CN216644560U - 一种电加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电加热器，所述电加热器包括壳体、壳体内的腔体部分和设置在腔体部分内的加热组件，所述加热组件包括若干加热管束，所述加热管束之间间或设有冷管，所述加热管束与电源连接；可以在保证不超过安全温度的范围内尽可能地提高电加热功率，提高电加热器的加热效率。

Description

一种电加热器

技术领域

本实用新型涉及电加热管技术领域，尤其涉及一种电加热器。

背景技术

电加热器是一种电加热设备，用于将流动的液态和气态介质升温、保温。被加热介质在压力作用下通过电加热器的腔体，流经电加热管带走电加热管在电流作用下产生的热量，使被加热介质的温度达到用户的工艺需求。在工业生产中，根据用户工艺需求，对加热温度的控制特别严格，这样才能确保反应的稳定进行以及提高反应的转化率。此外，还要保证介质不会产生局部区域过热引起化学性质的改变，还应避免加热管局部过热造成加热元件的烧毁。

传统加热管式电加热器的工作原理是：被加热介质从电加热器壳体的进口进入壳体内部，经过导流板的作用流体介质进入电加热管束，电加热管束的没跟电加热管在电流的作用下产生热量，流体介质在流经电加热管束每根电加热管内部时通过辐射换热和对流换热的作用带走电加热管产生的热量，达到被加热的目的。但是，对于空气这种热物理性能比较差的介质来说，空气在流经电加热管时带走热量的效果很差，因此会导致电加热管局部过热的现象，产生电加热管被烧毁的隐患。此外，当电加热器壳体内某一局部区域温度过高时，由于电加热管的集中布置很难插入热电偶对加热管束内部的温度进行实时精确的监控，因此对于受过热影响化学性质会发生巨大改变的介质来说，目前这种传统的加热管式的电加热器用于加热该种介质时只能在低效率的安全模式下运行。在加热过程中经常发生局部过热现象的话，不仅会缩短电加热器的寿命，而且还会增加企业的运行成本。

实用新型内容

鉴于目前存在的上述不足，本实用新型提供一种电加热管，可以在保证不超过安全温度的范围内尽可能地提高电加热功率，提高电加热器的加热效率。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种电加热器，所述电加热器包括壳体、壳体内的腔体部分和设置在腔体部分内的加热组件，所述加热组件包括若干加热管束，所述加热管束之间间或设有冷管，所述加热管束与电源连接。

依照本实用新型的一个方面，所述腔体部分包括稳流腔、加热腔和整流腔，所述加热组件设置在加热腔内，所述加热管束连通所述稳流腔和整流腔。

依照本实用新型的一个方面，所述壳体上设有进口接口法兰和出口接口法兰，所述进口接口法兰与所述稳流腔连通，所述出口接口法兰与所述整流腔连通。

依照本实用新型的一个方面，所述加热组件和壳体之间设有隔热屏。

依照本实用新型的一个方面，所述壳体内壁设有弹簧支撑件,所述隔热屏通过所述弹簧支撑件固定在壳体内。

依照本实用新型的一个方面，所述电加热器包括支撑板，所述加热管束和冷管固定在支撑板上，所述支撑板固定在壳体内。

依照本实用新型的一个方面，所述支撑板上设有分别连通加热管束和冷管的气孔。

依照本实用新型的一个方面，所述冷管内设有温度传感器。

依照本实用新型的一个方面，所述加热管束分为n(n为3的倍数，n＞0)组，所述电源为三相电源，所述三相电源分别与每组加热管束相连。

依照本实用新型的一个方面，所述同一组内的加热管束通过串联电连接。

本实用新型实施的优点：在加热器的壳体和电加热管束之间安装隔热屏，并且加热器的进口安装在加热器的高温段。隔热屏不仅能够保温、隔热还能作为承压部件，增加加热器的承压能力，加热器进口安装在高温段能够使加热器达到自冷却的效果；在加热器管束中安插不具有加热功能的冷管，冷管内流通的未被加热介质具有冷却作用，能够避免出现加热管束出现局部区域温度过高而烧毁的现象；在中间冷管中插入热电偶和温度传感器，能够更精准地监测加热管束内部的温度情况，根据监控情况提供最优的加热策略，大大提高加热效率；在加热管束中安插不具有加热功能的冷管的前提下，可以使加热管束内部加热管束的位置以最利于被加热介质均匀地流入到每根加热管的布置，达到均流设计的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种电加热器结构示意图；

