патенты / 22183

837847-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB837847A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИЛОЖЕННЫЕ ЧЕРТЕЖИ 837,9847 Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: 16 мая 1957 г. 837,9847 : 16, 1957. № 15593157. 15593157. Полная спецификация опубликована: 15 июня 1960 г. : 15, 1960. Индекс при приемке: -Класс 102(1), А 3 (АИБ:Г 2:К), А 4 (С:Эл:Н:Л). :- 102 ( 1), 3 (: 2: ), 4 (: : : ). Международная классификация:- 5 . :- 5 . ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Поршневой насос для глубоких скважин Мы, , , корпорация, учрежденная в соответствии с законодательством штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, по адресу: 250, Парк Авеню, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем об изобретении. , для чего мы молимся, чтобы нам был выдан патент, а метод, с помощью которого он должен быть реализован, был подробно описан в следующем заявлении: - - , , , , , 250, , , , , , , : - Настоящее изобретение относится к конструкции для крепления поршневых насосов в насосно-компрессорных трубах скважины, в частности, к обеспечению возможности насосам раздельно перекачивать жидкости из верхних и нижних продуктивных зон скважины. , . Многие нефтяные скважины проходят через две зоны или пласты, из которых может быть добыта нефть. В некоторых районах добыча строго регулируется, и для каждой из различных зон устанавливаются ежедневные квоты или нормы. , . Это требует, чтобы жидкости, добываемые из каждой зоны, хранились отдельно на протяжении всех циклов добычи. . Были предложены и нашли применение специальные насосы для перекачивания обеих зон. Эти насосы, хотя и способны выполнять основную функцию перекачивания, имеют сложную конструкцию, сложны в установке и обслуживании. Одним из основных возражений является сложность замены рабочих или изнашиваемых деталей. насоса. , . Настоящее изобретение предлагает конструкцию для крепления насосов в насосно-компрессорных трубах скважины, содержащую удлинитель насосно-компрессорных труб, закрепленный на нижнем конце колонны насосно-компрессорных труб и определяющий верхний проход, имеющий в нем перекрестное соединение, а также верхний поршневой насосный агрегат, имеющий обычно стационарный цилиндрический элемент, приспособленный для размещения внутри указанного верхнего прохода и удерживаемый от движения вниз седлом в указанном перекрестном соединении, посадочный корпус, включающий в себя средства крепления дифференциальной зоны, установленные на указанном корпусе для взаимодействия с внутренней стенкой посадочного ниппеля, средство крепления дифференциальной площади, содержащее верхний уплотнительный элемент и нижний уплотнительный элемент меньшей площади Цена 3 с 6 1, чем указанный верхний уплотнительный элемент, и каналы, сообщающиеся со скважинной жидкостью под гидростатическим давлением от нижнего поршневого насосного агрегата для подачи давления 50 напротив указанных верхнего и нижнего уплотнительных элементов, причем указанное перекрестное соединение предотвращает смешивание скважинной жидкости между указанными верхним и нижним насосными агрегатами. , - , - , , 3 6 1 , 50 , - . Вариант осуществления настоящего изобретения 55 предлагает насосную установку, включающую верхний и нижний насосные агрегаты так называемого вставного типа, которые могут быть спущены в скважину или удалены путем вставки или удаления колонны насосных штанг, которые используются для эксплуатации скважины. 6) насос. Все рабочие части насосов, включая плунжеры, стволы, хвостовики и клапаны, входят в состав узла, который можно вставлять или снимать таким образом, и при этом нет необходимости снимать 65 колонну насосно-компрессорных труб из скважины. для ремонта насосов. В то же время два насосных агрегата устроены таким образом, что продукция из них сохраняется полностью раздельной на протяжении всего пути от добывающих зон до устья скважины. Таким образом, изобретение обеспечивает большую экономию времени и эксплуатационных затрат. ранее использовавшиеся для этой цели насосы. 55 - 6) , , , , 65 , 70 . Особенностью варианта реализации является то, что крепление насосной установки осуществляется за счет статического давления столба жидкости внутри ствола скважины без необходимости использования какого-либо механического замка. 75 . Конструкция согласно изобретению особенно выгодна для использования со скважинами 80, добывающими значительное количество свободного газа из одной или обеих продуктивных зон. 80 . Теперь изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи 85, на которых: фиг. 1 представляет собой вертикальную проекцию, показывающую установку насосного агрегата предпочтительной формы внутри ствола скважины; На рис. 2 представлена пара частичных вертикальных проекций под углом 90°, показывающих относительное перемещение элементов насоса при подъеме насоса: 85 : 1 ; 2 90 : ' '_ 7 3 На рис. 3 показан подробный продольный разрез предпочтительной установки; Фигура 4 представляет собой поперечное сечение по линии 4-4 на Фигуре 3. ' '_ 7 3 3 ; 4 4-4 3. Обратимся теперь к чертежам и, в частности, к их фигуре , где проиллюстрирована установка насоса предпочтительной формы внутри ствола скважины. Как обычно, ствол 10 скважины снабжен обсадной трубой 11, которая обычно проходит от дна к поверхности скважины. Скважина Напротив верхней продуктивной зоны 12 и нижней продуктивной зоны 13 обсадная колонна 11 снабжена перфорированными секциями 14, которые позволяют скважинным жидкостям из продуктивных зон проникать внутрь обсадной колонны. Также традиционно скважина снабжена удлиненной колонной трубопровода 15, который подвешен к устьевой арматуре 16 скважины на поверхности и проходит вниз к продуктивным зонам. Следует понимать, что насосно-компрессорные трубы 15, как показано, сильно укорочены и что при реальной установке они будут проходить вниз в ствол скважины на многие тысячи футов. По этой причине легко понять, что установка и снятие НКТ 5 — это серьезная работа, требующая значительных затрат времени и средств. , , 10 11 12 13, 11 14 , 15 16 , 15 , , 5 . На нижнем конце трубки 15 закреплен трубчатый удлинитель или рубашка насоса 20, которая сама имеет удлиненную форму и длину, позволяющую проходить как через верхнюю зону 12, так и через нижнюю зону 13. В конструкции удлинитель 20 состоит из отрезков подходящей длины. труб, соединенных между собой герметично, так что удлинение действует как полость, образующая удлиненную внутреннюю полость, которая отделена от ствола скважины и открыта к нему только через специально установленные впускные отверстия, как будет описано ниже. 15 20 12 13 , 20 . Удлинитель НКТ 20 снабжен установленными снаружи пакерными средствами, которые приспособлены для уплотнения стенки обсадной колонны 11. 