Криогенный трубопровод

 

1. КРИОГЕННЫЙ ТРУБОПРОВОД типа «труба в трубе с внутренним трубопроводом, допускающим сброс пара b процессе охлаждения и теплоизоляцией на внешней поверхности наружного трубопровода , отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат криогенной жидкости на охлаждение основного трубопровода, внутренний трубопровод имеет отверстия на поверхности , обращенной к верхней части горизон тально расположенного основного трубопровода . 2.Трубопровод по п. 1, отличающийся го диаметр дополнительного трубопротем , что зыбирают из соотношения 0,1 - вода В1 0,2. 3.Трубопровод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, отверстия в дополнительном трубопроводе выполнены равномерно по верхней поверхности сечения и по длине , причем шаг по длине между сечениями с отверстиями выбирают из условия t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4 5Р F 16 L 9/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3537163/29-08 (22) 10.01.83 (46) 15.06.85. Бюл. № 22 (72) С. К. Дыменко, С. С. Колесников, А. А. Куриленко и В. П. Фирсов (53) 621.643 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 752116, кл. F 17 D 1/04, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 808759, кл. F 16 L 9/18, 1979. (54) (57) 1. КРИОГЕННЫй ТРУБОПРОВОД типа «труба в трубе» с внутренним трубопроводом, допускающим сброс пара в процессе охлаждения и теплоизоляцией на внешней поверхности наружного трубопровода, отличающийся тем, что, с целью уменьшения затрат криогенной жидкости на охлаждение основного трубопровода, внутренний трубопровод имеет отверстия на поверх„„SU„„1161775 A ности, обращенной к верхней части горизон. тально расположенного основного трубопровода.

2. Трубопровод по п. 1, отличающийся тем, что диаметр дополнительного трубопровода выбирают из соотношения — = 0,1—

0,2.

3. Трубопровод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения, отверстия в дополнительном трубопроводе выполнены равномерно по верхней .поверхности сечения и по длине, причем шаг по длине между сечениями с отверстиями выбирают из условия

t = (1 — 2)D, где d — диаметр дополнительного трубопровода; Ф

Я

D — диаметр осноного трубопровода;

t — шаг между сечениями с отверстиями.

1161775

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при испытаниях лопаточных насосов, работающих на криогенных жидкостях, а также в химической и авиационной промышленностях.

Цель изобретения — уменьшение затрат криогенной жидкости на охлаждение трубопровода. Это достигается за счет получения на выходе из трубопровода (например, на входе в насос) необходимых для надежного запуска параметров криогенного потока.

С этой целью в криогенном,трубопроводе, содержащем трубопровод и теплоизоляцию на его внешней поверхности, внутри его коаксиально с радиальным зазором установлен дополнительный трубопровод с отверстиями на поверхности, обращенной к верхней части основного трубопровода.

Кроме того, для оптимизации величины гидросопротивления диаметр дополнительного трубопровода выбирают из соотношения — — 0,1 — 0,2.

Для дальнейшего уменьшения затрат жидкости на охлаждение и улучшения охлаждения основного трубопровода отверстия в дополнительном трубопроводе выполнены равномерно в сечении и по его длине, причем шаг по длине дополнительного трубопровода между сечениями с отверстиями выбран из соотношения t = (1 — 2) D основного трубопровода.

На фиг. 1 приведен пример стендовой системы подачи криогенной жидкости к испытуемому насосу; на фиг. 2 — элемент криогенного трубопровода; на фиг. 3 — трубопровод, поперечное сечение на фиг. 4— режим течения жидкости в горизонтально расположенном трубопроводе.

Криогенная жидкость находится в емкости 1, покрытой теплоизоляцией 2. Емкость 1 соединена с насосом 3 криогенным трубопроводом 4 с пенополиуретановым покрытием 5 (теплоизоляция), в котором установлены отсечной 6, расходный 7 и дренажный 8 пневмоклапаны. В трубопроводе смонтирован коаксиально с радиальным зазором дополнительный трубопровод 9 с отсечным клапаном 10, имеющий отверстия 11.

Установка дополнительного трубопровода 9 4 осуществляется при помощи опор 12, расположенных равномерно по длине. Количество опор определяется требованиями жесткости, предъявляемыми к трубопроводу. Управление электродвигателем 13 и клапанами 6, 7, 8 и 10 осушествляется с пульта управления 14. Контроль за температурой стенки трубопровода ведется по датчику температуры 15..

Работа испытательного стенда, в котором применен трубопровод, осуществляется следующим образом.

В исходном положении криогенная жидкость находится в емкости 1. Пневмоклапаны 6, 7, 8 и 10 закрыты. Трубопровод 4 и насос 3 имеют температуру, равную температуре окружающей среды (-260 — 300 К). После создания в емкости 1 необходимого давления (1,5 кг)см ), которое поддерживается системой наддува и системой регулирования (не показаны), открываются клапаны 8 и 10 и в дополнительный, трубопровод 9 поступает криогенная жидкость. Охлаждается трубопровод 9, образующийся пар через отверстия 11 попадает во внутреннюю полость трубопровода 4 и далее через дренажный клапан 8 сбрасывается в атмосферу. По мере охлаждения трубопровода 9 последний заполняется жидкостью, которая через отверстия 11 выбрасывается под давлением в трубопровод 4. Капли жидкости выпадают в поток пара, орошая его. Таким образом, верхняя часть трубопровода 4 охлаждается более интенсивно. Часть жидкости «стекает» по стенкам и орошает нижнюю часть трубопровода. При достижении температуры стенки трубопровода, близкой к температуре кризиса пленочного кипения (последняя зависит от рода криогенцой жидкости), закрывают клапан 10. Контроль по датчику температуры 15. Далее открывают клапан 6 и жидкость поступает в основной трубопровод 4, предварительно охлажденный до температуры кризиса пленочного кипения. Время охлаждения от температуры кризиса до температуры, близкой к температуре жидкости, составляет 5 — 7 с. Далее закрывается дренажный клапан 8 и открывается расходный 7, и жидкость поступает на вход в насос 3.

Затраты криогенной жидкости на охлаждение до момента получения на входе в насос 3 необходимых для его надежного запуска режимных параметров (паросодержания температуры, давления) уменьшаются на

15 — 30о/оДиаметр дополнительного трубопровода выбирается из соотношения — = 0,1—

cL

0,2 с целью оптимизации величийы гидросопротивления основного трубопровода.

С целью увеличения эффективности охлаждения основного криогенного трубопровода 4 отверстия в дополнительной магистрали выполнены равномерно по верхней поверхности сечения и по длине, причем шаг по длине дополнительного трубопровода между сечениями с отверстиями выбран из .соотношения t = (1 — 2) ЕУ основного трубопровода.

1 161775

A-A

7ор

12

Составитель И. Петоян

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 3954 42 Тираж 898 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и очкрытий

1 l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4