CN103155696A - 包括其内安装有至少一个加热电阻的壳体的加热杆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括壳体（1）的加热杆，至少一个加热电阻（4）安装在壳体中，内绝缘物（5）布置在所述壳体（1）中，以保证所述电阻与所述壳体之间的热传导和电绝缘，电阻（4）由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成；以及，内绝缘物（5）以氮化硼为基础。

Description

包括其内安装有至少一个加热电阻的壳体的加热杆
技术领域
本发明涉及一种包括壳体的加热杆，至少一个加热电阻安装在壳体中，还涉及这种加热杆的实施方法。
背景技术
这样的加热杆用于在工业领域中加热固体或流体。这样的加热杆尤其在核电站中得到应用，其中这样的加热杆用于加热反应堆初级回路中硼化水的增压器。这些加热杆在寿命、抗压力和抗温度方面应符合严格的规范。另外，它们应能在有限的体积内、例如在初级回路增压器的槽内耗散很大的热功率，并因此具有很大的散热率，一般大于16W/cm2。
这些加热杆具有俗称铠装（blindage）的柱形金属壳体、安装在所述壳体中的加热线、和用于保证所述加热线与所述壳体之间的热传导和电绝缘的内绝缘物。
根据一工业实施例，电加热杆可以装有“电熔氧化镁（magnesieelectro fondue）”（MgO）型内绝缘物。另外，存在通过将平直的加热线穿在以压缩材料为基础的内绝缘物的筒体中而形成的加热杆，使所述加热线布置在所述加热杆中的鼠笼中。
发明内容
本发明旨在改进现有技术，尤其通过提出具有很长寿命且同时对机械应力敏感度低的加热杆来改进现有技术。
为此，根据第一方面，本发明提出包括壳体的加热杆，至少一个加热电阻安装在壳体中，内绝缘物布置在中壳体，以保证所述电阻与所述壳体之间的热传导和电绝缘，电阻由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成，并且内绝缘物以氮化硼为基础。
根据第二方面，本发明提出一种用于实施这样的加热杆的实施方法，所述实施方法设定：
－将由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成的至少一个加热电阻布置在壳体中；
－将以氮化硼为基础的内绝缘物布置在所述壳体中；
－压实整体。
附图说明
本发明的其它特征和优点显示在下面参照附图进行的说明中，附图中：
－图1以示意性的方式示出根据本发明的一实施方式的加热杆；
－图2示出图1的区域II的放大图。
具体实施方式
参照这些附图，下面描述包括壳体1的加热杆，壳体1可以是金属的并具有柱形形状。
该壳体1终止于端部2，端部通过焊接或钎焊固定在壳体1上。另外，壳体1通过焊接或钎焊固定在密封的电连接器3的头部上，密封的电连接器保证电流在加热杆的内部和外部之间的通过。
参照图1，零件10可以通过焊接或钎焊并以密封的方式固定在加热杆的连接器3上，以便允许所述杆在它的接收件（receptacle）上的密封固定。
壳体1、端部2、连接器3以及用于将这些元件固定在一起的焊接或钎焊被设计和控制，以便没有损坏地经受住其上安装有加热杆的接收件设备的应力，尤其是对于压力、温度、腐蚀或者辐射而言。
至少一个加热电阻4安装在壳体1中。电阻4由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成。参照图2，加热线的螺旋的几何形状由线圈的直径d和螺旋圈间距p确定。该几何形状对于用来承受交替的温度周期的加热杆是特别有利的。
另外，加热线可由镍/铬制成，以便能够耐高温并且在温度变化时不改变它的耗散功率。
内绝缘物5布置在壳体1中，以保证电阻4与所述壳体之间的热传导和电绝缘。内绝缘物5以特别具有高的热传导系数的材料氮化硼为基础，以便能够使电阻4的加热线承受不太高的温度并因此提高所述加热线的寿命和/或散热率。
根据一实施例，通过将由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成的至少一个加热电阻4布置在1中，然后将以碳化硼为基础的内绝缘物5布置在所述壳体中，来实施加热杆。
特别地，实施方法可以设定为，通过将所述绝缘物倾倒在竖直保持的所述壳体中，将内绝缘物5布置壳体在1中。但是，考虑到氮化硼的粘性，内绝缘物5可呈预先被压缩的氮化硼颗粒的形式。
一旦如上所述的至少一个电阻4与内绝缘物5被布置在壳体1中，实施方法设定压实由所述壳体、所述电阻和所述内绝缘物形成的整体，以得到加热杆。此压实可以通过收缩、压延或拉伸壳体1实现。
另外，为了简化加热杆的实施方法以及为了进一步减小所述杆对机械应力的敏感性，电阻4的加热线可以在被布置在壳体1中之前围绕绝缘插入件6螺旋装合，使得所述加热线的螺旋围绕所述插入件延伸在加热杆中。
根据一实施例，绝缘插入件6可以由与内绝缘物5的绝缘材料不同的绝缘材料为基础实现。例如，绝缘插入件6可以由陶瓷或氧化镁为基础制成。
另外，为简化加热杆的实施方法，合理选择电阻4的加热线的几何形状。特别地，当加热线在其中心处没有由作为其支撑件的绝缘插入件保持时，加热线应具有粗大的直径以及线圈直径d小且螺旋圈间距p大的螺旋的几何形状。
因此，选择加热线的形状和它们在壳体1中的布置，以使所述线能够承受由加热杆在实施方法期间和其随后的现场运行期间经受的热膨胀和机械应力导致的应力。
为了改善加热杆的散热率，合理选择加热电阻4的数量和它们在所述加热杆的壳体1中的布置。
参照图1，两个电阻4安装在壳体1中并且串联地电连接。为此，由导电材料制成的非加热跨接线7a与所述电阻4布置到壳体1中时电阻的与端部2相对地布置的每一端连接，以便使所述电阻的加热线电耦合。
根据一未出示实施例，多个电阻4、尤其是多对电阻4可以安装在壳体中并且与非加热跨接线7a的每一端并联地电连接。
另外，在图1上，每个加热线通过由导电材料制成并从壳体1突伸出的非加热线7b与连接器3电连接，这些非加热线7b允许电流在连接器3与加热线之间的传输。
特别地，非加热线7b至少部分延伸到连接器3内部，以便与所述连接器形成加热杆的一非加热部分。另外，非加热线7b可以与连接导线8或电连接端子9连接。

