专利名称：用于加热高温高压流动气体的电加热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加热高温高压流动气体的电加热器，属于核反应堆热工流体试验技术领域。
背景技术：
氦气是10MW高温气冷实验堆的冷却剂，经燃料球球床堆芯加热后，氦气的温度上升到750～950℃，氦气冷却剂出口温度高于其它类型的反应堆冷却剂出口温度。专为10MW高温气冷实验堆关键设备(例如蒸汽发生器、热气导管等)研制以及掌握氦技术工艺而建立的国内唯一的氦气流动传热试验平台，氦气流量大，为达到设定的高温度和高压力，必须使用大功率电加热器来模拟堆芯热源。氦气试验平台的运行压力为4.0MPa，氦气最大流量为300m3/h，加热和冷却能力为500kW，试验温度范围为100～950℃。
氦气电加热器是氦气热工试验回路的关键设备，用于把一定流量的氦气加热到所需的温度。该设备要解决耐高温、承压、大电流引电密封和绝缘、能够提供足够的功率和具有良好的传热性能等一系列要求。氦气电加热器的大直径引电极贯穿件的密封是个关键问题，既要求加热器壳体电绝缘(电极绝缘阻抗要求200MΩ以上)，又要保证高压氦气的密封。
发明内容
本发明的目的是设计一种用于高温高压流动气体的电加热器，以用于高温气冷反应堆氦气试验平台，并使结构相对简单、易于加工制造、运行稳定可靠。
本发明提出的用于加热高温高压流动气体的电加热器，包括压力壳、电极、电热管和尾部电极板；所述的电极置于压力壳的端部，电热管置于压力壳内，电极通过压力壳端部的电绝缘管与压力壳内的电热管相连；所述的尾部电极板置于压力壳的尾部，并与电热管相连；压力壳的端部设有氦气进口，压力壳的尾部设有联接法兰。
本发明提出的用于加热高温高压流动气体的电加热器，具有以下特点和优点采用低压大电流供电，能够连续使大流量氦气加热到700～950℃，为氦气试验平台提供了性能稳定、安全、可靠的热源。而且结构简单、易于加工制造、运行稳定可靠、寿命长(在试验中已稳定运行500小时)、可重复使用，为高温气冷堆热工流体研究提供可靠的关键试验设备。电加热器的压力壳外所用的绝缘密封构件可耐压6.0MPa，耐温100℃。
图1是本发明设计的用于加热高温高压流动气体的电加热器的结构示意图。
图2是图1的A向视图。
图1中和图2中，1是气体进口管，2是电极，3是电绝缘管，4是气体密封垫片，5是电热管，6是尾部电极板，7是气体出口联接法兰，8是压力壳，9是绝热层，10是绝热层内包壳。
具体实施例方式
本发明提出的用于加热高温高压流动气体的电加热器，包括压力壳8、电极2、电热管5和尾部电极板6。电极2置于压力壳8的端部，电热管5置于压力壳内，电极2通过压力壳端部的电绝缘管3与压力壳内的电热管5相连.尾部电极板6置于压力壳的尾部，并与电热管5相连。压力壳的端部设有氦气进口1，压力壳的尾部设有联接法兰7。
本发明设计的电加热器用耐高温金属管作电加热元件，可由16根φ15的金属管组成，每四根一组，共四组串联，两个不锈钢电极2采用组合密封贯穿压力壳结构，从氦气进口端穿出压力壳外。压力壳外端部的电极、电热管和尾部电极组成一个供电回路，由电源调压器和大电流变压器向该回路供给单相、低电压交流电，最大电流2500A。氦气从电加热器的端部流入，单程冲刷金属管电热管后，氦气温度上升到所需的温度值，从联接法兰7流向测试设备。
本发明的电加热器中所用的电绝缘管3，采用致密熔铸云母陶瓷，它的绝缘性能好，可机加工成形，具有较大的抗压强度，在高温下不变形、不易氧化、抗热冲击性能好。绝缘管将壳体端部的电极隔开。电极2用不锈钢加工而成，大电流由它引入电加热器内部的电加热管。电极中设有密封圈4，密封圈4受压产生弹性变形，与密封面紧密接触，阻止氦气泄漏。
本发明设计的电加热器，在使用时，低压大电流通过电极送入电热管转换为热能，氦气流过电热管，吸热升温，是一种新的高温高压气体流动电加热器装置，具有结构简单、运行可靠、功率可调、耐高温高压、可重复使用等特点。本发明还可推广应用于其它流动的永久气体加热装置上。
权利要求
1.一种用于加热高温高压流动气体的电加热器，其特征在于该电加热器包括压力壳、电极、电热管和尾部电极板；所述的电极置于压力壳的端部，电热管置于压力壳内，电极通过压力壳端部的电绝缘管与压力壳内的电热管相连；所述的尾部电极板置于压力壳的尾部，并与电热管相连；压力壳的端部设有氦气进口，压力壳的尾部设有联接法兰。
全文摘要
本发明涉及一种用于加热高温高压流动气体的电加热器，属于核反应堆热工流体试验技术领域。本加热器包括压力壳、电极、电热管和尾部电极板，电极置于压力壳的端部，电热管置于压力壳内，电极与压力壳内的电热管相连；尾部电极板置于压力壳的尾部，并与电热管相连；压力壳的端部设有氦气进口，压力壳的尾部设有联接法兰。本发明提出的电加热器，采用低压大电流供电，能够连续使大流量氦气加热到700～950℃，为氦气试验平台提供了性能稳定、安全、可靠的热源。而且结构简单、易于加工制造、运行稳定可靠、寿命长、可重复使用，为高温气冷堆热工流体研究提供了可靠的试验设备。电加热器中所用的绝缘密封构件可耐压6.0MPa，耐温100℃。
文档编号F24H1/10GK1544854SQ20031011357
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者黄志勇, 张作义, 何学东, 姚梅生, 姜胜耀, 徐元辉 申请人:清华大学