20 11. В этом варианте насоса предусмотрены два пакера: нижний пакер 21, который устанавливается между верхней и нижней зонами 12 и 13, и верхний пакер 22, который устанавливается над верхней зоной чуть ниже низа колонны насосно-компрессорных труб 15. внутри расширения 20 расположены два насосных агрегата: верхний насосный агрегат 24 и нижний насосный агрегат 25, которые разнесены примерно напротив продуктивных зон 12 и 13 соответственно. , 21 12 13, 22 15 20 , 24 25 12 13, . Впускные каналы 26 верхней зоны расположены в удлинителе 20 для подачи скважинной жидкости в верхний насосный агрегат 24, а всасывающий порт 27 нижней зоны в нижней части удлинителя 20 служит для подачи скважинной жидкости в нижний насосный агрегат 25. 26 20 24 27 20 25. Насосные агрегаты 24 и 25 возвратно-поступательного типа, функционально соединены между собой и приводятся в действие верхней колонной насосных штанг 28, как лучше всего видно на рисунках 2 и 3. Насосные штанги 28 выходят на поверхность через НКТ 15 и перемещаются в обычным способом с помощью подходящего домкрата-качалки и двигателя (не показан). В этом варианте осуществления изобретения скважинную жидкость закачивают на поверхность из верхнего насосного агрегата 24 через насосно-компрессорную трубу 15 и перекачивают из нижнего насосного агрегата 70 25 через кольцевое пространство обсадной колонны НКТ. 29, после прохождения вверх через удлинитель 20 и наружу через набор выпускных отверстий 30, которые расположены вблизи верхней части удлинителя. При прохождении через удлинитель 20 75 жидкость из нижнего насоса 25 остается отделенной от жидкости внутри верхнего насоса 24. 24 25 28 2 3 28 15 ( ) 24 15 70 25 29 20 30 75 20 25 24. Учитывая положение пакеров 21 и 22, видно, что нижний пакер 21 служит 80 для разделения скважинных жидкостей, поступающих из зон 12 и 13, так что жидкость верхней зоны должна поступать в расширение 20 через порты 26, а жидкость из нижней зоны должна поступать через порт 27. Верхний пакер 22 расположен всего на 85° ниже выпускных отверстий 30 нижнего насосного агрегата 25 и, таким образом, обеспечивает отделение перекачиваемой жидкости из нижней зоны от всасываемой жидкости из верхней зоны. , ограниченный трубой 15 до тех пор, пока он не достигнет поверхности, так что продукция из двух зон, таким образом, сохраняется разделенной на протяжении всей операции закачки. 21 22 21 80 12 13 20 26 27 22 85 30 25, , 90 , 15 . Внутреннюю конструкцию насосных агрегатов 95 24 и 25 лучше всего можно увидеть подробно, рассмотрев рисунок 3. Этот вид, прослеживаемый слева направо и вниз по различным секциям, представляет основные части насосных агрегатов 24 100. и 25, и внешняя рубашка насоса или удлинитель трубки 20. В верхней части удлинитель трубки 20 имеет уплотнительный ниппель 32, который посредством резьбы вставлен в муфту 33 трубки, соединенную с нижней частью трубки 15. Муфта 105 с воротником 34 соединяет уплотнительный ниппель 32 с обжатый наружу ниппель 35, образовавший в себе ранее упомянутые каналы 30 для слива закачиваемой жидкости нижней зоны в затрубное пространство 29 обсадной колонны НКТ, в свою очередь, соединен с цилиндрической опорой 36 буртиком 37. Опора 36 пакера имеет установленную на ней верхнюю пакер 22 традиционной конструкции. 95 24 25 3 , , 24 100 25 20 , 20 32 33 15 105 34 32 35 30 29 110 36 37 36 22 . Ниже пакера 36 удлиненный 115 цилиндрический участок трубы 38 соединен с ним муфтой 39. Участок трубы 38, который можно обозначить как верхний участок трубы, обрезается по длине в соответствии с глубиной верхней продуктивной зоны 12 и составляет 120 заканчивается в точке, примыкающей к перфорированному кожуху 14, предусмотренному для верхней зоны. 36 115 38 39 38, 12 120 14 . К нижней части верхней секции 38 трубы прикреплено переходное соединение 40, которое имеет специальную конструкцию, как будет подробно описано ниже. Отверстия 26 верхней зоны, служащие для подачи жидкости в верхний насосный агрегат 24, образованы в перекрестном соединении 40. , и расположены так, чтобы предотвратить смешивание 130 837 847 путей 56, 64 и 51, которые полностью отделены от жидкости верхней зоны, которая поступает внутрь цилиндра 50 через отверстия 26. 38 40 125 26, 24, 40, 130 837,847 56, 64 51 50 26. Чтобы удержать цилиндр 50 насоса от движения вниз, посадочный ниппель 70, 61 имеет нижнюю часть под выступами 63, имеющую уменьшенное отверстие 65, образованное утолщенной внутрь стенкой, на вершине которой образовано обращенное вверх кольцевое скошенное седло 66. 50 , 70 61 63 65 66. Корпус 52 седла имеет соответствующую уменьшенную нижнюю часть 75, которая образует заплечик 67, приспособленный для плотного прилегания к седлу 66. Верхняя часть ниппеля 61 имеет отверстие 68, диаметр которого значительно больше, чем отверстие 65, и следует отметить 80, что соответствующие части корпуса 52 имеют значительный зазор с обоими этими отверстиями. 52 75 67 66 61 68 65 80 52 . Вышеупомянутая нижняя юбка цилиндра или цилиндр 55 имеет диаметр, позволяющий свободно проходить 85 через отверстие 65 ниппеля 61, так что весь узел цилиндра можно снять вверх. Можно также отметить, что все рабочие части нижнего насосного агрегата 25, как будет описано далее 90, также имеют диаметр, позволяющий пройти через посадочный ниппель 61, и, таким образом, могут быть сняты вверх вместе с верхним насосным блоком 24. 55 85 65 61 25 90 , 61 24. Чтобы обеспечить герметичную посадку между корпусом 95 52 и посадочным ниппелем 61, на нем установлены комплекты уплотнительных колец. Эти кольца выполняют дополнительную важную функцию фиксации верхнего насосного агрегата 24 от движения вверх. Такое фиксирующее средство 100 необходимо для удержания стационарная часть насоса для предотвращения его движения, когда возвратно-поступательный элемент перемещается во время обычных операций перекачки, и, конечно, должна быть съемной, когда желательно удалить насосы из скважины. 