04.10.2019
219.017.d213

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к быстродействующим парогенераторам, предназначенным для генерирования водяного пара с электрообогревом, и может быть использовано для получения перегретого пара. Электрический парогенератор содержит корпус, выполненный в виде основания, имеющего форму трубы, на внешней поверхности которой выполнены кольцевые и винтовые каналы, и напрессованной на основание имеющей форму трубы крышки, и тепловой электрический нагреватель, установленный внутри основания с минимальными зазорами. Технический результат – уменьшение габаритов электрического парогенератора, повышение температуры и давления перегретого пара при снижении расхода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно, к быстродействующим парогенераторам, предназначенным для генерирования водяного пара с электрообогревом, и может быть использовано для получения перегретого пара.

Известна парогенераторная установка [Патент РФ №2105926, F22B 1/30, 06.02.1996], содержащая паровой котел с электронагревателем и трубопроводами подвода воды и отвода пара, питающий насос и магниты для осаждения солей. Кроме того, она снабжена струйным насосом, установленными в трубопроводе подвода воды, и циркуляционным трубопроводом, сообщающим донную часть полости котла с камерой смешивания струйного насоса, при этом в циркуляционном трубопроводе установлены фильтрующие элементы.

Недостатком этого устройства является, то, что оно вырабатывает насыщенный водяной пар, а также имеет значительные габариты и металлоемкость, приводящие к большим тепловым потерям, результатом чего является низкий К.П.Д. установки.

Известен также электрический парогенератор перегретого водяного пара [патент РФ №2324859, F22B 1/28, 04.12.2006], представляющий собой корпус цилиндрической формы, снабженный системой подачи воды, электрическим нагревателем и пароперегревателем. Согласно изобретению в корпусе парогенератора коаксиально установлена металлическая обечайка с отверстием для подачи воды, в которой размещен электрический нагреватель, выполненный в виде двух параллельно навитых нихромовых спиралей, разделенных фильтром, при этом полость внутри электрического нагревателя и пространство между стенками обечайки и электрическим нагревателем заполнены термостойким гранулированным материалом.

Недостаток этого устройства в том, что у него большие габаритные размеры по отношению к нагревательному элементу, что приводит к тепловым потерям, и, как следствие, к снижению К.П.Д.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков является нагреватель-теплообменник [Патент РФ №2398161, F24H 1/20, F22B 1/28, 27.04.2009], содержащий крепежный фланец, пустотелую стойку, спирально расположенные по периферии трубки, тепловой электрический нагреватель и электроконтакты. Диаметр трубок уменьшается к верхней их части. Трубки расположены в цельнолитом корпусе вокруг нагревателя.

Недостатком этого устройства является то, что у него большие габаритные размеры по отношению к нагревательному элементу, приводящие к повышенным тепловым потерям, а отсюда, и к снижению К.П.Д. Кроме того для выработки перегретого водяного пара в этом устройстве не предусмотрена паросепарация.

В основу изобретения положена задача создания компактного электрического парогенератора, имеющего высокий К.П.Д., способного выдавать перегретый пар с высокой температурой и давлением на очень маленьком расходе и в широких пределах.

Поставленная задача решается тем, что в парогенераторе перегретого водяного пара тепловой электрический нагреватель установлен внутри имеющего форму трубы основания, в теле которого, со стороны внешней поверхности, для подачи воды под давлением выполнены винтовые и кольцевые каналы.

Согласно изобретению, электрический парогенератор содержит корпус, выполненный в виде основания, имеющего форму трубы, на внешней поверхности которой выполнены кольцевые и винтовые каналы, и напрессованной на основание имеющей форму трубы крышки, на противоположных концах которой установлены штуцер для подачи воды под давлением и штуцер для выхода перегретого пара, и тепловой электрический нагреватель, установленный внутри корпуса.

Согласно изобретению, кольцевые каналы выполнены как на концах основания, так и в середине на равных расстояниях друг от друга, а винтовой канал соединяет кольцевые каналы, причем направление движения винтового канала после прохождения каждого кольцевого канала меняется на противоположное, а вход и выход винтового канала не совпадают.

