[go: up one dir, main page]

RU2417563C2 - Plant of induction liquid heating - Google Patents

Plant of induction liquid heating Download PDF

Info

Publication number
RU2417563C2
RU2417563C2 RU2009129107/07A RU2009129107A RU2417563C2 RU 2417563 C2 RU2417563 C2 RU 2417563C2 RU 2009129107/07 A RU2009129107/07 A RU 2009129107/07A RU 2009129107 A RU2009129107 A RU 2009129107A RU 2417563 C2 RU2417563 C2 RU 2417563C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat exchanger
heat
conversion
pipelines
heat transfer
Prior art date
Application number
RU2009129107/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009129107A (en
Inventor
Сергей Геннадьевич Конесев (RU)
Сергей Геннадьевич Конесев
Павел Александрович Хлюпин (RU)
Павел Александрович Хлюпин
Ирек Альбертович Макулов (RU)
Ирек Альбертович Макулов
Юрий Александрович Никитин (RU)
Юрий Александрович Никитин
Original Assignee
Общество с Ограниченной Ответственностью "Газ-Проект Инжиниринг"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с Ограниченной Ответственностью "Газ-Проект Инжиниринг" filed Critical Общество с Ограниченной Ответственностью "Газ-Проект Инжиниринг"
Priority to RU2009129107/07A priority Critical patent/RU2417563C2/en
Publication of RU2009129107A publication Critical patent/RU2009129107A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2417563C2 publication Critical patent/RU2417563C2/en

Links

Images

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: plant of induction heating of pipelines comprises a device of conversion and control, a heat exchanger, besides, the conversion and control device is arranged on the basis of an autonomous current inverter with quasiresonant switching, the load of which is an inducting wire, representing a multiple-core copper conductor in heat-resistant insulation, arranged on surface of the heat exchanger along its whole length in a single turn, and the heat exchanger represents a system of pipelines, inside which plates of magnetic materials are radially arranged along whole length.
EFFECT: invention makes it possible to increase efficiency factor of heating system heat transfer, to increase controllability of heat transfer processes, to increase capacity and area of thermal field exposure.
8 dwg

Description

Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и пищевой промышленности для поддержания температуры трубопроводов в рабочем диапазоне, а также для защиты от замораживания трубопроводов и стартового разогрева трубопроводов до рабочей температуры.The invention relates to the field of electrothermics and can be used in the oil, gas, chemical and food industries to maintain the temperature of pipelines in the operating range, as well as to protect against freezing of pipelines and starting heating of pipelines to operating temperature.

Известна установка технологического нагрева - скоростной подогреватель нефти СПИ, созданный на базе индукционных нагревателей и предназначенный для нагрева жидкостей в технологических трубопроводах при помощи промежуточного теплоносителя /1/. Установка представляет собой двухконтурную схему, первый контур которой состоит из индукционного нагревателя и скоростного теплообменника, второй контур - скоростной теплообменник и подогреваемый трубопровод. Теплообменник представляет собой систему «труба в трубе» в которой нагрев происходит от промежуточного теплоносителя, находящегося во внешней трубе, к нагреваемому продукту, находящемуся во внутренней трубе.Known installation of technological heating - high-speed oil heater SPI, created on the basis of induction heaters and designed to heat liquids in process pipelines using an intermediate coolant / 1 /. The installation is a two-circuit scheme, the first circuit of which consists of an induction heater and a high-speed heat exchanger, the second circuit is a high-speed heat exchanger and a heated pipeline. A heat exchanger is a pipe-in-pipe system in which heating occurs from an intermediate heat carrier located in the outer pipe to a heated product located in the inner pipe.

