Спосіб виготовлення охолоджуючого пристрою

1. Способ изготовления охлаждающего устройства для конструкции, подвергающейся воздействию интенсивного теплового потока непрерывного, прерывистого или импульсного типа, путем выполнения в теле конструкции каналов, установки в поспедних труб для циркулирующей охлаждающей жидкости, выполненных из материала с коэффициентом теплового расширения, отличным от коэффициента теплового расширения материала тела конструкции, и размещения между наружной поверхностью труб и внутренней поверхностью каналов теплопроводных прокладок из материала, включающего углерод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве материала прокладок используют гибкий углеродистый материал, прокладки размещают на наружной поверхности каждой трубы перед установкой ее в канал, а после установки труб в каналах прокладки сжимают давлением не менее 10 кПа путем расширения соответствующих труб. Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано, например, при изготовлении химических, ядерных или термоядерных реакторов, устройств сгорания, непрерывной разливки расплавленных металлов, мишеней, подвергающихся действию рентгеновского, лазерного и других излучений. При изготовлении охлаждающих устройств для конструкций, подвергающихся воздействию интенсивного теплового потока непрерывного, прерывистого или импуль сного типа, возникает необходимость в обеспечении теплового контакта с высоким коэффициентом теплопередачи между ее элементами, которые могут быть выполнены из материалов с различным коэффициентом теплового расширения, таких как углеродосодерЖащие материалы, керамика и металлы или сплавы. . 2. Способ по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве гибкого углеродистого материала используют расширенный графит с наполнителем в виде металлического порошка или без него. 3. Способ по п. 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве гибкого углеродистого материала используют углеродистые или графитовые ткани, или войлок с наполнителем в виде металлического порошка или без него. Элементы из разнородных материалов трудно поддаются сборке с обеспечением хорошего теплового контакта. о о о О 9900 Из предшествующего уровня техники известен способ изготовления графитового теплообменника, заключающийся в выполнении в графитовом блоке каналов, установки в них металлических труб дпя циркуляции 5 рабочей среды и уплотнении труб путем засыпки графитового порошка в зазоры между трубами и блоком. Недостатком известного способа является то, что графитовый порошок, использу- 10 емый в качестве уплотнительной прокладки, не обеспечивает высокого коэффициента теплопередачи между стенками труб и каналов. Кроме того, низка надежность теплового контакта между этими стенками из-за 15 вероятности образования при засыпке порошка полостей. Цель изобретения - повышение коэффи циента теплопередачи и обеспечение на дежного теплового контакта. 20 Поставленная цель достигается тем, что в качестве материала теплопроводных прокладок используют гибкий углеродистый материал, прокладки размещают на наружной поверхности каждой трубы перед установ- 25 кой ее в канал, а после установки труб в каналах прокладки сжимают давлением не менее 10 кПа путем расширения соответствующих труб. При этом в качестве гибкого углеродистого материала используют рас- 30 ширенный графит, углеродистые или графитовые ткани или войлок с наполнителем в виде металлического порошка или без него. Выбор в качестве материала прокладок расширенного графита обусловлен следую- 35 щим обстоятельством. Расширенный графит получают резким нагреванием пластинчатого графита до температуры ~ 1000°С, что приводит к образованию расслоенного графита, плотность которого составляет поряд- 40 ка 0,002. Этот графит может повторно в большей или меньшей степени спрессован в блоки с плотностью 0,02-2 или прокатан в листы толщиной 0,1-2 мм с плотностью до 1. Обработанный таким образом графит имеет 45 высокую теплопроводность в плоскости сжатия и сравнительно низкую в перпендикулярном направлении. При этом он гибок и упруг. Эти свойства позволяют расширенному графиту обеспечить хороший тепловой 50 контакт между деталями из разнородных материалов даже при их сильных тепловых деформациях. Коэффициенты теплопередачи очень чувствительны к состоянию поверхности элементов и трудно воспроизводимы, что очень неудобно. Расширенный графит, будучи размещенным между поверхностями элементов, после сжатия обеспечивает надежный тепловой контакт при любом состоянии этих поверхностей, а введение в расширенный графит наполнителей в виде металлического порошка улучшает его теплопроводность. Преимуществом расширенного спрессованного графита является и анизотропность его теплопроводности, обеспечивающая распространение части теплового потока в направлении, перпендикулярном направлению его передачи. Таким образом, локальный тепловой максимум на внешней поверхности охлаждаемой конструкции распространяется на вытянутую периферийную зону трубы охлаждения, что улучшает теплообмен. Углеродистые или графитовые ткани и войлоки как с наполнителем в виде металлического порошка, так и без него, из-за волокнистой структуры также обладают в существенной степени анизотропной теплопроводностью, что делает возможным их использование в качестве прокладок. Результаты проведенных испытаний показали, что предпочтительное значение давления или сжатия, прокладок из расширенного графита должно быть не менее 10 кПа, что обеспечивает коэффициент теплопередачи не менее 104 Вт'м Г, Способ реализуют следующим образом. В теле охлаждаемой конструкции выполняют каналы, на наружной поверхности каждой трубы, выполненной из материала с коэффициентом теплового расширения, отличным от коэффициента теплового расширения материала тела конструкции, размещают прокладку из гибкого углеродистого материала, затем вводят трубы с прокладками в каналы и подвергают их расширению, например, под действием гидравлического давления, так, чтобы обеспечить сжатие прокладок на уровне не менее 10 кПа. Предлагаемый способ изготовления охлаждающего устройства для конструкции, подвергающейся действию интенсивных тепловых потоков, обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи между элементами конструкции и охлаждающей жидкостью. 9900 Упорядник М.Кулон Замовлення 4557 Техред М.Моргентал Коректор М.Самборська Тираж Підписне Державне патентне відомство УкраТни, 254655. ГСП, Київ-53, Львівська плм 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101