Индукционный нагреватель текучей среды Советский патент 1984 года по МПК H05B6/10 

со

4 Изобретение относится к области индукционного нагрева, для термообработки текучей среды в трубчатых реакторах в различных отраслях химической, нефтехимической, трубной и других отраслях промышленности. известен индукционный нагрев тру с помощью цилиндрических индукторов внутренняя полость заполнена пучком труб ij . Недостатком такого устройства яв ляется низкое значение электрических параметров коэффициента мощности и КПД системы, так как слишком велики зазоры между индуктором и от дельными элементами пучка. Кроме то го, наблюдается значительное снижение напряженности электромагнитного поля по сечению пучка, что при водит к неравномерному тепловыделению и как следствие - к зна 1ительным перепадам температур. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является индукционный нагреватель текучей среды,.содержащий корпус, в котором размещен пучок ферромагнитных труб, соединенных с патрубками взсода и вы хода нагреваемой среды, и обхватывающую их индукционную охлаждаемую обмотку 2 . Недостатком известного устройст ва является низкий КПД и коэффициент мощности ввиду значительного ра стояния между индуктором и теплоаккумулирующими.цилиндрами, составляю щими пучок. Кроме того, применение цилиндрического индуктора для разогрева пучка элементов вызывает значительные перепады температуры по сечению в элементах пучка из-за неравномерного распределения напряженности электромагнитного поля, что особенно проявляется в индукторах большого диаметра. Использование многовиткового цили дрического индуктора приводит к пониженной надежности его работы в свя зи с плохими условиями охлаждения об мотки, которая в большинстве случаев является и многослойной. Целью изобретения является повышение энергетических показателей, включающих коэффициент мощности и КПД. Поставленная цель достигается тем что в индукционном нагревателе текучей среды, содержащем корпус, в котором размещен пучок ферромагнитных труб, соединенных с патрубками входа и выхода нагреваемой среды, и обхватывающую их индукционную охлаждаемую обмотку, обмотка выполнена в виде по меньшей мере двух последовательно соединенных овалообразных дисков /рас положенных в параллельных плоскостях повернутых под углом один к другому, охватывающих группу труб, расположенных на одной прямой, проходящей через центр пучка. На фиг.1 изображен нагреватель, общий видг на фиг.2 и 3 - нагреватель с различным числом труб, поперечное сечение, разрез А-А на фиг.1, на фиг.4 - обмотка нагревателя; на фиг.5.- проход среды по трубам. Пучок ферромагнитных труб 1, имеющих электротеплоизоляцию 2, охвачен многовитковой обмоткой. Обмотка состоит из набора последовательно соединенных переходом 3 овалообразных дисков 4 и 5. Соседние диски смещены друг относительно друга на 90 (фиг. 2) или, например, на 45 (фиг. 3) и охватывают группы труб из пучка, расположенных на прямых линиях, проходящих через центр. Для входа и выхода среды пучок последовательно соединенных труб имеет патрубки б и 7. Индукционный нагреватель заключен в продуваемый охлаждающей средой кожух 8. при подаче переменного напряжения на индукционную обмотку вокруг нее возникают электромагнитные пульсирующие поля, под влиянием которых в ферромагнитном пучке труб возбуждаются вихревые токи, приводящие к их разогреву. Среда, проходя последовательно соединенную систему ферромагнитных труб, составляющих пучок, подвергается термообработке. Использование центрального элемента в пучке труб, повышенный разогрев которого наблюдается, объясняется лишь необходимостью технологического процесса, требующего резкого подъема температуры реагента на заключительном (или начальном) участке. Если таких требований не возникает, то центральный элемент в пучке может отсутствовать. Такая форма индукционного нагревателя создает благоприятные условия для охлаждения витков, так как способствует турбулизации охлаждающего потока, что приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи с обмотки индуктора. , Предлагаемый индукционный нагреватель с использованием смещенных овалообразных дисков позволяет значительно снизить величину зазора между каждым Параллельным элементом пучка и обмоткой индукционного нагревателя, и как результат этого наблюается значительное повышение (до 30%) коэффициента мощности и КПД инукционного нагревателя. В качестве универсального параметра, характеризующего качество электромагнитной системы, взята величина произведения 1 cosv, которая позволяет при оценке разнотипных конструкций исключить потери в обмотке индуктора, которые сами по себе, являясь негативным Вмд реагента /1показателем, увеличивают значение такого параметра как коэффициент моад.ности. . Вымд реагента . 7 /1

Фиг. д

ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЯ СРЕДЫ, содержащий корпус, в котором .размещен пучок ферромагнитных труб, соединенных с патрубками входа и выхода нагреваемой среды, иобхватывающую их индукционную охлаждаемую обмотку, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, -обмотка выполнена в виде по меньшей -мере двух последовательно соединенных овалообразных дисков, расположенных в параллельных плоскостях, повернутых под углом один к другому, обхватывающих группу труб, расположенных на одной прямой, проходящей через центр пучка.1

fpuz.5