RU200076U1

RU200076U1 - ELECTRIC STEAM HEATER

Info

Publication number: RU200076U1
Application number: RU2020122220U
Authority: RU
Inventors: Владимир Михайлович Шипилов; Виктор Леонидович Артеменко; Сергей Григорьевич Никольский; Бесик Чохоевич Месхи
Original assignee: Владимир Михайлович Шипилов
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2020-10-05

Abstract

Полезная модель относится к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую и для создания теплообмена, в частности к прямоточным электрическим парогенераторам. Оно может быть использовано при нагреве жидкостей через посредство теплообменников, например, в системах разогрева ионообменных растворов в химической промышленности, крекинга нефтепродуктов, газификации углеводородного топлива, дезинфекции перегретым паром, а также в других областях, где требуется безопасный нагрев и испарение текучих сред. Устройство в основном предназначено для получения водяного пара с закритическими параметрами, а также для получения перегретого водяного пара при низком давлении.Технической задачей настоящей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности автономного прямоточного электрического пароперегревателя для производства пара высокой температуры и высокого давления на основе индукционной технологии, а также расширение области применения данного устройства.Сущность заявленной полезной модели состоит в том, что в электрическом пароперегревателе, включающем плоский ферромагнитный сердечник со стержнями, предназначенными для создания замкнутого магнитного поля в них, первичные обмотки, расположенные в виде катушек на стержнях и электрически изолированные от них, трубчатую вторичную обмотку, имеющую подводящий и отводящий патрубки и расположенную в магнитном поле изолированно и охватывающую все стержни ферромагнитного сердечника так, что вокруг каждого стержня образует один или несколько замкнутых витков, эти витки, расположенные в межкатушечном пространстве, соединены электрически параллельно неразъемно наружно шунтом, параллельным вектору магнитной индукции стержней, а на периферии между витками установлены один или несколько дистанционных цилиндрических элементов, наружно неразъемно соединенных с витками шунтом, параллельным вектору магнитной индукции стержней, при этом трубчатая вторичная обмотка состоит из внутренней рабочей трубы и выполнена многослойной из металлов так, что начиная с внутренней рабочей трубы каждый последующий слой полностью охватывает предыдущий, а по поверхности соприкосновения металлов внутренней рабочей трубы и каждого слоя обеспечено частичное взаимное растворение пограничных металлов.The utility model relates to devices for converting electrical energy into heat and for creating heat exchange, in particular, to direct-flow electric steam generators. It can be used to heat liquids through heat exchangers, for example, in systems for heating ion-exchange solutions in the chemical industry, petroleum cracking, gasification of hydrocarbon fuels, disinfection with superheated steam, as well as in other areas where safe heating and evaporation of fluids is required. The device is mainly intended for the production of supercritical water vapor, as well as for the production of superheated water vapor at low pressure. The technical task of this utility model is to increase the operational reliability of an autonomous once-through electric superheater for the production of high temperature and high pressure steam based on induction technology, and also expanding the scope of this device. The essence of the claimed utility model is that in an electric superheater, which includes a flat ferromagnetic core with rods designed to create a closed magnetic field in them, primary windings located in the form of coils on the rods and electrically isolated from them , a tubular secondary winding having inlet and outlet pipes and located in a magnetic field isolated and covering all the rods of the ferromagnetic core so that around each rod it forms one or several only closed turns, these turns, located in the intercoil space, are electrically connected in parallel and permanently outwardly by a shunt parallel to the magnetic induction vector of the rods, and on the periphery between the turns one or more distance cylindrical elements are installed, externally permanently connected to the turns by a shunt parallel to the magnetic induction vector of the rods , while the tubular secondary winding consists of an inner working pipe and is made of multilayer metals so that, starting from the inner working pipe, each subsequent layer completely covers the previous one, and a partial mutual dissolution of boundary metals is ensured along the contact surface of the metals of the inner working pipe and each layer.

