RU2713510C1 - Unit of tubular electric heaters - Google Patents

Unit of tubular electric heaters Download PDF

Info

Publication number
RU2713510C1
RU2713510C1 RU2019129475A RU2019129475A RU2713510C1 RU 2713510 C1 RU2713510 C1 RU 2713510C1 RU 2019129475 A RU2019129475 A RU 2019129475A RU 2019129475 A RU2019129475 A RU 2019129475A RU 2713510 C1 RU2713510 C1 RU 2713510C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electric heaters
tubular electric
cover
block
heat
Prior art date
Application number
RU2019129475A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Алексеевич Гаврилин
Максим Викторович Горелкин
Original Assignee
Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС"
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 Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" filed Critical Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС"
Priority to RU2019129475A priority Critical patent/RU2713510C1/en
Priority to PCT/RU2019/001039 priority patent/WO2021054857A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2713510C1 publication Critical patent/RU2713510C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material

Abstract

FIELD: nuclear power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to nuclear power engineering, in particular, to electrical equipment of reactor plant of NPP with VVER RU. In tubular electric heaters unit, including cover and tubular electric heaters, which are tightly fixed in cover by means of welded and soldered connection, wherein the tubular electric heaters consist of a heating element made in the form of a wire spiral, a protective shell in the form of a tube, an insulator and current leads, the heating element is proposed to be made from a heating cable in a heat-resistant metal shell.
EFFECT: technical result of this invention is creation of device TEHU with double metal barrier between heated medium and current-conducting living heater TEH, guaranteed by centering of wire current-conducting spiral in protective casing TEH, low temperature of current leads and one sealed TEH sealing joint of TEHU cover.
7 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к электронагревателям, в частности к электронагревателям в системах безопасности ядерных реакторов АЭС.The invention relates to electric heaters, in particular to electric heaters in nuclear safety systems of nuclear reactors.

Известен блок трубчатых электронагревателей (далее БТЭН), «Блок трубчатых электронагревателей» (патент РФ №50639 F24H, G21C, приоритет 25.02.2005 г.), включающий трубчатые электронагреватели (далее ТЭН), крышку с резьбовыми отверстиями, защитный кожух со стороны выводов ТЭН, который выполнен из трубы, жестко соединенной с пластиной с отверстиями для выводов ТЭН, которая в свою очередь закреплена на фланце при помощи крепежных элементов, ввернутых в резьбовые отверстия вышеназванной крышки.Known block of tubular electric heaters (hereinafter BTEN), "Block of tubular electric heaters" (RF patent No. 50639 F24H, G21C, priority 02.25.2005), including tubular electric heaters (hereinafter referred to as TEN), a cover with threaded holes, a protective casing from the side of the TEN conclusions which is made of a pipe rigidly connected to a plate with holes for the conclusions of the heater, which, in turn, is mounted on the flange using fasteners screwed into the threaded holes of the above-mentioned cover.

Основными недостатками такой конструкции БТЭН являются:The main disadvantages of this design BTEN are:

- наличие резьбового соединения контактов ТЭН;- the presence of a threaded connection of the contacts of the heater;

- маленькая контактная поверхность ТЭН, необходимость приварки контактной пластины к выводу ТЭН;- a small contact surface of the heater; the need to weld the contact plate to the output of the heater;

- сложность доступа к контактам ТЭН при электромонтаже;- the difficulty of access to the contacts of the heater during electrical installation;

- возможность перегрева выводов ТЭН при эксплуатации.- the possibility of overheating the conclusions of the heater during operation.

Наиболее близким по технической сущности является устройство «Блок трубчатых электронагревателей», включающее крышку, в которую вварены переходные втулки, трубчатые электронагреватели, которые выполнены на основе проволочной спирали из хромоникелевой проволоки, помещенный в защитный кожух с использованием гигроскопичного материала в качестве электрической изоляции проволочной спирали, причем ТЭН герметично закреплены в крышке посредством сварного и паяного соединения с переходными втулками (ТУ 16-531.745-83).The closest in technical essence is the device “Block of tubular electric heaters”, including a cover into which adapter sleeves are welded, tubular electric heaters, which are made on the basis of a wire spiral made of chromium-nickel wire, placed in a protective casing using hygroscopic material as the electrical insulation of the wire spiral, moreover, the heating elements are hermetically fixed in the cover by means of a welded and soldered connection with adapter sleeves (TU 16-531.745-83).