95 52 61, 24 100 105 . Один комплект уплотнительных колец или манжет 70 установлен между нижним концом цилиндра 50 и корпусом 52 для уплотнения контакта со стенкой отверстия 68. Эти уплотнительные кольца 70 выступают на 110 вперед за пределы корпуса 52, образуя обращенные вверх поверхности, и имеют упругую деформируемую конструкцию. для создания уплотнительного контакта под высоким давлением с уплотнительным ниппелем 61. Поскольку уплотнительные кольца 70 находятся над впускными 115 портами 26 и 54, они предотвращают любое смешивание поступающей жидкости верхней зоны с перекачиваемой жидкостью нижней зоны, протекающей через канал 51. Второй комплект уплотнений кольца или чашки 71 установлены между 120 нижним концом корпуса 52 и цилиндрической юбкой для уплотнения контакта со стенкой уменьшенного отверстия 65 и для создания обращенных вниз поверхностей в пространстве между корпусом и стенкой отверстия. Этот последний набор уплотнительных колец 125 71 имеет значительно меньший диаметр и площадь поверхности, чем комплект колец 70, в соответствии с разницей в размерах отверстий 65 и 68. Поскольку кольца 71 находятся ниже впускных отверстий 26 и 54, они воздействуют на эту жидкость вместе с жидкостью, перекачиваемой нижним насосным агрегатом. 25 Переходное соединение 40 входит в зацепление с промежуточным участком трубы 41, который, в свою очередь, соединяется с нижним удлиненным участком трубы 42 воротником 43 Пакер 21 устанавливается на нижнем участке 42, а длина этих участков будет определяться в соответствии с расстоянием между верхней и нижней эксплуатационными зонами 12 и 13. В нижней части нижней секции 42 трубы расположен посадочный башмак 44, который завершает удлинение 20 и образован с ранее упомянутым отверстием 27 для нижней зоны для впуска скважинной жидкости из нижней зоны в нижний насосный агрегат 25. 70 50 52 68 70 110 52 61 70 115 26 54 51 71 120 52 65 125 71 70 65 68 71 26 54 130 25 40 41 42 43 21 42, 12 13 42 44 20 27 25. Верхний насосный агрегат 24 имеет внешний удлиненный цилиндр 50, который с возможностью скольжения проходит через уплотнительный ниппель 32 и расположен на расстоянии внутрь от удлинительной верхней секции 38 трубы, образуя при этом кольцевую камеру или канал 51, который открыт для выпускных отверстий 30 для жидкости нижней зоны. конец цилиндра 50 соединен резьбой с толстостенным трубчатым посадочным корпусом 52, который образован проходящим через него отверстием 53 в осевом направлении и множеством радиально направленных боковых отверстий 54, открывающихся в отверстие. Корпус 52 приспособлен для посадки внутри перекрестного соединения 40 и несет выступающую вниз юбку или цилиндр 55, который завершает узел верхнего цилиндра насосного агрегата. Цилиндр 55 расположен на значительном расстоянии внутрь от удлинительной нижней секции 41 трубы и образует вместе с ней кольцевой, идущий в продольном направлении канал 56, который открывается вниз в удлинительную нижнюю секцию 42 трубы и приспособлен для подачи вверх жидкости, перекачиваемой насосным агрегатом 25 нижней зоны. 24 50 32 38 51 30 50 - 52 53 54 52 40 55 55 41 56 42 25. Перекрестное соединение 40 снабжено внешним воротником или колодкой 60, имеющим впускные отверстия 26 в верхней зоне и окружающим внутреннюю втулку или посадочный ниппель 61 на определенном расстоянии друг от друга, но жестко поддерживающим последний. Как лучше всего видно на фиг. 4, посадочный ниппель 61 представляет собой снабжен множеством радиально выступающих выступов 63, которые соединяют башмак 60 в области каждого из отверстий 26 для впуска жидкости и жестко прикреплены к манжете посредством сварки или тому подобного. Каждый из выступов 63 является полым, чтобы сообщать отверстия 26 с внутренняя часть ниппеля 61 и портов 54. 40 60 26 61 4, 61 63 60 26 63 26 61, 54. Как только жидкость из верхней зоны попала внутрь ниппеля 61, можно увидеть, что она может течь через отверстия корпуса 54 в осевое отверстие 53 и оттуда вверх во внутреннюю часть цилиндра 50 насоса. Пространство между башмаком и втулкой 61 не закрыто выступами 63. содержит проходящие в продольном или вертикальном направлении каналы 64, которые служат для сообщения нижнего кольцевого канала 56 с верхним кольцевым каналом 51, окружающим цилиндр 50, для подачи вверх жидкости, перекачиваемой нижним насосным агрегатом 25. 61 54 53 50 61 63 64 56 51 50 25. Внимание также обращено на то, что жидкость нижней зоны, протекающая по каналу 837, 847, предотвращает любое смешивание поступающей жидкости верхней зоны с перекачиваемой жидкостью нижней зоны, текущей через канал 56. passage837,847 56. Из-за взаимодействия между верхним комплектом уплотнительных колец 70 и нижним комплектом 71 их можно соответственно обозначить как средства фиксации дифференциальной зоны. Как следует помнить, перекачиваемая жидкость нижней зоны внутри каналов 51 и 56 течет вверх через соединительные каналы 64 и после выхода из верхнего канала 51 выбрасывается через порты 30 в кольцевое пространство 29 НКТ-обсадная колонна, где она поднимается под действием дополнительной жидкости, закачиваемой вверх на поверхность. Соответственно, весь этот столб перекачиваемой жидкости нижней зоны создает статическую напор или давление, которое оказывает нисходящую силу значительной величины на жидкость на забое скважины. Жидкость в обоих каналах 51 и 56 находится под таким высоким статическим напором, и давления в ней по существу равны из-за соединяющихся каналов 64. Давление жидкости внутри канала 51 действует вниз на обращенные вверх поверхности колец 70 через пространство между отверстием 68 ниппеля и корпусом 52, а давление жидкости внутри канала 56 действует вверх на обращенные вниз поверхности колец 71 через пространство между корпусом и корпусом 52. нижнее отверстие 65. Однако значительно большая площадь поверхности верхних колец 70 подвергается давлению вниз, чем площадь поверхности колец 71, подвергающаяся давлению вверх. Таким образом, результирующая сила действует вниз и стремится удержать корпус 52 и весь верхний насосный агрегат 24. Эта сила достаточна для удержания узла цилиндра насосного агрегата в неподвижном состоянии во время нормальной работы насоса, чтобы не происходило смещения неподвижных частей насоса из-за фрикционного взаимодействия с возвратно-поступательными элементами или рабочими частями. однако эту силу удержания или крепления можно преодолеть, приложив достаточную подъемную силу вверх, когда желательно снять ствол насоса. Это делается с помощью насосных штанг 28 и за счет взаимодействия между взаимодействующими подъемными средствами, установленными на насосе. единиц, как будет описано далее. - 70 71 , 51 56 64 51 30 - 29 , 51 56 , 64 51 70 68 52, 56 71 65 , 70 71 52 24 , , - 28 - . На своем верхнем конце ствол 50 резьбовым соединением соединен с направляющим элементом насосной штанги, имеющим трубчатый внешний корпус 73, соединенный с центральной ступицей 74 открытой перемычкой так, чтобы образовать проход 75 с открытым концом, который обеспечивает восходящий поток жидкости из ствола 50 в колонна насосно-компрессорных труб 15. Ступица 74 обеспечивает скользящую опору для нижней насосной штанги 28, которая проходит через нее и приводит в действие плунжерные средства внутри ствола. 