JP6964691B2 - 管状電気ヒーターユニット - Google Patents

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Description

本装置は、電気ヒーター、特に原子力発電所の原子炉の安全システムにおける電気ヒーターに関する。
管状電気ヒーター(TU 16-681.097-85 "Block tubular Tanb-90П380И234")を分析すれば分かるように、ねじ穴とスピゴット（ｓｐｉｇｏｔ）を備えたフランジ（カバー）を有する公知の管状電気ヒーターユニットでは、折りたたみ式のノード（継ぎ手）（collapsible node）による電気接続部を密閉保護するケーシングとを有しており、これにより管状ヒーターを完全に密閉するようになっている。
このような設計の主要な欠点は、強制的に空気を循環させない限り、密閉ケーシング内の要素が過熱するおそれがあることである。さらに、この設計の欠点は、電気的な設置の作業における端子へのアクセスが難しい。
本発明と技術的な本質に最も近いものは、"ブロック チューブラー（Block tubular）"装置（特許文献１。IPC F24H3/08（2006.01）、G21C1/00（2006.01）、優先日２００５年２月２５日）である。その加熱要素の接続部を保護するカバーが、電気加熱要素の端子用の穴が開けられたプレートにしっかりと接続されたパイプを備えており、上記フランジのねじ穴に螺合する固定要素によって、前記カバーをフランジに固定するようになっている。
このような技術的な決定事項がプロトタイプにおいて実施された。
ロシア実用新案第50639号明細書
プロトタイプとして公知の装置の欠点は、加熱された設備の表面からの熱によって、動作中の加熱要素の端子が過熱するおそれがあるということである。
このような欠点は、本発明に係る装置によって解消される。本発明の目的は、原子力発電所で運転中のユニットの信頼性を向上させることにある。
本発明の技術的結果は、管状電気ヒーターに対する設備からの熱影響を低減し、その結果、管状電気ヒーターの電気接続部の温度を低下させる装置を提供する。
このような技術的な結果は、管状電気ヒーターを強固に封止する、ねじ穴とブッシュイング付きのフランジ（カバー）と、上半分に貫通穿孔を有し、内側には、管状電気ヒーター用の穴を有する少なくとも二つの熱シールドが固定された円筒状のシェルとを備え、当該筒状シェルの筒軸方向のサイズは、設備に設けられた断熱材の厚み以下であることにより得られる。
あるいは、保護ケーシングが、管状電気ヒーターの端子の領域に設置され、管状電気ヒーターが、大型の金属ブッシングにしっかりと接続され、あるいは、断熱材が熱シールドの間の空間に設置される。
ブロック型管状電気ヒーターの全体図である。 管状電気ヒーターの周りの熱空気の自然対流を示す図である。 円筒状シェル及びその周りの熱空気を冷却する"冷たい"空気の動きの方向を示す図である。
本発明の本質は、図面に基づき説明される。
管状電気ヒーターユニット１におけるブロック（block）には、ねじ穴が設けられたフランジ（カバー）３と、ブッシュイング（bushing）４が含まれており、ブッシュイング４により管状電気ヒーター５と管状電気ヒーター５の、電気的接続部となる端子部（ピン）６が封止される。
断熱材８が、加熱対象となる設備２と、フランジ３に装着される。フランジ３の管状電気ヒーター５の端子部６側には、円筒状シェル（cylindrical shell）９が取着される。
円筒状シェル９の上半分には、貫通穴１０が穿設されている。円筒状シェル９の内側には、少なくとも二つの熱シールド１１が配されており、熱シールド１１には、管状電気ヒーター５を保持するための穴１２が設けられている。穴１２の直径は、ブッシュイング４の外径より大きい。
熱シールド１１の間の空間に、断熱材を配するようにすれば、より望ましい。
あるいは、円筒状シェル9の筒軸方向のサイズは、設備２に配された断熱材８の厚み以下である。
あるいは、保護ケーシング１３が、電気接続部７の領域を含まれる端子部６に取り付けられる。保護ケーシング１３は、管状電気ヒーター５のブッシュイング４に、大型の金属ブッシュイング１４を介して接続される。
上記管状電気ヒーターユニット１における作用を以下、説明する。
管状電気ヒーターユニット１は、ねじ穴が設けられたフランジ（カバー）３と、ブッシュイング（bushing）４が含まれており、ブッシュイング４を介して管状電気ヒーター５と端子部６がフランジ３に強固に封止される。管状電気ヒーター５の端子部６は、電気的接続部７の折りたたみ可能なノード（collapsible node）で形成される。このような管状電気ヒーターユニット１は、原子炉の安全システムにおいて使用される。
原子炉などの設備２（の壁面）に、フランジ３と円筒状シェル９を覆うように形作られた断熱材８が配される。
フランジ３の管状電気ヒーター５のピン（端子）６側に、円筒状シェル（cylindrical shell）９が取着される。フランジ３により、設備２の壁面に沿って熱空気を移動させると共に、管状電気ヒーター５の端子部６が、設備２の壁面で発生した熱空気の影響を受けないように遮蔽する（図３）。
円筒状シェル９の上半分には、貫通穴１０が穿設されており、これにより管状電気ヒーター５の端子部６から、過度の熱が排出されるようにしている。
円筒状シェル９の内側には、管状電気ヒーター５をしっかりと保持するための穴１２が穿設された少なくとも二つの熱シールド１１が、熱くなったフランジ３と管状電気ヒーター５の端子部６との放射熱を外部に放出するため、強固に固定される。
熱シールド１１の穴１２の直径は、ブッシュイング４の外径より大きく、その隙間を端子部６に沿って冷たい空気が通過できるようになっている。
また、円筒状シェル９の（筒軸方向の）サイズは、設備２に配された断熱材８の厚み以下である。
また、保護ケーシング１３が、電気接続部７である端子部６の領域に取り付けられる。保護ケーシング１３は、管状電気ヒーター５のブッシュイング４に、大型の固体の金属ブッシュイング１４を介して接続される。これにより、管状電気ヒーター５のノードを封止する封止材の温度が均一になるようにし、保護ケーシング１３が管状電気ヒーター５の端子部６から過度の熱を排除するラジエーターとして機能している。
このように、公知の装置と比較して、本発明による技術的解決手段の使用により、端子部６に沿って「冷たい」空気の流れを作って、端子部６における過度の熱を排出し、電気接合部における温度を降下もしくは均等化し、加熱された設備の要素の影響から管状電気ヒーターの端子を保護し、管状電気ヒーターユニット１の信頼性を向上する。

Claims (4)

  1. ねじ穴とブッシュイングを有するフランジと、保護ケーシングとを含む管状電気ヒーターユニットであって、
    ブッシュイングを介して管状電気ヒーターとその端子部がフランジに封止され、
    フランジには、円筒状シェルが装着され、円筒状シェルの上半分には、貫通穴が形成されており、円筒状シェルの内側には、管状電気ヒーターをしっかりと保持するための穴が設けられた少なくとも二つの熱シールドが固定され、当該熱シールドの穴の直径は、ブッシュイングの外径より大きい
    ことを特徴とする管状電気ヒーターユニット。
  2. 前記円筒状シェルの筒軸方向のサイズは、設備に配された断熱材の厚み以下である
    ことを特徴とする請求項１に記載の管状電気ヒーターユニット。
  3. 保護ケーシングが、前記管状電気ヒーターの端子部の領域において、複数の端子部に大型のブッシュイングを介して接続される
    ことを特徴とする請求項１に記載の管状電気ヒーターユニット。
  4. 前記熱シールド同士の間の空間に断熱材が配されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の管状電気ヒーターユニット。
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