Теплообмена излучением

Для деаэрации умягченной химически обработанной воды, направляемой обьино в тепловую сеть в качестве добавки ^компенсирующей потери в сети), в последние годы начали применять горизонтальные струино-барботажные деаэраторы, в которых в качестве теплоносителя используется вода тепловых сетей. Принципиальная схема устройства такого деаэратора показана на 6.19. Деаэрируемая вода вводится в распределительный коллектор 2, расположенный в верхней части деаэратора и далее поступает на верхнюю тарелку. Перфорация на этой тарелке имеется только на небольшой части поверхности около перелива (порога), через который осуществляется слив ш вторую тарелку. Рассчитана перфорация на пропуск воды 30% номинального расхода деаэратора. Остальная часть сливается через порог. Тарелка обеспечи-

В активную зону помещают замедлитель нейтронов, через нее также проходит теплоноситель, под которым понимают вещество, служащее для отвода теплоты. В качестве теплоносителя используется обычная вода, тяжелая вода, водяной пар, жидкие металлы, некоторые инертные газы (углекислый газ, гелий). Теплоноситель с помощью принудительной циркуляции омывает в рабочих каналах поверхности твэлов, нагревается и уносит теплоту для дальнейшего использования. Активная зона окружена отражателем, который возвращает в нее вылетающие нейтроны.

При работе АЭС по двухконтурной схеме нагретый в реакторе теплоноситель отдает теплоту рабочему телу в парогенераторе. Если в качестве теплоносителя используется вода, то она охлаждается в парогенераторе на 15— 40°С. Теплоносители в виде жидкостей и газов охлаждаются в парогенераторах значительнее, иногда на несколько сотен градусов.

В реакторах на быстрых нейтронах в качестве теплоносителя используется натрий, температура плавления которого равна 93°С.

Один из основных элементов АЭС — реактор. В СССР, как и во многих странах мира, используют в основном ядерные реакции расщепления урана U-235 под действием тепловых нейтронов. Для их осуществления в реакторе, кроме топлива (U-235), должен быть замедлитель нейтронов и, естественно, теплоноситель, отводящий тепло из реактора. В реакторах типа ВВЭР (водо-водяной энергетический) в качестве замедлителя и теплоносителя используется обычная вода под давлением. В реакторах типа РБМК (реактор большой мощности канальный) в качестве теплоносителя используется вода, а в качестве замедлителя — графит. Оба эти реактора нашли широкое применение на АЭС в СССР.

На 5.38 показана упрощенная технологическая схема АЭС с реакторами ВВЭР. В реакторах ВВЭР в качестве замедлителя и теплоносителя используется вода, которая циркулирует под давлением, созданным главным циркуляционным насосом (ГЦН) 2, перенося тепловую энергию из активной зоны реактора 5 в парогенератор 1.

При работе АЭС по двухконтурной схеме нагретый в реакторе теплоноситель отдает тепло рабочему телу в парогенераторе. Если в качестве теплоносителя используется вода, то она охлаждается в парогенераторе примерно на 15—40° С. Теплоносители в виде жидкостей и газов охлаждаются в парогенераторах значительнее, иногда на несколько сотен градусов.

Сушка активной части трансформаторов в паровой фазе с использованием насыщенных паров нефтепродуктов в качестве нагревающей среды позволяет быстрее прогреть изоляцию, особенно внутренние ее части, так как на нагревание идет не только тепло самих паров, но и теплота, выделяющаяся при конденсации углеводорода типа керосина. При сушке не происходит окисление изоляции (так как нагрев осуществляется парами органической жидкости), поэтому температура сушки может быть повышена до 135° С без опасения порчи изоляции. В качестве теплоносителя используется неф- 32.4. Сушка трансформаторов тепродукт — сольвент с особыми в паровой фазе. свойствами: высокой темпера-

ИСО могут быть выполнены с различными теплоносителями. К настоящему времени принципиально проработана возможность создания ИСО для ИПХТ, в которых в качестве теплоносителя используется дистиллированная вода. Однако, как показали эксперименты, в этом