Claims (9)

1.一种包括壳体（1）的加热杆，至少一个加热电阻（4）安装在所述壳体中，内绝缘物（5）布置在所述壳体（1）中，以保证所述加热电阻与所述壳体之间的热传导和电绝缘，
所述加热杆的特征在于，所述加热电阻（4）由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成；以及，所述内绝缘物（5）以氮化硼为基础。
2.如权利要求1所述的加热杆，其特征在于，所述内绝缘物（5）呈预先被压缩的氮化硼颗粒的形式。
3.如权利要求1或2所述的加热杆，其特征在于，所述加热杆还包括绝缘插入件（6），所述加热线的螺旋围绕该绝缘插入件延伸。
4.如权利要求3所述的加热杆，其特征在于，所述绝缘插入件（6）由与所述内绝缘物（5）的材料不同的材料为基础形成。
5.如权利要求3或4所述的加热杆，其特征在于，所述绝缘插入件（6）以陶瓷或氧化镁为基础形成。
6.如权利要求1至5中任一项所述的加热杆，其特征在于，两个加热电阻（4）安装在所述壳体（1）中并且串联地电连接。
7.如权利要求1至6中任一项所述的加热杆，其特征在于，加热电阻（4）的加热线通过非加热线（7b）与从所述壳体（1）突伸出的连接器（3）电连接。
8.一种用于实施如权利要求1至7中任一项所述的加热杆的实施方法，所述实施方法设定：
－将由至少一个呈螺旋的几何形状的加热线形成的至少一个加热电阻（4）布置在壳体（1）中；
－将以氮化硼为基础的内绝缘物（5）布置在所述壳体中；
－压实整体。
9.如权利要求8所述的实施方法，其特征在于，所述加热电阻（4）的加热线在被布置在所述壳体（1）中之前围绕绝缘插入件（6）螺旋装合。
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