Электрический парогенератор

Изобретение относится к генераторам пара с электрообогревом и может быть использовано для получения перегретого пара. Технический результат изобретения - увеличение температуры перегретого пара и уменьшение металлоемкости и габаритов парогенератора. Указанный технический результат достигается тем, что внутри корпуса парогенератора коаксиально установлена металлическая обечайка с отверстием для подачи воды, в которой помещен 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. 1 ил.

 

Изобретение относится к генераторам пара, а именно к парогенераторам с электрообогревом, и может быть использовано для получения перегретого пара.

Известен электродный паровой котел (А.С. СССР №1262186, МПК F22B 1/30, БИ №37, 1985). Он представляет собой корпус, снабженный крышкой и патрубками подвода воды и отвода пара. В его полости выполнена опорная перегородка и размещены нагревательные электроды, последовательно электрически подключенные к спиральным пароперегревательным элементам. Кроме того, в полости выполнена поперечная перегородка, на которой верхней частью закреплены цилиндрические оболочки с тангенциальными пароподводящими патрубками в нижней части. При этом пароперегревательные элементы соосно установлены в полостях указанных оболочек, а поперечная перегородка размещена в корпусе под патрубком отвода пара, причем в крышке корпуса выполнен зигзагообразный сквозной канал, подключенный соответственно к патрубку подвода воды и к полости корпуса.

К недостаткам данного устройства можно отнести малую поверхность перегрева пара, происходящего путем контакта пара с пароперегревательными элементами.

Известна нагревательная установка (А.С. СССР №680737, МПК F22B 1/28, БИ №31, 1979). Она содержит корпус, сообщенный в нижней части с источником воздуха, а в верхней - с потребителем паровоздушной смеси. Внутри корпуса размещены электронагреватели в виде змеевиков, внутри которых установлены испарители, выполненные в виде перекрытых решетками обечаек, заполненных зернистой насадкой. Эти насадки подключены к источнику воды со стороны упомянутых решеток, которые расположены под зернистой насадкой, а корпус между испарителями дополнительно заполнен теплоаккумулирующей засыпкой.

Недостатком данной установки является отсутствие пароперегревающей части, что не позволяет получать перегретый пар с высокой температурой.

Известен электрический парогенератор (патент РФ №2129233, МПК 6 F22B 1/28, 1/30, 1996. Прототип). Он содержит корпус цилиндрической формы, в котором размещены электрические нагреватели, система подачи воды и пароперегреватель. Электронагреватели выполнены с базальтовым волокном и установлены внутри корпуса с помощью талей по двум окружностям в металлических трубах, открытых сверху и приваренных к верху и ко дну корпуса. Система подачи воды состоит из двух колец труб, размещенных внутри корпуса снизу или сверху с приваренными к ним вертикальными трубами, снабженными форсунками-распылителями, рассредоточенными на нескольких уровнях и направленными на трубы с электронагревателями. Пароперегреватель снабжен трубами, расположенными горизонтально на пути пара с установленными в них электронагревателями.

Недостатки парогенератора по патенту РФ №2129233: высокие затраты электроэнергии на производство перегретого пара и большая его металлоемкость и габариты.

Поставлена задача увеличить испарительную и пароперегревающую поверхность электрического парогенератора и снизить его металлоемкость и габариты.

Поставленная задача решена следующим образом. В соответствие с прототипом электрический парогенератор представляет 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 помещен 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.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена конструкция электрического парогенератора.

Парогенератор выполнен в виде цилиндрического корпуса 1 из нержавеющей стали. В верхней части корпуса 1 вмонтирован питательный штуцер 2, а в нижней части корпуса - игольчатый вентиль 3. В корпусе 1 коаксиально расположена обечайка из нержавеющей стали. В нижней части обечайки 4 соосно с игольчатым вентилем 3 имеется подпиточное отверстие 5. На дне обечайки 4 закреплен дистанционирующий изолятор-подставка 6, на который опирается электрический нагреватель 7. Витки электрического нагревателя изолированы друг от друга фильтром 8, служащим и электрической изоляцией. Концы спиралей образуют тоководы 9, выведенные наружу через стенку выходного пароотводящего патрубка 10, приваренного в верхней части обечайки 4 и имеющего диаметр, равный диаметру электрического нагревателя 7. Полость электрического нагревателя заполнена термостойким гранулированным материалом, образующим пароперегреватель 11. Кольцевой зазор между стенкой обечайки 4 и поверхностью электрического нагревателя заполнен термостойким гранулированным материалом и образует испаритель 12. Кольцевой зазор между корпусом 1 и обечайкой 4 образует экономайзер 13 устройства.

Работа электрического парогенератора осуществляется следующим образом. Через питательный штуцер 2, при закрытом игольчатом вентиле 3, перекрывающем подпиточное отверстие 5 испарителя 12, производится заполнение экономайзера 13 парогенератора сетевой водой. К тоководам электрического нагревателя 7 подается напряжение, в результате чего производится разогрев гранулированного материала в пароперегревателе 11 и испарителе 12, и за счет теплообмена через стенку обечайки 4 - подогрев воды в экономайзере 13. Температуры разогрева отдельных элементов контролируются датчиками. Открывая игольчатый вентиль 3, тем самым увеличивая проходное сечение подпиточного отверстия 5, подогретая питательная вода из экономайзера 13, подпираемая давлением сетевой воды, попадает в нижнюю часть раскаленного испарителя 12. Использование водонепроницаемого и в то же время паропроницаемого термоустойчивого материала, являющегося изолятором между витками спиралей электрического нагревателя 7 и одновременно - фильтром 8 между испарителем 12 и пароперегревателем 11, не позволяет питательной воде попадать в пароперегреватель 11, а вынуждает ее преодолевать гидравлическое сопротивление засыпки гранулированного материала испарителя 12 до тех пор, пока она не превратится в пар. Получающийся пар проникает через фильтр 8 в пароперегреватель 11, где, преодолевая гидравлическое сопротивление раскаленного гранулированного материала, перегревается. Для того чтобы пар из пароперегревателя 11 не проникал через фильтр 8 обратно в испаритель 12, плотность засыпки гранулированного материала в испарителе 12 выше, чем в пароперегревателе 11, что создает необходимую разницу в гидравлических сопротивлениях.

Увеличение испарительной и пароперегревающей поверхностей достигается за счет использования гранулированного материала, накаляемого теплом электрического нагревателя, посредством чего теплообмен осуществляется на поверхности гранул, составляющей 5000 м² в 1 м³ объема парогенератора. Габариты парогенератора снижаются вследствие совмещения его экономайзера, испарителя и пароперегревателя в одном корпусе.

Технический результат изобретения - увеличение температуры перегретого пара и уменьшение металлоемкости и габаритов парогенератора.

Электрический парогенератор, представляющий собой корпус цилиндрической формы, снабженный системой подачи воды, электрическим нагревателем и пароперегревателем, отличающийся тем, что 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.