tiiviku hüdraulika ja tahkete ainete vooluga.
Koonilise reaktori PTFE soojusvaheti projekteerimise tehniline tugi on saadaval pärast koonuse mõõtmete, tiiviku spetsifikatsioonide, küttevõimsuse ja protsessivedeliku omaduste esitamist.
