Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Заправка 1-20.docx
Скачиваний:
35
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
1.08 Mб
Скачать

17. Какие виды теплозащиты применяются в гелиевых резервуарах.

Экранно-вакуумная изоляция с промежуточным тепловым экраном - этот вид изоляции применяется в резервуарах для жидкого гелия. Особенность устройства состоит в том, что здесь между кожухом и внутренним сосудом в дополнении к слоистой изоляции устанавливается промежуточный экран, охлаждаемый холодными парами гелия или жидким азотом (рис. 2.8). Промежуточный экран выполняется из меди, отличающейся наибольшей теплопроводностью. Благодаря высокой теплопроводности меди вокруг внутреннего сосуда с гелием создаётся однородное поле температуры. При охлаждении промежуточного экрана жидким азотом с температурой 77К тепловой поток к жидкому гелию уменьшается более чем в 200 раз. Сосуды с азотным экраном выгодно отличаются от сосудов, в которых промежуточный экран охлаждается паром гелия:1) проще в изготовлении;2) испаряемость гелия в них в 1,5…2 раза меньше, чем при охлаждении паром;3) можно хранить жидкий гелий с закрытым газосбросом, что особенно важно для транспортировки резервуаров; при охлаждении экрана паром сосуд может работать только в режиме постоянного газосброса.

На рис.2.8,а приведена схема резервуара, в котором тепловая изоляция состоит из двух вакуумных полостей с давлением (10-3…10-4)Па и слоистой изоляции, уложенной снаружи промежуточного экрана.На рис 2.8,б показана схема охлаждения промежуточного экрана парами гелия. К экрану припаяна длинная трубка в виде змеевика, по которому отводится пар. Промежуточный экран принимает на себя тепловой поток от кожуха и отдаёт его пару. Чтобы максимально использовать холод пара в резервуаре могут устанавливаться несколько промежуточных экранов.При использовании экрана, охлаждаемого жидким азотом, над сосудом с гелием устанавливается сосуд с кипящим жидким азотом (рис.2.8, г, в, е). Теплоприток через слоистую изоляцию поступает на промежуточный экран и расходуется в основном на испарение азота и в значительной степени – на испарение гелия. Для равномерного охлаждения экрана могут использоваться припаянные к нему трубки (рис.2.8, г, е), по которым азот циркулирует за счёт естественной конвекции.В крупных резервуарах охлаждение промежуточного экрана жидким азотом может выполняться как по всей поверхности, так и с помощью припаянных труб (рис.2.8, д, е), заполненных азотом. Тепловая изоляция в этих резервуарах складывается из высоковакуумных прослоек, радиационных экранов и промежуточного экрана.Для уменьшения теплопритока к гелию по тепловым мостам азотный экран крепится подвесками и опорами к кожуху, а гелиевый сосуд – к азотному экрану. Схема одного из первых гелиевых сосудов с высоковакуумной изоляцией и сплошным жидкостным экраном показана на рис. 2.9

18.Каким образом поддерживается необходимый вакуум в изолирующих полостях резервуаров и трубопроводов. Принцип действия криосорбционного насоса.

Р ост давления приводит к увеличению теплопритока и потерь продукта на испарение. Для устранения этого недостатка применяются криосорбционные насосы, в которых в качестве сорбентов используются специально для этих целей разработанные цеолиты СаЕН-4В и СаА-4В.Сорбенты для поддержания заданного вакуума должны удовлетворять следующим техническим требованиям: иметь высокую поглощающую способность по молекулам О2, N2, Н2 и воды;иметь достаточно низкую температуру регенерации (восстановления);при насыщении кислородом сохранять пожаро-взрывобезопасность;иметь высокую механическую прочность.Цеолит СаЕН-4В используется не только для поддержания вакуума в изоляции резервуаров, но и в изоляции трубопроводов. Имеет достаточно низкую температуру регенерации tр=200С, высокую поглощающую способность и пожаровзрывобезопасен. При охлаждении до температуры хранимого криопродукта его поглащающая способность значительно возрастает. Поэтому конструкция криосорбционного насоса выполняется с учётом необходимого охлаждения гранул цеолита. Силикагели хорошо поглощают водород, имеют tр=100С, высокую механическую прочность, не взрывоопасны, но плохо поглощают О2 и N2.Активированные угли имеют высокую поглощающую способность по О2 и N2, tр=100С, но при контакте с кислородом взрывоопасны.

Криосорбционные насосы бывают встроенными и наружными. Встроенные насосы выполняются в форме адсорбционного кармана установленного на поверхности внутреннего сосуда в изолирующей полости. За счёт контакта с холодными стенками кармана цеолит охлаждается до температуры криопродукта. Одна из стенок изготавливается пористой, из спечённого медного порошка, чтобы лучше охлаждать цеолит и пропускать к нему газы. Внутри кармана установлен теплообменник змеевикового вида, в который может подаваться нагретый газ для регенерации цеолита.Наружные криосорбционные насосы устанавливаются под резервуаром, чтобы О2 или N2 могли самотёком при естественной конвекции поступать на охлаждение цеолита (рис.2.11, 2.20). Используются два насоса.При насыщении цеолита одного из насосов он отключается от резервуара и с ним проводится ряд операций по регенерации. Второй насос обеспечивает поддержание требуемого вакуума. Внутри корпуса установлена слоистая изоляция и алюминиевые панели с карманами и пористыми экранами для гранул цеолита.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]