SU1728574A1

SU1728574A1 - Electric boiler

Info

Publication number: SU1728574A1
Application number: SU904817397A
Authority: SU
Inventors: Василий Федорович Годунов; Владислав Васильевич Трепутнев; Евгений Дмитриевич Домашев; Александр Петрович Архипов
Original assignee: Институт технической теплофизики АН УССР
Priority date: 1990-03-11
Filing date: 1990-03-11
Publication date: 1992-04-23

Abstract

Изобретение относитс к электротеплоэнергетике . Использование: системы отоп2 лени и гор чего водоснабжени . Сущность: котел содержит цилиндрический корпус 3, коаксиально расположенный в нем электронагреватель , выполненный в виде двух электрически последовательно соединенных электродов 4,5, выполненных соответственно в виде трубчатого змеевика из перфори- рованной трубы овального сечени , снабженной продольными ребрами и сплошного усеченного металлического конуса , охватывающего с зазором первый. Электроды 4, 5 монтируютс на днище 9. Корпус 3 содержит теплоизол цию 10, указатель 11 уровн и электроконтактный манометр 12.2 ил.This invention relates to electric and heat power engineering. Use: heating and hot water supply systems. Essence: the boiler contains a cylindrical case 3, an electric heater coaxially located in it, made in the form of two electrically connected electrodes 4.5, made respectively in the form of a tubular coil of perforated oval section pipe, provided with longitudinal ribs and a solid truncated metal cone covering with a gap first. The electrodes 4, 5 are mounted on the bottom 9. The case 3 contains the heat insulation 10, the level indicator 11 and the electrical contact pressure gauge 12.2 Il.

Description

Фиг ЛFIG L

Изобретение относитс к электротеплотехнике и может использоватьс в системах отоплени и гор чего водоснабжени жилых и производственных помещений.The invention relates to electrical heat equipment and can be used in heating and hot water supply systems for residential and industrial premises.

Известен, например, электрический котел , содержащий соосно размещенные корпус и змеевик, подключенный к источнику нагреваемой жидкости и к одному из полюсов электрического тока. Диэлектрическа втулка расположена на наружной поверхности корпуса. Внутри корпуса, соосно установлен электроизолированный от него электрод, подключенный к другому полюсу электрического тока и снабженный подвод щим патрубком и каналом дл прохода жидкости в полость корпуса, откуда жидкость поступает в змеевик, навитый снаружи .Known, for example, an electric boiler containing coaxially placed housing and coil connected to a source of heated fluid and to one of the poles of an electric current. The dielectric sleeve is located on the outer surface of the housing. Inside the housing, an electrode electrically insulated from it is connected, connected to the other pole of the electric current and provided with a supply pipe and a channel for the passage of fluid into the cavity of the housing, from where the liquid enters the coil wound outside.

Недостатком такого котла вл етс об зательное существование на части змеевика зоны ухудшенного (закризисного) теплообмена при получении на выходе даже влажного пара, что приводит к сильному росту температуры стенки трубы вплоть до пережога.The disadvantage of such a boiler is the obligatory existence on the part of the coil of a zone of degraded (supercrisis) heat exchange when even wet steam is obtained at the outlet, which leads to a strong rise in the temperature of the pipe wall until overburning.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс электрический паровой котел, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого коаксиально установлен электронагреватель , выполненный в виде примыкающих к поверхности изол тора трубчатых змеевиков, электрически последовательно соединенных между собой, и подключенный к источнику нагреваемой среды. Змеевики выполнены с увеличивающимс проходным сечением по ходу движени жидкости и подключены к источнику последней параллельно , а по всей длине змеевиков в зоне примыкани их к изол тору выполнены сквозные щели.The closest to the present invention is an electric steam boiler containing a cylindrical housing, inside of which an electric heater is installed coaxially, made in the form of tubular coils adjacent to the surface of the insulator, electrically connected in series, and connected to a source of heated medium. The coils are made with an increasing flow area in the direction of fluid flow and are connected to the source of the latter in parallel, and through the entire length of the coils in the zone of their junction with the insulator, through slots are made.

