[实用新型]球形电加热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于一种电加热设备，具体涉及一种球形电加热装置。

背景技术

含内热源多孔介质中的流动换热过程具有广泛的实际应用背景，涉及核反应堆冷却、煤炭的储存开发与燃烧、高温元件的冷却、铸造砂型的传热传湿、热管多孔芯吸液与传热、化工填充床、太阳能与废热储能、航空航天器的热保护、石油热采、地热热储、地下核废料热质扩散、环境工程中垃圾与污水处理、土地盐碱化与污染、建筑与绝热材料中的传热传湿、物品干燥与保鲜、土壤内养分水分传递、生物体内的传递现象及强化传热等领域。

多孔介质最常见的物理模型是采用球形颗粒堆积形成。因此，为了研究含内热源多孔介质的流动传热特性，需要可控自释热的球形颗粒堆积形成含内热源多孔介质。

(1)J.J.Thompson在《Nuclear Engingeering and Design》上发表了一篇关于球形元件淬火过程中传热系数变化的研究论文。该篇论文是将烧热的球形元件投入水中，研究淬火过程中的传热系数，但是无法控制球形元件表面的热流密度，与球形电加热装置有本质差异。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可以应用在工作压力为常压～10MPa，工作温度为常温～300℃的水或蒸汽介质工作条件下的通过电加热方式实现球形颗粒独立均匀自释热，并且释热功率可控的球形电加热装置。

本实用新型是这样实现的，球形电加热装置，它包括空心的球壳，球壳内设有紫铜衬里，紫铜衬里内部设有骨架，骨架上缠绕有铠装加热丝形成螺旋发热球体，在紫铜衬里上还设有热电偶，紫铜衬里的内部与骨架的外部之间填充有导热金属，在球壳的一侧还设有引线管，引线管与紫铜衬里相通。

所述的球壳由两个半球通过焊接构成并在其焊接处形成焊缝。

所述热电偶为4个并对称地安装在球壳的两个半球上。

本实用新型的优点是，通过在对称的阶梯状圆台骨架上缠绕铠装加热丝，并在紫铜衬里内填充有导热金属，实现了球形颗粒独立均匀释热，同时在紫铜衬里的外表面固定热电偶实现了球体表面温度的测量，解决了球形颗粒发热的模拟问题。

附图说明

图1为本实用新型所提供的球形电加热装置结构示意图。

图中，1引线管，2紫铜衬里，3球壳，4骨架，5铠装加热丝，6热电偶，7导热金属，8焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细介绍：

如图1所示，球形电加热装置它包括空心的球壳3，球壳3由两个半球通过焊接构成并在其焊接处形成焊缝8，球壳3内包裹一层紫铜衬里2，紫铜衬里2内部设置有对称的阶梯状圆台骨架4，骨架4上缠绕有铠装加热丝5形成螺旋发热球体，在紫铜衬里2上还固定有热电偶6，紫铜衬里2的内部与骨架4的外部之间填充有导热金属7，在球壳1的一侧还焊接有空心的引线管1，引线管1与紫铜衬里2相通。

通过球壳3和紫铜衬里2底部的预留孔填入液态导热金属，导热金属可以是铅或者锡，填充完成后预留孔封焊；4支Ф0.5的K型热电偶，分别对称地安装在球壳3的两个上下半球上。

本实用新型的工作条件：水介质及蒸汽介质，常压～10MPa，常温～300℃；

球形电加热装置可堆积形成含内热源多孔介质，含内热源多孔介质可用于开展地下核废料热质扩散、核反应堆冷却等工程验证试验。

球形电加热元件解决了球形燃料元件的模拟问题，实现了模拟燃料球释放方式、球体表面温度测量。另外，本发明改变了传统电热元件结构型式的局限性，对拓宽行业研究范围及新工艺研究方面具有建设性意义。

球形电加热装置通过电加热方式实现了球形颗粒独立、均匀、可控释热，同时实现了球体表面温度的测量，解决了球形颗粒发热的模拟问题。本发明主要应用于构建工作压力为常压～10MPa，工作温度为常温～300℃的水或蒸汽介质工作条件下的含内热源多孔介质。