图2为本实用新型所述的加热管束和冷管分布示意图；

附图标记说明：1-壳体；2-稳流腔；3-加热腔；4-整流腔；5-进口接口法兰；6-弹簧支撑件；7-隔热屏；8-出口接口法兰；9-冷管；10-加热管束。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种电加热器，所述电加热器包括壳体1、壳体内的腔体部分和设置在腔体部分内的加热组件，所述加热组件包括若干加热管束10，所述加热管束之间间或设有冷管9，所述加热管束与电源连接。

在实际应用中，所述腔体部分包括稳流腔2、加热腔3和整流腔4，所述加热组件设置在加热腔内，所述加热管束连通所述稳流腔和整流腔。

在实际应用中，所述壳体上设有进口接口法兰5和出口接口法兰8，所述进口接口法兰与所述稳流腔连通，所述出口接口法兰与所述整流腔连通。

在实际应用中，所述加热组件和壳体之间设有隔热屏7。

在实际应用中，所述壳体内壁设有弹簧支撑件6,所述隔热屏通过所述弹簧支撑件固定在壳体内。

在实际应用中，所述电加热器包括支撑板11，所述加热管束和冷管固定在支撑板上，所述支撑板固定在壳体内。

在实际应用中，所述支撑板上设有分别连通加热管束和冷管的气孔。

在实际应用中，所述冷管内设有温度传感器。

在实际应用中，所述加热管束分为n(n为3的倍数，n＞0)组，所述电源为三相电源，所述三相电源分别与每组加热管束相连。

在实际应用中，所述同一组内的加热管束通过串联电连接。

本实施例的工作原理如下：

壳体为承压容器，按压力容器设计，其具备介质流入的稳流腔，一中空的加热腔，以及介质加热后流出的整流腔，外壳体上有进口接口法兰，多个压缩弹簧支撑件，隔热屏以及出口接口法兰。

在外壳体与加热组件之间的腔体内还装有圆筒型隔热屏，隔热屏的主要作用是隔热、保温及减少热损失。隔热屏根据工艺介质要求可采用金属材料、金属涂层材料、石墨材料中的一种。隔热屏通过外壳体的压缩弹簧支撑件固定在外筒体上，提供隔热屏的内部支撑，防止由于介质流动引起的内构件晃动。

壳体的加热腔中，安装有电加热管束，根据电气配置的要求，电加热管束一般分组分别与电源的三相相连。电加热管束的电加热管固定在支撑板上，在支撑板上开有气流孔，流体从壳体进口进入电加热器壳体内部后经过导流板，然后从支撑板上的气孔进入电加热管内部被加热。

在支撑板上除了均匀地分布着直径较大的气流孔与电加热管相连之外，还在这些直径较大的气流孔中间均匀地夹杂着直径较小的气流孔，这些气流孔与冷管相连。冷管上不加载电源，因此冷管不具备加热流体的能力。电加热管束中间的这些冷管的功能为：

一是冷管内流经的流体具有冷却电加热管束内部的能力，能够有效地解决电加热管束内部局部温度过高的隐患，不仅能使被加热流体在安全稳定的温度范围内被加热，而且能够避免电加热管被烧毁的现象。提高了电加热管式电加热器的运行安全系数以及降低了企业应用运行的成本。

二是这些冷管除了能流经冷流体之外，还可以将支撑板处的气体进口封住，将热电偶布置在冷管位置。这样就能更加实时精准地监控电加热管束内部的温度。如果这些热电偶测量到电加热管束内部的温度超过了安全温度，那么就发出过热报警，提醒操作人员采取措施或者停机。如果这些热电偶测量到电加热管束内部的温度距离安全温度还有一定的距离，那么则可以在保证不超过安全温度的范围内尽可能地提高电加热功率，提高电加热器的加热效率。