Description

Полезная модель относится к устройствам преобразования электрической энергии в тепловую и для создания теплообмена, в частности к прямоточным электрическим парогенераторам. Оно может быть использовано при нагреве жидкостей посредством теплообменников, например, в системах разогрева ионообменных растворов в химической промышленности, крекинга нефтепродуктов, газификации углеводородного топлива, дезинфекции перегретым паром, а также в других областях, где требуется безопасный нагрев и испарение текучих сред. Устройство в основном предназначено для получения водяного пара с закритическими параметрами, а также для получения перегретого водяного пара с температурой выше температуры насыщения.The utility model relates to devices for converting electrical energy into heat and for creating heat exchange, in particular, to direct-flow electric steam generators. It can be used for heating liquids by means of heat exchangers, for example, in systems for heating ion-exchange solutions in the chemical industry, oil cracking, gasification of hydrocarbon fuels, disinfection with superheated steam, as well as in other areas where safe heating and evaporation of fluids is required. The device is mainly intended for the production of supercritical water vapor, as well as for the production of superheated water vapor with a temperature above the saturation temperature.

Известен электрический паронагреватель [Патент RU №171694, МПК H05B 6/10, опубл. 23.01.2017], содержащий силовой блок парообразования индукционного парогенератора со вторичной обмоткой, силовой блок пароперегрева индукционного парогенератора со вторичной обмоткой, ферромагнитный сердечник с первичной обмоткой, подключенной к сети, вторичные обмотки парогенератора и пароперегревателя, расположенные на указанном ферромагнитном сердечнике выполнены в виде трубчатого проводника с входным и выходным патрубками для пропускания воды через внутреннюю полость трубчатого проводника, токопроводящая поверхность которого выполнена в виде замкнутой односторонней поверхности Мебиуса. Как следует из описания конструкции устройства по данному патенту, блок пароперегрева требуется паронагревателю для того, чтобы передать пару дополнительную энергию в режимах, когда блок парообразования не в состоянии самостоятельно справиться с поддержанием заданной с пульта управления температуры насыщенного пара.Known electric steam heater [Patent RU No. 171694, IPC H05B 6/10, publ. 01/23/2017], containing a power unit for steam generation of an induction steam generator with a secondary winding, a power unit for steam overheating of an induction steam generator with a secondary winding, a ferromagnetic core with a primary winding connected to the network, secondary windings of a steam generator and a superheater located on the specified ferromagnetic tube core are made in the form with inlet and outlet nozzles for passing water through the inner cavity of the tubular conductor, the conductive surface of which is made in the form of a closed one-sided Mobius surface. As follows from the description of the design of the device according to this patent, the steam superheating unit is required by the steam heater in order to transfer additional energy to steam in modes when the steam generation unit is unable to independently cope with maintaining the saturated steam temperature set from the control panel.

Известен также прямоточный электрический парогенератор [Патент RU №2691726, МПК H05B 6/10, опубл. 18.06.2019], принятый за прототип, включающий плоский ферромагнитный сердечник со стержнями, первичные обмотки, расположенные в виде катушек на стержнях и электрически изолированные от них, средства принудительной подачи воды во внутреннюю полость общей трубчатой вторичной обмотки, имеющей подводящий и отводящий патрубки и расположенной в магнитном поле изолированно от первичных обмоток и охватывающую все стержни ферромагнитного сердечника так, что вокруг каждого стержня образует замкнутые витки, расположенные в межкатушечном пространстве поочередно друг над другом и соединенные электрически неразъемно наружно в плоскости диаметра трубы, параллельного вектору магнитной индукции стержня, а на периферии в межтрубном пространстве между витками установлены дистанционные цилиндрические элементы, наружно соединенные с витками неразъемным соединением в плоскости диаметра труб, параллельного вектору магнитной индукции стержней, датчик температуры, установленный на участке трубы трубчатой вторичной обмотки, близком к отводящему патрубку, датчик давления пара, расположенный на отводящем патрубке, наружную перемычку, состоящую из двух параллельных шин, расположенных перпендикулярно виткам трубчатой вторичной обмотки и электрически присоединенных к начальному и конечному виткам на расстоянии друг от друга, кратном радиусу трубы трубчатой вторичной обмотки, причем длина трубчатой вторичной обмотки кратна радиусу трубы трубчатой вторичной обмотки. В данном устройстве решается задача стабилизации процесса парообразования во внутренней полости вторичной трубчатой обмотки индуктора прямоточного электрического парогенератора с тем, чтобы обеспечить надежный контроль параметров получаемого на выходе насыщенного водяного пара, в том числе контроль температуры.Also known direct-flow electric steam generator [Patent RU No. 2691726, IPC H05B 6/10, publ. 06/18/2019], taken as a prototype, including a flat ferromagnetic core with rods, primary windings located in the form of coils on the rods and electrically isolated from them, means of forced water supply into the inner cavity of a common tubular secondary winding, having inlet and outlet pipes and located in a magnetic field is isolated from the primary windings and encompassing all the rods of the ferromagnetic core so that around each rod it forms closed turns located in the intercoil space alternately above each other and connected electrically permanently outwardly in the plane of the pipe diameter parallel to the magnetic induction vector of the rod, and at the periphery in the annular space between the coils, distance cylindrical elements are installed, externally connected to the coils by an integral connection in the plane of the pipe diameter parallel to the magnetic induction vector of the rods, a temperature sensor installed on the pipe section of the tubular secondary winding close to the outlet pipe, a vapor pressure sensor located on the outlet pipe, an external jumper consisting of two parallel buses located perpendicular to the turns of the tubular secondary winding and electrically connected to the initial and final turns at a distance from each other that is a multiple of the radius of the tubular pipe secondary winding, the length of the tubular secondary winding being a multiple of the radius of the tubular secondary winding. This device solves the problem of stabilizing the vaporization process in the inner cavity of the secondary tubular winding of the inductor of a direct-flow electric steam generator in order to ensure reliable control of the parameters of saturated water vapor obtained at the outlet, including temperature control.