Согласно изобретению, трубчатый ТЭН, имеющий длину равную длине основания, установлен во внутреннем пространстве основания таким образом, что наружный диаметр основания отличается от поперечного размера ТЭНа только толщиной стенки основания.

Согласно изобретению, внутреннее пространство основания заполнено для лучшей теплоотдачи периклазом (микропорошок оксида магния) электротехническим DM-1. Внутреннее пространство основания может быть заполнено различными теплопроводящими материалами, например, песок, микропорошки керамики. Внутреннее пространство основания может быть заполнено воздухом.

Сущность технического решения поясняется рисунками.

Общий вид устройства - фиг.1.

Вид устройства с частично удаленными деталями - фиг.2.

Внешний вид основания - фиг.3.

Где: 1 - основание; 2 -крышка; 3 - винтовые каналы; 4 - кольцевые каналы; 5 - тепловой электрический нагреватель (ТЭН); 6 - штуцер для подачи воды под давлением; 7 - штуцер для выхода перегретого пара; 8 - внутреннее пространство основания; 9 и 10 - торцевые крышки; 11 - электрические контакты ТЭНа.

Заявляемое устройство состоит из основания 1 и крышки 2, напрессованной на основание 1. На основании 1 выполнены кольцевые каналы 4 и винтовые каналы 3. Кольцевые каналы выполнены как на концах основания 1, так и в середине. Причем минимальное количество кольцевых каналов - три: два на концах основания, один - в центре. Кольцевые каналы выполнены на равных расстояниях друг от друга. Винтовой канал соединяет кольцевые каналы, причем направление движения винтового канала после прохождения каждого кольцевого канала меняется на противоположное, а вход винтового канала в кольцевой и выход из него не совпадают. Внутри основания 1 размещен трубчатый тепловой электрический нагреватель (ТЭН) 5, имеющий длину равную длине основания. На крышке 2 установлены штуцер 6 для подачи воды под давлением и штуцер 7 для выхода перегретого пара. Внутреннее пространство 8 основания 1 закрыто с обеих сторон крышками 9 и 10. В крышке 9 выполнены отверстия для вывода электрических контактов 11 трубчатого ТЭНа 5. Пространство между трубками ТЭНа и внутренней поверхностью основания заполнено периклазом электротехническим.

В заявленном устройстве используют трубчатый тепловой электрический нагреватель (ТЭН), который установлен во внутреннем пространстве основания с минимальными зазорами.

Наружный диаметр основания достаточно мал, и отличается от поперечного размера ТЭНа только размером стенки. Поперечный размер ТЭНа равен двум диаметрам трубки ТЭНа. Диаметр крышки увеличивается только на толщину стенки крышки. Очевидно, что диаметр цельнолитого корпуса прототипа с залитыми в нем спиральными трубками всегда будет больше диаметра двух труб напрессованных друг на друга.

Длина парогенератора не лимитируется, поскольку здесь работает единичная длина ТЭНа, основания и крышки. Устройство может быть многосекционным, в котором секции соединены своими пустотелыми каналами последовательно. Устройство имеет очень хорошую теплоизоляцию.

В таком устройстве не требуется паросепаратор, так как движение водопаровой смеси в такой конфигурации меняет направление при переходе каждого кольцевого канала (количество кольцевых каналов и между них винтовых может быть любым). Кольцевые каналы задерживают капельки воды, поскольку они имеют гораздо большую плотность и будут двигаться по инерции, в то время как пар будет двигаться далее в противоположном направлении, что создает эффект паросепарации.

Все вышеперечисленные факторы обеспечивают компактность устройства, то есть его малые габариты, снижающие тепловые потери, а отсюда повышается К.П.Д.

Такой парогенератор способен выдавать перегретый пар с различными параметрами в широких пределах по температуре (от температуры кипения до 800°С) и давлению до 100 атмосфер при очень маленьких расходах (не более 2 л/час). Способность выдавать пар с указанными параметрами достигается за счет конструктивных параметров устройства и источника тепловой энергии, установленного внутри него. А именно, параметры выдаваемого пара зависят от габаритов устройства (длина внутреннего канала), материала стенок парогенератора и мощности ТЭНа.

