CN111322601A - 一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电极锅炉技术领域，尤其涉及一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉及其应用。所述电极锅炉包括：内桶：设置在外壳的空腔内；密封盖：用于密封外壳的上开口；所述密封盖上设置出汽管、电机；出水管：其一端位于内桶的底部，另一端位于外壳外部；丝杆：其一端和电机连接，另一端穿过密封盖后位于内桶中的加热装置连接；进水管：其一端位于内桶中，且进水管内和进水管上分别设置过滤装置、加压泵；温度传感器：用于检测内筒内的水温；控制器：用于根据温度传感器反馈的信息控制电机和/或电极动作。本发明设计的电极锅炉通过丝杆和滑台的配合，使得电极可以在内桶中上下移动改变电极与水的接触面积，进而改变电极的加热负荷。

Description

一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉及其应用

技术领域

本发明涉及电极锅炉技术领域，尤其涉及一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉及其应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

蓄热调峰应用于供热季的火电机组，在新能源发电高峰时段，需要降低火电机组的发电负荷，但因为火电机组的发电与供热是耦合关系，一旦降低发电负荷，那么供热量也随之减少，为保证民生供热，须增加蓄热设备。

电极锅炉是一种利用电能加热给水以获得规定参数的热水(蒸汽)锅炉。与常规的电加热锅炉加热原理不同，常规的电加热锅炉是利用电阻丝制作的电加热管通电加热，采用低压电源，不适合制作单台大功率锅炉。电极锅炉是通过水的导电性和电阻性运载电流并产生热量，基本运行原理符合采用高压电源、制作单台大功率锅炉的条件，电极锅炉在欧美发达国家已有几十年的历史，产品使用范围窄，目前主要作为核电厂启动锅炉，故产品量非常少，国内核发电启动锅炉也有极少量使用。

专利文献201120183304.8公开了一种电极锅炉，其通过在炉体外侧设置液位计解决了当用户使用蒸汽量过大，低水位系统控制的补水泵来不及补水时，很容易出现干烧的问题。专利文献201520422407.3公开了一种电极锅炉控制系统，其通过负荷控制模块实现电极锅炉的压力和负荷的控制，通过水位传感器的反馈水位连接控制给水泵和用于给水的电动阀的启闭，实现锅炉内供水的自动控制。

然而，本发明认为，现有的一些电极锅炉仍然存在下列不足：(1)电极锅炉在长期使用过程中易产生水垢，且水垢不易清理；(2)通入电极锅炉内的冷水含有较多杂质；(3)电极锅炉难以根据炉内的温度自动调节加热负荷。

对于上述(3)，尽管专利文献201521041564.6公开了一种电极加热的锅炉，其在锅炉炉体内部上端设置可上下移动的上电极，调节丝杠连接带有减速电机的调节机构调节上电极上下移动，用于调节加热功率。但本发明人认为：这种调节方式首先需要设计比较复杂的调节结构，而且需要多个其他部件的配合才能实现加热功率的调节，调节结构的安装也较为繁琐；其次，其在两部分电极相对移动时会产生磨损，长时间的磨损很容易造成电极之间接触不良，导致功率调节失效。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉及其应用。本发明设计的电极锅炉具备定期清理水垢、保证冷水的纯净、防止电极空载等特点。

本发明第一目的：提供一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉。

本发明第二目的：提供所述供热系统调峰蓄热用电极锅炉的应用。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉，包括：外壳、内桶、密封盖、出水管、出汽管、电机、丝杆、滑台、电极、加压泵、进水管、温度传感器、控制器；其中；

所述内桶设置在外壳的空腔内，所述密封盖用于密封外壳的上开口，所述出水管的一端位于内桶的底部，另一端位于外壳外部；所述出汽管设置在密封盖上，所述电机固定在密封盖上，所述丝杆的一端和电机连接，丝杆的另一端穿过密封盖后位于内桶中的加热装置连接，所述加热装置包括滑台和电极，所述滑台固定在电极上，所述丝杆通过开设在滑台上的螺孔与整个加热装置固定在一起；所述进水管的一端位于内桶，且所述进水管内设置有过滤装置；所述加压泵设置在进水管上，所述温度传感器用于检测内桶内温度；所述控制器用于根据温度传感器反馈的信息控制电机和/或电极动作。