Общим недостатком известных прямоточных электрических индукционных парогенераторов, включая прототип, является резкое падение надежности работы вторичной трубчатой обмотки при повышении давления пара и особенно температуры нагрева как в закритической области давлений пара, так и в докритической при производстве перегретого пара. Это напрямую связано с конструкцией вторичной трубчатой обмотки и является препятствием для создания высокотемпературных устройств, особенно, индукционных пароперегревателей. Для достижения максимального КПД в известных конструкциях для вторичной трубчатой обмотки используются металлы с высокой электро- и теплопроводностью, но такие металлы не обладают жаропрочностью и жаростойкостью, необходимыми при работе на высоких температурах нагрева. Например, стойкость медной вторичной трубчатой обмотки в связи с низкой жаропрочностью меди снижается на порядок при работе устройства в режиме производства перегретого сухого пара по сравнению с режимом производства насыщенного пара даже при докритическом давлении. С другой стороны, удельное электрическое сопротивление жаропрочных металлов намного выше удельного электрического сопротивления меди, и это обстоятельство является непреодолимым препятствием для использования жаропрочных металлов в индукционной технологии генерации водяного пара. Таким образом, создание электрического индукционного пароперегревателя возможно в данном случае только путем радикального изменения конструкции нагревательной вторичной трубчатой обмотки при сохранении ее низкого электрического сопротивления.A common disadvantage of the known direct-flow electric induction steam generators, including the prototype, is a sharp drop in the reliability of the secondary tubular winding with increasing steam pressure and especially the heating temperature both in the supercritical region of steam pressures and in the subcritical region when producing superheated steam. This is directly related to the design of the secondary tubular winding and is an obstacle to the creation of high-temperature devices, especially induction superheaters. To achieve maximum efficiency in the known designs for the secondary tubular winding, metals with high electrical and thermal conductivity are used, but such metals do not have the heat resistance and heat resistance required when operating at high heating temperatures. For example, the durability of the copper secondary tubular winding, due to the low heat resistance of copper, is reduced by an order of magnitude when the device operates in the mode of producing superheated dry steam as compared to the mode of producing saturated steam even at subcritical pressure. On the other hand, the electrical resistivity of heat-resistant metals is much higher than the electrical resistivity of copper, and this circumstance is an insurmountable obstacle to the use of heat-resistant metals in the induction technology for generating steam. Thus, the creation of an electric induction superheater is possible in this case only by radically changing the design of the heating secondary tubular winding while maintaining its low electrical resistance.

Технической задачей настоящего полезной модели является повышение эксплуатационной надежности автономного прямоточного электрического пароперегревателя для производства пара высокой температуры и высокого давления на основе индукционной технологии, а также расширение области применения данного устройства.The technical task of the present utility model is to increase the operational reliability of an autonomous direct-flow electric superheater for the production of high-temperature and high-pressure steam based on induction technology, as well as to expand the scope of this device.

