專利名稱：包括其內(nèi)安裝有至少一個(gè)加熱電阻的殼體的加熱桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括殼體的加熱桿，至少一個(gè)加熱電阻安裝在殼體中，還涉及這種加熱桿的實(shí)施方法。
背景技術(shù)：
這樣的加熱桿用于在工業(yè)領(lǐng)域中加熱固體或流體。這樣的加熱桿尤其在核電站中得到應(yīng)用，其中這樣的加熱桿用于加熱反應(yīng)堆初級(jí)回路中硼化水的增壓器。這些加熱桿在壽命、抗壓力和抗溫度方面應(yīng)符合嚴(yán)格的規(guī)范。另外，它們應(yīng)能在有限的體積內(nèi)、例如在初級(jí)回路增壓器的槽內(nèi)耗散很大的熱功率，并因此具有很大的散熱率，一般大于16W/cm2。這些加熱桿具有俗稱銷裝(bI indage )的柱形金屬殼體、安裝在所述殼體中的加熱線、和用于保證所述加熱線與所述殼體之間的熱傳導(dǎo)和電絕緣的內(nèi)絕緣物。根據(jù)一工業(yè)實(shí)施例，電加熱桿可以裝有“電熔氧化鎂(magnesie electrofondue)”(MgO)型內(nèi)絕緣物。另外，存在通過(guò)將平直的加熱線穿在以壓縮材料為基礎(chǔ)的內(nèi)絕緣物的筒體中而形成的加熱桿，使所述加熱線布置在所述加熱桿中的鼠籠中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，尤其通過(guò)提出具有很長(zhǎng)壽命且同時(shí)對(duì)機(jī)械應(yīng)力敏感度低的加熱桿來(lái)改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。為此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出包括殼體的加熱桿，至少一個(gè)加熱電阻安裝在殼體中，內(nèi)絕緣物布置在中殼體，以保證所述電阻與所述殼體之間的熱傳導(dǎo)和電絕緣，電阻由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成，并且內(nèi)絕緣物以氮化硼為基礎(chǔ)。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提出一種用于實(shí)施這樣的加熱桿的實(shí)施方法，所述實(shí)施方法設(shè)定:一將由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成的至少一個(gè)加熱電阻布置在殼體中；一將以氮化硼為基礎(chǔ)的內(nèi)絕緣物布置在所述殼體中；—壓實(shí)整體。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)顯示在下面參照附圖進(jìn)行的說(shuō)明中，附圖中:一圖1以示意性的方式示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式的加熱桿；—圖2示出圖1的區(qū)域II的放大圖。
具體實(shí)施例方式參照這些附圖，下面描述包括殼體I的加熱桿，殼體I可以是金屬的并具有柱形形狀。
該殼體I終止于端部2，端部通過(guò)焊接或釬焊固定在殼體I上。另外，殼體I通過(guò)焊接或釬焊固定在密封的電連接器3的頭部上，密封的電連接器保證電流在加熱桿的內(nèi)部和外部之間的通過(guò)。參照?qǐng)D1，零件10可以通過(guò)焊接或釬焊并以密封的方式固定在加熱桿的連接器3上，以便允許所述桿在它的接收件(receptacle)上的密封固定。殼體1、端部2、連接器3以及用于將這些元件固定在一起的焊接或釬焊被設(shè)計(jì)和控制，以便沒(méi)有損壞地經(jīng)受住其上安裝有加熱桿的接收件設(shè)備的應(yīng)力，尤其是對(duì)于壓力、溫度、腐蝕或者輻射而言。至少一個(gè)加熱電阻4安裝在殼體I中。電阻4由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成。參照?qǐng)D2，加熱線的螺旋的幾何形狀由線圈的直徑d和螺旋圈間距p確定。該幾何形狀對(duì)于用來(lái)承受交替的溫度周期的加熱桿是特別有利的。另外，加熱線可由鎳/鉻制成，以便能夠耐高溫并且在溫度變化時(shí)不改變它的耗散功率。內(nèi)絕緣物5布置在殼體I中，以保證電阻4與所述殼體之間的熱傳導(dǎo)和電絕緣。內(nèi)絕緣物5以特別具有高的熱傳導(dǎo)系數(shù)的材料氮化硼為基礎(chǔ)，以便能夠使電阻4的加熱線承受不太高的溫度并因此提高所述加熱線的壽命和/或散熱率。根據(jù)一實(shí)施例，通過(guò)將由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成的至少一個(gè)加熱電阻4布置在I中，然后將以碳化硼為基礎(chǔ)的內(nèi)絕緣物5布置在所述殼體中，來(lái)實(shí)施加熱桿。特別地，實(shí)施方法可以設(shè)定為，通過(guò)將所述絕緣物傾倒在豎直保持的所述殼體中，將內(nèi)絕緣物5布置殼體在I中。但是，考慮到氮化硼的粘性，內(nèi)絕緣物5可呈預(yù)先被壓縮的氮化硼顆粒的形式。一旦如上所述的至少一個(gè)電阻4與內(nèi)絕緣物5被布置在殼體I中，實(shí)施方法設(shè)定壓實(shí)由所述殼體、所述電阻和所述內(nèi)絕緣物形成的整體，以得到加熱桿。