其次，本发明公开所述供热系统调峰蓄热用电极锅炉在火电厂、核电厂中的应用。

本发明设计的供热系统调峰蓄热用电极锅炉至少具有以下有益效果：

(1)本发明设计的电极锅炉可以定期对锅炉内壁上粘结的水垢进行清理。

(2)本发明设计的电极锅炉在进水管内部设置了由双层滤网和滤布构成的多级过滤机构，可以充分过滤冷水，保证进水的纯净。

(3)本发明设计的电极锅炉通过丝杆和滑台的配合，使得电极可以在内桶中上下移动，以便于改变电极与水的接触面积，进而可以根据锅炉内部的温度自动改变电极的加热负荷。

(4)本发明设计的电极锅炉通过液位传感器、控制器和加压泵的作用，实现缺水自动注水，避免电极过度空载，有利于延长电极的使用寿命。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种实施例的电极锅炉结构示意图。

图2为本发明第二种实施例的电极锅炉结构示意图。

图3为本发明第三种实施例的电极锅炉结构示意图。

图4为本发明第四种实施例的刮板结构示意图。

图5为本发明第五种实施例的电极锅炉结构示意图。

图6为本发明图5中A的局部放大图。

上述附图中标记分别代表：1-外壳、2-内桶、3-密封盖、4-出水管、5-出汽管、6-电机、7-丝杆、8-滑台、9-电极、10-加压泵、11-进水管、12-温度传感器、13-控制器、14-液位传感器、15-刮板、16-电动机、17-第一刮板，18-第二刮板、19-填充材料、20-过滤网、21-滤布。

具体实施方式

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分:本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如前文所述，现有的一些电极锅炉仍然存在不足：电极锅炉在长期使用过程中易产生水垢，且水垢不易清理；通入电极锅炉内的冷水含有较多杂质；电极锅炉难以根据炉内的温度自动调节加热负荷。

为此，本发明提出一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉；现结合附图和具体实施方式对本发明进一步进行说明。

在一个典型实施方式中，参考图1，一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉，包括：外壳1、内桶2、密封盖3、出水管4、出汽管5、电机6、丝杆7、滑台8、电极9、加压泵10、进水管11、温度传感器12、控制器13；其中；

所述内桶2设置在外壳1的空腔内，所述密封盖3用于密封外壳1的上开口，所述出水管4的一端位于内桶2的底部，另一端位于外壳外部；所述出汽管5设置在密封盖上，所述电机6固定在密封盖3上，所述丝杆7的一端和电机6连接，丝杆的另一端穿过密封盖3后位于内桶2中的加热装置连接，所述加热装置包括滑台8和电极9，所述滑台8固定在电极9上，所述丝杆7通过开设在滑台8上的螺孔与整个加热装置固定在一起；所述进水管11的一端位于内桶2，且所述进水管内设置有过滤装置；所述加压泵10设置在进水管11上，所述温度传感器12用于检测内桶内温度；所述控制器13用于根据温度传感器12反馈的信息控制电机6、电极9动作。

本发明供热系统调峰蓄热用电极锅炉的特点之一是：通过电机、丝杆、滑台和电极之间的配合实现电极加热水的功率的调节，相对背景技术中提及的调节机构，本发明设计的调节机构更加巧妙实用，具体为：当整个装置通电以后，温度传感器可以收集到内桶内部的温度信息，并且将信息传递给控制器，控制器对信息进行分析处理，如果内桶内部的温度低于设定值，控制器会控制伺服电机启动正转，伺服电机带动丝杆转动，由于丝杆与滑台之间利用螺纹进行连接，因此丝杆与滑台之间发生螺纹作用，由于丝杆的相对高度固定不便，滑台会顺着丝杆向下移动，进而带动电极向下移动，深入内桶深处，充分与水接触，增大与水的接触面积，提高加热负荷，反之，如果内桶内部的温度过高，控制器会控制伺服电机启动反转，滑台则带动电极向上移动，减小与水的接触面积，减小加热负荷；进一步地，还可以实现加热温度到设定值后，控制器控制电极迅速、彻底脱离与水的接触，保证加热温度的精准性，必要时，在脱离接触后断开对电极的通电。

