CN110715110A - 一种用于液态金属阀门的电加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于液态金属阀门的电加热装置，包括壳体和至少一组电加热器，至少一组电加热器均设置于壳体的本体内部；壳体为导热材料，壳体的内壁与阀门外壁的形状和尺寸相适配，满足对阀门外壁有效贴合。相对于现有技术，该装置电加热器均匀的设置于壳体内，电加热器作为加热元件，壳体作为导热元件，使需要加热与保温的阀门均匀受热，从而提高了加热效率，也避免了电加热器的干烧问题，提高了该装置的使用寿命；另外电加热器设置于壳体内，从而提高了使用时的安全性。

Description

一种用于液态金属阀门的电加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于液态金属阀门的电加热装置。

背景技术

随着反应堆技术的不断提高，一种由液态金属作为冷却剂的反应堆技术也日趋成熟，阀门作为液态金属反应堆各回路中的重要设备，其使用的安全性和可靠性也决定了该反应堆使用的安全性和可靠性。

由于大多数金属在常温下均为固体状态，为了保证阀腔内的金属介质一直处于熔融状态，就必须对阀腔进行有效加热和保温。

液态金属阀门的阀腔部分没有一种可以有效进行加热的电加热装置，之前均是采用电加热丝缠绕。这种缠绕电加热丝的解决方案，虽然能够起到一定的预热功能，但无法对阀腔内部均匀预热，且电加热丝裸露在阀门外部也存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明提供一种用于液态金属阀门的电加热装置。电加热器均匀设置于壳体内，并且壳体的内壁与阀门外壁的形状和尺寸相适配，使整个阀门均匀受热，持续、有效的将阀门内部的金属温度加热到金属的熔点以上，并能达到很好地保温效果，从而提高了热量的利用率、使用的安全性和可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于液态金属阀门的电加热装置，包括：壳体和至少一组电加热器，所述至少一组电加热器均设置于所述壳体的本体内部；所述壳体为导热材料，壳体的内壁与阀门外壁的形状和尺寸相适配，满足对阀门外壁有效贴合。

该装置中，电加热器均匀的设置于壳体内，电加热器作为加热元件，壳体作为导热元件，使需要加热与保温的阀门均匀受热，从而提高了加热效率，也避免了电加热器的干烧问题，提高了该装置的使用寿命；另外电加热器设置于壳体内，从而提高了使用时的安全性。

可选的，所述电加热器通过浇注的方式与所述壳体的本体内部紧密结合。

电加热器与壳体的本体内部紧密结合，加热时，使阀门受热均匀。

可选的，所述壳体外表面设置有与电加热器对应电连接的接线柱，所述接线柱引出接线端子，用于连接电源。

可选的，所述壳体外表面接线柱区域设置有保护盒，使所述接线柱封闭在所述保护盒内。保护盒的设置可有效保护接线柱不因外力而损坏，从而提高该装置的使用寿命。

可选的，还包括控制器和温度传感器，所述温度传感器设置于所述壳体的内表面；所述温度传感器的输出端与所述控制器的温度信号输入端电连接，所述控制器的控制信号输出端与所述电加热器的电源连接。温度传感器与控制器的有效配合，不但可以控制电加热器的加热温度，还可以控制其升温速率，从而可以进行功率计算，并按照计算功率进行制造，精确控制加热温度和升温速率时，还做到了能源的有效利用。

可选的，所述温度传感器采用热电偶。

可选的，所述壳体分为两瓣，通过紧固件连成一体；每一瓣内部均设置至少一组电加热器。壳体分为两瓣可有效的配合阀门的尺寸与形状，从而使壳体内壁与阀门外壁相贴合，提高加热效率与速率。

可选的，所述紧固件采用螺栓组件。

可选的，所述电加热器为管状结构。

可选的，所述壳体采用铸铜合金或铸铝合金制成，所述电加热器采用镍铬合金制成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、电加热器均匀的设置于壳体内，电加热器作为加热元件，壳体作为导热元件，使需要加热与保温的阀门均匀受热，从而提高了加热效率，也避免了电加热器的干烧问题，提高了电加热装置的使用寿命；另外电加热器均匀设置于壳体本体内，避免裸露在外，从而提高了使用时的安全性。

