Какие виды теплозащиты применяются в гелиевых резервуарах.

Экранно-вакуумная изоляция с промежуточным тепловым экраном - этот вид изоляции применяется в резервуарах для жидкого гелия. Особенность устройства состоит в том, что здесь между кожухом и внутренним сосудом в дополнении к слоистой изоляции устанавливается промежуточный экран, охлаждаемый холодными парами гелия или жидким азотом (рис. 2.8). Промежуточный экран выполняется из меди, отличающейся наибольшей теплопроводностью. Благодаря высокой теплопроводности меди вокруг внутреннего сосуда с гелием создаётся однородное поле температуры. При охлаждении промежуточного экрана жидким азотом с температурой 77К тепловой поток к жидкому гелию уменьшается более чем в 200 раз. Сосуды с азотным экраном выгодно отличаются от сосудов, в которых промежуточный экран охлаждается паром гелия:1) проще в изготовлении;2) испаряемость гелия в них в 1,5…2 раза меньше, чем при охлаждении паром;3) можно хранить жидкий гелий с закрытым газосбросом, что особенно важно для транспортировки резервуаров; при охлаждении экрана паром сосуд может работать только в режиме постоянного газосброса.

На рис.2.8,а приведена схема резервуара, в котором тепловая изоляция состоит из двух вакуумных полостей с давлением (10^-3…10^-4)Па и слоистой изоляции, уложенной снаружи промежуточного экрана.На рис 2.8,б показана схема охлаждения промежуточного экрана парами гелия. К экрану припаяна длинная трубка в виде змеевика, по которому отводится пар. Промежуточный экран принимает на себя тепловой поток от кожуха и отдаёт его пару. Чтобы максимально использовать холод пара в резервуаре могут устанавливаться несколько промежуточных экранов.При использовании экрана, охлаждаемого жидким азотом, над сосудом с гелием устанавливается сосуд с кипящим жидким азотом (рис.2.8, г, в, е). Теплоприток через слоистую изоляцию поступает на промежуточный экран и расходуется в основном на испарение азота и в значительной степени – на испарение гелия. Для равномерного охлаждения экрана могут использоваться припаянные к нему трубки (рис.2.8, г, е),

Рис 2.8. Конструктивные схемы гелиевых резервуаров: а) - без промежуточного экрана; б) - с промежуточным экраном, охлаждаемым вытекающими парами; в), г), д), е) - с азотным экраном.  

по которым азот циркулирует за счёт естественной конвекции.В крупных резервуарах охлаждение промежуточного экрана жидким азотом может выполняться как по всей поверхности, так и с помощью припаянных труб (рис.2.8, д, е), заполненных азотом. Тепловая изоляция в этих резервуарах складывается из высоковакуумных прослоек, радиационных экранов и промежуточного экрана.Для уменьшения теплопритока к гелию по тепловым мостам азотный экран крепится подвесками и опорами к кожуху, а гелиевый сосуд – к азотному экрану. Схема одного из первых гелиевых сосудов с высоковакуумной изоляцией и сплошным жидкостным экраном показана на рис. 2.9

Дата добавления: 2015-10-28