Схематически действие реактора-размножителя на быстрых нейтронах показано на 2.22. В результате реакции деления в ядерном горючем 239Ри образуются быстрые нейтроны, а продукты деления выделяют в топливных элементах теплоту. Затем теплота поглощается теплоносителем и используется для производства пара. В защитном слое из воспроизводящего материала 23SU быстрые нейтроны образуют новое ядерное горючее. Выделение плутония из защитного слоя осуществляется химическим путем. Поскольку в данном случае меньшее число нейтронов делящегося материала идет непосредственно на поддержание цепной реакции, его концентрация в ядерном топливе реактора-размножителя на быстрых нейтронах выше, чем в обычном реакторе на тепловых нейтронах, — около 30 % по сравнению с 3 % в последнем. В реакторе-размножителе на быстрых нейтронах в качестве теплоносителя нельзя использовать воду, поскольку замедление нейтронов в данном случае нежелательно. Вместо нее в современных конструкциях в качестве теплоносителя используется жидкий натрий. При таком теплоносителе внезапная потеря теплоносите-

Применяются медные, стальные и алюминиевые панели. В любом случае поверхность панелей следует подвергать специальной обработке или снабжать покрытием для уменьшения отражательной способности. Поверхность коллектора должна поглощать по меньшей мере 90 % падающих на нее солнечных лучей. Напомним, что эффективность улавливания солнечных лучей зависит от угла их падения на поверхность панели. Поверхность панелей должна быть покрыта черной матовой краской или анодирована, если панель изготовлена из алюминия. На окрашиваемую поверхность нужно предварительно нанести травящее грунтовочное покрытие, чтобы впоследствии краска не шелушилась. Если в качестве теплоносителя используется водопроводная вода и она контактирует с поглощающей теплоту пластиной, нельзя применять для изготовления теплоты ни алюминий, ни углеродистую сталь, так как эти металлы корродируют под действием минеральных солей, содержащихся в воде. Можно использовать обессоленную воду, однако это значительно увеличивает стоимость гелиоустановки.

Неудобство использования степенных зависимостей тепловых потоков от температуры привело к их линеаризации путем введения так называемого коэффициента теплообмена излучением ал и по аналогии с законами Фурье и Ньютона тепловой поток излучения системы двух тел

7-2. Различные случаи теплообмена излучением .... 255

В областях теплотехники, где приходится иметь дело с высокими температурами, теплообмен излучением имеет первенствующее значение. Интенсивность теплообмена излучением превосходит в этих случаях другие виды теплооб-

Одна из особенностей теплообмена излучением заключается в том, что он сопровождается двойным преобразованием энергии. Один раз это преобразование происходит тогда, когда тело испускает во внешнее пространство лучи; при этом теплота, теряемая телом, превращается в лучистую энергию; второе преобразование происходит, когда лучи достигают другого тела и лучистая энергия снова переходит в теплоту, воспринимаемую этим телом.

Излучение есть результат внутриатомных процессов. В настоящем разделе нас будет интересовать расчетная сторона теплообмена излучением, и поэтому мы не будем рассматривать физическую природу лучистой энергии. Отметим лишь, что тепловые лучи представляют собой электромагнитные колебания с длиной волны К от 0,76 до 353 мк (это так называемое инфракрасное излучение).

7-2. РАЗЛИЧНЫЕ СЛУЧАИ ТЕПЛООБМЕНА ИЗЛУЧЕНИЕМ

Разность величин (а) и (б), очевидно, есть количество энергии, воспринятое вторым телом (7\ > Т2) в результате теплообмена излучением; тогда

Во всех этих случаях прибегают к так называемым экранам, которые и предназначены для уменьшения теплообмена излучением.

где 7, 7„ температура поверхности тела и окружающем"! среды соответственно; /;>,,- плотность теп.тового потока, излучаемого с поверхности нагретого тела, котч рая вычисляется по одной из рассмотренных выше формул для теплообмена излучением, когда одно тело находится внутри другого. Тогда окончательно получим

Коэффициент теплообмена излучением с наружной поверхности токопроводов для определяющих температур нагрева токопроводов до 80°С определяется по формуле (1.29).

Интенсивность теплообмена излучением между деталями и кожухом зависит от площади и формы поверхностей, участвующих в теплообмене, от взаимного расположения элементов конструкции, степени черноты поверхности шасси, кожуха и других элементов.