SU734897A1

SU734897A1 - Direct electric heater

Info

Publication number: SU734897A1
Application number: SU762434425A
Authority: SU
Inventors: Александр Иванович Пронякин; Владимир Константинович Лутиков
Original assignee: Предприятие П/Я В-2679
Priority date: 1976-12-28
Filing date: 1976-12-28
Publication date: 1980-05-15

Description

(54) НАГРЕВАТЕЛЬ ПРЯМОГО ЭЛЕКТРОНАГРЕВА(54) DIRECT ELECTRONIC HEATER HEATER

1one

Изобретение относитс к электротехнике , в частности, к нагревател м, предназначенным дл разогрева жидкометаллических теплоносителей пр мым пропусканием тока через них до 800°С 5 и вьпие.The invention relates to electrical engineering, in particular, to heaters designed to heat liquid metal coolants by passing current through them to 800 ° C 5 and above.

Известны нагреватели пр мого нагрева , состо щие из токоподводов и приваренных к проводников в виде трубы, в которых нагрев осуществл етс за О счет пропускани тока непосредственно по жидкому металлу 1.Direct heating heaters are known, consisting of current leads and welded to the conductors in the form of a pipe, in which heating is carried out at the expense of passing current directly along the liquid metal 1.

Внутри токоподводов выполнена по лость дл подвода охлаждающей воды. При длине токоподводов 0,5-0,6 м, раз-15 мещенных в слое теплоизол ционного материала, создаютс услови дл их перегрева. При плотности тока в токоподводе , равной О,4-0,5 А/мм, выдел ема электрическа мощность в каж- 20 дом токоподводе составл ет 2,5-5 кВт. Температура при Этом может достигнуть величины, превышающей температуру плавлени материала токоподвода.A cavity for supplying cooling water is made inside the current leads. When the length of the current leads is 0.5-0.6 m, the times-15 of the heat-insulating material placed in the layer, conditions are created for their overheating. With a current density in the current lead equal to O, 4–0.5 A / mm, the electrical power output in each current lead is 2.5–5 kW. The temperature at this can reach a value higher than the melting point of the current supply material.

Чтобы снизить температуру на токо- 25 подводах, необходимо срздать дополнительное охлаждение или уменьшить электрическую мощность путем снижени электрического сопротивлени на длине нагреваамой части токоподводов. Одна- 30In order to reduce the temperature on the current supply, it is necessary to reduce the additional cooling or to reduce the electric power by decreasing the electrical resistance over the length of the heated part of the current leads. One- 30

ко дополнительное охлаждение увеличивает тепловые потери, что снижает КПД нагревател , а снижение электрического сопротивлени требует увеличени сечени токоподводов. Их конструкци становитс громоздкой, усложн етс , увеличиваетс вес.Additional cooling increases the heat loss, which reduces the efficiency of the heater, and the decrease in electrical resistance requires an increase in the cross-section of the current leads. Their design becomes cumbersome, complicated, and weight increases.

Известна также электропечь с нагревателем пр мого электронагрева, содержащим нагревательный элемент, выполненный в виде спиральной полбй трубг ки, заполненной жидким металлом, и охлаждаемые токоподводы, выполненные в виде токопбдвод щей пластины и св занные с нагревательным элементом через соединительный элемент с полостью, заполненной указанным металлом 2.An electric furnace with a direct electric heating heater containing a heating element made in the form of a spiral tube filled with liquid metal and cooled current leads made in the form of a current collecting plate and connected to the heating element through the connecting element with a cavity filled with the specified metal is also known. 2

Однако этот нагреватель не омываетс жидким металлом, алишь смачиваетс и не участвует в принудительном теплообмене.However, this heater is not bathed in liquid metal, alish is wetted and does not participate in forced heat exchange.

Целью изобретени вл етс увеличение КПД нагревател .The aim of the invention is to increase the efficiency of the heater.

Поставленна цель достигаетс тем, что соединительный элемент выполнен петлеобразной формы и размещен в торцовом участке токоподвод щей пластины , сопр гаемом с нагревательным элементом .The goal is achieved by the fact that the connecting element is loop-shaped and placed in the end portion of the current-conducting plate matched with the heating element.

Ha фиг. 1 показан нагреватель, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.Ha FIG. 1 shows a heater, longitudinal section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Нагреватель имеет полую трубку 1, по которой протекает теплоноситель, и токоподводы 2, внутри которых выполнена полость 3 петлеобразной формы , разделенна на два канала пёрего родкой 4. К нагревателю подходит трубопровод 5 контура. Токоподводы проход т через общую изол цию 6 и охлаждаютс водой.The heater has a hollow tube 1 through which the coolant flows, and the current conductors 2, inside which a cavity 3 of a loop-shaped shape is made, is divided into two channels with a cross-section 4. A pipeline 5 of the circuit fits to the heater. The current leads pass through the common insulation 6 and are cooled with water.

