RU2659508C1 - Thermoelectric finning for pipeline - Google Patents

Thermoelectric finning for pipeline Download PDF

Info

Publication number
RU2659508C1
RU2659508C1 RU2017130224A RU2017130224A RU2659508C1 RU 2659508 C1 RU2659508 C1 RU 2659508C1 RU 2017130224 A RU2017130224 A RU 2017130224A RU 2017130224 A RU2017130224 A RU 2017130224A RU 2659508 C1 RU2659508 C1 RU 2659508C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ribs
thermoelectric
pipeline
interconnected
capacitors
Prior art date
Application number
RU2017130224A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов
Наталья Евгеньевна Семичева
Алексей Петрович Бурцев
Александр Петрович Бурцев
Сергей Владимирович Березин
Дмитрий Станиславович Березин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ)
Priority to RU2017130224A priority Critical patent/RU2659508C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2659508C1 publication Critical patent/RU2659508C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F13/00Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: invention relates to heat and power engineering and can be used to generate electricity during transportation of various heat carriers in pipes. Thermoelectric finning comprises a pipeline section on which longitudinal ribs are arranged along its entire length, wherein the ribs consist of interconnected thermionic transducers made of different metals M1 and M2, ends of which are interconnected by welding or soldering, which along the entire length of the rib are closed laterally by strips made of mica and metal, forming the upper and lower edges of the ribs, free ends of each pair of ribs at both ends in the cooling zone are connected by bridges and capacitors, forming thermoelectric sections connected together by capacitors as well, wherein the outer surface of all component rib elements is covered with a layer of hydro-resistant dielectric material, lower edges of the ribs of the thermoelectric sections are pressed in the heating zone against the surface of the pipeline, the upper edges of the ribs of the thermoelectric sections are located in the cooling zone in the environment, outer capacitors of the outer thermoelectric sections are equipped with current leads with the same charges, and at the boundaries of the pipeline section the ends of the lower edges of the ribs of the thermoelectric sections are pressed against the surface of the pipeline by two clamps.
EFFECT: increased reliability and efficiency of thermoelectric finning.
1 cl, 9 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей (газов, жидкостей) путем непосредственной трансформации части их тепловой энергии в электрическую.The present invention relates to a power system and can be used to produce electrical energy during transportation in pipes of various coolants (gases, liquids) by directly transforming part of their thermal energy into electrical energy.

Известен источник ЭДС в устройстве для термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии, представляющий собой два полукольца (полукожуха), оребренных продольными ребрами и снабженных продольными фланцами с крепежными отверстиями, выполненными из гидростойкого диэлектрического с высокой теплопроводностью материала, покрывающих часть защищаемого трубопровода, причем внутри продольных ребер по всей их длине помещены зигзагообразные ряды теплоэлектрических секций, состоящие, из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, состоящих из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены в зоне нагрева и охлаждения, вблизи кромки продольных ребер и поверхности участка трубопровода параллельно их поверхности, при этом свободные концы теплоэлектрических секций каждого ребра с одной стороны соединены через токовыводы с одноименными зарядами с регулирующим блоком, с противоположной – через коллекторы, токовыводы с одноименными противоположными зарядами и кабель с анодным заземлителем [Патент №2550073, МПК С23 F13/00, 2015].A known source of EMF in a device for thermoelectric protection of a pipeline against corrosion, consisting of two half rings (half shell), finned with longitudinal ribs and provided with longitudinal flanges with mounting holes made of a hydrostatic dielectric with high thermal conductivity, covering part of the protected pipeline, and inside the longitudinal ribs along zigzag rows of thermoelectric sections are placed along their entire length, consisting of those placed in order and interconnected thermionic transducers, consisting of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened and tightly pressed against each other and located in the heating and cooling zone, near the edge of the longitudinal ribs and the surface of the pipeline section parallel to their surface, while the free ends of the thermoelectric sections of each rib, on the one hand, are connected through current outputs with the same charges with a control unit, on the opposite - through collectors, current outputs with the same opposite charges and a cable with an anode ground electrode [Patent No. 2550073, IPC C23 F13 / 00, 2015].

