[发明专利]气体电加热器

说明书

技术领域

本发明涉及闭式热力系统循环技术领域，尤其涉及一种高压气体对流式气体电加热器。

背景技术

工业电炉一般用来加热制品和工件，热交换器实现的是两种流动介质间或一种流动介质与热源间的热量传递。工业电炉和热交换器广泛应用于工业生产/试验、科学实验/试验中，如冶金、机械、能源、动力、电气等行业。在闭式热力系统循环研究和试验中，如核反应堆堆芯、电站锅炉、气体/燃气透平系统中的燃烧器等，由于实际热源的经济性、可调控性和安全性等问题，常常需要采用电热源来模拟实际热源。这类电加热器除了满足一般工业电炉和热交换器规范和要求外，还需要兼顾所模拟系统的要求，如密封性、安全性、运行可靠性等要求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提高气体电加热器的气体密封性、电气安全性、以及运行可靠性。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种气体电加热器，该气体电加热器包括：承压壳体；进口空腔，置于所述承压壳体内的一端，与所述承压壳体上的进口管嘴相连；出口空腔，置于所述承压壳体内的另一端，与所述承压壳体上的出口管嘴相连；发热体，连接于所述进口空腔与所述出口空腔之间，用于加热从所述进口管嘴进入所述进口空腔并穿过发热体的气体；引电区，位于所述承压壳体内进口空腔一侧；电气贯穿件，从所述引电区引出，一端与所述发热体相连，一端连接外部电源。

其中，该气体电加热器还包括：保温结构，设置于所述发热体与所述承压壳体之间。

其中，该气体加热器还包括：保温隔层，其位置位于所述进口空腔与所述引电区之间。

其中，所述发热体由多个相同的模块式组件和对应的发热体引电电极组装而成，所述多个模块式组件在气路上并联连接，电气连接采用任意拓扑连接方式，所述模块式组件包括：管状加热元件，若干所述管状加热元件彼此平行地设置在套筒内，并穿过等间距设置于所述套筒内的绝缘件，两端与电极相连。

其中，所述发热体引电电极与所述电气贯穿件相连。

其中，单个所述模块式组件的功率范围为1.0KW-100KW。

其中，管状加热元件为直管形或螺旋管形。

其中，所述管状加热元件为镉镍合金、铁镉镍、或铁铬铝合金材料。

其中，所述保温结构包括：填充于压力壳内壁与热袖之间的环形空间的保温材料，所述保温材料通过焊接于所述压力壳内壁的锥形筒支撑。

其中，所述保温材料采用耐火陶瓷纤维，其充填密度范围为160kg/m³-400kg/m³。

(三)有益效果

本发明的气体电加热器可有效地解决气体的密封性、电气安全性、电磁屏蔽性、大电流引出等相关问题。具体优点在于：

1、模块式组件结构使该气体电加热器便于维修和部件更换；

2、模块式组件独立的电气封装减少了漏电的可能性；

3、组件内加热元件的并联连接和组件的电气封装避免了短路现象；

4、模块式组件的电气封装和发热体双向电流设计避免电磁干扰发生；

5、多重热屏蔽使该气体电加热器的热效率不小于95％；

6、合理的空间布置，可保持引电区不受进口高温气流的影响。

附图说明

图1为依照本发明一种实施方式的气体电加热器结构图；

图2为依照本发明一种实施方式的气体电加热器的模块式组件内部结构示意图；

图3为依照本发明一种实施方式的气体电加热器的保温材料支撑示意图。

具体实施方式

本发明提出的气体电加热器，结合附图和实施例详细说明如下。

本发明的气体电加热器为高压气体对流式电阻型气体电热交换器，其具有工业电炉和热交换器的特征。可实现的功率范围从1.0MW到10MW之间。如图1所示，该电气体加热器包括：承压壳体1、保温结构5、发热体4、电气贯穿件11、引电区12以及气体进出管嘴等组成，放置方式可为立式或卧式，如图1所示，本实施方式的气体电加热器立式布置在气体流动方向(X)上。