Недостатками данного устройства, принятого за прототип, являются низкая надежность и маленький срок службы, связанные с конструктивными особенностями ТЭН, а именно:The disadvantages of this device, adopted as a prototype, are low reliability and short service life associated with the design features of the heater, namely:

- один металлический барьер между обогреваемой средой и токопроводящей жилой нагревателя;- one metal barrier between the heated medium and the conductive residential heater;

- применение гигроскопичного материала в качестве электрической изоляции проволочной спирали, приводящее к частому снижению сопротивления электрической изоляции при эксплуатации БТЭН;- the use of hygroscopic material as the electrical insulation of a wire spiral, leading to a frequent decrease in the resistance of electrical insulation during operation of a BTEN;

- сложность центровки проволочной спирали в оболочке ТЭН;- the difficulty of alignment of the wire spiral in the shell of the heater;

- токоподвод, расположенный в зоне высоких температур;- current lead located in the high temperature zone;

- необходимость в переходной втулке и трех сварных (паяных) соединений при герметизации ТЭН в крышке БТЭН.- the need for a transition sleeve and three welded (soldered) joints when sealing the heater in the cover of the BTEN.

Указанные недостатки устраняются заявляемым устройством.These disadvantages are eliminated by the claimed device.

Задачей изобретения является повышение надежности БТЭН.The objective of the invention is to increase the reliability of BTEN.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание устройства БТЭН с двойным металлическим барьером между обогреваемой средой и токопроводящей жилой нагревателя ТЭН, гарантированной центровкой проволочной токопроводящей спирали в защитном кожухе ТЭН, низкой температурой токоподводов и одним герметичным сварным соединением ТЭН и крышки БТЭН.The technical result of the present invention is the creation of a BTEN device with a double metal barrier between the heated medium and the conductive TEN heater, guaranteed alignment of the conductive spiral in the TEN protective casing, low temperature of the current leads and one sealed welded joint of the TEN and the BETN cover.

Технический результат достигается тем, что в блоке трубчатых электронагревателей, включающем крышку и трубчатые электронагреватели, которые герметично закреплены в крышке посредством сварного и паяного соединения, причем трубчатые электронагреватели состоят из нагревательного элемента, выполненного в виде проволочной спирали, защитной оболочки в виде трубки, изолятора и токоподводов, предлагается проволочную спираль нагревательного элемента выполнить из нагревательного кабеля в жаростойкой металлической оболочке, которую поместить во внешний защитный кожух из термостойкой стали, причем внешний защитный кожух и крышку соединить герметичным сварным соединением, кроме того, нагревательный элемент снабдить токоподводами с низким омическим сопротивлением, которые выполнить в защитной жаростойкой металлической оболочке нагревательного кабеля.The technical result is achieved by the fact that in the block of tubular electric heaters, including a cover and tubular electric heaters, which are hermetically fixed in the cover by means of a welded and soldered connection, moreover, tubular electric heaters consist of a heating element made in the form of a wire spiral, a protective sheath in the form of a tube, an insulator and of current leads, it is proposed that the wire spiral of the heating element be made of a heating cable in a heat-resistant metal sheath, which be in the outer protective sleeve of heat resistant steel, wherein the outer protective cover and a cover joined hermetically welded, in addition, the heating element supply current leads with low ohmic resistance, which perform a heat-resistant protective metal sheath of the heating cable.

Как вариант, нагревательный элемент трубчатых электронагревателей выполнить в виде бифилярной намотки нагревательного кабеля.Alternatively, the heating element of the tubular electric heaters is made in the form of bifilar winding of a heating cable.

Как вариант, нагревательный кабель навить на центрирующий стержень.Alternatively, wind the heating cable onto the centering rod.

Как вариант, полость внешнего защитного кожуха заполнить теплопроводным материалом.Alternatively, fill the cavity of the external protective casing with heat-conducting material.

Как вариант, крышку блока трубчатых электронагревателей со стороны токоподводов закрыть тепловой изоляцией.Alternatively, close the lid of the tubular electric heater block from the side of the current leads with thermal insulation.

Как вариант, токоподводы блока трубчатых электронагревателей оснастить термостойкими герметичными соединителями.As an option, the current leads of the tubular electric heater block should be equipped with heat-resistant airtight connectors.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен общий вид БТЭН (прототипа).In FIG. 1 shows a General view of the BTEN (prototype).

На фиг. 2 показано устройство существующего ТЭН (прототипа).In FIG. 2 shows the device of the existing heater (prototype).