50 73 74 75 50 15 74 28 . Жидкость, которая закачивается в НКТ 15 6 из ствола 50, представляет собой жидкость верхней зоны, и это перекачивающее действие создает столб жидкости в НКТ, который простирается от насоса до поверхности скважины. Как можно понять, этот столб жидкости также оказывает высокий статический напор или давление, действующее вниз на 70 градусов. 15 6 50 , 70 . Чтобы предотвратить утечку жидкости внутри трубки 15 вниз вокруг цилиндра, снаружи цилиндра между верхним концом 75 цилиндра и элементом 70 установлен набор уплотнительных колец 76. Уплотнительные кольца 76 аналогичны ранее описанным нижним. кольца и приспособлены для обеспечения герметичного взаимодействия под высоким давлением со стенкой уплотнительного ниппеля 32. Жидкость внутри трубки 80 15 действует вниз против колец 76 и сопротивляется подъемной силе, действующей на кольца жидкостью в канале 51. 15 76 75 70 76 32 80 15 76 51. Нижний конец насосной штанги 28 резьбовым соединением соединен с верхним плунжером 80, 85, который имеет размер, обеспечивающий возможность скольжения внутри ствола 50, и образует часть удлиненного узла поршня, совершающего возвратно-поступательное движение. Плунжер 80 имеет трубчатую форму и имеет вертикальный канал 81, продолжающийся через него и приспособлен 90 для закрытия на нижнем конце шаровым клапаном 82. 28 80 85 50 80 81 90 82. Последний представляет собой так называемый ходовой клапан насоса и имеет шарик, заключенный в клетку, которая открыта в продольном направлении через обращенное вверх седло обычным образом. - 95 . С нижней частью плунжерной секции 80 соединена удлиненная уменьшенная нижняя секция 84 плунжера, имеющая значительный зазор со стволом 50 и образующая с ней 100 кольцевую насосную камеру 85. Меньшая секция плунжера 84 также является трубчатой и имеет центральный вертикальный канал 86, проходящий через нее и открытый. внизу в нижнюю часть цилиндра 50. Вверху 105 секции плунжера 84 находится шаровой клапан 87, имеющий конструкцию седла и клетки обычной конструкции и приспособленный для закрытия верхнего конца прохода 86. Клапан 87, будучи полностью перенесенным подвижным узлом плунжера 110, тем не менее, может быть соответствующим образом обозначен как стоячий клапан насоса в соответствии с общепринятой терминологией по насосам. Жидкость, поступающая через клапан 87 из канала 86, проходит в перекачивающую камеру 115 через 85 и оттуда через клапан 82 верхний плунжер проход 81 и в трубку 15 во время работы насоса. Внутри нижней части цилиндра 50 установлена удлиненная втулка или вкладыш 88, который закрывает дно 120 камеры 85 и обеспечивает плотную скользящую посадку с меньшей секцией 84 плунжера. 80 84 50 100 85 84 86 50 105 84 87 86 87, 110 , 87 86 115 85 82, 81, 15 50 88 120 85 84. Верх камеры 85, конечно, закрыт секцией 80 плунжера, и, таким образом, можно видеть, что объем камеры 125 увеличивается или уменьшается в соответствии с относительным перемещением узла плунжера внутри рабочего цилиндра. 85 80, 125 . При ходе насоса вверх оба плунжера 80 и 84 перемещаются вверх, и этот тип цилиндра в насосе, как показано на рисунке, имеет возвратно-поступательный внешний цилиндр 98 и обычно неподвижный внутренний плунжер 99. Цилиндр 98 соединен со штоком 96 через верхний ход насоса. узел шарового клапана 97, имеющий шаровой клапан 70 97a, который служит для регулирования потока жидкости из внутренней части цилиндра 98 в пространство удлинительной трубы 42, окружающее насосный агрегат. Следует также отметить, что ствол 98 имеет такой же внешний диаметр. 75 метров как цилиндр 55, чтобы он мог следовать за последним вверх через посадочный ниппель 61 после снятия насоса. , 80 84 130 837,847 , 98 99 98 96 97 70 97 98 42 98 75 55 61 . Плунжер 99 установлен с возможностью скольжения внутри цилиндра 98 и имеет верхний стоячий шаровой клапан 100, 80, который служит для регулирования потока жидкости через канал 101, проходящий в продольном направлении плунжера. 99 98, 100 80 101 . Нижний конец плунжера 99 соединен с удлиненной трубчатой выхлопной трубой 102, которая 85 проходит через нижнюю часть цилиндра 98 и вниз через башмак 44, предусмотренный на нижнем конце удлинения 20. В нижней части цилиндра 98 имеется выступающий внутрь кольцевой элемент 103. закреплен в нем на резьбе 90 и образует подъемный буртик для взаимодействия с плунжером 99. Выхлопная труба 102 также несет увеличенную опорную часть 104, которая имеет обращенный вниз буртик, приспособленный для взаимодействия с седлом 106, выполненным 95 в башмаке 44. Ниже седла 106 предусмотрена опорная часть 104. с набором уплотнительных колец 108, которые приспособлены для плотного плотного контакта со стенкой башмака 44 и предотвращения любого нисходящего потока жидкости из секции трубы 100 42. Выхлопная труба 102 открыта для жидкости из нижней зоны через ранее упомянутое впускное отверстие башмака. 27. 99 102 85 98 44 20 98 103 90 , 99 102 104 106 95 44 106 104 108 44 100 42 102 27. Таким образом, жидкость из нижней зоны может свободно попадать в выхлопную трубу 102 и проходить вверх 105 в плунжер 99, а затем в цилиндр 98. 102 105 99, 98. Опора 104 действует как средство крепления для удержания плунжера 99 в нормальном неподвижном положении, поскольку жидкость внутри секции 42 трубы, которая находится под высоким статическим напором, действует 110 вниз на опору. 