Недостатками известного устройства являются невозможность замены вышедших из строя термоэмиссионных преобразователей или термоэлектрических секций на действующем трубопроводе, без разрушения покрытия из диэлектрического материала, значительные потери вырабатываемого электричества из–за большого электрического сопротивления, соединенных последовательно термоэлектрических секций, что снижает его надежность и эффективность. The disadvantages of the known device are the inability to replace failed thermionic converters or thermoelectric sections on an existing pipeline, without destroying the coating of dielectric material, significant losses of generated electricity due to the large electrical resistance connected in series to the thermoelectric sections, which reduces its reliability and efficiency.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является термоэлектрический кожух для трубопровода, содержащий два полуцилиндрических кожуха с продольными щелями, снабженных торцевыми кольцами, продольными фланцами с крепежными отверстиями, выполненными из гидростойкого материала, закрывающих участок трубопровода, с созданием между внутренней поверхностью полуцилиндров и наружной поверхностью трубопровода зазора шириной ∆, причем в продольные щели полуцилиндрических кожухов вставлены продольные ребра, выполненные из гидростойкого диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которых по всей их длине помещены зигзагообразные ряды, состоящие из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, состоящих из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены вблизи кромки ребер, прижатых в зоне нагрева к поверхности трубопровода и в зоне охлаждения в окружающей среде (воде, грунте и т. д.), соответственно, свободные концы зигзагообразных рядов каждой пары ребер с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками, покрытыми слоем гидростойкого диэлектрического материала, а с противоположного торца свободные концы зигзагообразных рядов этих же пар в ребрах соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы, покрытыми слоем гидростойкого диэлектрического материала, образуя теплоэлектрические секции, причем конденсаторы каждого полуцилиндрического кожуха через перемычки последовательно соединены между собой, образуя теплоэлектрические блоки, а крайние конденсаторы каждого теплоэлектрического блока снабжены токовыводами с одноименными зарядами.Closer in technical essence to the present invention is a thermoelectric casing for a pipeline, containing two semi-cylindrical casing with longitudinal slots, provided with end rings, longitudinal flanges with mounting holes made of hydrostatic material covering the pipeline section, with the creation of half-cylinders between the inner surface and the outer surface a gap pipeline with a width Δ, and longitudinal ribs are inserted into the longitudinal slots of the semi-cylindrical casings, made of hydrostatic dielectric material with high thermal conductivity, inside of which zigzag rows are placed along their entire length, consisting of thermionic converters arranged in order and interconnected, consisting of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened and tightly pressed to each other and are located near the edge of the ribs pressed in the heating zone to the surface of the pipeline and in the cooling zone in the environment (water, soil, etc.), respectively, free ends the zigzag rows of each pair of ribs from one end in the cooling zone are connected by jumpers covered with a layer of hydrostatic dielectric material, and from the opposite end the free ends of the zigzag rows of the same pairs in the ribs are connected to each other in the cooling zone through capacitors coated with a layer of hydrostatic dielectric material, forming thermoelectric sections, and the capacitors of each half-cylindrical casing through jumpers are connected in series with each other, forming thermoelectric locks, and the extreme capacitors of each thermoelectric unit are equipped with current outputs with the same charges.

Основными недостатками известного устройства являются громоздкая конструкция полуцилиндрических кожухов, усложняющая его монтаж на действующем трубопроводе, зигзагообразная компоновка термоэмиссионных преобразователей, снижающая их количество в одном ряду, а также помещение рядов термоэмиссионных преобразователей в ребра, выполненные из гидростойкого диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, создающего в тое время дополнительное термическое сопротивление, что, в конечном счете, снижает его надежность и эффективность. The main disadvantages of the known device are the bulky design of semi-cylindrical casings, complicating its installation on the existing pipeline, zigzag layout of thermionic converters, reducing their number in one row, as well as placing rows of thermionic converters in fins made of a hydrostatic dielectric material with high thermal conductivity, creating time additional thermal resistance, which, ultimately, reduces its reliability and efficiently st.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности термоэлектрического оребрения для трубопровода.The technical result of the invention is to increase the reliability and efficiency of thermoelectric fins for the pipeline.

