Поперечным возбуждением

Создание вертикально-водотрубных котлов — следующий этап развития котлов. Пучки труб, 3, соединяющие верхние и нижние горизонтальные барабаны /, стали располагать вертикально или под большим углом к горизонту (рис. 7, д). Повысилась надежность циркуляции рабочей среды, обеспечился доступ к концам труб и тем самым упростились процессы вальцовки и очистки труб. Совершенствование конструкции этих котлов, направленное на повышение надежности и эффективности их работы, привело к появлению современной конструкции котла (рис. 7, е): однобарабан-ного с нижним коллектором 5 небольшого диаметра; опускными трубами 6 и барабаном /, вынесенными из зоны обогрева за обмуровку котла; полным экранированием топки; конвективными пучками труб с поперечным смыванием продуктами сгорания; предварительным подогревом воздуха 9, воды 8 и перегревом пара 7.

ДКВР — двухбарабанные котлы с естественной циркуляцией и экранированной топочной камерой. Барабаны расположены вдоль оси котла (рис. 19.12), между ними размещен коридорный пучок кипятильных труб. Движение топочных газов — горизонтальное с поперечным смыванием труб и поворотами. Повороты топочных газов обеспечиваются установкой перегородок, первая из которых выполнена из шамотного кирпича, вторая — из чугуна. Боковые экранные трубы верхними концами закреплены в верхнем барабане, нижние концы экранных труб приварены к нижним коллекторам. Передние опускные трубы, расположенные в обмуровке, являются также опорой консольно расположенного удлиненного верхнего барабана. Топочная камера обычно разде-

Позже в вертикально-водотрубных котлах с барабанами и естественной циркуляцией стали применять поперечное смывание пучков труб с поворотами дымовых ГЕЗОВ в горизонтальной плоскости и два барабана. Так появились компоновки котельных агрегатов многоходовые по газам и с пучками труб с чисто поперечным смыванием и интенсивным теплообменом.

Создание вертикально-водотрубных котлов — следующий этап развития котлов. Пучки труб 3, соединяющие верхние и нижние горизонтальные барабаны /, стали располагать вертикально или под большим углом к горизонту (рис. 7, д). Повысилась надежность циркуляции рабочей среды, обеспечился доступ к концам труб и тем самым упростились процессы вальцовки и очистки труб. Совершенствование конструкции этих котлов, направленное на повышение надежности и эффективности их работы, привело к появлению современной конструкции котла (рис. 7, е): однобарабан-ного с нижним коллектором 5 небольшого диаметра; опускными трубами 6 и барабаном 1, вынесенными из зоны обогрева за обмуровку котла; полным экранированием топки; конвективными пучками труб с поперечным смыванием продуктами сгорания; предварительным подогревом воздуха 9, воды 8 и перегревом пара 7.

САОЗ обеспечивают аварийное охлаждение зоны при возникновении крупных неплотностей в первом контуре для ВВЭР-440. В схему второго контура входят паропроизводящая часть парогенераторов, трубопроводы, подогреватели воды, другое теплотехническое оборудование с системами контроля и управления рабочими параметрами. Схема компоновки первого и второго контуров АЭС с ВВЭР-1000 показана [10] на рис. 1.5. В энергоустановках с ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 используются парогенераторы горизонтального типа. Трубные пучки парогенераторов погружены в теплоноситель с естественной циркуляцией котловой воды в межтрубном пространстве и поперечным смыванием труб. Питательная вода подается под уровень кипящей воды. Нагретый в реакторе теплоноситель проходит через трубные пучки парогенераторов. Образовавшийся в парогенераторе пар после сепарации в паровом объеме через коллектор подается к турбинам. Для реакторов, указанных в табл. 1.1, паропроизводительность парогенераторов увеличивалась соответственно от 230 до 1470 т/ч (230-325— 450-1470). Давление пара на выходе повышалось соответственно 3,14-3; 24—4; 6—6,3 МПа, а температура питательной воды — 189—195—226-220 °С.

% — число труб в ряду пучка с поперечным смыванием; z2 — число параллельно включенных труб; z3 — число труб в пучке; dn, d& — наружный и внутренний диаметры труб, м;

При выполнении первого пучка со смешанным продольно-поперечным смыванием сопротивление первой части пучка с малыми

Воздух, как правило, омывает трубы воздухоподогревателя снаружи. По характеру смывания труб воздухом различаются два типа трубчатых воздухоподогревателей: с поперечным смыванием труб и поворотами воздуха вне пучка (в основном применяемые в отечественных конструкциях) и со смешанным смыванием труб и поворотами воздуха внутри пучка.

Для повышения эффективности теплообмена и уменьшения веса и габаритов конвективные поверхности ВПГ выполняются из плотных пакетов труб с малыми зазорами между трубами. При высоких давлениях газов и больших скоростях потока оптимальные характеристики конвективных пакетов получаются при применении труб малого диаметра d с поперечным смыванием газами (рис. 54). При одинаковом гидравлическом сопротивлении Ар коэффициент теплоотдачи а от газа к стенке трубы при поперечном омывании газом в 1,5—2 раза больше, чем при продольном.