Устройство работает следующим образом.

На электрические контакты 11 ТЭНа 5 подают напряжение 220 В. Устройство прогревается. Далее в штуцер 6 от питательного насоса подают дистиллированную воду под давлением. Проходя по полым каналам, вода закипает, а пар перегревается и выходит из штуцера 7.

В рамках экспериментальных исследований электрический парогенератор средней потребляемой мощности 1,5 кВт использовался для работы горелочного устройства с принудительной подачей перегретого водяного пара в зону реакции горения. В экспериментах использовался водяной пар со следующими параметрами: температура до 550°С, давление до 1,5 МПа, массовый расход до 1,6 кг/ч. Парогенератор состоял из трех последовательно соединенных нагревательных секций. Каждая секция представляет собой конструкцию труба в трубе с наружным диаметром внешней трубы 38 мм и длиной 0,5 м. Внутри внутренней трубы был установлен трубчатый электрический нагреватель U-образной формы (максимальная мощность 700 Вт). Пространство между нагревателем и стенкой трубы было заполнено периклазом DM-1 для увеличения теплопередачи. В стенке каждой внутренней трубы по всей длине выполнены по спирали закрытые паровые каналы прямоугольного поперечного сечения (4×2 мм) и длиной 6 м (для каждой секции). Снаружи трубы были теплоизолированы. На поверхности каждой секции были установлены контрольные датчики температуры. Перед запуском устройства парогенератор был опрессован давлением 50 атмосфер.

В рамках исследования было выбрано шесть расходов перегретого водяного пара F и для каждого значения расхода варьировалась температура в диапазоне 150-550°C с шагом около 100°С. Режимные параметры приведены в Таблице 1.

Давление пара в зависимости от значений F и TS составляло от 0,15 до 0,9 МПа, перегрев пара Ts-Tb достигал 400°С.


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПАРОГЕНЕРАТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 90.
27.07.2013
№216.012.5916

Способ сепарации низкокипящего компонента из смеси паров и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к нефтяной, газовой отраслям промышленности и может быть использована при разделении углеводородных смесей и сжиженных газов. Согласно способу сепарации низкокипящего компонента из смеси паров смесь подают в состоянии пароконденсата и закручивают внутри вертикальной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488427
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5dd6

Конденсационная котельная установка (варианты)

Изобретение относится к энергетике. Конденсационная котельная установка включает паровой котел с основным и байпасным газоходами, водяной экономайзер (ЭВ), конденсационный теплообменник-утилизатор теплоты продуктов сгорания топлива (КТУ), дымосос и дымовую трубу, а также поверхностный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489643
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.11.2013
№216.012.7f86

Способ бесконтактной оптико-лазерной диагностики нестационарных режимов вихревых течений и устройство для его реализации

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет исследовать потоки жидкости и газа. Изобретение основано на совместном использовании ЛДА и PIV. Устройство включает импульсный лазер с энергией импульса не менее 120 мДж, частотой срабатывания не менее 16 Гц, две CCD камеры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498319
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8dee

Способ экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов и мусоросжигательный завод для его осуществления

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Мусоросжигательный завод состоит из бункерного блока, блока сжигания ТБО во вращающейся печи барабанного типа, блока дымоочистки, блока водоподготовки и утилизации тепла, блока утилизации золы, который содержит плавильный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502017
Дата охранного документа: 20.12.2013
20.12.2013
№216.012.8def

Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов

Изобретение относится к области сжигания отходов или низкосортных топлив. Комплексная районная тепловая станция для экологически чистой переработки твердых бытовых отходов с производством тепловой энергии и строительных материалов содержит 2 цеха: мусоросжигающий цех (МСЦ) и теплоцех, причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502018
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.01.2014
№216.012.9d33

Трансформаторный плазматрон низкого давления для ионно-плазменной обработки поверхности материалов

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к трансформаторным плазмотронам низкого давления, и может быть использовано в микроэлектронике для обработки полупроводниковых материалов (плазменное травление, оксидирование, очистка поверхности и т.д.), осаждения тонких пленок, в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505949
Дата охранного документа: 27.01.2014
10.02.2014
№216.012.9f7d

