×
19.04.2019
219.017.2bc9

НАГРЕВАТЕЛЬ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к теплообменному оборудованию и может быть использовано в электрических нагревателях, предназначенных для нагрева газа. Нагреватель предназначен для удаления влаги из цеолитовых фильтров, установленных в системе очистки газов на АЭС. Нагреватель содержит снабженный патрубками подвода и отвода среды корпус с крышкой, вставку, соосно установленную внутри корпуса, образующую со стенками корпуса зазор, и U-образные электронагревательные элементы. Вставка выполнена в виде верхней и нижней торцовых пластин и навитой по спирали обечайки, расположенной между торцовыми пластинами и соединенной с ними, с образованием лабиринтного канала. Вход лабиринтного канала соединен с вышеупомянутым зазором между стенкой корпуса и вставкой, а его выход соединен с расположенным по центру нижней торцевой пластины вставки патрубком для прохода среды, состыкованным с патрубком отвода среды корпуса. Расположенные в лабиринтном канале электронагревательные элементы закреплены в крышке корпуса. Такое выполнение нагревателя позволяет обеспечивать постоянную температуру по всей длине электронагревателя и интенсивный отвод тепла. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к теплообменному оборудованию, в частности к теплообменникам, работающим на электрических нагревателях и предназначенным для нагрева газа. Нагреватель предназначен для удаления влаги из цеолитовых фильтров, установленных в системе очистки газов на АЭС. Нагреватель может также применяться в легкой, текстильной, пищевой, химической и целлюлозно-бумажной промышленности.

Одной из проблем в атомной промышленности при эксплуатации АЭС является очистка радиоактивных газообразных продуктов деления парогазовой смеси. Эта очистка осуществляется цеолитовыми фильтрами, качество работы которых зависит от накопившейся в них влаги. Эту влагу необходимо периодически удалять. Наиболее перспективным как с точки зрения минимизации трудозатрат, так и с точки зрения достижения качественной очистки является метод продувки через цеолитовые фильтры нагретого до температуры порядка 450°С газа.

Известно электронагревательное устройство (FR №2683025, опубл. 30.04.93 г.), которое содержит корпус, выполненный из отрезка трубы, на противоположных концах которого расположены фланцы, образующие опоры для нагревательных элементов. Таких труб несколько, они расположены друг под другом, в некоторых из них могут быть установлены нагревательные элементы. В известном устройстве передача тепла осуществляется от электронагревательного элемента к воздуху, находящемуся в трубах, трубам и затем наружному воздуху. Поэтому известное устройство обладает невысокой эффективностью нагрева.

Известен нагреватель (SU №1377511, опубл. 29.02.88 г.), включающий корпус, трубчатый нагреватель, патрубки для подвода и отвода среды, вставку, размещенную соосно между трубчатыми электрическими нагревателями. В этом устройстве осуществляется конвективный теплообмен между трубчатыми электрическими нагревателями и средой. Поэтому в известном устройстве невысокая эффективность нагрева среды и относительно короткий срок службы электрических нагревателей.

Известен электронагреватель (SU №1733865, опубл. 15.05.92 г.), содержащий снабженный патрубками подвода и отвода корпус с крышкой, выполненные в крышке и в корпусе кольцевые выступы, размещенные концентрично один в другом с образованием лабиринтного канала, и электронагреватель, закрепленный на выступе корпуса по ходу теплоносителя. Однако в известном устройстве в нижней части электронагревателя образуется застойная зона для теплоносителя, поэтому интенсивный отвод тепла от электронагревателя отсутствует, что приведет к его преждевременному выходу из строя.

Известен нагреватель (SU №985630, опубл. 30.01.82 г.), содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода среды, полую вставку, соосно установленную внутри корпуса, образующую со стенками корпуса зазор, электрические нагревательные элементы, расположенные в вышеуказанном зазоре, причем в стенке вставки, обращенной к патрубку подвода среды, выполнены отверстия. Наличие вставки и отверстий в стенке вставки позволяет производить дополнительный обдув наиболее нагретых частей электронагревателя, что частично устраняет недостатки, присущие предыдущему аналогу. Однако значительная часть тепловых потоков передается друг другу рядом расположенными электрическими нагревателями за счет излучения. Поэтому температура поверхности электрических нагревателей достаточно высока, особенно в местах гибов, что уменьшает срок службы нагревателя.