Технический результат достигается термоэлектрическим оребрением для трубопровода, содержащим участок трубопровода, на котором расположены по всей его длине продольные ребра, состоящие из размещенных по очередности параллельно друг к другу и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары параллельных отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и соединены между собой (сваркой или спайкой), образуя верхние и нижние спаи, которые по всей длине ребра закрыты сбоку полосками, выполненными из слюды и металла, соответственно, образуя верхние и нижние кромки ребер, пустые полости между полосками заполнены связующим термостойким диэлектрическим материалом, свободные концы термоэмиссионных элементов каждой пары ребер с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками, с противоположного торца свободные концы ребер термоэмиссионных элементов этих же пар соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы, образуя теплоэлектрические секции, которые также соединены между собой конденсаторами, при этом наружная поверхность всех составляющих элементов ребер покрыта слоем гидростойкого диэлектрического материала, нижние кромки ребер термоэлектрических секций прижаты в зоне нагрева к поверхности трубопровода, верхние кромки ребер теплоэлектрических секций расположены в зоне охлаждения в окружающей среде, соответственно, крайние конденсаторы крайних теплоэлектрических секций снабжены токовыводами с одноименными зарядами, причем на границах участка трубопровода расположены два хомута, изготовленные с продольными пазами, равномерно распределенными по окружности хомутов, в которые вставлены левые и правые торцы нижних кромок ребер и закрытые прижимными планками с отверстиями, через которые пропущены прижимные болты. The technical result is achieved by thermoelectric fins for the pipeline, containing a section of the pipeline on which longitudinal ribs are located along its entire length, consisting of thermionic converters arranged in sequence parallel to each other and interconnected, each of which consists of a pair of parallel sections made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened, tightly pressed against each other and interconnected (by welding or soldering), forming upper and lower junctions, which are along the length of the ribs, they are laterally closed by strips made of mica and metal, respectively, forming the upper and lower edges of the ribs, the empty cavities between the strips are filled with binder heat-resistant dielectric material, the free ends of the thermionic elements of each pair of ribs from one end in the cooling zone are connected by jumpers, from the opposite the ends of the free ends of the ribs of thermionic elements of the same pairs are interconnected in the cooling zone through condensers, forming thermoelectric sections, which are also connected are interconnected by condensers, while the outer surface of all the component elements of the ribs is covered with a layer of hydrostatic dielectric material, the lower edges of the ribs of the thermoelectric sections are pressed in the heating zone to the pipeline surface, the upper edges of the ribs of the thermoelectric sections are located in the cooling zone in the environment, respectively, the extreme condensers of the extreme the thermoelectric sections are equipped with current outputs with the same charges, and two clamps are located at the boundaries of the pipeline section, copulating with longitudinal grooves uniformly distributed over the circumference of collars, which are inserted into the left and right ends of the lower edges of the ribs and the closed clamping bars with holes, through which are passed clamping bolts.

На фиг. 1–4 представлены общий вид и разрезы термоэлектрического оребрения для трубопровода (ТЭОТ), на фиг. 5–9 –узел и разрезы теплоэлектрической секции (ТЭС) и термоэмиссионных преобразователей (ТЭП).In FIG. 1–4 are a general view and sections of thermoelectric fins for a pipeline (TEOT), in FIG. 5–9 — site and sections of the thermoelectric section (TPP) and thermionic converters (TEP).