К недостаткам СПН можно отнести сравнительно низкий кпд теплопередачи из-за применения промежуточного теплоносителя, плохую управляемость мощностью теплового поля вследствие работы на промышленной частоте, ограничение максимальной мощности теплового поля (до 250 кВт), сложную конструкцию теплообменника.The disadvantages of SPN include the relatively low heat transfer efficiency due to the use of an intermediate heat carrier, poor controllability of the heat field power due to operation at an industrial frequency, limitation of the maximum heat field power (up to 250 kW), and the complicated design of the heat exchanger.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является индуктивно-кондуктивный электронагреватель «Гейзер», в котором отсутствует промежуточный теплоноситель, передача тепла происходит от теплообменника к нагреваемой жидкости с более высоким кпд теплопередачи /2, 3/. Индуктивно-кондуктивный электронагреватель «Гейзер» содержит устройство преобразования и управления, представляющее собой трансформатор, первичная обмотка которого выполняет роль индуцирующего провода, а вторичная обмотка представляет собой ферромагнитный теплообменник и выполняет роль нагрузки трансформатора, параметры элементов электронагревателя рассчитаны таким образом, что обеспечивают работу аппарата в длительном режиме без перегрева.The closest in technical essence to the proposed one is the inductive-conductive electric heater "Geyser", in which there is no intermediate heat carrier, heat transfer occurs from the heat exchanger to the heated fluid with a higher heat transfer efficiency / 2, 3 /. Inductive-conductive electric heater "Geyser" contains a conversion and control device, which is a transformer, the primary winding of which acts as an induction wire, and the secondary winding is a ferromagnetic heat exchanger and acts as a transformer load, the parameters of the elements of the electric heater are designed in such a way that the apparatus operates in continuous operation without overheating.

К недостаткам данной системы относятся низкая управляемость процессом теплопередачи из-за работы на промышленной частоте, низкий рабочий температурный диапазон (до 250°С), ограничение мощности (до 250 кВт) и площади воздействия теплового поля (из-за конструкции теплообменника).The disadvantages of this system include low controllability of the heat transfer process due to operation at an industrial frequency, low operating temperature range (up to 250 ° C), limited power (up to 250 kW) and the area of exposure to the thermal field (due to the design of the heat exchanger).

Техническими задачами изобретения являются повышение КПД теплопередачи системы обогрева, повышение управляемости процессами теплопередачи, увеличение мощности и площади воздействия теплового поля.The technical objectives of the invention are to increase the heat transfer efficiency of the heating system, increase the controllability of heat transfer processes, increase the power and the area of the influence of the thermal field.

Поставленная задача достигается тем, что в известной установке индукционного нагрева, состоящей из устройства преобразования и управления, теплообменника, устройство преобразования и управления выполнено на основе автономного инвертора тока с квазирезонансной коммутацией, нагрузкой которого является индуцирующий провод, представляющий собой многожильный медный проводник в термостойкой изоляции, расположенный на поверхности теплообменника по всей его длине одним витком, образующим контур сложной геометрии, а теплообменник представляет собой змеевик, выполненный из трубопровода, внутри которого по всей длине радиально расположены пластины из магнитных материалов (например, электротехнической стали).The problem is achieved in that in the known induction heating installation, consisting of a conversion and control device, a heat exchanger, the conversion and control device is based on an autonomous current inverter with quasi-resonant switching, the load of which is an induction wire, which is a multicore copper conductor in heat-resistant insulation, located on the surface of the heat exchanger along its entire length in one turn, forming a contour of complex geometry, and the heat exchanger is This is a coil made of a pipeline, inside of which plates of magnetic materials (for example, electrical steel) are radially located along the entire length.

На фиг.1а), б) представлена предлагаемая установка индукционного нагрева трубопровода, содержащая устройство преобразования и управления 1, индуцирующий провод 2, теплообменник 3, выполненный из трубопровода, внутри которого по всей длине радиально расположены пластины из магнитных материалов 4. Следует отметить, что прямой и обратный провод для максимального воздействия на теплообменник расположены относительно друг друга на максимально возможном расстоянии, равном диаметру трубы. Однако они могут быть расположены и на более близком расстоянии.On figa), b) presents the proposed installation of induction heating of the pipeline, comprising a conversion and control device 1, an induction wire 2, a heat exchanger 3 made of a pipeline, inside of which plates of magnetic materials are radially located along the entire length 4. It should be noted that direct and return wires for maximum impact on the heat exchanger are located relative to each other at the maximum possible distance equal to the diameter of the pipe. However, they can be located at a closer distance.

На фиг.2 представлены варианты исполнения теплообменника. Внутри участка трубопровода 3 расположены пластины из магнитных материалов 4.In Fig.2 presents embodiments of the heat exchanger. Inside the section of the pipeline 3 are plates of magnetic materials 4.

