Ампульное устройство

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБДШКИ КАЗАХСТАНЦель изобретения - задание постоянной температуры облучаемых образцов.Ампульное устройство содержит герметичную ампулу с теплоизоляцией и участком охлаждения, полость для образцов, заполненную ясидким рабочим веществом. Над полостью для образцов установлен тяговый участок в виде трубы С ОТВСРСТИЯМИ, а над НИМ ГЗЗОВЗЯ Камера, СОЧИНСННЗЯ вертикальным КЗНЗЛОМ С НШКНСЙ ЧЗСТЬЮ(73) Институт ядерной физши НАН РК(57) Изобретение относится к ампульным устройствам и может быть использовано для облучения образцов в ядерных реакторах.Изобретение относится К ампульным устройствам и может быть использовано для облучения образцов в ядерных реакторах.Известно ампульное устройство, в котором регулятором температуры служит газовый зазор изменяемой ширины (а. с. СССР Мг 83381, кл. С 21 С 17/06, 1977).Недостаток ампульного устройства - большая слоЖность, Известно ампульное устройство,в котором регулятором температуры служат стержни, разрезанные вдоль образующей. Поворотом стержней изменяют зазор между образцами и стержнями, что изменяет подогрев образцов ТСПЛОМ, ВЬЩСЛШОЩИМСЯ В СТСРЯСНЯХ, ЧТО ТЗКЖС сложно (а. с. СССР Мг 1128817, кл. С 21 С 17/06,юзы.Наиболее близким техническим решением(прототипом) является ампульное устройство содержащее герметичную ампулу с теплоизоляцией и участком охлаждения, полость для образцов,заполненную кгшящим веществом, например,натрием (а. с. СССР Не 598 441, кл. С 21 С 17/01,ю 7.Недостаток этого устройства - в непостоянстве температуры, так как при изменении мощности ради анионного нагрева при постоянном объеме будет изменяться давление пара, а значит, и температура кипения, так, натрий кипит при давлении 1 мм рт.ст. при 855 С, а при давлении 760 мм рт.ст. - при температуре 883 С.Целью изобретения является задание постоянной температуры облучаемых образцов.Поставленная цель достигается тем, что в ампульном устройстве, содержащем герметичную ампулу с теплоизоляцией и участком охлаждения,полость для образцов, заполненную жидким рабочим веществом, согласно изобретению, над полостью для образцов установлен тяговый участок в виде трубы с отверстиями, а над ним газоВЭЯ камера, СОСДИНСННЗЯ вертикальным КЗНЗЛОМ С нижней частью ампулы.Сущность изобретения состоит в том, что паровая фаза кипящего вещества вытесняет часть его по вертикальному каналу в газовую камеру,освобождая часть поверхности охлаждения. На этой поверхности конденсируется паровая фаза. Коэффгщиент теплопередачи при конденсации в два-три раза больше коэффициента теплопередачи от жидкого вещества, так что освобожденной части поверхности охлаждения достаточно для конденсации паровой фазы.При изменении мощности радиациоьшого нагрева изменяется давление паровой фазы, а значит, соответственно, изменяется площадь освобожденной поверхности охлаждения. Соответственно изменяется количество конденсируемой паровой фазы, что и обеспечивает саморегулирование. Давление паровой фазы будет выше опорного давления газа в газовой камере на разность уровней рабочего вещества в корпусе и в газовой камере.На фиг. 1 изображен продольный разрез ам 1976пульного. устройства. Ампульное устройство состоит из корпуса 1 с вакуумной теплоизоляцией 2,теплоизолированного дна 3 с проволочным держателем 4 образцов 5. Над ними установлен тяговый участок 6 в виде трубы с отверстиями и верхняя теплоизоляция 7. Стенка 8 является поверхностью охлаждения. Сверху корпуса 1 вварена крышка 9, таким образом, между теплоизоляцией 7 и крышкой 9 образована газовая камера 10,ниже которой весь объем ампульного устройства заполнен жидким рабочим веществом 11 (например, натрием).Для передавливания рабочего вещества в газовую камеру предусмотрен вертикальный канал 12.Для залива рабочего вещества, вакуумирования и заполнения газом предусмотрен штуцер 14.Для транспортировки предусмотрены четыре бобышки 15 под байонетньцй захват.Ампульное устройство работает следующим образом в корпус 1 устанавливают дно 3 с держателем 4 и образцами 5 и заваривают шов 16.Через штуцер 14 вакуумируют корпус с подогревом и в термостате заполняют его рабочим веществом, а затем инертным газом или азотом до расчетного давления.Ампульное устройство опускают в один из вертикальных каналов ядерного реактора, подают расход теплоносителя и поднимают мощность.Под действием радиационного нагрева возникает термоциркуляция, рабочее вещество поднимается вверх, переливается через тяговый участок 6 и, охлаждаясь на стенке 8, опускается вниз. На номинальной мощности тепло выделение превышает съем тепла на стенке 8 и рабочее вещестВО НЗЧРШЗСТ КИПСТ Ь.ПОДНИМЗСТСЯ ВВСрХ И ВЫтесняет часть рабочего вещества по каналу 12 в газовую камеру 10, т.е, уровень рабочего вещества поднимается. При этом скорость термоциркуляции увеличивается по мере увеличения паросодержания в тяговом участке. На определенном уровне жидкая фаза переливается через отверстия в тяговом участке и, охлаждаясь на стенке 8,опускается вниз. Паровая фаза поднимается по тяговому участку вверх и конденсируется на освобожденном участке стенки 8. Конденсат также стекает с общим потоком вниз в общий объем ампульного устройства.Коэффициент теплопередачи при конденсации в два-три раза больше коэффициента теплопередачи от яшдкой фазы, поэтому на номинальном режиме достаточно лишь части площади стенки 8. Через некоторое время устанавливаются определенные уровни ясидкой фазы в тяговом участке, в зазоре между тяговым участком 6 и стенкой 8 и в газовой камере 10. Изменения мощности радиационного нагрева вызовут соответствующие изменения парообразования, давления пара и уровней рабочего вещества. Причем изменения мощности вдвое приведет к изменению разностей уровней в газовой камере и в тяговом участке лишь на 40-60 мм, что соответствует из 5менению давления на Р 2,4-3,2 мм рт.ст, а по температуре на г 0,09-0,118 С. После окончания облучения ампульное устройство извлекают с помощью байонетного захвата и отправляют в горячую камеру, где отрезают концы штуцеров 13 и 14 и в термостате сливают рабочее вещество. На станке резки вырезают дно 3 и извлекают его вместе с держателем 4 и образцами 5.Таким образом, ампульное устройство обеспечивает облучение образцов при постоянной температуре, которую задают давлением инертного газа в газовой камере при любых, возникающих в процессе эксплуатации, измененияхАмпульное устройство, содержащее герметичную ампулу с теплоизоляцией и участком охлаждения, полость для образцов, заполнештую Жидким рабочим веществом, отличающееся тем,что, с целью задания постоянной температуры облучаемых образцов, над полостью для образцов установлен тяговый участок в виде трубы с отверстиями, а над ним газовая камера, соединенная вертикальным каналом с нижней частью ампулы.Верстка Казпатент, исполнитель Любимов И.Ю. Корректор Горпиненко Т.И. Ответственный за выпуск Фаизова Э.З.