На фиг. 3 изображен нагревательный элемент на основе нагревательного кабеля.In FIG. 3 shows a heating element based on a heating cable.

На фиг. 4 изображен разрез U-образного ТЭН с нагревательным кабелем.In FIG. 4 shows a section of a U-shaped heater with a heating cable.

На фиг. 5 показан прямой ТЭН с бифилярной намоткой нагревательного кабеля.In FIG. 5 shows a direct heater with bifilar winding of a heating cable.

На фиг. 6 изображен общий вид БТЭН с прямыми ТЭН с бифилярной намоткой нагревательного кабеля и тепловой изоляцией крышки.In FIG. 6 shows a general view of BTEN with direct heating elements with bifilar winding of a heating cable and thermal insulation of the cover.

Блок трубчатых электронагревателей 1 включает крышку 2 с втулкой 3 и несколько ТЭН 4 с токоподводами 5. ТЭН выполнены на основе проволочной спирали 6 из хромоникелевой проволоки, помещенный в защитную оболочку 7 в виде трубки, в качестве электрической изоляции используется гигроскопичный материал 8 периклаз MgO. Втулки 3 вварены в крышку 2. ТЭН 4 и втулки 3 жестко соединены по концам втулок 3 герметичным сварным и паяным соединением.The block of tubular electric heaters 1 includes a cover 2 with a sleeve 3 and several heating elements 4 with current leads 5. The heating elements are made on the basis of a spiral wire 6 made of chromium-nickel wire, placed in a protective sheath 7 in the form of a tube, hygroscopic material 8 periclase MgO is used as electrical insulation. The bushings 3 are welded into the cover 2. The heater 4 and the bushings 3 are rigidly connected at the ends of the bushings 3 with a tight welded and soldered connection.

С целью повышения надежности БТЭН 1 предлагается выполнить ТЭН 4 с нагревательным элементом 9 на основе нагревательного кабеля в жаростойкой металлической оболочке. Нагревательный кабель в жаростойкой металлической оболочке представляет собой тонкостенную металлическую трубку 9 из коррозионно-стойкой жаростойкой стали, в центре которой проходит проволока 10 с высоким омическим сопротивлением, например из сплава Х20Н80. В качестве изолятора 11 используется, как правило, периклаз MgO. На концах нагревательного элемента 9 в оболочку нагревательного кабеля встроены участки проволоки с низким омическим сопротивлением 12, причем длина этих участков может иметь любую необходимую длину. Нагревательный элемент 9 навивается в виде спирали на центрирующий стержень 13 и помещается в защитный чехол 14 из коррозионно-стойкой жаростойкой стали, например 12Х18Н10Т.In order to increase the reliability of BTEN 1, it is proposed to perform TEN 4 with a heating element 9 based on a heating cable in a heat-resistant metal sheath. The heating cable in a heat-resistant metal sheath is a thin-walled metal tube 9 made of corrosion-resistant heat-resistant steel, in the center of which passes a wire 10 with high ohmic resistance, for example, from X20H80 alloy. As the insulator 11 is used, as a rule, periclase MgO. At the ends of the heating element 9, sections of wire with a low ohmic resistance 12 are embedded in the jacket of the heating cable, the length of these sections can be any desired length. The heating element 9 is wound in the form of a spiral onto the centering rod 13 and placed in a protective cover 14 made of corrosion-resistant heat-resistant steel, for example 12X18H10T.

Как вариант, ТЭН изготавливают в виде прямого стержня 15, в котором выполняют бифилярную намотку нагревательного элемента 9. Такой вариант позволяет вдвое сократить количество отверстий в крышке 2 БТЭН 1, а также вдвое сократить количество сварных соединений ТЭН 4 с крышкой 2. Как вариант, внутреннюю полость внешнего защитного кожуха 14 заполняют теплопроводным материалом 16, например порошковой медью. Как вариант, крышку 2 блока трубчатых электронагревателей 1 со стороны токоподводов 5 закрывают тепловой изоляцией 17. Как вариант, токоподводы 5 блока трубчатых электронагревателей 1 оснащаются термостойкими герметичными соединителями 18.Alternatively, the heater is made in the form of a straight rod 15, in which bifilar winding of the heating element 9 is performed. This option allows to halve the number of holes in the cover 2 of the BTEN 1, and also halves the number of welded joints of the heater 4 with the cover 2. Alternatively, the inner the cavity of the outer protective casing 14 is filled with heat-conducting material 16, for example, powdered copper. As an option, the cover 2 of the block of tubular electric heaters 1 from the side of the current leads 5 is closed with thermal insulation 17. Alternatively, the current leads 5 of the block of tubular electric heaters 1 are equipped with heat-resistant sealed connectors 18.