На фиг.3а) показана установка индукционного нагрева трубопровода, которая с целью увеличения мощности и площади нагрева, а также повышения управляемости процессом теплопередачи содержит несколько независимых теплообменников 3, включенных последовательно, причем для каждого теплообменника существуют независимые друг от друга устройства преобразования и управления 1 и индуцирующие провода 2. Теплообменники могут быть включены параллельно (фиг.3б)).On figa) shows the installation of induction heating of the pipeline, which, in order to increase power and heating area, as well as increase the controllability of the heat transfer process, contains several independent heat exchangers 3 connected in series, and for each heat exchanger there are independent from each other conversion and control devices 1 and induction wires 2. Heat exchangers can be connected in parallel (figb)).

Установка работает следующим образом (фиг.1). От системы преобразования и управления с автономным инвертором тока 1 подается переменное синусоидальное напряжение на виток индуцирующего провода 2, образующего нагревательный контур сложной геометрии. Под воздействием вихревых токов, возникающих в металлическом теплообменнике 3, происходит разогрев в теле трубопровода и магнитных пластин внутри трубопровода и тепло передается от стенок трубы и пластин к разогреваемой текучей жидкости. Из-за пластин внутри трубы поток жидкости разбивается на несколько потоков и происходит смешивание таким образом, что нагретая жидкость у стенок трубы и пластин, перемешиваясь проникает внутрь потока, увеличивая интенсивность теплопередачи. Площадь температурного воздействия зависит от площади витка индуцирующего провода, количества витков, диаметра трубопровода и площади пластин (фиг.1).The installation works as follows (figure 1). From the conversion and control system with an autonomous current inverter 1, an alternating sinusoidal voltage is supplied to the coil of the induction wire 2, which forms a heating circuit of complex geometry. Under the influence of eddy currents arising in the metal heat exchanger 3, heating occurs in the body of the pipeline and magnetic plates inside the pipeline and heat is transferred from the walls of the pipe and plates to the heated fluid. Due to the plates inside the pipe, the fluid flow is divided into several streams and mixing occurs in such a way that the heated fluid at the walls of the pipe and plates, mixing, penetrates the flow, increasing the heat transfer rate. The area of temperature exposure depends on the area of the coil of the induction wire, the number of turns, the diameter of the pipeline and the area of the plates (figure 1).

В случае превышения заданных параметров значений температуры нагреваемой жидкости происходит автоматическое снижение мощности или отключение системой управления 1 индуцирующего провода 2.In case of exceeding the specified parameters of the temperature of the heated fluid, the power automatically decreases or the control system 1 switches off the induction wire 2.

Источники информацииInformation sources

1. http://www.ijsgroup.ru/equipment/spn.shtm1.http: //www.ijsgroup.ru/equipment/spn.shtm

2. http://www.sieico.ru/geizer/geizer.htm,2. http://www.sieico.ru/geizer/geizer.htm,

3. http://www.termotechnology.ru/index2.php?do=vysokotemperaturnyi-induktivno-konduktivnyi-elektronagrevatel-geizer-v.3. http://www.termotechnology.ru/index2.php?do=vysokotemperaturnyi-induktivno-konduktivnyi-elektronagrevatel-geizer-v.

Claims (1)

Установка индукционного нагрева трубопроводов, состоящая из устройства преобразования и управления, теплообменника, отличающаяся тем, что устройство преобразования и управления выполнено на основе автономного инвертора тока с квазирезонансной коммутацией, нагрузкой которого является индуцирующий провод, представляющий собой многожильный медный проводник в термостойкой изоляции, расположенный на поверхности теплообменника по всей его длине одним витком, а теплообменник представляет собой систему труб, внутри которых по всей длине радиально расположены пластины из магнитных материалов. Installation of induction heating of pipelines, consisting of a conversion and control device, a heat exchanger, characterized in that the conversion and control device is based on an autonomous current inverter with quasi-resonant switching, the load of which is an induction wire, which is a multicore copper conductor in heat-resistant insulation, located on the surface the heat exchanger along its entire length in one turn, and the heat exchanger is a system of pipes inside which along the entire length radially arranged plates of magnetic materials.
RU2009129107/07A 2009-07-28 2009-07-28 Plant of induction liquid heating RU2417563C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129107/07A RU2417563C2 (en) 2009-07-28 2009-07-28 Plant of induction liquid heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009129107/07A RU2417563C2 (en) 2009-07-28 2009-07-28 Plant of induction liquid heating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009129107A RU2009129107A (en) 2011-02-10
RU2417563C2 true RU2417563C2 (en) 2011-04-27