Токоподвод состоит из двух разнородных материалов (снаружи - нержавеюща жаропрочна стальj внутри, - жидкрметаллический теплоноситель), имеющих различные удельные электрические сопротивлени . Разность в электрических сопротивлени х токоподвода и жидкого металла создает услови , при которых мощности, выдел емое в этих разнородных участках, различны. Это приводит к тому, что тепловой поток может быть направлен от наружной стенкл внутрь жидкого мёгаллГЙ или наоборот . В том случае, если электрическое сопротивление стенки токоподвода меньше электрического сопротивлени жидкого металла, ток, электрическа мощность, а следовательно, и температура на стенке выше, чем в жидком металле. Поэтому теплова мощность, выдел ема в стенке, кроме потерь в окружающую среду расходуетс на подогрев жидкого металла, циркулирующего в контуре, а тёмпёр1ат: ра н а стенке снижаетс до температуры теплоносител , омывающего внутреннюю полость токоподвода.The current lead consists of two dissimilar materials (outside - stainless heat-resistant steel inside, - liquid metal coolant), having different electrical resistivity. The difference in the electrical resistances of the electrical power supply and the liquid metal creates conditions under which the powers released in these dissimilar areas are different. This leads to the fact that the heat flux can be directed from the outer wall to the interior of the liquid mill or vice versa. In the event that the electrical resistance of the wall of the electrical power supply is less than the electrical resistance of the liquid metal, the current, electrical power, and hence the temperature on the wall, is higher than in the liquid metal. Therefore, the thermal power released in the wall, besides the losses to the environment, is spent on heating the liquid metal circulating in the circuit, and the temperature of the wall decreases to the temperature of the heat carrier washing the internal cavity of the electrical power supply.

При распределении электрических сопротивле11ий в обратй 5| 1Шрйд1се температура на стенке ниже температура жидкого металла, а тестовой поток на( Лравлен от жидкого метаиша ек стенкам токоподвода. В стагичёсйбм режиме такое распределение температуры создает услови , при кбтбрых жидкий металл не охлаждаёт, а подЬг евает стенки токододБОда. Однако при циркул ции жидкого металла электрическа мощность, выдел ема в нем, п,ере,цаетс во контур, а во внутреннюю полость токоподвода поступает подогреваемый жидкий металл, ийеющий более низкую температуру по сравнению сIn the distribution of electrical resistance in reverse 5 | 1Shield1, the temperature on the wall is lower than the temperature of the liquid metal, and the test flow is at (Levravlen from the liquid metash wall of the electrical power supply. In the stagnant mode, this temperature distribution creates a condition that does not cool the liquid metal, but the plasma does not cool the wall. the electric power released in it, n, erie, is in the circuit, and the heated liquid metal enters the internal cavity of the electrical power supply, which has a lower temperature compared to

734897734897

температурой на стенке, котора и вл етс определ ющей дл токоподводов.temperature on the wall, which is decisive for current leads.

Услови теплообмена, создаваемое в токоподводах предлагаемой конструкции , псУзвол ют выбирать толщину стенки токоподвода, исход только лишь из конструктивных соображений. Сокращение толщины стенки до минимума приводит к увеличению электрического сопротивлени всего токоподвода, увеличению выдел емой в нем электрической The heat exchange conditions created in the current leads of the proposed design allow the PSU to choose the wall thickness of the electrical power supply, based on design considerations only. Reducing the wall thickness to a minimum leads to an increase in the electrical resistance of the entire electrical power supply, an increase in the electrical current emitted in it

0 мощности, но не температуры, котора остаетс дл каждого токоподвода noi- сто нной и определ етс температурой теплоносител , поступающего в него.0 power, but not the temperature that remains for each current supply, which is determined by the temperature of the coolant flowing into it.

Электрическа мощность, выдел е5 ма в токоподводах, вл етс полезной, т. к. она расходуетс на подогрев теп лоносител ;, повышает его КПД.Electric power, e5 ma in the current leads, is useful, since it is spent on heating the heating medium, it increases its efficiency.

Возможность уменьшени сечени приводит к снижению тепловых потерь The possibility of reducing the cross section leads to a decrease in heat loss

0 на ходу, охлаждающую медные шины, и сокращению тепловых потерь с поверхнрс .ти токоподвода в окружающую среду. Сокращение тепловых потерь и повьвиение КПД делают токоподводы предлагаемой конструкции более экономичными 0 on the move, cooling the copper busbars, and reducing heat losses from the surface of the electrical power supply to the environment. Reduction of heat losses and increased efficiency make the current leads of the proposed design more economical

5 в эксплуатации, а уменьшение габаритных размеров и веса упрощает их конструкцию и изготовление, а также экономит материалы.5 in operation, and reducing the overall dimensions and weight simplifies their design and manufacture, and also saves materials.

Claims

1.Povsten V. A., etc. Electric heaters of liquid metal installations, sb. Electrotherms, 49, M., 1966, p. 7-9.

2. The author's certificate of the USSR 131423, cl. H 05 V 3/60, I960.