104 99 42 110 . При нормальной работе насоса и при его ходе вверх объем камеры внутри цилиндра 98 над плунжером 99 увеличивается за счет относительного движения вверх 115 цилиндра. Стоящий шаровой кран открывается, и жидкость из нижней зоны перетекает в цилиндр 98 через канал 101 и выхлопную трубу 102. В то же время жидкость внутри удлинительной трубы 42 действует вниз на ходовой шаровой клапан 120 97а, фиксируя последний и предотвращая любой обратный поток жидкости в цилиндр 98 из пространства вокруг него. , 98 99 115 , 98 101 102 , 42 120 97 98 . При движении насоса вниз давление жидкости над плунжером 99 заставляет стоячий клапан 125 закрыться, а ходовой шаровой клапан 97a открыться. Таким образом, жидкость внутри цилиндра 98 выталкивается вверх и наружу в секцию 42 трубы. жидкость нижней зоны из секции трубы 42 до 130 увеличивает объем перекачивающей камеры. Сопутствующее снижение давления внутри камеры 85 вызывает смещение клапана 87 и позволяет жидкости верхней зоны заполнить перекачивающую камеру через проход 86, нижнюю часть цилиндра 50, проходы 53 и 54 и отверстия для впуска жидкости 26 в перекрестном башмаке 40. Также при движении насоса вверх клапан 82 закрывается нисходящим давлением столба жидкости, стоящего на нем, и всей жидкости внутри цилиндра 50 над клапаном 82. выталкивается вверх в трубку 15 при движении плунжера 80. , 99 125 100 97 , 98 42 42 130 85 87 86, 50, 53 54 26 - 40 , 82 50 82 15 80. При ходе насоса вниз давление скважинной жидкости внутри камеры увеличивается, и это давление жидкости действует вниз на клапан 87, закрывая канал 86 и предотвращая любой нисходящий или обратный поток жидкости. В то же время давление жидкости внутри камеры 85 действует вниз. вверх, чтобы поднять клапан 82 из седла и позволить жидкости течь через верхний канал плунжера 81. 87 86 , 85 82 81. Таким образом, при продолжающемся движении верхнего плунжера 80 вниз вся жидкость внутри камеры 85 выталкивается выше клапана 82 и поднимается вместе с плунжером при следующем ходе насоса вверх. Последующие ходы насоса вверх и вниз продолжают циклы работы насоса следующим образом: Следует отметить, что когда плунжер 80 находится в нижней части своего хода вниз, объем внутри камеры 85 насоса очень мал по сравнению с общим объемом перемещения плунжера во время хода насоса. очень высокая степень сжатия, что весьма выгодно для перекачивания скважинных жидкостей с высоким содержанием газойля без потери эффективности перекачки. , 80 85 82 80 85 . Нижний конец плунжера 84 соединен через переходник 90 с удлиненным шатуном 91, который свободно проходит через канал 53 и вниз в цилиндр. Нижний конец стержня 91 соединен с уплотняющим поршнем или плунжером 92, который плотно прилегает внутри цилиндра 55. плотное уплотнение. Свободная посадка штока 91 в канале 53 обеспечивает свободный поток жидкости вверх в ствол 50 из впускных отверстий 26 верхней зоны, а функция поршня 92 заключается в предотвращении любого перетекания скважинной жидкости нижней зоны в верхнюю зону. Насосный блок Поскольку нижний конец поршня 92 открыт для перекачиваемой жидкости нижней зоны, имеющей высокий статический напор, следует также понимать, что это давление жидкости используется для помощи в подъеме узла плунжера верхней зоны во время его подъема или рабочего хода. . 84 90 91 53 91 92 55 91 53 50 26, 92 92 , . Поршень 92 соединен с удлинителем штока 94, который соединяется с подъемной муфтой 95, приспособленной для подъема верхнего насосного агрегата из скважины, как будет описано ниже. Муфта 95, в свою очередь, соединена с шатуном 96 насоса нижней зоны, который приводит в действие нижнюю зону. насосный агрегат 25. Последний перемещается 837, 847 через перекрестное соединение 40 и, в конечном счете, в кольцевое пространство 29 НКТ-обсадной колонны, что было описано ранее. Следовательно, теперь можно понимать, что насос выполняет свою основную функцию по перекачиванию жидкостей из двух продуктивных зон. и поддержание этих жидкостей отдельно в течение всей операции перекачки. 92 94 95 95 96 25 837,847 40 - 29 , , . Все рабочие части насосного агрегата, подверженные быстрому износу и износу, легко снимаются и заменяются насосными штангами без необходимости демонтажа НКТ. В варианте реализации предусмотрена такая выгодная конструкция как для верхнего насосного агрегата 24, так и для нижнего агрегата 25. 24 25. Следует отметить, что эти два блока включают в себя все клапаны насоса, а также возвратно-поступательные и относительно неподвижные рабочие органы. В верхнем насосном блоке 24 рабочий цилиндр 50 удерживается на месте во время нормального хода насоса за счет фиксации или удержания дифференциальной зоны. нижнее средство, установленное внутри перекрестного соединения 40, как было описано ранее. В нижнем блоке 25 неподвижный плунжер 99 аналогичным образом удерживается в нижнем положении опорной частью 104, входящей в зацепление с башмаком 44 во время обычных ходов насоса. 24, 50 40 25 99 104 44 . Когда необходимо извлечь насосные агрегаты 24 и 25 из скважины, насосные штанги 28 просто вытягиваются вверх за пределы нормального хода насоса вверх. Это вызывает зацепление подъемной муфты 95 с нижним концом цилиндра 55, как показано на рисунке 2. , причем на двух видах показаны детали в нормальном рабочем положении и в положении подъема. Продолжающееся движение насосных штанг 28 вверх приводит к подъему цилиндра 55, перемещая рабочий цилиндр 50 вверх, чтобы сместить комплекты уплотнительных колец 70, 71 и 75 изнутри расширение 20. 24 25 , 28 95 55 2, 28 55 , 50 70, 71 75 20. В то же время подъемный буртик 103 входит в зацепление с нижней частью плунжера 99, заставляя опору 104 перемещаться вверх для отсоединения колец 108 от башмака 44, так что весь нижний насосный агрегат 24 может свободно перемещаться вверх через отверстие 65 в верхнем насосе. посадочный ниппель 61 Теперь можно полностью понять причину, по которой диаметр всех нижних частей насоса должен быть таким же или меньшим, чем у цилиндра 55, поскольку важно, чтобы эти детали могли проходить через отверстие 65. Как только оба насосных агрегата 24 и 25 будут свободны , 103 99 104 108 44 24 65 61 55 , 65. 24 25 из удлинения 20 очевидно, что их можно довольно легко вытащить на поверхность, продолжая тянуть вверх колонну насосных штанг 28. Как будет отмечено из описания операции подъема, нет необходимости выполнять какие-либо соединения или отсоединять любые детали для снятия обоих агрегатов насоса 60 со скважины. Таким образом, время и затраты на ремонт или обслуживание насосных агрегатов сводятся к минимуму. 20 28 , 60 .
, ."> . . .
: 506
: 2024-04-12 20:54:43
: GB837847A-">
: :

837848-- = "/"; . , . . , . . , . , , . .