2、温度传感器与控制器有效配合使用，不但可以控制电加热器的加热温度，还可以控制其升温速率，从而可以进行功率计算，并按照计算功率进行制造，精确控制加热温度和升温速率时，还做到了能源的有效利用。

3、接线柱外部保护盒的设置，可有效保护接线柱不因外力而损坏，从而提高电加热器装置的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一实施例提供的电加热装置整体示意图；

图2为本申请一实施例提供的电加热装置另一视角的整体示意图；

图3为本申请一实施例提供的一瓣壳体的示意图；

图4为本申请一实施例提供的电加热管在壳体内的透视图；

图5为本申请一实施例提供的电加热装置底面的示意图。

其中附图标号含义：

1-壳体，2-电加热器，3-接线端子，4-耐高温导线，5-保护盒，6-螺栓组件，7-阀门安装位置。

具体实施方式

由于大多数金属在常温下均为固体状态，为了保证阀门阀腔内的金属介质一直处于熔融状态，就必须对阀腔进行有效加热和保温。为此，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种用于液态金属阀门的电加热装置，包括壳体1和至少一组电加热器2，至少一组电加热器2均设置于所述壳体1的本体内部，壳体1为导热材料，壳体1的内壁与阀门外壁的形状和尺寸相适配，满足对阀门外壁有效贴合。电加热器2通过浇注的方式与壳体1的本体内部紧密结合。

壳体1外表面设置有与电加热器2对应电连接的接线柱，接线柱引出接线端子3，用于连接电源。壳体1外表面接线柱区域设置有保护盒5，使接线柱封闭在保护盒5内。控制器和温度传感器，温度传感器设置于壳体1的内表面；温度传感器的输出端与控制器的温度信号输入端电连接，控制器的控制信号输出端与电加热器2的电源连接。温度传感器采用热电偶。壳体1分为两瓣，通过紧固件连成一体；每一瓣内部均设置至少一组电加热器2。紧固件采用螺栓组件6。电加热器2为管状结构，壳体1采用铸铜合金或铸铝合金制成，电加热器2采用镍铬合金制成。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本申请实施例提供一种用于液态金属阀门的电加热装置，该装置壳体采用铸造铜合金制成，壳体作为导热元件，其功能是将电加热器发出的热量均匀地传递到阀门上。壳体所采用的铸造材料，能够达到很好地导热效果，并且耐高温即可，本申请对此不作限制。

其中本申请实施例中的电加热器采用电加热管形状，均匀的设置于壳体本体内。电加热管可以采用多套，一套使用，多套备用或者多套使用，多套备用，对此不作限制，若有一套正在使用时因为温度过高或者其他情况暂停工作时，可立即启用备用的电加热管，不因温度问题导致产品质量不达标，从而提高了产品质量的可靠性。电加热管作为发热元件，本申请实施例采用镍铬合金(Cr20Ni80)制成，本申请实施例对此采用的材料不作限制，另外电加热装置采用几套电加热管，根据具体情况具体分析，本申请对此不作限制。

本申请实施例壳体外表面接线柱区域设置有保护盒，使所述接线柱封闭在所述保护盒内。保护盒的设置可有效保护接线柱不因外力而损坏，从而提高该装置的使用寿命。

本申请实施例提供电加热装置中的壳体可以是按照阀门的模型一体成型，也可以是按照阀门的模型将壳体分为两瓣，使用时，将两个一瓣的壳体采用紧固件连接起来，其中紧固件采用螺栓组件连接，也可采用其他固定连接的方式，本申请实施例对此不作限制；另外，壳体分为两瓣，其中壳体的外表面设置成平面的形态，便于安装保护盒。

其中温度传感器采用热电偶温度传感器、RTD温度传感器等，本申请对此不作限制。温度传感器用于实时监测电加热器的温度，传递给控制器，控制器根据传递的温度用以控制和调节电加热器温度和升温速率。需要说明的是，温度传感器采用有线或者无线的方式均可以传递温度信号，本申请实施例采用有线的方式传递，对此不作限制。