此壓實(shí)可以通過(guò)收縮、壓延或拉伸殼體I實(shí)現(xiàn)。另外，為了簡(jiǎn)化加熱桿的實(shí)施方法以及為了進(jìn)一步減小所述桿對(duì)機(jī)械應(yīng)力的敏感性，電阻4的加熱線可以在被布置在殼體I中之前圍繞絕緣插入件6螺旋裝合，使得所述加熱線的螺旋圍繞所述插入件延伸在加熱桿中。根據(jù)一實(shí)施例，絕緣插入件6可以由與內(nèi)絕緣物5的絕緣材料不同的絕緣材料為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)。例如，絕緣插入件6可以由陶瓷或氧化鎂為基礎(chǔ)制成。另外，為簡(jiǎn)化加熱桿的實(shí)施方法，合理選擇電阻4的加熱線的幾何形狀。特別地，當(dāng)加熱線在其中心處沒(méi)有由作為其支撐件的絕緣插入件保持時(shí)，加熱線應(yīng)具有粗大的直徑以及線圈直徑d小且螺旋圈間距p大的螺旋的幾何形狀。因此，選擇加熱線的形狀和它們?cè)跉んwI中的布置，以使所述線能夠承受由加熱桿在實(shí)施方法期間和其隨后的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行期間經(jīng)受的熱膨脹和機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)力。為了改善加熱桿的散熱率，合理選擇加熱電阻4的數(shù)量和它們?cè)谒黾訜釛U的殼體I中的布置。參照?qǐng)D1，兩個(gè)電阻4安裝在殼體I中并且串聯(lián)地電連接。為此，由導(dǎo)電材料制成的非加熱跨接線7a與所述電阻4布置到殼體I中時(shí)電阻的與端部2相對(duì)地布置的每一端連接，以便使所述電阻的加熱線電耦合。 根據(jù)一未出示實(shí)施例，多個(gè)電阻4、尤其是多對(duì)電阻4可以安裝在殼體中并且與非加熱跨接線7a的每一端并聯(lián)地電連接。 另外，在圖1上，每個(gè)加熱線通過(guò)由導(dǎo)電材料制成并從殼體I突伸出的非加熱線7b與連接器3電連接，這些非加熱線7b允許電流在連接器3與加熱線之間的傳輸。特別地，非加熱線7b至少部分延伸到連接器3內(nèi)部，以便與所述連接器形成加熱桿的一非加熱部分。另外，非加熱線7b可以與連接導(dǎo)線8或電連接端子9連接。
權(quán)利要求
1.一種包括殼體(I)的加熱桿，至少一個(gè)加熱電阻(4)安裝在所述殼體中，內(nèi)絕緣物(5)布置在所述殼體(I)中，以保證所述加熱電阻與所述殼體之間的熱傳導(dǎo)和電絕緣， 所述加熱桿的特征在于，所述加熱電阻(4)由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成；以及，所述內(nèi)絕緣物(5)以氮化硼為基礎(chǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱桿，其特征在于，所述內(nèi)絕緣物(5)呈預(yù)先被壓縮的氮化硼顆粒的形式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的加熱桿，其特征在于，所述加熱桿還包括絕緣插入件(6)，所述加熱線的螺旋圍繞該絕緣插入件延伸。
4.如權(quán)利要求3所述的加熱桿，其特征在于，所述絕緣插入件(6)由與所述內(nèi)絕緣物(5)的材料不同的材料為基礎(chǔ)形成。
5.如權(quán)利要求3或4所述的加熱桿，其特征在于，所述絕緣插入件(6)以陶瓷或氧化鎂為基礎(chǔ)形成。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的加熱桿，其特征在于，兩個(gè)加熱電阻(4)安裝在所述殼體(I)中并且串聯(lián)地電連接。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的加熱桿，其特征在于，加熱電阻(4)的加熱線通過(guò)非加熱線(7b )與從所述殼體(I)突伸出的連接器(3 )電連接。
8.一種用于實(shí)施如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的加熱桿的實(shí)施方法，所述實(shí)施方法設(shè)定: 一將由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成的至少一個(gè)加熱電阻(4)布置在殼體(I)中； 一將以氮化硼為基礎(chǔ)的內(nèi)絕緣物(5)布置在所述殼體中； 一壓實(shí)整體。
9.如權(quán)利要求8所述的實(shí)施方法，其特征在于，所述加熱電阻(4)的加熱線在被布置在所述殼體(I)中之前圍繞絕緣插入件(6)螺旋裝合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括殼體(1)的加熱桿，至少一個(gè)加熱電阻(4)安裝在殼體中，內(nèi)絕緣物(5)布置在所述殼體(1)中，以保證所述電阻與所述殼體之間的熱傳導(dǎo)和電絕緣，電阻(4)由至少一個(gè)呈螺旋的幾何形狀的加熱線形成；以及，內(nèi)絕緣物(5)以氮化硼為基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)H05B3/48GK103155696SQ201180038123
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者C·斯考特, J·圖桑 申請(qǐng)人:瓦勒凱尼克公司