Попов, Игорь Александрович. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена : монография

Гидродинамика и теплообмен в пориотых теплообменных элементах и аппаратах Рис. 1.14. Схемы ядерных реакторов: а - кассета реактора ВГР с насыпными микро- и макротвэлами; б - продольный разрез активной зоны реактора ВТГР-500 с засыпками шаровых твэлов В высокотемпературных газовых реакторах используются сфериче­ ские микротопливные частицы. Они позволяют создать в зоне максимально­ го теплосъема пористое тело в виде шаровой или зернистой засыпки, харак­ теризующееся высоким уровнем конвективного теплообмена. К таким рек­ торам относятся ректоры типа AVR, THTR-300, ВТГР, БГР [8,9]. Схемы шаровых и зернистых засыпок в высокотемпературных газовых ядерных ре­ акторах показаны на рис. 1.14. Пористые трубчатые твэлы ядерных реакто­ ров описаны в патенте № 1241441 (Великобритания, 1971) и а.с. № 915628 (СССР, 1982). Метод интенсификации теплообмена с помощью пористых материа­ лов послужил причиной того, что одновременно с развитием технологии из­ готовления пористых металлов было предложено большое количество кон­ струкций разнообразных теплообменных устройств, в которых каналы или межтрубное пространство заполнены такими металлами. Основные конструкции теплообменных устройств с использованием ПТЭ данного типа приведены на рис. 1.15. На рис. 1.15а изображен теплообменник, в котором пористые попе­ речные матрицы 1 размещены как во внутренней, так и во внешней трубе. Эти вставки имеют одинаковую толщину и расположены в одной плоско­ сти. Как видно из рис. 1.156, пористая матрица 1 заполняет зазор между стенками, образуя два диаметрально противоположных канала 3 для про­ дольного подвода и отвода теплоносителя I. Здесь реализуется его продоль­ но- поперечное движение: продольное - в подводящем 2 и отводящем 3 ка­ налах; поперечное - сквозь матрицу 1 в окружном направлении. 1 7