Оптический способ измерения мгновенного поля толщины прозрачной пленки

Способ может быть использован для бесконтактных, непрерывных измерений толщин прозрачной пленки. Способ включает направленное воздействие лучей света на пленку, их полное внутреннее отражение на границе раздела сред и последующую обработку отраженного света. Источник света помещают над пленкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506537
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a2fb

Инжектор для криогенной жидкости

Изобретение относится к области криогенной и вакуумной техники и касается устройств дозированной выдачи криогенной жидкости в технологические зоны с высоким и сверхвысоким давлением. Инжектор криогенной жидкости включает узел ввода криогенной жидкости, криорезервуар и узел вывода криогенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507438
Дата охранного документа: 20.02.2014
10.04.2014
№216.012.afd9

Система охлаждения светодиодного модуля

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано при конструировании эффективных систем охлаждения модулей мощных светодиодов. Технический результат - обеспечение высокоэффективного отвода тепла от расположенных на поверхности модуля полупроводниковых светодиодов при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510732
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b21e

Дезинтегратор для помола угля

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для помола угля в установках глубокой переработки угля в другие виды топлива. Дезинтегратор для помола угля содержит корпус 1, два вращающихся в противоположных направлениях и жестко закрепленных на полых горизонтальных валах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511314
Дата охранного документа: 10.04.2014
Показаны записи 1-9 из 9.
20.05.2014
№216.012.c482

Горелочное устройство

Изобретение относится к энергетике. Горелочное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, соединенного с паровой форсункой и непосредственно соединенного с бачком-испарителем, нижняя...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516065
Дата охранного документа: 20.05.2014
20.07.2014
№216.012.e1cd

Горелочное устройство

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит расположенные соосно корпус, парогенератор водяного пара, установленный в корпусе и состоящий из бачка-испарителя, паросепаратора, выполненных в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523591
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.04.2016
№216.015.2d94

Горелочное устройство

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим при горении перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит корпус с топкой. В корпусе размещен парогенератор перегретого водяного пара, а в дне топки установлена форкамера. Парогенератор состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579298
Дата охранного документа: 10.04.2016
27.05.2016
№216.015.42c6

Вихревая топка

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к топочным устройствам, работающим, в том числе, на низкосортном пылеугольном топливе, и может быть использовано в котельных установках на тепловых электростанциях. Вихревая топка содержит горизонтальную вихревую камеру горения с направляющим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585347
Дата охранного документа: 27.05.2016
10.05.2018
№218.016.397f

Горелочное устройство

Изобретение относится к области энергетики, в частности к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит цилиндрический корпус, пароперегреватель, установленный на корпусе, распылительную паровую форсунку, топливопровод,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647172
Дата охранного документа: 14.03.2018
25.01.2019
№219.016.b41e

Горелочное устройство

Изобретение относится к теплоэнергетике. Горелочное устройство содержит корпус, камеру газогенерации с соплом и воздухоподводящими отверстиями, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из бачка-испарителя, паропровода и паровой форсунки, размещенной в камере газогенерации соосно с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678150
Дата охранного документа: 23.01.2019
08.04.2019
№219.016.feaa

Паромасляное горелочное устройство

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит цилиндрический корпус в виде стакана, установленного так, что его ось перпендикулярна горизонту, паровую форсунку для подачи перегретого водяного пара...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684300
Дата охранного документа: 05.04.2019
10.11.2019
№219.017.dfca

Автономное горелочное устройство длительного действия

Изобретение относится к области энергетики. Автономное горелочное устройство длительного действия содержит корпус в форме стакана, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из трех блоков, а именно бачка-испарителя в виде кольцевой камеры, паросепаратора в виде кольцевой камеры и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705494
Дата охранного документа: 07.11.2019
10.11.2019
№219.017.e03f

Пусковое горелочное устройство

Изобретение относится к области энергетики. Пусковое горелочное устройство содержит корпус, парогенератор водяного пара, состоящий из установленных соосно и соединенных между собой трубками бачка-испарителя и паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705495
Дата охранного документа: 07.11.2019