Brevet FR2539487A1 — publié le 19840720

I Chaudière électrique de production de vapeur La présente invention concerne une chaudière électrique à vapeur. On connaît actuellement deux types de chaudières électriques. Le premier type, pour les petites puissances dans lequel les élé- ments chauffants sont constitués par des thermoplongeurs comprenant une ou plusieurs résistances électriques de section circulaire pleine à l'intérieur d'une gaine métallique et isolée de celle-ci par un isolant tel que de la magnésie, de l'alumine ou du nitrure de bore Ces résis- tances sont multiples, elles sont courbées en forme de U et alimentées à leurs extrémités Le second type, réservé aux chaudières plus puissantes comporte des électrodes plongeantes, l'eau de la chaudière formant résistance électrique entre ces électrodes. Dans la gamme de puissance moyenne, de l'ordre de 2 MW à 15 MW, ni l'un ni l'autre de ces types ne sont satisfaisant En effet, les thermo- plongeurs, même dans les cas les plus performants conduisent à un coût de chaudière élevé en raison du grand nombre d'éléments et les chaudières à électrodes conduisent également dans cette gamme de puissance à un prix de revient prohibitif. La présente invention a pour but une chaudière électrique particu- lièrement bien adaptée pour une gamme de puissance comprise entre 1 et 15 MW. L'invention a donc pour objet une chaudière électrique de produc- tion de vapeur comportant des éléments chauffants plongés dans le liquide, caractérisée en ce que lesdits éléments chauffants sont consti- tués par des tubes ou des plaques, non isolés, électriquement conduc- teurs alimentés électriquement à chacune de leurs extrémités, les sur- faces desdits éléments conducteurs étant en contact direct avec le liquide et comportant des aspérités de manière à ce que ces surfaces ne soient pas isothermes Grâce à cette structure les flux thermiques obtenus peuvent être très élevés et supérieurs à 500 W/cm de surface active alors que dans le meilleur des cas, avec des thermoplongeurs classiques on arrive à un maximum de 70 W cm 2- On va maintenant décrire un exemple de réalisation de l'invention en se référant au dessin ci-joint dans lequel: 25394 B 8 J 2- La figure 1 montre en coupe axiale un élément chauffant selon l'invention pour une chaudière électrique O La figure 2 est une coupe selon II-I 1 de la figure 1. L'élément chauffant représenté sur les figures est constitué par un tube 1 non isolé électriquement dont les surfaces interne et externe sont pourvues d'aspérités telles que 2 et 3 et sont en contact direct avec le liquide non représenté; le courant électrique parcourant l'élé- ment chauffant ne passe pratiquement pas dans le liquide en ébullition. Dans les figures représentées, ces aspérités sont constituée par des rainures longitudinales dont la section est triangulaire. Ces aspérités peuvent avoir une section différente et être décou- pées en plusieurs tronçons dans leur longueur axiale Elles ont pour but de faire en sorte que la température ne soit pas uniforme sur les surfa- ces externe et interne du tube afin de stabiliser, sur la courbe du flux de transfert thermique en fonction de la différence de température entre la surface et le liquide, le flux thermique au point critique dit de "burn-outu et d'éviter ainsi le phénomène de caléfaction. Le tube 1 est par exemple en graphite, acier inoxydable, cuproni- ckel ou autre Il est cependant préférable d'éviter un matériau très conducteur tel que le cuivre et l'aluminium qui nécessiterait des lon- gueurs de tubes trop importantes et également de trop profondes aspé- rités afin d'obtenir une différence de température suffisante entre le fond 4 et la pointe 5 des aspérités Le tube 1 est alimenté aux extré- mités par des conducteurs 6 et 7. Dans l'exemple décrit, l'élément chauffant représenté est un tube mais on peut également utiliser une plaque également munie d'aspérités sur ses deux surfaces et non isolée et directement en contact avec le liquide. Grâce à la solution selon l'invention, le volume occupé par les éléments chauffants constitués de tubes conducteurs à haut flux ther- mique est beaucoup plus faible que pour les solutions classiques Les chaudières sont moins encombrantes et de co ts moins élevés. 3- REVENDICATIONS 1/ Chaudière électrique de production de vapeur comportant des éléments chauffants plongés dans le liquides caractérisée en ce que lesdits élé- ments chauffants sont constitués par des tubes ou des plaques, non isolés, électriquement conducteurs, alimentés électriquement à chacune de leurs extrémités, les surfaces desdits éléments conducteurs étant en contact direct avec le liquide et comportant des aspérités de manière à ce que ces surfaces ne soient pas isothermes. 2/ Chaudière électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites aspérités sont constituées par des rainures longitudinales.