Предлагаемое термоэлектрическое оребрение для трубопровода (ТЭОТ) включает участок трубопровода 1, на котором расположены по всей его длине продольные ребра 2, состоящие из размещенных по очередности параллельно друг к другу и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 3, каждый из которых состоит из пары параллельных отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и соединены между собой (сваркой или спайкой), образуя верхние и нижние спаи 4 и 5, которые по всей длине ребра 2 закрыты сбоку полосками 6 и 7, выполненными из слюды и металла (например, алюминия), соответственно, образуя верхние и нижние кромки ребер 2, пустые полости между полосками 6 заполнены связующим термостойким диэлектрическим материалом (например, термостойким герметиком), свободные концы ТЭП 3 каждой пары ребер 2 с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками 8, с противоположного торца свободные концы ТЭП 3 ребер 2 этих же пар соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы 9, образуя теплоэлектрические секции (ТЭС) 10, которые также соединены между собой конденсаторами 9, при этом наружная поверхность всех составляющих элементов ребер 2 покрыта слоем гидростойкого диэлектрического материала, нижние кромки ребер 2 ТЭС 10 прижаты в зоне нагрева к поверхности трубопровода 1, верхние кромки ребер 2 ТЭС 10 расположены в зоне охлаждения в окружающей среде (воде, грунте и т.д.), соответственно, крайние конденсаторы 9 крайних ТЭС 10 снабжены токовыводами с одноименными зарядами 11 и 12, на границах участка трубопровода 1 расположены два хомута 13, изготовленные с продольными пазами 14, равномерно распределенными по окружности хомутов 13, в которые вставлены левые и правые торцы нижних кромок ребер 2 и закрытые прижимными планками 15 с отверстиями 16, через которые пропущены прижимные болты 17. The proposed thermoelectric fins for the pipeline (TEOT) includes a section of the pipeline 1, on which longitudinal ribs 2 are located along its entire length, consisting of thermionic converters (TEC) 3 arranged in sequence parallel to each other and interconnected, each of which consists of a pair parallel segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened, tightly pressed against each other and interconnected (by welding or soldering), forming upper and lower junctions 4 and 5, which along the entire length e ribs 2 are laterally closed by strips 6 and 7 made of mica and metal (for example, aluminum), respectively, forming the upper and lower edges of the ribs 2, the empty cavities between the strips 6 are filled with a binder heat-resistant dielectric material (for example, heat-resistant sealant), free ends TEC 3 of each pair of ribs 2 from one end in the cooling zone are connected by jumpers 8, from the opposite end the free ends of TEC 3 of ribs 2 of the same pairs are interconnected in the cooling zone through condensers 9, forming thermoelectric sections (TPPs) 10 , which are also interconnected by capacitors 9, while the outer surface of all the constituent elements of the ribs 2 is covered with a layer of hydrostatic dielectric material, the lower edges of the ribs 2 of the TPP 10 are pressed in the heating zone to the surface of the pipeline 1, the upper edges of the ribs 2 of the TPP 10 are located in the cooling zone in environment (water, soil, etc.), respectively, the extreme capacitors 9 of the extreme TPPs 10 are equipped with current leads with the same charges 11 and 12, at the borders of the pipeline section 1 there are two clamps 13 made with longitudinal GOVERNMENTAL slots 14 uniformly distributed around the circumference of collars 13 are inserted into the left and right ends of the lower edges of the ribs 2 and closed clamping bars 15 with apertures 16 through which pass clamping bolts 17.

Предлагаемое ТЭОТ, представленное на фиг. 1–9, работает следующим образом.The proposed TEOT presented in FIG. 1–9, works as follows.

ТЭОТ устанавливается в процессе монтажа или реконструкции трубопровода, для чего два хомута 13 с продольными пазами 14 накладываются на участок трубопровода 1 и крепятся к нему посредством стяжки своих торцов. После монтажа хомутов 13 в продольные пазы 14 вставляются торцы нижних кромок продольных ребер 2, прижимают их к наружной поверхностью участка трубопровода 1 путем сжатия прижимных планок 16 прижимными болтами 18, торцы верхних кромок соединяют перемычками 8 и конденсаторами 9, после чего токовыводы 11, 12 соединяют с регулирующим блоком и потребителем (на фиг.1–9 не показаны).The TEOT is installed during the installation or reconstruction of the pipeline, for which two clamps 13 with longitudinal grooves 14 are superimposed on the pipeline section 1 and attached to it by means of a tie of their ends. After mounting the clamps 13, the ends of the lower edges of the longitudinal ribs 2 are inserted into the longitudinal grooves 14, press them to the outer surface of the pipeline section 1 by compressing the clamping strips 16 with clamping bolts 18, the ends of the upper edges are connected by jumpers 8 and capacitors 9, after which the current leads 11, 12 are connected with a control unit and a consumer (not shown in FIGS. 1–9).

