RU127236U1 - Электронагреватель - Google Patents
Электронагреватель Download PDFInfo
- Publication number
- RU127236U1 RU127236U1 RU2012144236/07U RU2012144236U RU127236U1 RU 127236 U1 RU127236 U1 RU 127236U1 RU 2012144236/07 U RU2012144236/07 U RU 2012144236/07U RU 2012144236 U RU2012144236 U RU 2012144236U RU 127236 U1 RU127236 U1 RU 127236U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electric heater
- shell
- electrodes
- insulating layer
- heating zone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Resistance Heating (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
Электронагреватель, содержащий оболочку и зону электронагрева, отделенную от оболочки электроизолирующим слоем, отличающийся тем, что зона электронагрева выполнена в виде последовательно соединенных электродов из разнородных материалов, размещенных параллельно оси электронагревателя, образующих, по крайней мере, один спай термопары, причем электроды размещены на расстоянии д>Дот оболочки, где Д- толщина электроизолирующего слоя, соответствующая электрическому пробою при напряжении питания.
Description
Полезная модель относится к области теплофизических исследований и может быть использовано для имитации температурного режима тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов, при исследовании запасов до кризиса теплообмена и исследовании различных аварийных режимов работы ТВЭЛ на электрообогреваемых стендах, а также в промышленности и исследовательской практике при проведении тепловых испытаний.
Известна конструкция электронагревателя, используемого как модель тепловыделяющего элемента (ТВЭЛ) ядерного реактора, имитирующего тепловые условия в ядерных реакторах. Имитатор ТВЭЛ состоит из - оболочки, выполняемой из нержавеющей стали и служащей для размещения зоны нагрева. Зона нагрева представляет собой - нагревательный элемент в виде проволоки или стержня, по которому пропускают ток от источника тока. В качестве материала нагревательного элемента используют нихром, сталь и т.п.
Нагревательный элемент установлен в верхний токоподводящий узел, который выполнен заодно с корпусом имитатора. Между корпусом имитатора ТВЭЛ и нагревательным элементом располагают электроизолирующий материал. В качестве последнего используют, как правило, порошок (наполнитель) MgO - периклаз. Выход нагревательного элемента из корпуса осуществляется через узел герметизации. (А.с. СССР № 1340441, МПК G21C 17/06, опубл. 1982).
Основной недостаток такой конструкции заключается в том, что электроизолирующий материал (наполнитель) при обжатии не достигает требуемой теплопроводности. Опыты показывают, что коэффициент теплопроводности наполнителя лежит в пределах 3-6 Вт/м°С и убывает с возрастанием температуры (С.М. Балашов, Э.А. Болтенко, В.А. Виноградов. Опыт разработки имитаторов твэлов водо-водяных реакторов //
Теплоэнергетика, 1998, №12). Низкие коэффициенты теплопроводности наполнителя не позволяют отводить высокие тепловые потоки, что ограничивает мощность имитаторов такой конструкции. Кроме того, используемые наполнители, в случае попадания в них влаги, распухают и разрушают оболочку. Влага, как правило, поступает (напитывается) в наполнитель из окружающего воздуха, либо присутствует в наполнителе в качестве первичной.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является электронагреватель патронного типа с односторонним выходом электродов(Kanthal handbook. Resistance Heating Alloys for Appliances and heaters. Printed in Sweden by Ljungforetagen, Orebro 1990. Second edition. Catalogue 1-A-1-3. p.29). Электронагреватель содержит оболочку и зону электронагрева в виде многовитковой намотки на керамический вытеснитель и отделенных от оболочки электроизолирующим слоем. В качестве электроизолирующего материала используют MgO - периклаз.
Недостаток такого имитатора ТВЭЛ заключается в том, что при сборке практически невозможно обеспечить достаточную плотность периклаза между витками проволоки и, соответственно, получить высокую теплопроводность периклаза. Кроме того, недостаток электронагревателя заключается также в том, что в случае нагрева жидкостей с различными примесями (солевые растворы) на стенку электронагревателя выпадают различные отложения. Термическое сопротивление стенки будет расти, температура стенки и, соответственно, температура проволоки также будут расти. В результате температура проволоки достигает недопустимых пределов, электронагреватель выходит из строя.