. :
:
УведомлениеЭтот перевод сделан компьютером. Невозможно гарантировать, что он является ясным, точным, полным, верным или отвечает конкретным целям. Важные решения, такие как относящиеся к коммерции или финансовые решения, не должны основываться на продукте машинного перевода.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB837848A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРИЛОЖЕННЫЕ ЧЕРТЕЖИ 8378548 ^ Дата подачи заявки и подачи полной спецификации: 17 июня 1957 г. 8378548 Â^ : 17, 1957. №18986/57. No18986/57. Заявление подано в Соединенных Штатах Америки 3 июля 1956 года. 3, 1956. Полная спецификация опубликована: 15 июня 1960 г., : 15, 1960, Индекс при приемке: -Класс 39(4), С(л Д:2 Д:2 Н:3 Д:3 Ф:3 Г). :- 39 ( 4), ( : 2 : 2 : 3 : 3 : 3 ). Международная классификация:- 21. :- 21. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ Усовершенствованные гомогенные ядерные реакторы Мы, НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ И ИНЖЕНЕРНАЯ КОМПАНИЯ , корпорация, должным образом организованная и действующая в соответствии с законодательством штата Делавэр, Соединенные Штаты Америки, и Элизабет, Нью-Джерси, Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем об изобретении. , для чего мы молимся, чтобы нам был выдан патент, а метод, с помощью которого он должен быть реализован, был подробно описан в следующем заявлении: , ' , , , , , , , , , , :- Настоящее изобретение относится к ядерным реакциям и, более конкретно, относится к усовершенствованному способу и устройству для проведения ядерных реакций. Еще более конкретно изобретение относится к усовершенствованным гомогенным ядерным реакторам и к способам их эксплуатации. , . Важность и использование ядерных реакторов или атомных реакторов хорошо известны. . Эти ядерные реакторы предназначены для того, чтобы вызывать деление, а также поддерживать и контролировать цепные реакции. Реакторы могут быть спроектированы для производства энергии, подачи нейтронов, производства радиоактивных изотопов, инициирования ядерных реакций, производства плутония из -238, а также инициирования и стимулирования химических реакций. , , , , -238, . Все эти реакторы основаны на одних и тех же принципах работы, возможности деления и самоподдерживающейся цепной реакции. - . Ядерные реакторы можно разделить на гетерогенные и гомогенные реакторы. В гетерогенном реакторе топливо имеет различную форму, обычно в твердой форме, например, в виде стержней, заготовок или пластин. Как правило, оно либо помещается в замедлитель в каналы в виде решетки. или удерживаются в виде стержней в жидком замедлителе, если замедлитель находится в такой форме. В гомогенном реакторе делящийся материал или топливо обычно смешиваются в растворе с замедлителем и равномерно распределяются по активной зоне реактора. Большинство ядерных реакторов, которые Однако гомогенный ядерный реактор имеет ряд важных преимуществ перед реактором гетерогенного типа. Важнейшим преимуществом гомогенного реактора является то, что изготовление и обработка топлива значительно упрощаются. Топливное решение - 50 непрерывно прокачивается через камеру реактора и затем охлаждается во внешних теплообменниках. Некоторую часть топлива можно постоянно отводить для очистки, а затем повторно вводить в циркулирующий поток комбинированного топлива и замедлителя. Одной из интересных особенностей гомогенного реактора является то, что он может быть саморегулирующимся. С повышением температуры реактора его реактивность (ядерная реакция) снижается и поэтому он 60 саморегулируется. , , , , - , , 50 55 - , ( ) 60 . Предложенные ранее гомогенные ядерные реакторы имеют ряд ограничений. В частности, поток радиации, создаваемый в этих гомогенных ядерных реакторах 65 (а также в гетерогенных реакторах), был ниже, чем хотелось бы. , 65 ( ) . Как правило, интенсивность потока ограничена доступными средствами отвода тепла ядерной реакции. Более высокие потоки 70 могут быть получены в этих гомогенных ядерных реакторах за счет более быстрого перемещения жидкой гомогенной топливной смеси в активную зону реактора через входную линию и наружу. активной зоны реактора по выпускному трубопроводу. Однако скорость движения жидкого гомогенного топлива по входному трубопроводу в активную зону и далее из активной зоны по выпускному трубопроводу лимитируется перепадами давления во входном и выпускном трубопроводах. Размер 80 впускной линии и выпускной линии может быть увеличен, чтобы в определенной степени облегчить эту проблему. Однако следует понимать, что по мере увеличения размера впускной линии и выпускной линии активной зоны реактора по сравнению с 85 объем активная зона реактора, весь ядерный реактор приближается к конфигурации одной трубы одинакового размера. Когда достигается эта точка, нормальная работа гомогенного ядерного реактора нарушается 90, поскольку непрерывная цепная реакция будет присутствовать повсюду в контуре реактора. , 70 75 , 80 , 85 , , 90 . По этим причинам до сих пор было невозможно создать однородные ядерные реакторы с очень высоким потоком, т. е. имеющие поток нейтронов выше примерно 3 х 10'3 нейтронов/см 2 /сек. Из-за важности этой новой области продолжается потребность в новых и улучшенных конструкциях реакторов. Вышеупомянутые ограничения гомогенных ядерных реакторов предшествующего уровня техники преодолеваются настоящим изобретением. , , 3 10 '3 / 2/ , . В настоящее время найдены новый метод и устройство для проведения ядерных реакций в ядерном реакторе гомогенного типа. . В соответствии с настоящим изобретением тепло отводится из гомогенных ядерных реакторов с высоким потоком быстрее, чем это было возможно до сих пор. , . Настоящее изобретение включает ядерный реактор, который содержит массу однородной смеси жидкого ядерного топлива, корпус реактора, приспособленный для содержания части указанной гомогенной смеси жидкого ядерного топлива в критической массовой концентрации, корпус реактора снабжен множеством отверстий в его стенка, множество трубопроводов, расположенных снаружи корпуса, причем каждый из трубопроводов сообщается на одном из своих концов с одним из портов, а на другом конце - с другим из портов, образуя таким образом множество трубопроводных цепей, внешних по отношению к реактору кожух, причем каждый из контуров трубопровода снабжен по меньшей мере одним средством теплообмена, причем сумма площадей поперечного сечения отверстий по меньшей мере в два раза превышает максимальную внутреннюю площадь поперечного сечения кожуха. , , , , , , - - . Кроме того, мы обнаружили, что реактор можно адаптировать, поддерживая потоки топлива в отдельных трубопроводах в активной зоне реактора, при условии, что топливо присутствует в активной зоне в концентрациях критической массы. , . Этот усовершенствованный ядерный