[發明專利]一種基于同心套管的中頻熔鹽電加熱裝置

在審

• 申請號: 201710679279.4
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107517508A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 馬重芳;吳玉庭;張曉明;李小麗
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H05B6/36
• 分類號: H05B6/36;H05B6/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 張立改

技術領域：

本發明提供了一種同心套管的中頻熔鹽電加熱裝置，以解決熔鹽蓄熱工程中的電加熱問題，屬于熔鹽蓄熱供熱技術領域。

背景技術：

推進北方地區冬季清潔取暖，關系北方地區廣大群眾溫暖過冬，關系霧霾天能不能減少，是能源生產和消費革命、農村生活方式革命的重要內容。要按照企業為主、政府推動、居民可承受的方針，宜氣則氣，宜電則電，盡可能利用清潔能源，加快提高清潔供暖比重。利用低谷電加熱熔鹽蓄熱供暖，，是對應時局的應對方案。熔鹽電加熱設備是利用低谷電加熱熔鹽蓄熱的關鍵技術。

傳統的中頻加熱器采用的是單層加熱管，為保證熔鹽升高到預定的溫度，又受最高熱流密度和最低流速的限制，會布置較長的電加熱管路。采用同心套管結構，熔鹽在環形空間內流動，可以在保證熔鹽升高相同的溫度，相同的管壁熱流密度和傳熱系數的情況下，縮短電加熱器的長度，節省占地面積。

發明內容：

本發明的目的在于設計一種同心套管的中頻熔鹽電加熱裝置，該熔鹽電加熱器是一種基于中頻加熱原理的熔鹽管道加熱器，采用非接觸式加熱方式，故可以有效的保護電加熱器以及設備的正常運行。同時采用環形管束的布置方式，可以有效的提高加熱效率。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案為利用中頻電源進行管道內熔鹽加熱的裝置。該加熱器包括控制器(1)、中頻電源(2)、感應線圈(3)、環形同心加熱套管(4)，如圖1所示，控制器(1)與中頻電源(2)連接，中頻電源(2)與感應線圈(3)連接，感應線圈(3)以一定的匝數螺旋纏繞在環形同心加熱套管(4)的外表面，用于對環形同心加熱套管(4)的加熱；環形同心加熱套管(4)為：兩個直徑不同的同心管套在一起，兩管壁之間為環狀空隙結構，熔鹽在此環狀空隙結構種被加熱、流動；最內同心管的管腔內可填充保溫材料。

控制器(1)主要用于包括功率、溫度監測和其他控制。分別用于裝置功率、線圈溫度、同心加熱套管溫度和管內熔鹽溫度進行監測和調控。

中頻電源(2)是電力變頻裝置，可將三相工頻電源轉變為單相中頻電，為感應線圈(3)提供電力輸入。

感應線圈(3)是是由空心銅制感應線繞制而成線圈。線圈繞于環形同心加熱套管(4)外側。當感應線圈內通入電流時，由于電磁感應原理，在繞制線圈部分環形同心加熱套管(4)金屬管壁發熱，并加熱管道內流動的熔鹽介質。

環形同心加熱套管(4)為該裝置的核心裝置，采用兩根不同直徑的金屬管道按固定直徑制成套管。熔鹽在套管中間間隙流動，并與管壁換熱。套管具體尺寸視電加熱器的具體容量而定。

環形同心加熱套管(4)的環形空隙內還可安裝或設有環內扭轉帶(5)，環內扭轉帶(5)為金屬材質，其目的是增加熔鹽流動過程中撓動，同時增加熔鹽在管內的流程，從而提高裝置的換熱效果。環內扭轉帶(5)為螺旋結構，繞著環形空隙進行螺旋，環內扭轉帶(5) 固定在同心外管的內壁上；環內扭轉帶(5)可為一連續整個螺旋結構，或為中間具有斷開縫隙的分段式的螺旋結構；管內扭轉帶為帶狀結構，帶垂直于同心外管內壁，與同心內管外壁之間有空隙。

與現有加熱技術相比，本發明具有如下優勢：

(1)把中頻電加熱技術應用于熔鹽電加熱，與現有的接觸式加熱相比，中頻加熱由于線圈與加熱體不直接接觸，大大降低了漏電等危險，提高了裝置的安全性。

(2)該發明中涉及到的基于同心套管的中頻熔鹽電加熱裝置的核心是同心加熱套管4。該加熱器的結構形式與其他感應式熔鹽電加熱裝置相比，可以大大的增加受熱面的面積，解決了單管感應電加熱裝置中，熔鹽無法帶走管壁高溫而造成燒管的危險，提高了裝置的換熱效率，從而節省占地面積。

附圖說明：

圖1為基于同心套管的中頻熔鹽電加熱裝置的示意圖。

圖2帶有環內扭轉帶的同心加熱套管結構示意圖；

圖中：1、控制器；2、中頻電源；3、感應線圈；4、同心加熱套管；5、環內扭轉帶。

具體實施方式：

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明，但本發明并不限于以下實施例。

實施例1

動力電源通過中頻電源2，將三相工頻電流整流為單相中頻電流，并加載到感應線圈3。根據電磁感應原理，可以在同心加熱套管4中各管道壁面產生熱使管道溫度升高。當熔鹽從同心加熱套管4內流過，與壁面換熱溫度升高，達到加熱熔鹽的目的。控制器1用于控制裝置功率和必要的溫度保護等

一種基于同心套管的中頻熔鹽電加熱裝置，該裝置包括控制器1、中頻電源2、感應線圈3、同心加熱套管4。其特征在于利用同心加熱套管4作為加熱體對管束內流動的熔鹽進行加熱。