Family

ID=44731732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009129107/07A RU2417563C2 (en) 2009-07-28 2009-07-28 Plant of induction liquid heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2417563C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683028C1 (en) * 2017-11-13 2019-03-26 Общество с ограниченной ответственностью Научно-инженерный центр "Энергодиагностика" Method for subjecting pipelines to electrothermal action and induction heating system therefor
RU2688131C1 (en) * 2018-07-09 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) Induction fuel heater
US20210325003A1 (en) * 2018-08-16 2021-10-21 Basf Se Device and method for heating a fluid in a pipeline
RU2759438C1 (en) * 2021-04-22 2021-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический, образовательный и производственный центр высокочастотных электротехнологий "ИНТЕРМ" Induction heating device for flow-through liquids

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2407562A (en) * 1942-08-17 1946-09-10 Einar G Lofgren Induction heater
US3777117A (en) * 1969-03-10 1973-12-04 D Othmer Electric heat generating system
FR2568083A1 (en) * 1984-07-20 1986-01-24 Michel Dentroux Improvements to devices for heating fluid by induction
RU2035843C1 (en) * 1992-12-18 1995-05-20 Елшин Анатолий Иванович Electric water heater
RU2120703C1 (en) * 1997-06-24 1998-10-20 Владимир Петрович Еремин Device for induction heating of liquids in pipelines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2407562A (en) * 1942-08-17 1946-09-10 Einar G Lofgren Induction heater
US3777117A (en) * 1969-03-10 1973-12-04 D Othmer Electric heat generating system
FR2568083A1 (en) * 1984-07-20 1986-01-24 Michel Dentroux Improvements to devices for heating fluid by induction
RU2035843C1 (en) * 1992-12-18 1995-05-20 Елшин Анатолий Иванович Electric water heater
RU2120703C1 (en) * 1997-06-24 1998-10-20 Владимир Петрович Еремин Device for induction heating of liquids in pipelines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
http://www.termotechnology/ru/index2.php?do=ike-geizer, Термотех 2006. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683028C1 (en) * 2017-11-13 2019-03-26 Общество с ограниченной ответственностью Научно-инженерный центр "Энергодиагностика" Method for subjecting pipelines to electrothermal action and induction heating system therefor
RU2688131C1 (en) * 2018-07-09 2019-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) Induction fuel heater
US20210325003A1 (en) * 2018-08-16 2021-10-21 Basf Se Device and method for heating a fluid in a pipeline
EP3837922B1 (en) 2018-08-16 2024-08-28 Basf Se Device and method for heating a fluid in a pipe
RU2759438C1 (en) * 2021-04-22 2021-11-12 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический, образовательный и производственный центр высокочастотных электротехнологий "ИНТЕРМ" Induction heating device for flow-through liquids

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009129107A (en) 2011-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BG60656B1 (en) FLUID HEATING DEVICE
US20160195301A1 (en) Water Heater
RU2417563C2 (en) Plant of induction liquid heating
JP2004205146A (en) Steam generator
JP2009041885A (en) Fluid heating device
US20120031896A1 (en) Heating apparatus
RU2400944C1 (en) Vortex induction heater and heating device for premises
EP3011145B1 (en) Electric induction fluid heaters for fluids utilized in turbine-driven electric generator systems
RU2658658C1 (en) Electric steam generator
RU2423802C1 (en) Device for induction heating of liquid media
RU2415517C2 (en) Device for pipeline induction heating
RU2584137C2 (en) Method for applying electrothermal effect on long pipelines and induction heating system therefor
JP2001203069A (en) Electromagnetic induction heating device
PL245932B1 (en) Induction boiler
CN205305151U (en) Electromagnetism heat pipe
RU135088U1 (en) LOW-VOLT ELECTRIC THREE-PHASE DIRECT ACTION NATURAL GAS HEATER
RU86832U1 (en) FLUID INDUCTION HEATER
Tomita et al. Superheated steam generator by induction heating
Curran et al. Electric-induction fluid heaters
JPH0992449A (en) Induction heater
RU2407248C1 (en) Electric heating device of transformer type
RU2797032C1 (en) Fluid induction heater
RU77528U1 (en) ELECTRIC TRANSFORMER TYPE LIQUID HEATER
RU2688131C1 (en) Induction fuel heater
RU2759438C1 (en) Induction heating device for flow-through liquids

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140729

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150327