После заполнения трубопровода и начала движения в нем потока газа (жидкости) с температурой tП ниже, чем температура грунта (воздуха, воды) tС, который соприкасается с поверхностью ребер 2, выполненных из гидростойкого диэлектрического с высокой теплопроводностью материала, в результате разности температур tП – tС происходит теплообмен между холодным газом (жидкостью), движущимся по участку трубы 1, и окружающим грунтом (водой, воздухом), нагреваются и охлаждаются зоны нагрева и охлаждения продольных ребер 2, состоящие из верхних и нижних спаев 4 и 5, выполненных из металлов М1 и М2, зажатых по всей длине ребра 2 сбоку полосками 6 и 7, выполненных из слюды и металла. Конструкция верхних и нижних кромок ТЭС 10, выполненная из сплошных полос материалов с высокой теплопроводностью позволяет увеличить количество переходящего тепла за счет повышенной площади их контакта с зонами нагрева и охлаждения и высокой площади контакта слоев самих металлов М1 и М2, соединенных между собой (например, спайкой или сваркой). В результате теплообменных процессов создается разность температур между спаянными двухслойными расплющенными, плотно прижатыми друг к другу, соединенными между собой концами ТЭП 3, выполненными из металлов М1 и М2, расположенными в кромках ребер 2, и противоположными им спаянными концами этих же отрезков металлов М1 и М2, расположенных в ребрах 2. Создаваемая разность температур между зонами нагрева и охлаждения вызывает эмиссию электронов во всех ТЭП 3 и, соответственно, возникновение в зигзагообразных рядах ТЭС 10 термоэлектричества [С.Г. Калашников. Электричество. – М: «Наука», 1970, с. 502–506]. Полученное термоэлектричество каждой пары ребер 2, соединенных попарно между собой перемычками 8, образующих ТЭС 10, направляется в конденсаторы 9, соединенные с холодными свободными концами двух конечных ТЭП 3 каждой ТЭС 10, которые аккумулируют его. При этом каждый конденсатор 9 обслуживает свою ТЭС 10, а так как конденсаторы каждой ТЭС 10 соединены между собой последовательно, то термоэлектричество предыдущих ТЭС 10 не проходит через последующие ТЭС 10, а движется только через последовательно соединенные конденсаторы 9, что существенно снижает потери мощности на преодоление сопротивлений электричеству при прохождении по многочисленным ТЭП 3. Эффективная работа конденсаторов 9 обеспечивается также тем, что они постоянно охлаждаются в зоне охлаждения наружной средой. Полученное термоэлектричество через токовыводы 11, 12 поступает в блок регулирования, где создаются требуемое напряжение и сила тока, и подается потребителю (на фиг. 1–9 не показаны).After filling the pipeline and the beginning of the movement of a gas (liquid) flow with a temperature t P lower than the temperature of the soil (air, water) t C , which is in contact with the surface of the ribs 2 made of a hydrostatic dielectric material with high thermal conductivity, as a result of the temperature difference t P - t C , heat exchange occurs between the cold gas (liquid) moving along the pipe section 1 and the surrounding soil (water, air), the heating and cooling zones of longitudinal ribs 2, consisting of upper and lower c, are heated and cooled units 4 and 5, made of metals M1 and M2, clamped along the entire length of the rib 2 on the side with strips 6 and 7, made of mica and metal. The design of the upper and lower edges of TPP 10, made of continuous strips of materials with high thermal conductivity, allows to increase the amount of heat transferred due to the increased area of their contact with the heating and cooling zones and the high contact area of the layers of the metals M1 and M2 themselves, interconnected (for example, by soldering or welding). As a result of heat exchange processes, a temperature difference is created between the welded two-layer flattened, tightly pressed to each other, interconnected by the ends of TEC 3, made of metals M1 and M2, located in the edges of the ribs 2, and the opposite ends of the welded ends of the same metal segments M1 and M2 located in the fins 2. The created temperature difference between the heating and cooling zones causes the emission of electrons in all TEC 3 and, accordingly, the appearance of thermoelectricity in the zigzag rows of TEC 10 [S.G. Kalashnikov. Electricity. - M: "Science", 1970, p. 502-506]. The resulting thermoelectricity of each pair of ribs 2, connected in pairs by jumpers 8, forming a TPP 10, is sent to capacitors 9, connected to the cold free ends of two final TEC 3 of each TPP 10, which accumulate it. Moreover, each capacitor 9 maintains its own TPP 10, and since the capacitors of each TPP 10 are connected in series, the thermoelectricity of the previous TPPs 10 does not pass through the subsequent TPPs 10, but only moves through the series-connected capacitors 9, which significantly reduces the power loss to overcome resistance to electricity when passing through numerous TEC 3. The effective operation of capacitors 9 is also ensured by the fact that they are constantly cooled in the cooling zone by the external environment. The resulting thermoelectricity through current leads 11, 12 enters the control unit, where the required voltage and current are created, and supplied to the consumer (not shown in Figs. 1–9).