图4为电加热管在壳体内的透视图，电加热管均匀浇注于壳体本体内，与壳体本体的内壁紧密结合，壳体的内壁与阀门外壁有效贴合，从而使电加热管的热量通过导热的壳体有效的传递给阀门的外壁，达到能量利用的最大化。

工作时，将液态金属阀门的阀体从阀门安装位置7固定在用于液态金属阀门的电加热装置上，按照电加热装置的电气接线原理图进行接线，接通电源后(此电源可根据用户需要按220V AC 50HZ或380V AC 50HZ选择)，电加热器2发热并对壳体1进行加热，壳体1发热后将热量传递给液态金属阀门，从而实现阀门的预热。这一过程需要控制器根据电加热器2的温度对升温速率进行有效控制，一般液态金属阀门的升温速率设定为15℃/h～30℃/h，其原因主要是考虑到热传递需要一个过程，降低升温速率就可以保证电加热装置和需要加热的阀门之间的温差不会过大，一方面可以延长电加热装置的使用寿命，另一方面也可以保证整个阀门阀腔内的温度均衡上升，从而可以保证阀腔内的金属介质达到熔点。

按照金属介质的熔点，控制器来控制电加热器2的温度，为了使阀腔内的金属均匀达到熔点，并且全部呈现熔融状态，则控制器会控制电加热器2加热温度，以金属介质的熔点温度加100℃作为其加热温度。保证输出产品的可靠性。

综上，本申请实施例提供了一种用于液态金属阀门的电加热装置，电加热器均匀的设置于壳体内，电加热器作为加热元件，壳体作为导热元件，使需要加热与保温的阀门均匀受热，从而提高了加热效率，也避免了电加热器的干烧问题，提高了电加热装置的使用寿命；另外电加热器均匀设置于壳体本体内，避免裸露在外，从而提高了使用时的安全性。

进一步的，温度传感器与控制器有效配合使用，不但可以控制电加热器的加热温度，还可以控制其升温速率，从而可以进行功率计算，并按照计算功率进行制造，精确控制加热温度和升温速率时，还做到了能源的有效利用。

进一步的，接线柱外部保护盒的设置，可有效保护接线柱不因外力而损坏，从而提高电加热器装置的使用寿命。

进一步的，采用两瓣壳体，可以有效的贴合阀门的外壁，提高了加热效果与效率。

进一步的，多套电加热管的使用，避免某一套加热管出现问题而暂停使用时阀门温度降低，备用管的使用保证了从阀门输出的金属一直处于熔融状态，从而保证了产品的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于，包括：壳体和至少一组电加热器，所述至少一组电加热器均设置于所述壳体的本体内部；所述壳体为导热材料，壳体的内壁与阀门外壁的形状和尺寸相适配，满足对阀门外壁有效贴合。

2.根据权利要求1所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述电加热器通过浇注的方式与所述壳体的本体内部紧密结合。

3.根据权利要求1所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述壳体外表面设置有与电加热器对应电连接的接线柱，所述接线柱引出接线端子，用于连接电源。

4.根据权利要求3所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述壳体外表面接线柱区域设置有保护盒，使所述接线柱封闭在所述保护盒内。

5.根据权利要求1所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：还包括控制器和温度传感器，所述温度传感器设置于所述壳体的内表面；所述温度传感器的输出端与所述控制器的温度信号输入端电连接，所述控制器的控制信号输出端与所述电加热器的电源连接。

6.根据权利要求5所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述温度传感器采用热电偶。

7.根据权利要求1所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述壳体分为两瓣，通过紧固件连成一体；每一瓣内部均设置至少一组电加热器。

8.根据权利要求7所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述紧固件采用螺栓组件。

9.根据权利要求1所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述电加热器为管状结构。

10.根据权利要去1所述的用于液态金属阀门的电加热装置，其特征在于：所述壳体采用铸铜合金或铸铝合金制成，所述电加热器采用镍铬合金制成。

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