一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器

本发明公开了一种可以用高电压加热的，利用电磁感应线圈及加热管束散热先预热再加热的熔盐电加热器，主要应用于熔盐电加热储电领域。

背景技术：

1、熔盐储电技术将电能通过电加热器转化成热能并储存在熔盐当中，在需要的时候以热能的形式或通过汽轮机发电使用。可用于低谷电、风电光伏弃电利用或火电厂调峰等领域。当前电加热器大多采用1000v以下电压加热，受限于功率和电流的限制，难以满足1000kw以上的电加热需求，采用10kv等级电压加热能够满足加热功率的需求，同时能够节省成本；当前电磁感应电加热器通常是由电感线圈环绕下的金属管发热，热量向内传递加热熔盐，相比于浸没式电加热器的热量可以全部传递到流体当中，电感式电加热器的部分热量会向熔盐以外传递，降低了电磁感应加热的效率。综上所述本发明专利公开了一种可以充分利用这部分热量的并采用高电压加热的电磁感应电加热器。

技术实现思路

1、本发明专利的目的在于提供一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，该电加热器采用高电压进行加热，内管(2)为陶瓷材料，起到良好的导热和绝缘作用，以保证在高电压加热的情况下不会被击穿导致熔盐及外管(4)带电，采用先预热再加热的模式，充分利用热能。

2、一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，由熔盐入口(1)、内管(2)、电感线圈(3)、外管(4)、弓形熔盐加热管束(5)和熔盐出口(6)组成；内管(2)同轴嵌套在外管(4)形成中间为u形的环形腔，内管(2)和外管(4)同轴嵌套之间形成的环形腔上端面设有熔盐入口(1)即环形腔上端面设有熔盐入口(1)；弓形熔盐加热管束(5)为弯折的管路束，此弓形熔盐加热管束(5)位于内管(2)内，弓形熔盐加热管束(5)的管沿内管(2)的轴向上下穿梭并在内管(2)的上下端部弯折形成管束，弓形熔盐加热管束(5)的一端与环形腔上端面连接连通，弓形熔盐加热管束(5)的另一端作为熔盐出口(6)设置在内管(2)上端口径面内向上伸出内管(2)上端面；弓形熔盐加热管束(5)的整束外侧设有电感线圈(3)；

3、熔盐入口(1)采用短管的形式焊接到环形腔上端面上，弓形熔盐加热管束(5)的一端通过焊接的方式与环形腔上端面相连接，熔盐入口(1)和弓形熔盐加热管束(5)的一端分别位于环形腔一直经的两端。

4、内管(2)采用陶瓷制成，所述内管采用氮化铝陶瓷。进一步所述内管外部设有翅片增强换热；内管(2)起到导热绝缘的作用，与环形腔上端面之间采用螺纹连接的形式，环形腔上端面与外管(4)为一体化结构。

5、电感线圈(3)按照一定匝数绕制于弓形熔盐加热管束(5)整束外侧，由电力控制系统直通高压电。

6、外管(4)为金属材质，外部设有保温层。

7、弓形熔盐加热管束(5)由不锈钢波纹管弯折制成，方便弯折、增强换热。所述弓形熔盐加热管束与内管之间填充导热绝缘粉末材料，如电工级氧化镁。

8、熔盐出口(6)位于弓形熔盐加热管束(5)的末端，为加热后高温熔盐出口。

9、熔盐由熔盐入口(1)进入环形腔，在环形腔由内管(2)散发出来的余热进行预加热，然后进入弓形熔盐加热管束(5)由电感线圈(3)采用电压进行更高温度的加热，最后由熔盐出口(6)出去。

10、本发明的热量可以全部传递到流体熔盐当中，电感式电加热器的部分热量会向熔盐进口以熔盐递进式加热的形式济宁加热和热的充分利用，增加了电磁感应加热的应用效率。同时内管(2)为陶瓷材料，起以保证在高电压加热的情况下不会被击穿，进而可以更加使得熔盐温度更高。换热效果好、加热效率更高、能够精确控制。细管直径，弯折回程，外部环形厚度限定，温度精确控制、加热效果好、热利用率高。

技术特征：

1.一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，由熔盐入口(1)、内管(2)、电感线圈(3)、外管(4)、弓形熔盐加热管束(5)和熔盐出口(6)组成；内管(2)同轴嵌套在外管(4)形成中间为u形的环形腔，内管(2)和外管(4)同轴嵌套的环形腔上端面之间设有熔盐入口(1)即环形腔上端面设有熔盐入口(1)；弓形熔盐加热管束(5)为弯折的管路束，此弓形熔盐加热管束(5)位于内管(2)内，弓形熔盐加热管束(5)的管沿内管(2)的轴向上下穿梭并在内管(2)的上下端部弯折形成管束，弓形熔盐加热管束(5)的一端与通过环形腔上端面与环形腔股东连接连通，弓形熔盐加热管束(5)的一端作为熔盐出口(6)设置在内管(2)上端口径面内向上伸出内管(2)上端面；弓形熔盐加热管束(5)的整束外侧设有电感线圈(3)；内管(2)采用陶瓷制成。

2.按照权利要求1所述的一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，熔盐入口(1)采用管口的形式焊接到环形腔上端面上、弓形熔盐加热管束(5)的一端通过焊接的方式与环形腔上端面相连接，熔盐入口(1)和弓形熔盐加热管束(5)的一端分别位于环形腔一直经的两端。

3.按照权利要求1所述的一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，所述内管采用氮化铝陶瓷；所述内管外部设有翅片增强换热。

4.按照权利要求1所述的一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，电感线圈(3)绕制于弓形熔盐加热管束(5)整束外侧，由电力控制系统直通高压电。

5.按照权利要求1所述的一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，外管(4)为金属材质，外部设有保温层。

6.按照权利要求1所述的一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，弓形熔盐加热管束(5)由不锈钢波纹管弯折制成，所述弓形熔盐加热管束与内管之间填充导热绝缘粉末材料，如电工级氧化镁。

7.按照权利要求1所述的一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，其特征在于，熔盐由熔盐入口(1)进入环形腔，在环形腔由内管(2)散发出来的余热进行预加热，然后进入弓形熔盐加热管束(5)由电感线圈(3)采用电压进行更高温度的加热，最后由熔盐出口(6)出去。

技术总结
一种二次加热的高电压熔盐电磁感应电加热器，属于加热器领域。所述电加热器由熔盐入口、内管、电感线圈、外管、弓形熔盐加热管束和熔盐出口组成。所述熔盐入口为低温熔盐入口，材质与外管相同。所述内管为陶瓷材料，一端开口一端封闭，起到导热绝缘的作用，防止在高电压的作用下击穿内管导致熔盐及外管带电造成危险。所述外管为不锈钢材质，与内管紧密结合，外部设有保温材料减少散热。所述感应线圈按照一定匝数绕于弓形熔盐加热管束外侧，线圈两端与高电压电源相连接。所述弓形熔盐加热管束与熔盐入口联通，采用波纹管制成，容易弯折，起到增强换热的作用。所述熔盐出口为加热后的高温熔盐出口，为弓形熔盐加热管束末端，材料与外管相同。

技术研发人员：张灿灿,张翼,吴玉庭
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17