Наиболее близким по своей технической сущности по отношению к заявляемому изобретению является нагреватель (SU №1751622, опубл. 30.07.92 г.), содержащий снабженный патрубками подвода и отвода среды корпус с крышкой, вставку, соосно установленную внутри корпуса, образующую со стенками корпуса зазора. В зазоре размещены нагревательные элементы, а в стенке вставки, обращенной к патрубку подвода, выполнены отверстия. Вставка выполнена с продольными ребрами, размещенными между U-образными нагревательными элементами. В известной конструкции среда для нагрева разделяется на три потока, из которых два потока обдувают вертикальные участки U-образных электронагревателей, а третий поток через отверстия вставки подается на U-образные изгибы нагревателей. При этом потоки, воздействующие на вертикальные участки U-образных электронагревателей, разделяются дополнительно ребрами вставки на потоки по числу электронагревателей. Таким образом, в съеме тепла с единичного электронагревателя принимает участие не весь газовый поток, подаваемый через патрубок подвода, а только некоторая его часть, при этом вертикальные участки нагревателей и U-образные изгибы нагревателей обдуваются своей частью потока. В силу этого съем тепла с электронагревателей недостаточно эффективен, а участки нагревателя находятся в разных температурных полях.

В основу изобретения была положена задача создать нагреватель газа, который обеспечивал бы нагрев газового потока до температуры, обеспечивающей эффективное удаление влаги из цеолитового фильтра.

В основу изобретения была поставлена также задача обеспечить простой контроль и легкую замену поврежденных электронагревателей.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении эффективности теплосъема с электронагревателей и в обеспечении постоянной температуры по всей длине электронагревателя.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в известном нагревателе, содержащем снабженный патрубками подвода и отвода среды корпус с крышкой, вставку, соосно установленную внутри корпуса, образующую со стенками корпуса зазор, и U-образные электронагревательные элементы, согласно изобретению вставка выполнена в виде верхней и нижней торцовых пластин и навитой по спирали обечайки, расположенной между торцовыми пластинами и соединенной с ними, с образованием лабиринтного канала, вход которого соединен с вышеупомянутым зазором между стенкой корпуса и вставкой, а выход соединен с расположенным по центру нижней торцовой пластины патрубком для прохода среды, состыкованным с патрубком отвода среды корпуса, а расположенные в лабиринтном канале электронагревательные элементы закреплены в крышке корпуса.

Отличительной особенностью заявляемого изобретения является размещение электронагревательных элементов в лабиринтном канале. Это позволяет обеспечить направленное перемещение потока среды по всей длине электронагревательного элемента, а следовательно, обеспечить постоянную температуру по всей длине электронагревательного элемента и интенсивный съем тепла от него. Кроме того, за счет неравномерного зазора между стенкой лабиринта и частями электронагревательного элемента возникает турбулизация потока среды, что обеспечивает более интенсивный съем тепла от электронагревательного элемента. Крепление нагревательных элементов в крышке корпуса нагревателя позволяет упростить разборку нагревателя, обеспечить контроль его внутренней полости, вставки и упростить замену вышедших из строя электронагревательных элементов. Создание лабиринтного канала с помощью вставки позволяет простым способом обеспечить направленное перемещение потока среды, что способствует упрощению конструкции нагревателя.

Создание полости между верхним торцом вставки и крышкой корпуса, соединенной с входным патрубком корпуса, создает условие для предохранения от перегрева концов электронагревательных элементов, выступающих из вставки и проходящих в крышку корпуса. Кроме того, такая полость обеспечивает растекание подаваемой среды по всей торцевой поверхности вставки и ее прохода в корпус нагревателя по всему периметру зазора между вставкой и корпусом, что способствует интенсивному отводу тепла от стенки корпуса нагревателя.

Выполнение в крышке корпуса конической расточки снижает сопротивление проходу потока среды в корпус и обеспечивает его более равномерное растекание по всей торцевой поверхности вставки, а следовательно, равномерное распределение потока среды по периметру зазора между корпусом и вставкой.

Для обеспечения отвода тепла от нижней торцовой пластины вставки и создания объема для размещения узла соединения вставки с патрубком отвода среды корпуса между нижним торцом корпуса нагревателя и нижним торцом вставки образован зазор, в котором находится еще незначительно нагретая среда.

Частичное расположение патрубка отвода среды корпуса в зазоре между нижним торцом корпуса нагревателя и нижней торцевой пластиной вставки позволяет поддерживать на необходимом уровне температуру уплотнения патрубка вставки с патрубком корпуса.

Эти и другие особенности и преимущества заявляемого изобретения будут приведены ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, где:

фиг.1 - нагреватель в разрезе, без электронагревательных элементов,

фиг.2 - разрез по А-А с электронагревательными элементами (фиг.1),

фиг.3 - крепление электронагревательных элементов в крышке корпуса.

