ЭЛЕКТРОДНЫЙ КОТЕЛ Российский патент 1997 года по МПК F22B1/30 

Изобретение относится к электродным котлам для выработки насыщенного водяного пара.

Известны электродные котлы, содержащие цилиндрический металлический корпус, установленную по его вертикальной оси трубу с заглушенным основанием и расположенным выше уровня котловой воды верхним срезом, причем внутренняя поверхность корпуса и наружная поверхность трубы снабжены изоляторами, и фазные электроды пластичной формы, радиально расположенные в кольцевом пространстве между трубой и корпусом [1]
Недостаток известного электродного котла заключается в возможности пробоя высокого напряжения на корпус или центральную трубу через микротрещины в изоляции, которые могут появиться в процессе эксплуатации; еще один недостаток известной конструкции заключается в неорганизованности циркуляционных потоков котловой воды и связанной с этим неустойчивостью локального солесодержания и проводимости котловой воды, гидродинамики пароводяных объемов, а следовательно, и работы котла.

Кроме того, в известной конструкции требуется электроизоляция значительных поверхностей, особенно при больших мощностях котла, а наличие узких щелей между изоляцией и корпусом может привести к интенсивной щелевой коррозии поверхности корпуса.

Целью изобретения является повышение надежности электродного котла при высоком напряжении электросети.

Задачами изобретения являются: обеспечение минимального объема применения электроизоляционных материалов для внутрикорпусных устройств; исключение возможности пробоя (короткого замыкания) питающего напряжения на корпус; организация устойчивой естественной циркуляции котловой воды в зоне размещения электродов и достижение равномерной паровой нагрузки зеркала испарения над электродами.

Технический результат изобретения электродный котел с устойчивой естественной циркуляцией и равномерной паровой нагрузкой при минимальном объеме применения электроизоляционных материалов.

Устройство, согласно изобретению, отличается тем, что электроды размещены через равные промежутки с чередованием фазных и нулевых электродов, причем нулевые электроды по внешней образующей электрически присоединены к корпусу или защитной обечайке, закрепленной на корпусе, а фазные электроды установлены с зазором по отношению к защитной обечайке и объединены в верхней части в группы с помощью перемычек, которые присоединены к соответствующим токовводам. Кроме того, электроды в нижней их части зафиксированы в пластинах из изолирующего материала, образующих каналы для подвода котловой воды в межэлектродное пространство. Питательную воду подают в центр корпуса и раздают через равномерно перфорированный коллектор на уровне нижних кромок электродов.

На фиг. 1 и фиг. 2 показаны вертикальный и поперечный разрезы электродного котла.

Электродный котел содержит корпус 1, установленный на опорах 2 и снабженный люком-лазом 3, патрубками отвода пара 4, подвода питательной воды 5, отбора проб 6, подсоединения уровнемеров 7, токовводов 8, защитную обечайку 9 с прикрепленными к ней нулевыми электродами 10, фазные электроды 11, объединенные в группы A, B, C перемычками 12 и подсоединенные к токовводам 8. Дистанционирующие элементы 13 крепятся к опорным элементам 14 и вместе с ними образуют каналы 15 подвода котловой воды в межэлектродные промежутки 16. Для отпуска отсепарированной воды служат внутренний и наружный каналы 17 и 18, образующиеся между электродами в центральной части электродного котла и между фазными электродами 11 и защитной обечайкой 9.

Электродный котел работает следующим образом.

После заполнения котловой водой и подачи электрического напряжения на токовводы 8 вода в межэлектродных промежутках 16 нагревается за счет прямого нагрева током и начинает кипеть. За счет движущего напора паро-водяной смеси в промежутках 16 паро-водяная смесь движется вверх, где сепарируется в паровом объеме, пар отводится через патрубок 4, а сепарат по каналам 15 вновь поступает в межэлектродные промежутки 16. Питательная вода подводится в центр котла на уровне нижних кромок электродов. Низкое гидравлическое сопротивление циркуляционного контура котла способствует высокой кратности циркуляции котловой воды (К 150-170), хорошему перемешиванию котловой и питательной воды, выравниванию ее солесодержания и электропроводимости в водном объеме, что в конечном итоге способствует устойчивости процессов нагрева и парообразованию в межэлектродных промежутках котла, равномерности нагрузки зеркала испарения и повышению надежности агрегата в целом.

Изменение паропроизводительности котла может осуществляется как за счет изменения величины питающего напряжения, так и за счет изменения величины электропроводимости или уровня в нем котловой воды.

Использование: в электродных котлах для получения насыщенного водяного пара. Сущность изобретения: в электродном котле, содержащем цилиндрический металлический корпус, радиально расположенные электроды пластинчатой формы и защитную обечайку, электроды размещены через равные промежутки с чередованием фазных и нулевых электродов, причем нулевые электроды по внешней образующей присоединены к защитной обечайке, закрепленной на корпусе, а фазные электроды установлены с зазором по отношению к ней и объединены в верхней части с помощью перемычек в группы, которые присоединены к соответствующим токовводам. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электродный котел, содержащий цилиндрический металлический корпус, радиально расположенные электроды пластинчатой формы, отличающийся тем, что электроды размещены через равные промежутки с чередованием фазных и нулевых электродов, причем нулевые электроды электрически присоединены к корпусу, а фазные электроды установлены с зазором по отношению к корпусу и объединены в верхней части в группы с помощью перемычек, которые присоединены к соответствующим токовводам. 2. Котел по п. 1, отличающийся тем, что электроды в нижней их части зафиксированы в пластинах из изолирующего материала, образующих каналы для подвода котловой воды в межэлектродное пространство и опирающихся в свою очередь, на металлические опоры, прикрепленные к нижнему днищу корпуса. 3. Котел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нулевые электроды по внешней образующейся прикреплены к защитной обечайке, установленной с зазором относительно корпуса и имеющей с ним электрический контакт. 4. Котел по пп. 1 3, отличающийся тем, что питательную воду подают в центр корпуса и раздают через равномерно перфорированный коллектор на уровне не выше нижних кромок электродов.