Техническая задача достигается за счет того, что электрический пароперегреватель включает плоский ферромагнитный сердечник со стержнями, предназначенными для создания замкнутого магнитного поля в них, первичные обмотки, расположенные в виде катушек на стержнях и электрически изолированные от них, трубчатую вторичную обмотку, имеющую подводящий и отводящий патрубки и расположенную в магнитном поле изолированно и охватывающую все стержни ферромагнитного сердечника так, что вокруг каждого стержня образует один или несколько замкнутых витков, эти витки, расположенные в межкатушечном пространстве, соединены электрически параллельно неразъемно наружно шунтом, параллельным вектору магнитной индукции стержней, а на периферии между витками установлены один или несколько дистанционных цилиндрических элементов, наружно неразъемно соединенных с витками шунтом, параллельным вектору магнитной индукции стержней, при этом трубчатая вторичная обмотка состоит из внутренней рабочей трубы и выполнена многослойной из металлов так, что начиная с внутренней рабочей трубы каждый последующий слой полностью охватывает предыдущий, а по поверхности соприкосновения металлов внутренней рабочей трубы и каждого слоя обеспечено частичное взаимное растворение пограничных металлов.The technical problem is achieved due to the fact that the electric superheater includes a flat ferromagnetic core with rods designed to create a closed magnetic field in them, primary windings located in the form of coils on the rods and electrically isolated from them, a tubular secondary winding with inlet and outlet pipes and located in a magnetic field in isolation and covering all the rods of the ferromagnetic core so that around each rod it forms one or more closed turns, these turns located in the intercoil space are electrically connected in parallel and permanently outwardly by a shunt parallel to the magnetic induction vector of the rods, and on the periphery between coils installed one or more distance cylindrical elements, externally permanently connected to the coils by a shunt parallel to the magnetic induction vector of the rods, while the tubular secondary winding consists of an inner working pipe and is made of many layered of metals so that, starting from the inner working pipe, each subsequent layer completely covers the previous one, and on the contact surface of the metals of the inner working pipe and each layer, partial mutual dissolution of boundary metals is ensured.

Внутренняя рабочая труба вторичной трубчатой обмотки выполнена из высоко тепло- электропроводного металла, обеспечивает основную технологическую функцию - индукционный нагрев и передачу тепловой энергии воде и пару, находящимся в ее внутренней полости.The inner working tube of the secondary tubular winding is made of highly heat-conductive metal; it provides the main technological function - induction heating and transfer of thermal energy to water and steam in its inner cavity.

При реализации устройства может быть использован жаропрочный и/или жаростойкий слой. При использовании одного из слоев, как одного из частных случаев выполнения устройства, техническая задача - повышение эксплуатационной надежности - достигается также, как и при использовании одновременно нескольких слоев. При использовании одновременно двух слоев - жаропрочный слой трубчатой вторичной обмотки снаружи охватывает внутреннюю рабочую трубу и способствует сохранению механических параметров вторичной трубчатой обмотки во время ее длительной работы в условиях нагрева до высоких температур, а следующий за ним жаростойкий слой, охватывающий жаропрочный, предотвращает окисление наружной поверхности вторичной трубчатой обмотки кислородом воздуха во время нагрева. Как частные примеры выполнения, могут наноситься другие дополнительные слои, улучшающие теплофизические, электромагнитные и иные полезные свойства трубчатой вторичной обмотки индукционного устройства. Способ образования слоев обеспечивает частичное растворение пограничных металлов друг в друге и в металле, из которого изготовлена внутренняя рабочая труба. В этом случае достигается возможность нормальной эксплуатации вторичной трубчатой обмотки в соответствии с предъявляемыми к ней требованиями, включая повышение рабочей температуры и рабочего давления.When implementing the device, a heat-resistant and / or heat-resistant layer can be used. When using one of the layers, as one of the special cases of the device, the technical problem - increasing the operational reliability - is achieved in the same way as when using several layers simultaneously. When two layers are used simultaneously, the heat-resistant layer of the tubular secondary winding on the outside covers the inner working tube and contributes to the preservation of the mechanical parameters of the secondary tubular winding during its long-term operation under heating conditions to high temperatures, and the next heat-resistant layer covering the heat-resistant layer prevents oxidation of the outer surface secondary tubular winding with air oxygen during heating. As particular examples of implementation, other additional layers can be applied to improve the thermophysical, electromagnetic and other useful properties of the tubular secondary winding of the induction device. The layer formation method provides for the partial dissolution of boundary metals in each other and in the metal of which the inner working tube is made. In this case, the possibility of normal operation of the secondary tubular winding is achieved in accordance with the requirements imposed on it, including an increase in the operating temperature and operating pressure.