Заявляемый нагреватель 1 содержит снабженный патрубками подвода 2 и отвода 3 среды корпус 4 с крышкой 5, вставку 6, соосно установленную внутри корпуса 4, образующую со стенками 7 корпуса зазор 8, и U-образные электронагревательные элементы 9. Вставка 6 выполнена в виде верхней 10 и нижней 11 торцовых пластин и навитой по спирали обечайки 12, расположенной между торцовыми пластинами 10, 11 и соединенной с ними, с образованием лабиринтного канала 13, вход 14 которого соединен с вышеупомянутым зазором 8 между стенкой 7 корпуса 4 и вставкой 6, а выход 15 соединен с расположенным по центру нижней торцовой пластины 11 патрубком 16 для прохода среды, состыкованным с патрубком отвода 3 среды корпуса, а расположенные в лабиринтном канале 13 электронагревательные элементы 9 закреплены в крышке 5 корпуса 4.

Соединение патрубка 16 вставки 6 с патрубком отвода 3 среды из корпуса 4 нагревателя 1 герметизировано узлом уплотнения 17, исключающим возможность проникновения горячей среды из вставки 6 в корпус 4. В верхней торцовой пластине 10 для прохода через нее электронагревателей 9 выполнены пазы 18, а для перекрытия этих пазов пластина 10 соединена с диском 19. Фактически пластина 10 и диск 19 в сборе являются верхним торцом вставки 6. В диске 19 имеются отверстия для прохода через них цилиндрических вертикальных частей электронагревательных элементов 9. В этих отверстиях установлены уплотнения 20, предназначенные для герметизации электронагревательных элементов в диске 19 и исключения проникновения среды из патрубка подвода 3 во вставку 6 через проходки электронагревательных элементов через диск 19. Крепление электронагревательных элементов 9 в крышке 5 корпуса 4 осуществляется при помощи муфт 21, вворачиваемых в крышку 5, и скоб 22, фиксирующих электронагревательные элементы в крышке 5. Муфты 21 дополнительно обеспечивают деформацию уплотнений 23, герметизирующих проходки для электронагревательных элементов в крышке 5. Такой метод крепления электронагревательных элементов в крышке корпуса нагревателя позволяет произвести его быструю разборку для контроля внутренней полости нагревателя и вставки и осуществить простым способом замену поврежденных электронагревательных элементов на новые.

Между верхним торцом вставки 6, образованным, как было указано выше, пластиной 10, диском 19 и крышкой 5 корпуса 4, имеется полость 24, соединенная с патрубком подвода 2. Эта полость, с одной стороны, обеспечивает растекание подаваемой через патрубок подвода среды по всей торцевой поверхности вставки и ее прохода в корпус 4 нагревателя по всему периметру зазора 8 между вставкой 6 и стенкой 7 корпуса, что способствует интенсивному снижению температуры снаружи стенки корпуса нагревателя 1. С другой стороны, эта полость 24 за счет нахождения в ней холодной среды предохраняет от перегрева концы электронагревательных элементов, выступающих из вставки 6 и проходящих в крышку 5 корпуса. Выполнение в крышке 5 корпуса конической расточки 25 снижает сопротивление проходу потока среды из патрубка подвода 2 в корпус 4 и обеспечивает его более равномерное растекание по всей торцовой поверхности вставки, а следовательно, равномерное распределение потока среды по периметру зазора 8 между корпусом и вставкой.

Для обеспечения отвода тепла от нижней торцовой пластины 11 вставки 6 и создания объема для размещения узла соединения патрубка 16 вставки с патрубком отвода 3 среды корпуса 4 между нижним торцом 26 корпуса 4 нагревателя 1 и нижней торцовой пластиной 11 вставки 6 образована полость 27. В этой полости происходит смешивание потока среды, проходящей через зазор 8, находящейся еще в относительно незначительно нагретом состоянии. Этот поток позволяет снимать часть тепла с нижней торцовой пластины 11 вставки. В этой же полости 27 частично расположен патрубок отвода среды из корпуса 4, что позволяет поддерживать на необходимом уровне температуру узла уплотнения 17 патрубка 16 вставки с патрубком отвода 3 корпуса 4.

Клеммные наконечники 28 электронагревательных элементов 9 соединяются с монтажными проводами (не показаны) и через клеммную коробку 29 соединяются с источником напряжения (не показан).