Однако данный котел работает в режиме пр моточного парогенератора. Теплотехнически сн более надежен, поскольку имеет сквозные щели, позвол ющие осуществл ть сепарацию фаз пар-жидкость, и некоторый теплоотвод с внешней поверхности змеевика в выходной части. Интенсивность теплоотдачи в системе пар-стенка всегда намного ниже, чем при пузырьковом кипении в этом же канале. Поскольку здесь имеют место режимы течени : однофазной жидкости при начальном и развитом кипении, при дисперсно-кольцевой структуре потока и, наконец, переход к охлаждению поверхности влажным паром, неизбежен переход через кризис теплооотдачи при кипении в зону ухудшенного теплообмена. Это приводит к сильному росту температуры теплоотдающей стенки.However, this boiler operates in a continuous steam generator mode. Thermal engineering is more reliable, since it has through gaps that allow separation of vapor-liquid phases, and some heat removal from the external surface of the coil in the output part. The intensity of heat transfer in the vapor-wall system is always much lower than with bubble boiling in the same channel. Since flow regimes take place here: a single-phase liquid with initial and developed boiling, with a dispersed-ring flow structure and, finally, a transition to cooling the surface with wet steam, a transition through a heat loss crisis during boiling to the zone of degraded heat transfer is inevitable. This leads to a strong increase in the temperature of the heat wall.

Целью изобретени вл етс интенсификаци теплообмена.The aim of the invention is to intensify heat transfer.

Поставленна цель достигаетс тем, что в электрическом котле, содержащем снабженный патрубками подвода воды и отвода пара корпус, в полости которого коаксиально установлены последовательно соединен- ные два электрода, один из которых выполнен в виде трубчатого змеевика с пер0 форацией, второй электрод выполнен в форме усеченного металлического конуса, в который помещен с зазором трубчатый змеевик , размещенный по конической поверхности . Змеевик выполнен с продольнымиThe goal is achieved by the fact that in an electric boiler containing a case equipped with water inlet and steam outlet pipes, in the cavity of which two electrodes are connected in series, one of which is made in the form of a tubular coil with a perforation, the second electrode is made in the shape of a truncated a metal cone in which a tubular coil placed along a conical surface is placed with a gap. The coil is made with longitudinal

5 ребрами по всей длине, имеет овальное поперечное сечение и упом нутые перфорации в виде прорезей, расположенных вдоль трубы попарно оппозитно в перпендикул рно диаметральных плоскост х.5 ribs along the entire length, has an oval cross section and the said perforations in the form of slots arranged oppositely in pairs along the pipe in perpendicular diametrical planes.

0 На фиг.1 изображен электрический котел , продольный разрез; на фиг.2 - трубка, из которой изготовлен змеевик котла.0 Figure 1 shows an electric boiler, a longitudinal section; figure 2 - tube, which is made of the boiler coil.

Электрический котел содержит снабженный патрубками 1 и 2 подвода воды иElectric boiler contains supplied with pipes 1 and 2 water supply and

5 отвода пара корпус 3, в полости которого коаксиально установлены последовательно соединенные между собой электроды 4 и 5. Электрод 4 выполнен в виде трубчатого змеевика 6 с перфорацией 7. Электрод 5,выпол0 нен в форме усеченного металлического конуса, в который помещен с зазором трубчатый змеевик, размещенный по конической поверхности, выполненный с продольными ребрамиб по всей длине, име5 ющий овальное поперечное сечение. Перфорации 6 выполнены в виде прорезей, расположенных вдоль трубы 7 попарно оппозитно в перпендикул рно диаметральных плоскост х. Электроды 4 и 5 смонтированы5 steam discharge casing 3, in the cavity of which electrodes 4 and 5 are connected coaxially connected to each other. Electrode 4 is made in the form of a tubular coil 6 with perforations 7. Electrode 5, designed in the form of a truncated metal cone, into which is placed a tubular coil placed along a conical surface, made with longitudinal ribs along the entire length, having an oval cross-section. The perforations 6 are made in the form of slots arranged along pipe 7 pairwise opposedly in perpendicular diametral planes. Electrodes 4 and 5 are mounted

