[1]Полезная модель относится к области теплотехники и предназначена для аккумулирования тепла на атомных электростанциях.
[2]Известен аккумулятор теплоты на основе фазового перехода (Полезная модель RU 179855 U1).
[3]Приведенный аккумулятор теплоты на основе фазового перехода представляет собой бункер, выполненный из листовой стали с теплоизоляционным покрытием, основанием которого служит бетонированная площадка. Внутри бункера вертикально располагается пучок металлических теплообменных трубок, внутри которых протекает теплоноситель. Выбран шахматный порядок расположения трубок. В нижней части бункера расположен коллектор для равномерной подачи теплоносителя по теплообменным металлическим трубкам. С наружных сторон бункера располагаются опускные трубы для подачи теплоносителя к коллектору. К верхней части бункера герметично подсоединена трубная доска.
[4]Основным недостатком является то, что в указанной конструкции не решается проблема термических удлинений теплообменных трубок. Теплообменные трубки неподвижно закреплены в нижнем коллекторе и верхней трубной доске, что, при возникновении термических напряжений в местах приварки теплообменных трубок, приведет к их разрушению.
[5]Наиболее близким аналогом является тепловой аккумулятор фазового перехода (Полезная модель №RU 65190 U1).
[6]Тепловой аккумулятор фазового перехода представляет собой двойной герметичный корпус со слоем тепловой изоляции, с внутренней полостью, заполненной теплоаккумулирующим материалом, в которой располагаются трубопроводы-змеевики с теплоносителями заряда и разряда, имеющих входные и выходные патрубки, отличающийся тем, что дополнительного на трубопроводе-змеевике с теплоносителем разряда во внутреннем корпусе установлен резервуар, а на его входном патрубке установлен насос и датчик контроля температуры.
[7]Основным недостатком указанной полезной модели является то, что при использовании в качестве греющего теплоносителя водяной пар в восходящих частях змеевиков конденсат, образующийся в процессе зарядки, неизбежно будет стекать в противоток пару, что негативно сказывается на эффективности процесса зарядки и ведет к проблемам с надежностью работы оборудования в виду отсутствия удаления конденсата из теплообменных трубок и приводит к его накоплению в них, что не позволяет использовать такую конструкцию на атомных электростанциях, т.к. использование жидкостного греющего теплоносителя является не эффективным.
[8]Задачей полезной модели является обеспечение надежности работы аккумулятора фазового перехода во всех рабочих режимах.
[9]Техническим результатом полезной модели является обеспечение надежности работы аккумулятора фазового перехода, при этом сохраняя возможность совмещения режимов зарядки паром в часы спада электропотребления и разрядки аккумулятора фазового перехода в часы пика электропотребления питательной водой при использовании одной и той же вертикально расположенной U-образной поверхности теплообмена.
[10]Технический результат достигается тем, что для удаления конденсата из восходящей и нисходящей частей вертикально расположенных U-образных теплообменных труб используются две раздающие камеры, что делает возможным осуществление разрядки аккумулятора фазового перехода питательной водой.
[11]Аккумулятор фазового перехода представляет собой бак с U-образными теплообменными трубами, в межтрубном пространстве которого находится теплоаккумулирующий материал. Внутри теплообменных труб в процессе зарядки находится греющий пар, который отдает часть своего тепла теплоаккумулирующему материалу и конденсируется. В процессе зарядки аккумулятора фазового перехода свежим паром, конденсат удаляется из восходящей и нисходящей частей труб в две раздающие камеры, из которых конденсат направляется в общий конденсатосборник, уровень в котором поддерживается постоянным. В процессе разрядки в теплообменных трубах движется питательная вода, которая нагревается за счет аккумулированного тепла. Наличие двух камер необходимо для подвода нагреваемой питательной воды и отвода нагретой питательной воды.
[12]Схема конструкции аккумулятора фазового перехода в составе атомной электростанции, содержащий конденсатосборник 1, датчик уровня 2, патрубки отвода конденсата 3 и 18 из раздающих камер трубного пучка 7 и 16 соответственно, патрубок отвода конденсата из общего конденсатосборника 19, отсечные задвижки 4, 5, 12, 15, 17. 20, патрубки подвода питательной воды 6 и свежего пара 13, патрубок отвода питательной воды 14, корпус аккумулятора фазового перехода 8, вертикально расположенные U-образные теплообменные трубы 9, обеспечивающие компенсацию термических удлинений, при чем для зарядки и разрядки аккумулятора фазового перехода используется одна и та же поверхность теплообмена, верхнюю крышку аккумулятора фазового перехода 10, при снятии которой становится возможным загрузка твердого теплоаккумулирующего материала, штуцер слива теплоаккумулирующего материала 11, отличающаяся тем, что при использовании вертикально расположенных U-образных теплообменных труб конденсат отводится из обеих камер в общий конденсатосборник, уровень конденсата в котором поддерживается постоянным, представлена на рис. 1.
[13]Аккумулятор фазового перехода работает следующим образом: в процессе зарядки свежий пар подается через подводящий патрубок свежего пара 13 в раздающую камеру 16, из нее пар поступает в вертикально расположенные U-образные теплообменные трубы 9, в восходящей части которых конденсат стекает обратно в камеру 16 под действием гравитации, откуда обеспечивается его удаление через патрубок отвода конденсата 18 в общий конденсатосборник 1, в котором поддерживается постоянный уровень конденсата по датчику уровня 2 и осуществляется регулирование расхода конденсата через патрубок 19 задвижкой 20. Аналогично реализовано удаление конденсата из нисходящей части трубного пучка, из которого конденсат стекает в камеру 7 и отводится из него при помощи патрубка отвода конденсата 3, в процессе зарядки отсечная задвижка подачи питательной воды 5 и отвода питательной воды 15 закрыты, а задвижка подачи свежего пара 12 открыта. В процессе разрядки закрываются отсечные задвижки 4, 12, 17, а отсечные задвижки 5 и 15 открываются, питательная вода поступает через патрубок подачи питательной воды 6 в камеру 7 и затем в U-образные теплообменные трубы 9, нагретая питательная вода выходит в камеру 16 и поступает через патрубок отвода питательной воды 14 в главный тракт питательной воды. Особенностью такой конструкции является использование одной и той же поверхности теплообмена в целях зарядки и разрядки аккумулятора фазового перехода. U-образная компоновка теплообменных труб позволяет компенсировать термические удлинения теплообменных труб в процессе работы аккумулятора фазового перехода, система отвода конденсата позволяет эффективно удалять конденсат из всех участков теплообменных труб и повышает надежность работы аккумулятора фазового перехода.