Предлагаемое устройство БТЭН обеспечивает двойной металлический барьер между обогреваемой средой и токопроводящей жилой 10 ТЭН 4, гарантированную центровку проволочной токопроводящей спирали 9 в защитном кожухе 14 ТЭН 4, снижение температуры токоподводов 12 за счет увеличения их длины, тепловой изоляции крышки и переноса соединителей 18 с питающим кабелем в зону «холодного» воздуха, а также герметизацию ТЭН 4 в крышке 2 одним сварным соединением защитного кожуха 14 ТЭН 4 и крышки 2 БТЭН 1.The proposed device BTEN provides a double metal barrier between the heated medium and the conductive core 10 of the heater 4, the guaranteed alignment of the wire conductive spiral 9 in the protective casing 14 of the heater 4, lowering the temperature of the current leads 12 by increasing their length, thermal insulation of the cover and transfer of connectors 18 with a power cable into the zone of "cold" air, as well as the sealing of the heating element 4 in the cover 2 with one welded connection of the protective casing 14 of the heating element 4 and the cover 2 of the BTEN 1.

Таким образом, использование заявляемого технического решения, в сравнении с известными устройствами, обеспечивает повышение надежности устройства блока ТЭН.Thus, the use of the proposed technical solution, in comparison with known devices, provides increased reliability of the device of the heater block.

Claims (7)

1. Блок трубчатых электронагревателей, включающий крышку и трубчатые электронагреватели, которые герметично закреплены в крышке посредством сварного и паяного соединения, причем трубчатые электронагреватели состоят из нагревательного элемента, выполненного в виде проволочной спирали, защитной оболочки в виде трубки, изолятора и токоподводов, отличающийся тем, что проволочная спираль выполнена из нагревательного кабеля в жаростойкой металлической оболочке, который помещен во внешний защитный кожух из термостойкой стали, причем внешний защитный кожух и крышка соединены герметичным сварным соединением, кроме того, нагревательный элемент снабжен токоподводами с низким омическим сопротивлением, которые выполнены в защитной жаростойкой металлической оболочке нагревательного кабеля.1. The block of tubular electric heaters, including a cover and tubular electric heaters, which are hermetically fixed in the cover by means of a welded and soldered connection, and tubular electric heaters consist of a heating element made in the form of a wire spiral, a protective sheath in the form of a tube, insulator and current leads, characterized in that the wire spiral is made of a heating cable in a heat-resistant metal sheath, which is placed in an external protective casing of heat-resistant steel, and externally The protective casing and the cover are connected by a hermetic welded joint, in addition, the heating element is equipped with current leads with low ohmic resistance, which are made in a protective heat-resistant metal sheath of the heating cable. 2. Блок трубчатых электронагревателей по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент трубчатых электронагревателей выполнен в виде бифилярной намотки нагревательного кабеля.2. The block of tubular electric heaters according to claim 1, characterized in that the heating element of the tubular electric heaters is made in the form of bifilar winding of a heating cable. 3. Блок трубчатых электронагревателей по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный кабель навит на центрирующий стержень.3. The block of tubular electric heaters according to claim 1, characterized in that the heating cable is wound on a centering rod. 4. Блок трубчатых электронагревателей по п. 1, отличающийся тем, что полость внешнего защитного кожуха заполнена теплопроводным материалом.4. The block of tubular electric heaters according to claim 1, characterized in that the cavity of the external protective casing is filled with heat-conducting material. 5. Блок трубчатых электронагревателей по п. 1, отличающийся тем, что число установленных в крышке трубчатых электронагревателей кратно 3-м.5. The block of tubular electric heaters according to claim 1, characterized in that the number of tubular electric heaters installed in the lid is a multiple of 3 m. 6. Блок трубчатых электронагревателей по п. 1, отличающийся тем, что крышка со стороны токоподводов закрыта тепловой изоляцией.6. The block of tubular electric heaters according to claim 1, characterized in that the cover on the side of the current leads is closed by thermal insulation. 7. Блок трубчатых электронагревателей по п. 1, отличающийся тем, что токоподводы оснащены термостойкими герметичными соединителями.7. The block of tubular electric heaters according to claim 1, characterized in that the current leads are equipped with heat-resistant sealed connectors.
RU2019129475A 2019-09-19 2019-09-19 Unit of tubular electric heaters RU2713510C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129475A RU2713510C1 (en) 2019-09-19 2019-09-19 Unit of tubular electric heaters
PCT/RU2019/001039 WO2021054857A1 (en) 2019-09-19 2019-12-27 Tubular electric heating element assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019129475A RU2713510C1 (en) 2019-09-19 2019-09-19 Unit of tubular electric heaters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2713510C1 true RU2713510C1 (en) 2020-02-05