Процесс нагрева среды осуществляется в следующей последовательности. Среда (газ) через патрубок подвода 2 подается под давлением в полость 24. В этой полости газ равномерно растекается по всей торцовой поверхности вставки 6, чему способствует наличие конической расточки 25 в крышке 5 корпуса нагревателя. А это, в свою очередь, обеспечивает равномерное распределение потока газа по периметру зазора 8 между стенкой 7 корпуса и вставкой 6. Подаваемый через патрубок 2 газ имеет низкую температуру, что способствует поддержанию в заданном диапазоне температуры верхней торцовой пластины 10 вставки, диска 19 и предохраняет от перегрева концы электронагревательных элементов 9, выступающих из вставки 6 и проходящих в крышку 5 корпуса нагревателя. Поскольку площадь сечения зазора между обечайкой 12 вставки 6 и стенкой 7 корпуса 4 намного превосходит площадь сечения входа лабиринтного канала 14, то практически вся масса газа будет протекать через зазор 8 и только некоторая его часть непосредственно сразу поступит в лабиринтный канал 13. Протекая по зазору 8, газ будет снижать температуру стенки 7 корпуса 4. Далее газ через зазор 8 поступает в полость 27, находящуюся в нижней части корпуса нагревателя. Протекающий по зазору 8 газ имеет форму ламинарного потока, а в полости 27, в которой происходит смешивание потока, он приобретает начальную турбулентность. В силу этого в полости 27 происходит более интенсивный съем тепла с нижней торцевой пластины 11 вставки, а узел уплотнения 17 предохраняется от перегрева. Далее газ из полости 27 проходит через вход 14 в лабиринтный канал 13. На входе 14 встречаются два потока газа: холодный поток из полости 24 и частично нагретый поток из полости 27, что приводит к дополнительной турбулизации потока газа. Проходя по спиралевидному лабиринтному каналу, газ нагревается электронагревательными элементами 9, размещенными в этом канале. Поскольку лабиринтный канал 13 узок и имеет форму дуги, а электронагревательные элементы 9 имеют форму, отличную от дуги, то в месте расположения электронагревательных элементов в лабиринтном канале за счет неравномерного зазора между стенкой лабиринтного канала и частями электронагревательного элемента возникает дальнейшая турбулизация потока газа, которая обеспечивает более интенсивный съем тепла от электронагревательных элементов 9. При этом передача тепла газовому потоку происходит не только за счет контакта газового потока с электронагревательными элементами, но также за счет контакта турбулизированного потока газа с обечайкой 12 вставки 6, которая нагревается электронагревательными элементами. Поскольку турбулизированный поток газа находится в контакте с обечайкой более длительное время, чем в контакт с электронагревательными элементами, то в результате поток газа от контакта с обечайкой 12 дополнительно нагревается. Далее поток газа, нагретый до требуемой температуры, через выход 15 лабиринтного канала, патрубок 16 вставки 6 и патрубок отвода 3 корпуса нагревателя 1 направляется по трубопроводу к цеолитовому фильтру.

1.Нагреватель,содержащийснабженныйпатрубкамиподводаиотводасредыкорпусскрышкой,вставку,соосноустановленнуювнутрикорпуса,образующуюсостенкамикорпусазазор,иU-образныеэлектронагревательныеэлементы,отличающийсятем,чтовставкавыполненаввидеверхнейинижнейторцевыхпластининавитойпоспиралиобечайки,расположенноймеждуторцевымипластинамиисоединеннойсними,собразованиемлабиринтногоканала,входкоторогосоединенсвышеупомянутымзазороммеждустенкойкорпусаивставкой,авыходсоединенсрасположеннымпоцентрунижнейторцевойпластинывставкипатрубкомдляпроходасреды,состыкованнымспатрубкомотводасредыкорпуса,арасположенныевлабиринтномканалеэлектронагревательныеэлементызакрепленывкрышкекорпуса.12.Нагревательпоп.1,отличающийсятем,чтомеждуверхнимторцомвставкиикрышкойкорпусаобразованаполость,соединеннаясвходнымпатрубкомкорпуса.23.Нагревательпоп.1,отличающийсятем,чтонаторцекрышкикорпусасосторонывставкивыполненаконическаярасточка,образующаявходнойколлектордляпроходасредывовставку.34.Нагревательпоп.1,отличающийсятем,чтомеждунижнимторцомкорпусанагревателяинижнимторцомвставкиобразованзазордляпроходасредывлабиринт.45.Нагревательпоп.1,отличающийсятем,чтопатрубокотводасредыкорпусачастичнорасположенвзазоремеждунижнимторцомкорпусанагревателяинижнейторцевойпластинойвставки.5
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-2 из 2.
11.03.2019
№219.016.d8bf

Шиберная задвижка

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для перекрытия проемов значительных размеров. Шиберная задвижка содержит корпус, направляющие и запорный орган. Последний выполнен в виде комплекта стержневых элементов. Стержневые элементы связаны между собой с возможностью одностороннего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315220
Дата охранного документа: 20.01.2008
18.05.2019
№219.017.53fb