0 на днище 9. Корпус 3 снабжен теплоизол цией 10, указателем 11 уровн и электроконтактным манометром 12. Электрод 4 в верхней и нижней част х скреплен с электродом 5.0 on the bottom 9. The housing 3 is provided with thermal insulation 10, a level indicator 11 and an electrical contact pressure gauge 12. The electrode 4 in the upper and lower parts is bonded to the electrode 5.

5 Электрический котел работает следующим образом.5 Electric boiler works as follows.

При включении котла в замкнутый контур естественной циркул ции через входной патрубок 1 конденсат поступает в нижнююWhen the boiler is turned on into the closed loop of natural circulation through the inlet pipe 1, the condensate enters the lower

0 часть корпуса 3. Вследствие нагрева организовываетс подъемное движение, а с оп- ределенной по ходу воды части змеевика 6 начинаетс и развиваетс поверхностное кипение. Получающийс пар или паровод на 0 part of the housing 3. Due to the heating, a lifting movement is organized, and with a part of the coil 6 defined along the water course, surface boiling begins and develops. The resulting steam or steam boiler is

5 смесь через выходной патрубок 2 поступает в рекуперативный нагреватель сетевой воды , используемый дл гор чего водоснабжени или включенный в систему отоплени , или дл того и другого одновре- менно. Электроконтактный манометр включен в систему автоматического включени - выключени электропитани в заданных по давлению пределах.5, the mixture through the outlet 2 enters the regenerative network water heater used for hot water supply, either included in the heating system, or both at the same time. The electrical contact pressure gauge is included in the automatic power on / off system within the specified pressure limits.

Тепловыделение осуществл етс с поверхностей змеевика 6 и корпуса 3 за счет оммического сопротивлени электрическому току, что упрощает конструкцию в аспекте обеспечени электробезопасности котла во врем эксплуатации.Heat dissipation is carried out from the surfaces of the coil 6 and the housing 3 due to the ohmic resistance to electric current, which simplifies the design in terms of ensuring the electrical safety of the boiler during operation.

Трубка змеевика 6 выполнена овального сечени из соображений снижени гидравлического сопротивлени формы. Прорези и расположенные в лобовой относительно потока части трубки продольные ребра 8 обеспечивают разрушение теплового погрансло движущейс жидкости, что способствует уменьшению1 термического сопротивлени теплоотдаче и увеличению эффективности нагревател .The coil tube 6 is made of an oval cross section for reasons of reducing the hydraulic resistance of the mold. The slits and longitudinal fins 8 located in the frontal part of the flow of the tube ensure the destruction of the thermal boundary of the moving fluid, which contributes to reducing thermal resistance to heat transfer and increasing the efficiency of the heater.

Кроме того, при кипении внутри трубки выход щий из прорезей пар не только усиливает эффект разрушени пограничногоIn addition, during boiling inside the tube, the steam coming out of the slots not only enhances the effect of the destruction

сло , но и интенсифицирует перемешивание воды в окрестности змеевика.layer, but also intensifies the mixing of water in the vicinity of the coil.

Claims

Invention Formula

Electric boiler containing

a casing provided with water inlet and steam outlet pipes, in the cavity of which two electrodes are coaxially connected in series,

one of which is made in the form of a tubular coil with perforation, characterized in that, in order to intensify heat exchange, the second electrode is made in the shape of a truncated metal cone,

in which a tubular coil placed along a conical surface, made with longitudinal ribs along the entire length, having an oval cross section and the said perforations in the form of slots arranged in pairs oppositely in perpendicular diametrical planes, is placed with a gap.