Доказательства возможности осуществления нового электрического пароперегревателя с реализацией указанного усовершенствования приводятся ниже на конкретном примере электрического пароперегревателя. Этот характерный пример реализации конкретного электрического пароперегревателя согласно предлагаемой полезной модели ни в коей мере не ограничивает объем его правовой защиты. В этом примере дана лишь конкретная иллюстрация нового электрического индукционного пароперегревателя.Proofs of the possibility of implementing a new electric superheater with the implementation of the indicated improvement are given below on a specific example of an electric superheater. This typical example of the implementation of a specific electric superheater according to the proposed utility model in no way limits the scope of its legal protection. This example is only a specific illustration of the new electric induction superheater.

Полезная модель поясняется графически, где:The utility model is illustrated graphically, where:

на фиг.1 показан общий вид электрического пароперегревателя (аксонометрия);figure 1 shows a general view of an electric superheater (perspective view);

на фиг.2 представлена трубчатая вторичная обмотка (аксонометрия);figure 2 shows a tubular secondary winding (perspective view);

на фиг.3 представлено продольное сечение участка трубчатой вторичной обмотки.figure 3 shows a longitudinal section of a section of a tubular secondary winding.

В данном конкретном примере электрический пароперегреватель выполнен на базе трехфазного трансформатора с плоским ферромагнитным сердечником 1 со стержнями 2, на которых расположены первичные обмотки в виде катушек 3. Первичная обмотка в виде катушек 3 подсоединяется к источнику электрического переменного тока через отводы 4. Трубчатая вторичная обмотка 5 выполнена из многослойной трубы и имеет подводящий 6 и отводящий 7 патрубки. Трубчатая вторичная обмотка 5 электрического пароперегревателя изолирована в магнитном поле и свернута так, что охватывает все стержни 2 плоского ферромагнитного сердечника 1 кольцами вокруг каждого стержня 2. При помощи шунта 9 и неразъемного соединения 8 витков трубчатой обмотки 5 в межкатушечном пространстве образуются короткозамкнутые витки вокруг каждого стержня 2. Шунт 9 короткого замыкания витков располагается в зоне неразъемного соединения 8 параллельного вектору магнитной индукции в стержнях 2. Вместе с тем, витки трубчатой обмотки 5, расположенные за пределами межкатушечного пространства, дистанцированы друг от друга на размер диаметра трубы и между ними с помощью неразъемного соединения 8 установлены дистанционные цилиндрические элементы 10, обеспечивающие жесткость конструкции и дополняющие короткое замыкание витка. Такое осуществление короткого замыкания токов вторичной трубчатой обмотки 5, соответствует физическим процессам, протекающим во вторичной короткозамкнутой обмотке трансформатора, благодаря чему устройство отличается простотой конструкции и в нем не возникает дополнительных энергетических потерь, приводящих к перегреву или разрушению электрических соединений. Кроме того, согласно полезной модели, как вариант частного выполнения, вторичная трубчатая обмотка 5 состоит из внутренней рабочей трубы 11, покрытой по всей длине слоем 12 жаропрочного металла, поверх которого нанесен слой 13 жаростойкого металла. В рассматриваемом примере если взять материал внутренней рабочей трубы 11 медь, то в качестве жаропрочного металла 12 можно использовать мельхиор, а в качестве жаростойкого 13 нихром, при этом, в зависимости от обстоятельств, может быть использован только жаропрочный или жаростойкий слой. При нагревании мельхиора его прочность улучшается, тем самым возрастает долговечность вторичной трубчатой обмотки 5 и, тем самым повышается эксплуатационная надежность. Нихром обеспечивает повышенную жаростойкость при длительной работе в режиме повышенных температур, тем самым возрастает износостойкость горячей поверхности при ее взаимодействии с кислородом воздуха, что также повышает эксплуатационную надежность устройства. Все перечисленные металлы и сплавы взаиморастворимы. Вместо сплавов для повышения теплофизических характеристик вторичной трубчатой обмотки 5 также применимы чистые металлы никель и хром. Толщина слоев 12 и 13 зависит от толщины стенки внутренней рабочей трубы 11.In this particular example, an electric superheater is made on the basis of a three-phase transformer with a flat ferromagnetic core 1 with rods 2, on which primary windings in the form of coils are located 3. The primary winding in the form of coils 3 is connected to an alternating current source through taps 4. Tubular secondary winding 5 made of a multilayer pipe and has an inlet 6 and outlet 7 branch pipes. The tubular secondary winding 5 of the electric superheater is insulated in a magnetic field and coiled so that it covers all the rods 2 of the flat ferromagnetic core 1 with rings around each rod 2. With the help of the shunt 9 and the permanent connection 8 turns of the tubular winding 5 in the intercoil space, short-circuited turns are formed around each rod 2. The shunt 9 of the short circuit of the turns is located in the zone of the permanent connection 8 parallel to the magnetic induction vector in the rods 2. At the same time, the turns of the tubular winding 5, located outside the intercoil space, are spaced from each other by the size of the pipe diameter and between them by means of an integral connections 8 installed distance cylindrical elements 10, providing structural rigidity and complementing the short circuit of the loop. This implementation of short-circuiting the currents of the secondary tubular winding 5 corresponds to the physical processes taking place in the secondary short-circuited winding of the transformer, due to which the device is simple in design and does not generate additional energy losses leading to overheating or destruction of electrical connections. In addition, according to the utility model, as a variant of a particular embodiment, the secondary tubular winding 5 consists of an inner working tube 11 covered along its entire length with a heat-resistant metal layer 12, on top of which a heat-resistant metal layer 13 is applied. In this example, if we take the material of the inner working tube 11 copper, then cupronickel can be used as the heat-resistant metal 12, and nichrome as the heat-resistant 13, while, depending on the circumstances, only a heat-resistant or heat-resistant layer can be used. When cupronickel is heated, its strength improves, thereby increasing the durability of the secondary tubular winding 5 and thereby increasing operational reliability. Nichrome provides increased heat resistance during prolonged operation at elevated temperatures, thereby increasing the wear resistance of the hot surface when it interacts with atmospheric oxygen, which also increases the operational reliability of the device. All of the listed metals and alloys are mutually soluble. Instead of alloys for improving the thermophysical characteristics of the secondary tubular winding 5, pure metals nickel and chromium are also applicable. The thickness of layers 12 and 13 depends on the wall thickness of the inner working tube 11.