Величина разности электрического потенциала и силы тока на токовыводах 11, 12 зависит от разности температур на спаях металлов М1 и М2, их характеристик, количества ТЭП 3 в ТЭС 10 и их числа. При необходимости устанавливают несколько ТЭОТ. Требуемые напряжение U и силу тока I в зависимости от расхода газа (жидкости) и величины разности температур (tП– tС) регулируют в блоке регулирования. Полученное электричество можно использовать, например, для защиты трубопровода от электрохимической коррозии или электропривода задвижек.The magnitude of the difference in electric potential and current strength at current leads 11, 12 depends on the temperature difference at the junctions of metals M1 and M2, their characteristics, the number of TEC 3 in TPP 10 and their number. If necessary, install several TEOT. The required voltage U and current I depending on the flow of gas (liquid) and the magnitude of the temperature difference (t P - t C ) are regulated in the control unit. The resulting electricity can be used, for example, to protect the pipeline from electrochemical corrosion or the electric drive of valves.

Таким образом, конструкция предлагаемого ТЭОТ обеспечивает возможность замены вышедших из строя термоэмиссионных преобразователей или теплоэлектрических секций на действующем трубопроводе, без разрушения смежных термоэлектрических секций и снизить электрическое сопротивление установки, что повышает ее надежность и эффективность. Thus, the design of the proposed TEOT provides the ability to replace failed thermionic converters or thermoelectric sections on an existing pipeline, without destroying adjacent thermoelectric sections and reduce the electrical resistance of the installation, which increases its reliability and efficiency.

Claims (1)

Термоэлектрическое оребрение для трубопровода, содержащее участок трубопровода, на котором расположены по всей его длине продольные ребра, состоящие из размещенных по очередности друг к другу и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены, плотно прижаты друг к другу и соединены между собой сваркой или спайкой, образуя верхние и нижние спаи, свободные концы термоэмиссионных элементов каждой пары ребер с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками, с противоположного торца свободные концы термоэмиссионных элементов ребер этих же пар соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы, образуя теплоэлектрические секции, которые также соединены между собой конденсаторами, при этом наружная поверхность всех составляющих элементов ребер покрыта гидростойким диэлектрическим материалом, нижние кромки ребер теплоэлектрических секций прижаты в зоне нагрева к поверхности трубопровода, верхние кромки ребер теплоэлектрических секций расположены в зоне охлаждения в окружающей среде, крайние конденсаторы крайних термоэлектрических секций снабжены токовыводами с одноименными зарядами, отличающееся тем, что продольные ребра состоят из размещенных параллельно друг к другу термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары параллельных отрезков металлов М1 и М2, верхние и нижние спаи по всей длине ребра закрыты сбоку полосками, выполненными из слюды и металла, образуя верхние и нижние кромки ребер, пустые полости между полосками заполнены связующим термостойким диэлектрическим материалом, наружная поверхность всех составляющих элементов ребер покрыта слоем гидростойкого диэлектрического материала, на границах участка трубопровода расположены два хомута, изготовленные с продольными пазами, равномерно распределенными по окружности хомутов, в которые вставлены левые и правые торцы нижних кромок ребер термоэлектрических секций, закрытые сверху прижимными планками с отверстиями, через которые пропущены прижимные болты. A thermoelectric fin for a pipeline, comprising a section of the pipeline on which longitudinal ribs are located along its entire length, consisting of thermionic converters placed in order to each other and interconnected, each of which consists of a pair of segments made of different metals M1 and M2, the ends of which are flattened, tightly pressed against each other and interconnected by welding or soldering, forming the upper and lower junctions, the free ends of the thermionic elements of each pair of ribs from one end in the cooling zone are connected by jumpers, from the opposite end the free ends of the thermionic elements of the ribs of the same pairs are interconnected in the cooling zone through capacitors, forming thermoelectric sections, which are also interconnected by capacitors, while the outer surface of all the component elements of the ribs is covered with a hydrostatic dielectric material, the lower edges of the ribs of the thermoelectric sections are pressed in the heating zone to the surface of the pipeline, the upper edges of the ribs of the thermoelectric sections laid in the cooling zone in the environment, the extreme capacitors of the extreme thermoelectric sections are equipped with current outputs with the same charges, characterized in that the longitudinal ribs consist of thermionic converters placed parallel to each other, each of which consists of a pair of parallel metal segments M1 and M2, the upper and the lower junctions along the entire length of the ribs are laterally closed by strips made of mica and metal, forming the upper and lower edges of the ribs, the empty cavities between the strips are filled with a binder thermo resistant dielectric material, the outer surface of all the constituent elements of the ribs is covered with a layer of hydrostatic dielectric material, at the borders of the pipeline section there are two clamps made with longitudinal grooves evenly distributed around the circumference of the clamps, into which the left and right ends of the lower edges of the edges of the thermoelectric sections are inserted, closed at the top clamping strips with holes through which clamping bolts are passed.
RU2017130224A 2017-08-25 2017-08-25 Thermoelectric finning for pipeline RU2659508C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130224A RU2659508C1 (en) 2017-08-25 2017-08-25 Thermoelectric finning for pipeline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130224A RU2659508C1 (en) 2017-08-25 2017-08-25 Thermoelectric finning for pipeline