一般采用垂直安装，设计压力为5MPa，高压空气从50℃加热到750℃，单台加热功率可达15000kW。根据本实施例，被加热气体从进口进入加热器冷却套筒，经过一段流动后从加热器筒体的上部进导流孔板均匀地流入电加热管束均，进行直接换热。电加热管束中间穿插着没有加热作用的冷管，部分冷管用于安装热电偶和温度传感器对气体的温度进行监控，并将监控结果反馈给控制系统，以便控制系统作出最优的加热策略。被加热后的气体再经过整流腔后流经出口法兰面流出，用于发动机环境模拟试验。

加热器的壳体和电加热管束之间安装有圆筒型的隔热屏，隔热屏的主要作用是隔热、保温和减少热损失。隔热屏通过弹簧支撑结构件固定在外筒体上，以防止由于被加热气体由于流致振动引起加热器内部结构的不稳定。

加热器的壳体还包括加热腔，加热腔中安装有电加热管束，根据电气系统的配置要求，加热管束分为三相连接，即加热管束一般通过分成三组连接到电源的三相上。

根据本实施例，通过安插在加热管束内部的中间冷管，能够实时监控电加热管束内部气体的温度，壁面局部区域的温度过高烧毁电加热管，还能根据实时监控到的温度及温度梯度变化情况，制定相应的最优加热策略，来达到设定的加热温度。

根据本实施例，空气在电加热管束内进行加热，通过中间冷管内的温度传感器对内部温度进行监控，避免了在大功率加热时加热管出现局部被烧毁的情况，还能根据实时监控优化加热策略，加热效率大大提高。

本实用新型实施的优点：在加热器的壳体和电加热管束之间安装隔热屏，并且加热器的进口安装在加热器的高温段。隔热屏不仅能够保温、隔热还能作为承压部件，增加加热器的承压能力，加热器进口安装在高温段能够使加热器达到自冷却的效果；在加热器管束中安插不具有加热功能的冷管，冷管内流通的未被加热介质具有冷却作用，能够避免出现加热管束出现局部区域温度过高而烧毁的现象；在中间冷管中插入热电偶和温度传感器，能够更精准地监测加热管束内部的温度情况，根据监控情况提供最优的加热策略，大大提高加热效率；在加热管束中安插不具有加热功能的冷管的前提下，可以使加热管束内部加热管束的位置以最利于被加热介质均匀地流入到每根加热管的布置，达到均流设计的效果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电加热器，其特征在于，所述电加热器包括壳体、壳体内的腔体部分和设置在腔体部分内的加热组件，所述加热组件包括若干加热管束，所述加热管束之间间或设有冷管，所述加热管束与电源连接。

2.根据权利要求1所述的电加热器，其特征在于，所述腔体部分包括稳流腔、加热腔和整流腔，所述加热组件设置在加热腔内，所述加热管束连通所述稳流腔和整流腔。

3.根据权利要求2所述的电加热器，其特征在于，所述壳体上设有进口接口法兰和出口接口法兰，所述进口接口法兰与所述稳流腔连通，所述出口接口法兰与所述整流腔连通。

4.根据权利要求1所述的电加热器，其特征在于，所述加热组件和壳体之间设有隔热屏。

5.根据权利要求4所述的电加热器，其特征在于，所述壳体内壁设有弹簧支撑件,所述隔热屏通过所述弹簧支撑件固定在壳体内。

6.根据权利要求2所述的电加热器，其特征在于，所述电加热器包括支撑板，所述加热管束和冷管固定在支撑板上，所述支撑板固定在壳体内。

7.根据权利要求6所述的电加热器，其特征在于，所述支撑板上设有分别连通加热管束和冷管的气孔。

8.根据权利要求1至7之一所述的电加热器，其特征在于，所述冷管内设有温度传感器。

9.根据权利要求8所述的电加热器，其特征在于，所述加热管束分为n组，n为3的倍数，n＞0，所述电源为三相电源，所述三相电源分别与每组加热管束相连。

10.根据权利要求9所述的电加热器，其特征在于，所述同一组内的加热管束通过串联电连接。

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