TY - JOUR

T1 - ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА ВОЗДУШНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ АВАРИЙНОГО РАСХОЛАЖИВАНИЯ И СУХИХ ГРАДИРЕН АЭС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОВОЗДУШНОГО АЭРОЗОЛЯ (ТУМАНА)

AU - Abed, A. H.

AU - Shcheklein, S. E.

AU - Pakhaluev, V. M.

PY - 2019/1/1

Y1 - 2019/1/1

N2 - Современные атомные электростанции оснащаются пассивными системами аварийного отвода тепла от оборудования при возникновении аварийных ситуаций к конечному поглотителю (воздуху окружающей среды). Приэтом интенсивность отвода тепла к воздуху с наружной поверхности теплообменников, обеспечиваемая естественной конвекцией, чрезвычайно мала, что требует создания больших поверхностей теплообмена, применения различного рода интенсификаторов (рифление и оребрение поверхности, высотное размещение и пр.). Интенсивность отвода тепла также сильно зависит от температуры окружающего воздуха (располагаемого температурного напора).При сооружении атомных электростанций в странах, для которых характерен высокий уровень температуры окружающего воздуха (Иран, Бангладеш, Египет, Саудовская Аравия и пр.), предъявляются дополнительные требования к увеличению поверхностей теплообмена.Приводятся результаты экспериментального исследования интенсификации теплообмена путем малоэнергоемкой ультразвуковой подачи в охлаждающий воздух сверхмалых частиц жидкости размером (~ 3 мкм). Теплообмен поверхности с потоком обеспечивается тремя физическими эффектами: конвекция, кондуктивный теплообмен и испарение частиц воды.Последние два эффекта слабо зависят от температуры окружающего воздуха и обеспечивают активный теплосъем в любой ситуации. Исследования проведены с использованием высокоточного калориметра с регулируемым подводом тепла (в интервале от 7800 до 12831 Вт/м2), имитирующим нагретую поверхность в диапазоне чисел Рейнольдса воздушного потока от 2500 до 55000 и расходах жидкости (воды) от 23.39 до 111.68 кг/м2 ч–1.Исследования показали, что присутствие тонкораспыленной воды приводит к значительному увеличению передачи тепла по сравнению с использованием только воздушного охлаждения. При фиксированном тепловом потоке энергетическая эффективность увеличивается с ростом концентрации воды, достигая при 111,68 кг м–2 ч–1 значений свыше 600 Вт м–2гр–1, что в 2,8 раза выше, чем при воздушном охлаждении. С целью уточнения оптимальных областей интенсификации возможно применение данной технологии для интенсификации теплообмена к воздуху в сухих градирнях АЭС и ТЭС, используемых в условиях жаркого и резко континентального климата.

AB - Современные атомные электростанции оснащаются пассивными системами аварийного отвода тепла от оборудования при возникновении аварийных ситуаций к конечному поглотителю (воздуху окружающей среды). Приэтом интенсивность отвода тепла к воздуху с наружной поверхности теплообменников, обеспечиваемая естественной конвекцией, чрезвычайно мала, что требует создания больших поверхностей теплообмена, применения различного рода интенсификаторов (рифление и оребрение поверхности, высотное размещение и пр.). Интенсивность отвода тепла также сильно зависит от температуры окружающего воздуха (располагаемого температурного напора).При сооружении атомных электростанций в странах, для которых характерен высокий уровень температуры окружающего воздуха (Иран, Бангладеш, Египет, Саудовская Аравия и пр.), предъявляются дополнительные требования к увеличению поверхностей теплообмена.Приводятся результаты экспериментального исследования интенсификации теплообмена путем малоэнергоемкой ультразвуковой подачи в охлаждающий воздух сверхмалых частиц жидкости размером (~ 3 мкм). Теплообмен поверхности с потоком обеспечивается тремя физическими эффектами: конвекция, кондуктивный теплообмен и испарение частиц воды.Последние два эффекта слабо зависят от температуры окружающего воздуха и обеспечивают активный теплосъем в любой ситуации. Исследования проведены с использованием высокоточного калориметра с регулируемым подводом тепла (в интервале от 7800 до 12831 Вт/м2), имитирующим нагретую поверхность в диапазоне чисел Рейнольдса воздушного потока от 2500 до 55000 и расходах жидкости (воды) от 23.39 до 111.68 кг/м2 ч–1.Исследования показали, что присутствие тонкораспыленной воды приводит к значительному увеличению передачи тепла по сравнению с использованием только воздушного охлаждения. При фиксированном тепловом потоке энергетическая эффективность увеличивается с ростом концентрации воды, достигая при 111,68 кг м–2 ч–1 значений свыше 600 Вт м–2гр–1, что в 2,8 раза выше, чем при воздушном охлаждении. С целью уточнения оптимальных областей интенсификации возможно применение данной технологии для интенсификации теплообмена к воздуху в сухих градирнях АЭС и ТЭС, используемых в условиях жаркого и резко континентального климата.

KW - Air-water mist

KW - Heat exchange intensification

KW - Nuclear power plants

KW - Particulate cooling

KW - Water concentration

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85074601361&partnerID=8YFLogxK

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=41868354

U2 - 10.26583/npe.2019.3.02

DO - 10.26583/npe.2019.3.02

M3 - Статья

AN - SCOPUS:85074601361

VL - 2019

SP - 16

EP - 27

JO - Izvestiya Wysshikh Uchebnykh Zawedeniy, Yadernaya Energetika

JF - Izvestiya Wysshikh Uchebnykh Zawedeniy, Yadernaya Energetika

SN - 0204-3327

IS - 3

ER -