Family

ID=69624873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019129475A RU2713510C1 (en) 2019-09-19 2019-09-19 Unit of tubular electric heaters

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2713510C1 (en)
WO (1) WO2021054857A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223643U1 (en) * 2023-09-27 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "Опытный завод ВНИИЭТО" BLOCK OF TUBULAR ELECTRIC HEATERS

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019127692A1 (en) * 2019-10-15 2021-04-15 Türk & Hillinger GmbH Electric tubular heater and process for its manufacture

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247158A (en) * 1992-07-17 1993-09-21 Watlow Electric Manufacturing Company Electrical heater
RU50639U1 (en) * 2005-02-25 2006-01-20 Фгуп Окб "Гидропресс" TUBULAR ELECTRIC HEATERS UNIT
RU2367121C1 (en) * 2007-09-05 2009-09-10 Цимек Кейбл Текнолоджи Гмбх Method of electric heating device operation
RU2568671C1 (en) * 2014-07-22 2015-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Electric heater

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2962683A (en) * 1957-10-18 1960-11-29 Gen Electric Electric heating units and methods of making the same
RU2637490C1 (en) * 2016-10-28 2017-12-05 Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" Device for electric heating of bath for deactivation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247158A (en) * 1992-07-17 1993-09-21 Watlow Electric Manufacturing Company Electrical heater
RU50639U1 (en) * 2005-02-25 2006-01-20 Фгуп Окб "Гидропресс" TUBULAR ELECTRIC HEATERS UNIT
RU2367121C1 (en) * 2007-09-05 2009-09-10 Цимек Кейбл Текнолоджи Гмбх Method of electric heating device operation
RU2568671C1 (en) * 2014-07-22 2015-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"-Госкорпорация "Росатом" Electric heater

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU223643U1 (en) * 2023-09-27 2024-02-28 Общество с ограниченной ответственностью "Опытный завод ВНИИЭТО" BLOCK OF TUBULAR ELECTRIC HEATERS

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021054857A1 (en) 2021-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3669635B2 (en) Polymer resistance heating element
US20120080422A1 (en) Apparatus for making hot water using carbon heater
KR20220097934A (en) three phase medium voltage heater
RU2713510C1 (en) Unit of tubular electric heaters
CN107945895A (en) A kind of non-homogeneous electrically heated nuclear fuel simulation rod
EP2870827B1 (en) Mineral insulated cable having reduced sheath temperature
RU2568671C1 (en) Electric heater
CN107062587B (en) High-power preheater for liquid metal sodium experimental loop
US4637346A (en) Compact model steam generator having multiple primaries
CN207425373U (en) A kind of non-homogeneous electrically heated nuclear fuel simulation stick
US20130098896A1 (en) Heater Rod Comprising a Casing in Which at Least One Electrical Resistance Heating Element is Mounted
RU223643U1 (en) BLOCK OF TUBULAR ELECTRIC HEATERS
CN114641105B (en) Axial non-uniform indirect electric heating rod based on double temperature sensors
JP3865822B2 (en) Indirect heating device for running water
CA3066239A1 (en) Tubular electric heaters equipment unit
RU2533201C2 (en) High-reliability cartridge-type heater for liquid-metal heat carrier
CN219063784U (en) Electric auxiliary heating device and gas water heater with same
RU126873U1 (en) HEAVY DUTY CARTRIDGE TYPE HEATER FOR LIQUID METAL HEATER
CN117153477B (en) Tensile dual cooling liquid cooling cable
CN215113232U (en) Isothermal electric heater
CN213984015U (en) Instant electric water heater
CN113237224A (en) Isothermal electric heater
CN219942714U (en) Electromagnetic heating agitator tank
CN212108962U (en) Instant heating type electric heating tube and assembly thereof
CN219199516U (en) Electric auxiliary heating device and gas water heater with same