Работает предлагаемый электрический пароперегреватель следующим образом. Вначале обеспечивают движение воды путем подачи ее под давлением через подводящий патрубок 6 во внутреннюю полость трубчатой вторичной обмотки 5. Затем первичные обмотки 3 через отводы 4 подключают к сети переменного тока. В результате этого первичные обмотки 3 индуцируют в стержнях 2 переменный магнитный поток. Под действием переменного магнитного потока в короткозамкнутых вокруг каждого стержня 2 витках трубчатой вторичной обмотки 5, образованных с помощью неразъемных соединений 8 и шунтов 9, индуцируется сильный ток в стенке внутренней рабочей трубы 11, нагревающий трубчатую вторичную обмотку 5. Электрическое сопротивление жаропрочного слоя 12 и/или жаростойкого слоя 13 значительно превосходят электрическое сопротивление внутренней рабочей трубы 11, в связи с чем индукционный ток на поверхности ослабевает и нагрев наружной поверхности вторичной трубчатой обмотки 5 соответственно уменьшается. Тепловая энергия от стенки внутренней рабочей трубы 11 переходит к воде, движущейся в контакте с ней во внутренней полости трубчатой вторичной обмотки 5. Здесь же в соответствии с принципом работы прямоточного парогенератора происходит испарение воды и полученный пар выходит через отводящий патрубок 7.The proposed electric superheater works as follows. First, the movement of water is provided by supplying it under pressure through the supply pipe 6 into the inner cavity of the tubular secondary winding 5. Then the primary windings 3 are connected to the alternating current network through the taps 4. As a result, the primary windings 3 induce an alternating magnetic flux in the rods 2. Under the action of an alternating magnetic flux in the turns of the tubular secondary winding 5, short-circuited around each rod 2, formed with the help of permanent joints 8 and shunts 9, a strong current is induced in the wall of the inner working pipe 11, heating the tubular secondary winding 5. The electrical resistance of the heat-resistant layer 12 and / or the heat-resistant layer 13 significantly exceed the electrical resistance of the inner working tube 11, and therefore the induction current on the surface weakens and the heating of the outer surface of the secondary tubular winding 5 is correspondingly reduced. Thermal energy from the wall of the inner working pipe 11 is transferred to the water moving in contact with it in the inner cavity of the tubular secondary winding 5. Here, in accordance with the principle of operation of the once-through steam generator, water is evaporated and the resulting steam comes out through the outlet pipe 7.