реактор содержит массу гомогенной смеси жидкого ядерного топлива, множество трубопроводов, каждый из которых приспособлен для содержания части гомогенной смеси жидкого ядерного топлива, причем только часть каждого трубопровода расположена в непосредственной близости только к части каждого из другие каналы так, что каналы сходятся и образуют активную зону реактора, в которой все ядерное топливо, содержащееся в каналах активной зоны, присутствует в концентрации критической массы, причем каналы также расположены так, чтобы расходиться за пределы активной зоны реактора, так что ядерное топливо присутствует в каналах, внешних по отношению к активной зоне, присутствует в концентрациях, меньших критической массы, средства для циркуляции гомогенной смеси жидкого ядерного топлива через каждый из каналов и теплообменные средства для охлаждения гомогенной смеси жидкого ядерного топлива, содержащейся во внешних каналах к ядру. , , , , , - . Настоящее изобретение применимо к осуществляемым ядерным реакциям, в которых нейтроны используются при низких, средних или высоких энергиях для создания соответственно тепловых, промежуточных и быстрых реакторов. Ядерные реакторы настоящего изобретения имеют ряд желательных преимуществ, включая (1) чрезвычайно эффективное охлаждение и (2) дополнительные 70 обычно высокие потоки радиации. Настоящие новые реакторы с высоким потоком особенно полезны для подачи нейтронов, производства энергетических и радиоактивных изотопов, для испытаний материалов и для проведения химических реакций, 75 таких как конверсия углеводородов. , , , ( 1) ( 2) 70 , , 75 . Настоящее изобретение будет более понятно при обращении к сопроводительным чертежам, на которых: Фиг.1 представляет собой схематическое изображение ядерного реактора настоящего изобретения. : 1 80 . Фиг.2 представляет собой схематическое изображение части конкретной конструкции ядерного реактора настоящего изобретения. 2 . На рис. 3 схематически показана модификация конструкции ядерного реактора, показанной на рис. 2. 3 85 2. Фиг.4 представляет собой схематическое изображение части второго варианта реализации ядерного реактора по настоящему изобретению. Фиг.5 представляет собой схематическое изображение части конструкции третьего ядерного реактора по настоящему изобретению, а Фиг.6 представляет собой схематическое изображение часть конкретного варианта реализации настоящего ядерного реактора. 4 90 5 , 6 95 . Обращаясь теперь к фиг. 1, ссылочная позиция обозначает активную зону реактора (или корпус реактора), в которой ядерная реакция осуществляется посредством жидкой гомогенной смеси ядерного топлива, содержащей расщепляющийся материал в критических массовых концентрациях. Эту гомогенную смесь жидкого топлива вводят по существу непрерывно в активную зону 10 через множество входных линий 12, 15, 18 и 21 с помощью 105 насосов 13, 16, 19 и 22 соответственно. Эти входные линии предпочтительно входят в нижнюю часть активной зоны реактора 10. 1, ( ) 10 12, 15, 18 21 105 13, 16, 19 22, 10. Одновременно отбор жидкого топлива из активной зоны 10 осуществляется через выпускные линии 14, 17, 20, 110 и 23. Отвод предпочтительно осуществляется из верхней части активной зоны реактора 10. Поток гомогенной топливной смеси снизу вверх через активную зону реактора 10 имеет Преимущество состоит в том, что любой пар, образовавшийся в активной зоне реактора 115, может быть легче удален из нее, чтобы тем самым предотвратить заполнение активной зоны паром. Следует понимать, что линии для настоящих реакторов не обязательно должны быть одинаковыми по размеру. 120 Каждая пара впускного и выпускного отверстий линии снабжены средствами теплообмена, обычно теплообменником, приспособленным для обеспечения непрямого теплообмена между гомогенной жидкой топливной смесью и охлаждающей жидкостью. На фиг. 1 впускная линия 125 125 и выпускная линия 14 снабжены теплообменником 25; впускная линия 15 и выпускная линия 17 снабжены теплообменником 26; входная линия 18 и выходная линия 20 снабжены теплообменником 27, а 130 837,848 даны: шестомолярный раствор 02504 в легкой или тяжелой воде с ураном в виде высокообогащенного 235. , 10 14, 17, 20 110 23 10 10 115 120 , 1, 125 12 14 25; 15 17 26; 18 20 27, 130 837,848 : - 02504 235. Более низкие концентрации могут использоваться с более крупными размерами активной зоны и наоборот. которая, 75, в свою очередь, определяется долей потерь нейтронов из активной зоны и объемным запасом активной зоны. Можно также использовать расщепляющийся металлический уран или плутоний, растворенный в висмуте при температуре, достаточно высокой 80, чтобы поддерживать раствор в жидкой фазе. . - 70 239 233 75 , 80 . Как правило, температура в активной зоне 10 будет определяться соотношением температуры и давления паров замедлителя и его коррозионными характеристиками. Типичные значения составляют 4800 для установки с водяным замедлителем, работающей при давлении 1000 фунтов на квадратный дюйм. Обычно максимальная температура в активной зоне 10 будет От 3000 до 700 , в зависимости от давления 90 , удерживаемого в системе, если топливо суспендировано или растворено в воде. Если топливо представляет собой растворимую соль, растворенную в воде, можно использовать температуры до 8000 или выше. Если жидкость используется металлический растворитель, возможны еще более высокие температуры. Например, жидкий висмут позволяет использовать температуры до 15000 или выше в зависимости от доступных конструкционных материалов. , 10 - 85 4800 1,000 , 10 3000 700 ' , 90 , , 8000 , 95 , , 1,5000 . Максимальное среднее время пребывания 100 топлива в активной зоне 10 будет определяться доступным повышением температуры, установленным допустимыми давлениями, температурами теплоносителя, скоростью коррозии, выходной мощностью и т. д. Однако для работы с максимальным потоком оно всегда будет 105 желательно циркулировать топливо через зону критической массы с максимальной скоростью, заданной перепадом давления в циркуляционной системе. 100 10 , , , , , , 105 , . Обычно оно находится в диапазоне от 0,1 до 0,01 секунды, но может несколько меняться в обе стороны, например, от 0,001 до 1 секунды. 0 1 0.01 110 , 0 001 1 . Поток излучения в активной зоне 10 может достигать примерно 1015–1017 нейтронов/см 2 /сек. 10 1015 1017 / 2/. как ограничивается отводом тепла. Обычно поток радиации будет поддерживаться на уровне примерно 115 1012–1015 нейтронов/см 2 /сек. Критическая масса, необходимая для осуществления управляемой ядерной реакции в существующих реакторах, будет зависеть от ряда факторов, таких как ( 1 ) тип делящегося материала, используемого 120 в качестве ядерного топлива, (2) природа и доля присутствующего замедлителя, (3) концентрация ядерного топлива в общем гомогенном растворе и (4) конструкция и конфигурация активной зоны реактора Например, 125 критическая масса в сфере объемом 4 кубических фута, служащей активной зоной реактора, будет составлять около одного килограмма урана. 