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2659508C1 true RU2659508C1 (en) 2018-07-02

Family

ID=62815423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130224A RU2659508C1 (en) 2017-08-25 2017-08-25 Thermoelectric finning for pipeline

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659508C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0290833B1 (en) * 1987-05-12 1991-09-25 Thermo-Watt Stromerzeugungsanlagen Gmbh Heating
RU2510434C2 (en) * 2012-02-28 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Apparatus for thermoelectric protection of pipeline from corrosion
RU2550073C2 (en) * 2013-07-02 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Device for thermoelectric protection of pipeline from corrosion
RU2578736C1 (en) * 2015-04-07 2016-03-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Thermoelectric cover for pipeline

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0290833B1 (en) * 1987-05-12 1991-09-25 Thermo-Watt Stromerzeugungsanlagen Gmbh Heating
RU2510434C2 (en) * 2012-02-28 2014-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Apparatus for thermoelectric protection of pipeline from corrosion
RU2550073C2 (en) * 2013-07-02 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) Device for thermoelectric protection of pipeline from corrosion
RU2578736C1 (en) * 2015-04-07 2016-03-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Thermoelectric cover for pipeline

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2528039C2 (en) Thermoelectric generator module and thermoelectric generator
US20050087222A1 (en) Device for producing electric energy
CN101562371A (en) Cooling element for electrical machine
RU2676551C1 (en) Autonomous thermoelectric generator on pipeline
EP0153363A1 (en) A heat exchanger.
US20140048114A1 (en) Thermoelectric Device, In Particular Intended To Generate An Electric Current In A Motor Vehicle
RU2550073C2 (en) Device for thermoelectric protection of pipeline from corrosion
RU2659508C1 (en) Thermoelectric finning for pipeline
RU2578736C1 (en) Thermoelectric cover for pipeline
RU2705348C1 (en) Thermoelectric power supply source for heat point
WO2018180131A1 (en) Thermoelectric power generation cell and thermoelectric power generation module
RU2614349C1 (en) Independent circulation thermal electrical pump for heating systems
RU2510434C2 (en) Apparatus for thermoelectric protection of pipeline from corrosion
RU2675177C1 (en) Transmission line of cryogenic fluid
JP6009534B2 (en) Thermoelectric assembly and apparatus for generating current, particularly in motor vehicles
US3116167A (en) Thermoelectric generators
ES2824548T3 (en) Combustion heat exchanger with thermoelectric generator
CN209767851U (en) Special-shaped body heater
RU2715268C1 (en) Autonomous shell-and-tube thermoelectric generator
KR101999256B1 (en) Stack type thermoelectric generation system
WO2015124343A1 (en) Improvements relating to contact bridges of thermoelectric components
WO1991011029A1 (en) Thermo-electric power generators
RU2794747C1 (en) Universal thermoelectric attachment
RU2509266C1 (en) Thermoelectric link for pipe
RU213808U1 (en) PIPE WITH ELECTRIC HEATING OF TRANSPORTING MEDIUM

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190826