Способ изготовления рабочего колеса центробежного насоса

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при изготовлении насосов крупных размеров со сложной пространственной формой межлопастных каналов, в частности, главных циркуляционных насосов, применяемых в ядерных энергетических установках на атомных электростанциях....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002274509
Дата охранного документа: 20.04.2006
Показаны записи 1-10 из 28.
20.03.2014
№216.012.aca6

Устройство преобразования набегающего водного потока в электроэнергию

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии текущей среды в электрическую. Устройство преобразования набегающего водного потока в электроэнергию содержит судно, приводимое в движение гребным винтом, выполненное в виде катамарана, транспортер с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509913
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.03.2014
№216.012.ad54

Пенал для отработавшего ядерного топлива водо-водяного энергетического реактора ввэр-1000

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к средствам для хранения отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) реактора ВВЭР-1000, и предназначено для использования в стационарных хранилищах отработанного ядерного топлива на заводах по регенерации такого топлива или на АЭС. Пенал...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510087
Дата охранного документа: 20.03.2014
20.04.2014
№216.012.b93e

Способ оценки эффективности мануальной терапии больных после эндопротезирования тазобедренного сустава

Изобретение относится к медицине, ортопедии, оценке результатов мануальной терапии больных после эндопротезирования тазобедренного сустава. Проводят анализ рентгеновского изображения проксимальной трети бедра и клинического состояния пациента до и после лечения. По рентгеновскому изображению...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513150
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.10.2014
№216.012.fc17

Способ функционального восстановления мышц бедра и ягодичных мышц после эндопротезирования тазобедренного сустава

Изобретение относится к медицине. Способ включает мануальное вибрационное воздействие на пораженные мышцы. Воздействуют на участки, расположенные на поверхности бедра или ягодичной области, в области проекции брюшка пораженной мышцы. Воздействие проводят с частотой 120-180 колебаний в минуту, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530381
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.03.2015
№216.013.3533

Контактный аппарат для каталитического сжигания водорода технологических газов на атомной электростанции

Изобретение относится к ядерной энергетике, а именно к конструкции контактного аппарата для каталитического сжигания водорода на атомной электростанции. В устройстве днище внутреннего корпуса, для подвода по трубопроводу газовой смеси, вплотную соединено с днищем наружного корпуса, для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545103
Дата охранного документа: 27.03.2015
20.10.2015
№216.013.82af

Способ загрузки в ампулу пучка твэлов отработавшей двухпучковой тепловыделяющей сборки ядерного реактора и устройство для его осуществления

Изобретение относится к транспортировке для последующего хранения отработавшей тепловыделяющей сборки (ТВС) ядерного реактора. В способе загрузки в ампулу пучка твэлов отработавшей двухпучковой ТВС подачу ампулы под загрузку осуществляют с быстросъемным дистанционирующим кольцом. Кольцо...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002565058
Дата охранного документа: 20.10.2015
20.11.2015
№216.013.914e

Шахта стыковки камеры разделки отработавших твэлов с транспортным контейнером

Изобретение относится к атомной технике, в частности к устройствам отделения разделки отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) на АЭС. В шахте стыковки камеры разделки отработавших твэлов с транспортным контейнером установлена передаточная камера, выполненная в виде прямоугольной камеры с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002568814
Дата охранного документа: 20.11.2015
13.01.2017
№217.015.7d29

Устройство для измельчения компакт-дисков с конфиденциальной информацией

Изобретение относится к области техники утилизации твердых материалов и может быть использовано в устройствах для уничтожения и/или измельчения оптических CD и DVD компакт-дисков с записанной на них конфиденциальной информацией. Устройство для измельчения содержит электрический воспламенитель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600747
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.7e55

Устройство для измельчения компакт-дисков с конфиденциальной информацией

Изобретение относится к области техники утилизации твердых материалов и может быть использовано в устройствах для уничтожения и/или измельчения оптических CD и DVD компакт-дисков. Устройство для измельчения содержит корпус, блок подключения электродвигателя к сети переменного тока промышленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601065
Дата охранного документа: 27.10.2016
25.08.2017
№217.015.a36d

Ключ штифтовой с изменяемым кодом

Предложен ключ штифтовой с изменяемым кодом. Он состоит из корпуса с позиционирующим выступом, радиальных продольных отверстий с расположенными в них штифтами, фиксатора штифтов с конусом и осью, подпружиненной кнопкой, поворотных колец с вырезанными по внутренней поверхности ступенчатыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607173
Дата охранного документа: 10.01.2017
+ добавить свой РИД