Четыре плоских экрана топки и конвективного газохода являются самостоятельными циркуляционными контурами, состоящими из U-образных труб. На выходе из топки они образуют конвективные испарительные пакеты горизонтальных труб с поперечным смыванием газами. За конвективными испарительными поверхностями в квадратном газоходе расположен пароперегреватель — пучок труб с коридорным расположением и малым шагом.

Из сказанного ранее видно, что если бы в тех же условиях был установлен калорифер с проволочным оребрением, то расход металла был бы меньше, чем в заменяемой поверхности воздухоподогревателя. Дополнительные возможности снижения веса поверхности нагрева имеются в случае установки испарителей с поперечным смыванием поверхности газами вместо продольного. Нужно также учитывать уменьшение расхода металла на сепа-рационные устройства котла и конденсаторы для приготовления воды, впрыскиваемой при регулировании перегрева. Это может быть достигнуто в. тех случаях, когда котел проектируется сразу с газовым испарителем, дистиллята которого должно быть достаточно для компенсации потерь пара и воды на электростанции.

ФЕРРОЗОНДЫ С ПОПЕРЕЧНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Цель данной работы — краткое изложение основных положений развития феррозондов с поперечным возбуждением, рассмотрение некоторых теоретических вопросов, лежащих в основе их принципа действия, и указание на ряд прикладных задач, решаемых с помощью применения этих феррозондов.

В 1944 г. группой сотрудников Горьковского физико-технического института (Г. С. Горелик, И. Л. Берштейн, К- А. Горонина и И. С. Жукова) был предложен феррозонд с поперечным возбуждением, выходной сигнал которого имел удвоенную частоту {31, 37].

Это ф.еррозонды с продольным возбуждением, когда направление вектора напряженности измеряемого магнитного поля совпадает с направлением поля возбуждения, и феррозонды с поперечным возбуждением, когда векторы напряженностей измеряемого поля и поля возбуждения образуют между собой прямой угол. Датчики первого типа широко применяются для всевозможных магнитных измерений, необходимых в различных областях науки и техники. Второй класс феррозондов еще

Кроме того, как было сказано выше, для феррозондов возможны два основных режима работы. С учетом двух способов наложения переменных полей возбуждения и двух основных режимов работы можно выделить по крайней мере четыре типа феррозондов: с поперечным возбуждением, работающий в первом и во втором режимах; с продольным возбуждением, работающий в первом и во втором режимах.

Поскольку нас интересуют лишь феррозонды с поперечным возбуждением, то в дальнейшем и будем рассматривать только их.

Рис. 2. Схема феррозонда с поперечным возбуждением, работающего во втором режиме

Рассмотрим теперь феррозонд с поперечным возбуждением, работающий во втором режиме (рис. 2).

НЕЛИНЕЙНЫЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ В ФЕРРОЗОНДАХ С ПОПЕРЕЧНЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ

В будет наводиться э.д.с. с частотой 2со. Эту э.д.с. можно подать на соответствующий измерительный прибор. Прибор «эрстедметр», основанный на использовании этого явления, был сконструирован Берштейном в 40-х годах и предназначался для измерения сравнительно небольших магнитных полей [37]. При этом предполагалось, что чувствительный элемент работает по безгистерезисной кривой, для чего поле тока должно быть не меньше некоторой критической величины. Отсутствие гистерезиса обеспечивает однозначность показаний. Феррозонды с поперечным возбуждением. Описанные выше явления легли в основу разработок феррозондов с поперечным возбуждением. В Советском Союзе феррозонд с поперечным возбуждением был описан в работах [31, 37]. Сердечником в таком феррозонде служила пермаллоевая проволока, по которой пропускался переменный ток, создающий циркулярное магнитное поле, периодически перемагничивающее материал проволоки. Вдоль оси проволоки наносилась измерительная обмотка, в которой наводилась э.д.с. при наличии внешнего поля. Но такой феррозонд имел ряд недостатков. Во-первых, он предназначен для работы на низких частотах звукового диапазона, а верхний предел выбираемой частоты обычно ограничен поверхностным эффектом вихревых токов, снижающим магнитные характеристики феррозонда. Во-вторых, переменный ток, протекающий по сердечнику, создает поперечное поле, которое убывает до нуля к его центру, в результате чего сердечник не промагничивается по всему объему, что отрицательно сказывается на работе феррозонда.

Уменьшить эти недостатки можно, применив в феррозондах вместо проволочных трубчатые сердечники, которые представляют собой керамические, кварцевые или какие-либо другие трубки с пермаллоевым покрытием. Трубчатые сердечники удобны также для наложения обмоток и построения феррозонда с поперечным возбуждением.