Технической задачей полезной модели является повышение мощности электронагревателя, которая обеспечивается за счет минимизации толщины электроизолирующего слоя и, соответственно, минимизации термического сопротивления.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении надежности электронагревателя за счет последовательно соединенных электродов из разнородных материалов, образующих по крайней мере один спай термопары. Наличие спая термопары позволяет контролировать температуру электродов и проводить отключение электронагревателя при превышении температуры электродов выше допустимых значений.
Это достигается тем, что в известном электронагревателе содержащим оболочку и зону электронагрева отделенную от оболочки электроизолирующим слоем, зона электронагрева выполнена в виде последовательно соединенных электродов из разнородных материалов, размещенных параллельно оси электронагревателя, образующих, по крайней мере, один спай термопары, причем электроды размещены на расстоянии δ>Δп от оболочки, где Δп - толщина электроизолирующего слоя, соответствующая электрическому пробою при напряжении питания
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показан электронагреватель.
Электронагреватель состоит из оболочки 1, электроизолятора 2 (периклаз), в котором размещены последовательно соединенные электроды. Электроды 3 выполнены из нихрома. Электрод 4 выполнен из хромеля. Перемычка 5 между электродами выполнена из алюмеля. Электрод 4 и перемычка 5 образуют спай термопары. 6 - минимальная толщина электроизолирующего слоя между оболочкой и электродами.
Электронагреватель работает следующим образом. Электронагреватель помещается в рабочую среду (раствор соли, раствор бора), подключается источник питания (напряжение 380 В), начинается нагрев рабочей среды. При достижении определенной температуры рабочей среды (задается предварительно) либо предельной температуры электродов происходит отключение электронагревателя от источника тока. Поскольку через спай термопары проходит ток необходимо отделение полезного сигнала от тока проходящего через электроды. Это достигается с помощью специального преобразователя сигнала.
В качестве примера рассмотрим электронагреватель для нагрева воды с концентрацией борной кислоты 16 г/м3 в гидроемкости САОЗ. Параметры сети напряжение питания 380 В, номинальная мощность одного ТЭНа - 10 кВТ. Активную длину Тэна примем равной 1 м. Наружный диаметр ТЭНа примем 20 мм. Расчет дает, что для выделения требуемой мощности необходимо сопротивление в диапазоне 14,6 ом. Коэффициент теплопроводности периклаза в зависимости от степени его уплотнения лежит в пределах λ=1-5 Вт/м°С. Примем, что λ=2 Вт/м°С, минимальная толщина электроизолирующего слоя между оболочкой и электродами равна 1 мм. Примем также, что число последовательно соединенных электродов равно 4, в этом случае линейная плотность теплового потока q1=25000 Вт/м. Наружный диаметр электрода выполненного из нихрома d=0,65 мм, поперечное сечение S=0,3 мм2. При этих условиях перепад температур по толщине слоя периклаза ~ 190°С.
Известно, что коэффициент теплоотдачи при естественной конвекции в воде лежит в пределах α=10-5000 Вт/м2 С, примем α=500 Вт/м2 с. Плотность теплового потока со стенки электронагревателя q=159кВт/м2. Перепад температур стенка - жидкость ΔT=Тст-Тж=q/α=159000/500=320°С Температура электрода примерно равна Тэ=190+320=510°С. При этой температуре электронагреватель будет длительное время сохранять работоспособность.
При наличии отложений на стенке оболочки - термическое сопротивление стенка жидкость будет расти. Например, примем, что α=100 Вт/м2. В этом случае AT=Тст-Тж=1600°С, температура электрода повысится до величины 1800°С. При этих температурах электронагреватель потеряет работоспособность.
В нашем случае электронагреватель при превышении допустимой температуры (например 800°С) отключится от источника питания. Для поддержания требуемой температуры жидкости в период отключения электронагревателя включится другой. В процессе работы будет происходить отключение и включение электронагревателей, работоспособность электронагревателей будет сохранена.
Использование полезной модели позволяет значительно повысить его мощность и надежность. Предлагаемый электронагреватель может быть использован при нагреве загрязненных жидкостей, в случаях, когда условия теплосъема со стороны жидкости заранее неизвестны.