可以理解的是，在所述第一实施例的基础上，还可衍生出包括但不限于以下的技术方案或者其结合，以解决不同的技术问题，实现不同的发明目的，具体示例如下：

在一个典型实施方式中，参考图2，所述电极锅炉还包括用于检测内筒内的液位高度的液位传感器14；所述控制器13根据液位传感器14反馈的信息控制加压泵10动作，以便于实现缺水时自动加水。

液位传感器可以收集到内桶内部的水位信息，并将信息传递给控制器，当液位传感器收集到内桶内部的水位过低，容易造成电极空载时，控制器会控制加压泵10启动，加压泵从供水装置内部抽水，由进水管11输送到内桶内部，电极进行保护，避免电极锅炉在缺水时电极空载。

在一个典型实施方式中，参考图3，所述内桶2内设置有刮板15，所述刮板和设置在内桶2底面和外壳1底面之间的电动机16连接，通过电动机带动刮板15高速转动，可以实现对内桶内水垢的清理。

在一个典型实施方式中，参考图4，所述刮板15包括第一刮板17，第二刮板18，所述第一刮板17与第二刮板18相互垂直，且第一刮板17与第二刮板18的截面形状都为三角形，第一刮板与内桶的底面贴合，第二刮板与内桶的内壁贴合。

当需要对内桶内部的水垢进行清理时，打开密封盖，启动电动机，电动机带动刮板转动，由于第一刮板与内桶的底表面相贴合，而第二刮板与内桶的内壁相贴合，因此电动机带动第一刮板和第二刮板与内桶之间发生摩擦，刮除内壁上的水垢。

在一个典型实施方式中，参考图5，所述内桶2底面和外壳1底面之间设置填充材料19，所述填充材料的作用是：(1)保温作用，尽可能减少内桶热量的散失，从而避免电机6、电极9、加压泵10等频繁启动、非正常启动；(2)增加电机的稳定性，电机在高速旋转运行时会产生较大的振动，容易造成温度传感器12、液位传感器13等的损坏，通过设置填充材料可以有效增加电机的稳定性，避免对其他部件的损害。

在一个典型实施方式中，参考图6，所述过滤装置包括过滤网20和设置在两部分过滤网之间的滤布21，且所述过滤网为双层滤网。加压泵从供水装置内部抽水，由进水管11输送水经过双层滤网与滤布形成的多级过滤机构，进行充分过滤，保证了进入内桶的水的纯净。

在一个典型实施方式中，所述外壳1和内桶2之间设置有保温层，减少内桶中热量的散失。

在一个典型实施方式中，所述电机6为伺服电机；电机6旋转带动丝杆7相对于滑台8转动，进而实现电极9高度调节。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，包括：

内桶：设置在外壳的空腔内；

密封盖：用于密封外壳的上开口；所述密封盖上设置出汽管、电机；

出水管：其一端位于内桶的底部，另一端位于外壳外部；

丝杆：其一端和电机连接，另一端穿过密封盖后位于内桶中的加热装置连接，所述加热装置包括滑台和电极，所述滑台固定在电极上，所述丝杆通过开设在滑台上的螺孔与整个加热装置固定在一起；

进水管：其一端位于内桶中，且进水管内和进水管上分别设置过滤装置、加压泵；

温度传感器：用于检测内筒内的水温；

控制器：用于根据温度传感器反馈的信息控制电机和/或电极动作。

2.如权利要求1所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述电极锅炉还包括用于检测内筒内的液位高度的液位传感器；所述控制器能够根据液位传感器反馈的信息控制加压泵动作。

3.如权利要求1所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述内桶内设置有刮板，所述刮板和设置在内桶底面和外壳底面之间的电动机连接。

4.如权利要求3所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述刮板包括第一刮板，第二刮板，所述第一刮板与第二刮板相互垂直，且第一刮板与第二刮板的截面形状都为三角形，第一刮板与内桶的底面贴合，第二刮板与内桶的内壁贴合。

5.如权利要求1所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述内桶底面和外壳底面之间设置填充材料。

6.如权利要求1所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述过滤装置包括过滤网和设置在两部分过滤网之间的滤布。

7.如权利要求6所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述过滤网为双层滤网。

8.如权利要求1所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述外壳和内桶之间设置有保温层。

9.如权利要求1-8任一项所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉，其特征在于，所述电机为伺服电机。

10.如权利要求1-9任一项所述的供热系统调峰蓄热用电极锅炉在火电厂、核电厂中的应用。

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