235 В тяжеловодном замедлителе. Удельная мощность будет зависеть от вышеупомянутых факторов плюс тепловая 130 входная линия 21 и выходная линия 23 снабженный теплообменником 28. Следует понимать, что для каждой пары входных-выходных линий (или контуров) может быть предусмотрено более одного теплообменника. Таким образом, будет видно, что ядерный реактор, показанный на фиг. 1, содержит активную зону реактора, множество впускных линий для подачи гомогенной смеси ядерного топлива в активную зону реактора, множество выпускных линий для вывода жидкой гомогенной смеси ядерного топлива из активной зоны реактора и множество теплообменников для охлаждения гомогенной смеси жидкого ядерного топлива перед рециркуляцией обратно в активную зону реактора. Таким образом, жидкое топливо, отведенное из активной зоны по выпускному трубопроводу 14, охлаждается в теплообменнике 25 и рециркулируется насосом 13 по входному трубопроводу 12 обратно в активную зону 10. Аналогичным образом, жидкое топливо, отведенное из активной зоны 10 по выпускному трубопроводу 17, охлаждается в теплообменник 26 и затем возвращается обратно в активную зону по линии 15 с помощью насоса 16; жидкое топливо, отведенное из активной зоны 10 по линии 20, охлаждается в теплообменнике 27 и возвращается обратно в активную зону 10 по входной линии 18 с помощью насоса 19; и жидкое топливо, отведенное из активной зоны 10 через выпускной трубопровод 23, охлаждается в теплообменнике 28 и возвращается обратно в активную зону 10 через впускной трубопровод 21 с помощью насоса 22. С помощью настоящего изобретения можно получить очень высокие потоки излучения и высокие уровни мощности. поскольку гомогенное жидкое топливо может перемещаться в активную зону 10 и из нее с чрезвычайно высокими скоростями, ядерная реакция происходит практически полностью в активной зоне 10 и не происходит в сколько-нибудь заметной степени во входных и выходных линиях активной зоны 10, а также в теплообменниках. . 115 1012 1015 / 2/ , ( 1) 120 , ( 2) , ( 3) ( 4) , 125 4 235 130 21 23 28 - ( ) , 1 , , , 14 25 13 12 10 , 10 17 26 15 16; 10 20 27 10 18 19; 10 23 28 10 21 22 , 10 10 10, . Делящиеся материалы, которые можно использовать в современных ядерных реакторах, включают уран-235, плутоний-239 и уран-233 в форме сульфатов, нитратов или других растворимых солей. Конкретные примеры таких солей включают нитрат урана-233, сульфат плутония-239 и нитрат урана-235. Однако следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается использованием каких-либо конкретных расщепляющихся материалов или соединений или способа гомогенного распределения, т.е. расщепляющиеся материалы могут находиться в растворе или суспензии. В общем, желательно, чтобы гомогенное топливо, подаваемое в активную зону реактора, должно использоваться в сочетании с замедлителем, таким как, например, обычная вода, тяжелая вода или углеводороды. Это обеспечивает работу на медленных нейтронах. Однако, при желании, раствор или суспензия топлива может находиться в незамедлительная жидкость, такая как жидкий металл (например, 235, 239 233 , , 233 , 239 235 , , , , , , , , , , , , , ( . висмут) для создания реактора на быстрых нейтронах. ) . В качестве конкретных примеров составов гомогенного жидкого ядерного топлива, которые могут быть использованы в настоящем изобретении (включая замедлители), могут быть следующие: поток 837,848. Приблизительное соотношение между тепловым потоком и удельной мощностью (киловаттная мощность на тонну урана-235) показано ниже. ( ), 837,848 ( 235) . Удельная мощность потока тепловых нейтронов 101 " нейтронов/см 2 /сек 5 101 "' нейтронов/см 2 /сек 5 10 ' нейтронов/см 2 /сек 5 10 ' 1016 нейтронов/см 2 /сек 5 10 " Количество тепла, отводимого из существующих ядерных реакторов, будет зависеть от интенсивности ядерной реакции, поддерживаемой в активной зоне реактора 10. Охлаждающие средства в настоящем изобретении обычно должны иметь мощность по отводу тепла примерно до 109 (или более), обычно от 102 до 102 БТЕ в час. Следует понимать, что общая тепловая нагрузка и размер реактора будут зависеть от предполагаемого использования реактора: т.е. исследовательские реакторы имеют мощность от примерно 10 Вт до 50 000 киловатт, а энергетические реакторы - от примерно от 5000 до 100 000 киловатт. В качестве примера отводимого тепла приводится следующее: 101 " / 2/ 5 101 "' / 2/ 5 10 ' / 2/ 5 10 ' 1016 / 2 / 5 10 " 10 109 ( ), 102 ' ' : , 10 50,000 5,000 100,000 : При потоке в диапазоне 1015–1016 нейтронов/см 2 /сек удельная энергетическая нагрузка составляет 108 киловатт/т топлива; таким образом, если в зоне реакции критической массы (а не во всей системе) используется 2 фунта топлива из урана-235, тепловая нагрузка составит около 10 киловатт или около 3 4 х 10 БТЕ/час. Теплоносители, используемые в теплообменниках 25 до 28 могут быть следующими: воздух, водород, гелий, легкая вода, тяжелая вода, натрий, сплав натрия и калия, сплав свинец-висмут, литий, плавкие соли, такие как эвтектическая смесь - , ртуть, -. и т. д. Предпочтительно хладагенты, используемые в теплообменниках 25-28, представляют собой жидкости. Следует понимать, что тепло, отводимое от циркулирующего ядерного топлива в теплообменниках 25-28, при желании может быть использовано для производства энергии. Таким образом, может использоваться охлаждающая вода. в качестве хладагента в теплообменниках 25-28, в результате чего может производиться пар высокого давления, который можно использовать для работы паровых турбин и генераторов для выработки электроэнергии. Также, при желании, в теплообменниках 25-28 могут использоваться другие хладагенты, которые в в свою очередь, может быть подвергнут теплообмену с водой или другим испаряющимся материалом, чтобы таким образом получить источники энергии. 1015 1016 / 2/, 108 / ; , 2 235 ( ) 10 ' 3 4 10 ' / 25 28 : , , , , , , - , - , , - , , -, 25 28 25 28 , , , 25 28, - , , 25 28, . Понятно, что в существующие реакторы можно вводить свежее ядерное топливо, а отработанное ядерное топливо можно извлекать из них. Это можно осуществлять непрерывно или периодически, по желанию. , , . Таким образом, свежее ядерное топливо может быть введено в ядерный реактор, показанный на фиг. 1, по линии 30, а отработанное ядерное топливо может быть выведено из реактора по линии 31. Следует понимать, что могут использоваться две или более таких линий подачи топлива и также могут быть предусмотрены две или более линии удаления отработавшего топлива. , 1 30, 31 . Один конкретный вариант осуществления настоящего изобретения показан на Фиг.2. Обращаясь теперь к Фиг.2,