Claims (1)
- Электронагреватель, содержащий оболочку и зону электронагрева, отделенную от оболочки электроизолирующим слоем, отличающийся тем, что зона электронагрева выполнена в виде последовательно соединенных электродов из разнородных материалов, размещенных параллельно оси электронагревателя, образующих, по крайней мере, один спай термопары, причем электроды размещены на расстоянии д>ДП от оболочки, где ДП - толщина электроизолирующего слоя, соответствующая электрическому пробою при напряжении питания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144236/07U RU127236U1 (ru) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Электронагреватель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012144236/07U RU127236U1 (ru) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Электронагреватель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU127236U1 true RU127236U1 (ru) | 2013-04-20 |
Family
ID=49154010
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012144236/07U RU127236U1 (ru) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Электронагреватель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU127236U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2684907C1 (ru) * | 2018-07-06 | 2019-04-16 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Ошиновка блока трубчатых электронагревателей |
-
2012
- 2012-10-17 RU RU2012144236/07U patent/RU127236U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2684907C1 (ru) * | 2018-07-06 | 2019-04-16 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Ошиновка блока трубчатых электронагревателей |
WO2020009602A1 (ru) * | 2018-07-06 | 2020-01-09 | Акционерное Общество "Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Труда Чсср Опытное Kohcтруктоpckoe Бюро "Гидропресс" | Ошиновка блока трубчатых электронагревателей |
CN111133529A (zh) * | 2018-07-06 | 2020-05-08 | 获劳动红旗勋章和Czsr劳动勋章的水压试验设计院联合股份公司 | 衬套单元管式电加热器 |
KR20200102917A (ko) * | 2018-07-06 | 2020-09-01 | 조인트 스탁 컴퍼니 “익스페리멘탈 앤드 디자인 오가니제이션 “기드로프레스” 어워디드 디 오더 오브 더 레드 배너 오브 레이버 앤드 씨지에스알 오더 오브 레이버” | 전기 히이터의 부싱 유닛 |
EA037473B1 (ru) * | 2018-07-06 | 2021-03-31 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Ошиновка блока трубчатых электронагревателей |
CN111133529B (zh) * | 2018-07-06 | 2023-11-03 | 获劳动红旗勋章和Czsr劳动勋章的水压试验设计院联合股份公司 | 衬套单元管式电加热器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101349468B1 (ko) | 전극보일러의 전극봉 구조 | |
WO2017016136A1 (zh) | 临界热流密度试验用加热棒 | |
US3279252A (en) | Level sensing apparatus | |
JP2022095636A (ja) | 適応制御用ヒータバンドル及び電流漏れ低減方法 | |
JP5839327B2 (ja) | 流体を加熱する改善された方法 | |
RU2487323C2 (ru) | Электрический нагревательный элемент | |
RU127236U1 (ru) | Электронагреватель | |
KR20190081497A (ko) | 전기 보일러용 전극봉 및 이를 포함하는 전기 보일러 | |
CN105910275B (zh) | 电热水器 | |
JP3184097U (ja) | 流体加熱装置 | |
CN207425373U (zh) | 一种非均匀电加热的核燃料模拟棒 | |
CN104486855A (zh) | 一种精准控温的电加热管 | |
CN102625503A (zh) | 水电分离式碳纤维加热装置 | |
US20210199345A1 (en) | Heater bundles for thermal gradient compensation | |
US20210190380A1 (en) | Heater bundles having virtual sensing for thermal gradient compensation | |
CN107591214B (zh) | 用于模拟熔池内热源的加热系统 | |
RU162139U1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента | |
RU58703U1 (ru) | Термопреобразователь сопротивления | |
JP6025359B2 (ja) | 水位計および原子力施設 | |
KR20130094780A (ko) | 하나 이상의 전기 저항 가열 요소가 장착되는 케이싱을 포함하는 히터 로드 | |
RU2645391C2 (ru) | Источник теплоты для нагревания жидкости | |
RU152614U1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора | |
RU105442U1 (ru) | Термопреобразователь сопротивления | |
RU2168776C1 (ru) | Имитатор тепловыделяющего элемента ядерного реактора | |
DK3049733T3 (en) | FLUID HEATING DEVICE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171018 |