Величина тока, нагревающего трубчатую обмотку 5, ее длина и теплоаккумулирующая способность при исполнении устройства в соответствии с настоящей полезной моделью не являются конфликтующими параметрами, благодаря чему в процессе проектирования данного устройства обеспечивается возможность создания компактных и надежных в работе пароперегревателей. Неразрывность трубчатой вторичной обмотки 5 и равномерность ее нагрева электрическим током по всей длине обеспечивает в полной мере осуществление базового принципа действия прямоточного пароперегревателя. При испытании пароперегревателя мощностью 10 КВт, спроектированного и изготовленного в соответствии с настоящей полезной моделью установлено, что устройство имеет высокий КПД и измеренный коэффициент мощности 0,99, производит 15 кг пара/час с температурой 400 град.С и давлением 13 бар (перегретый пар), при этом недостатки прототипа преодолены и устройство может использоваться как прямоточный пароперегреватель в широком диапазоне мощностей. При работе устройство подвергается высоким нагрузкам в связи с воздействием на поверхности его трубчатой вторичной обмотки высокой температуры, она нагревается до предельных показателей. Перегрев насыщенного пара значительно повышает эффективность работы оборудования.The magnitude of the current heating the tubular winding 5, its length and heat storage capacity when the device is executed in accordance with the present utility model are not conflicting parameters, which makes it possible to create compact and reliable steam superheaters in the design process of this device. The continuity of the tubular secondary winding 5 and the uniformity of its heating by electric current along its entire length ensures the full implementation of the basic principle of operation of a once-through superheater. When testing a 10 kW superheater, designed and manufactured in accordance with this utility model, it was found that the device has a high efficiency and a measured power factor of 0.99, produces 15 kg of steam / hour with a temperature of 400 ° C and a pressure of 13 bar (superheated steam ), while the disadvantages of the prototype are overcome and the device can be used as a once-through superheater in a wide range of capacities. During operation, the device is exposed to high loads due to the effect on the surface of its tubular secondary winding of high temperature, it heats up to its limit values. Superheating of saturated steam significantly increases the efficiency of the equipment.

Claims

1. Electric superheater, including a flat ferromagnetic core with rods designed to create a closed magnetic field in them, primary windings in the form of coils located on the rods and electrically isolated from them, a tubular secondary winding having inlet and outlet pipes located in a magnetic field isolated and covering all rods of the ferromagnetic core so that around each rod it forms one or more closed turns located in the intercoil space and connected electrically in parallel and permanently outwardly by a shunt parallel to the magnetic induction vector of the rods, and one or more distance cylindrical elements are installed on the periphery between the turns , externally permanently connected to the turns by a shunt parallel to the magnetic induction vector of the rods, while the tubular secondary winding consists of an inner working pipe and is made of multilayer metals so that starting from of the inner working pipe, each subsequent layer completely covers the previous one, and on the contact surface of the metals of the inner working pipe and each layer, partial mutual dissolution of the boundary metals is ensured.

2. Electric superheater according to claim. 1, characterized in that the inner working tube is made of copper and is coated on the outside with a layer of cupronickel.

3. Electric superheater according to claim 1, characterized in that the inner working tube is made of copper and is coated on the outside with a layer of nichrome.

4. Electric superheater according to claim 1, characterized in that the inner working tube is made of copper and is coated on the outside with a layer of cupronickel and a layer of nichrome.

5. Electric superheater according to claim 1, characterized in that the inner working tube is made of copper and is coated on the outside with a nickel layer and a chromium layer.

6. Electric superheater according to claim 1, characterized in that the ferromagnetic core is three-phase.