本發(fā)明涉及一種用于加熱在至少一個管線中傳導的流體的裝置及用于加熱流體的相應的方法。

這一裝置具有用于容納流體的至少一個導電管線，以及連接至所述管線并被設計成在所述至少一個管線中產(chǎn)生電流的至少一個電能源，例如，電壓源或電流源，所述電流對所述管線進行加熱從而借助于由于所述至少一個管線的電阻而在管線中產(chǎn)生的焦耳熱(jouleanheat)對所述流體進行加熱，其中焦耳熱與該處轉換的電功率及電流在其內(nèi)流動的持續(xù)時間成比例。這一裝置例如可從de2362628c3獲知。

在當前情形中，流體被理解為指代氣體和/或液體介質(zhì)。

除了上述其中管線由導電材料組成并使電流流經(jīng)其本身的直接加熱，此外，將加熱組件(例如自限制加熱條帶、恒功率加熱條帶或礦物絕緣固定電阻加熱電纜)連接至傳導待加熱流體的待加熱的管線外側以便加熱流體也是已知的。在此情況下，具有加熱條帶的各管線通常與外部隔離以避免相對于周圍空氣的熱損耗。借助于熱傳導或熱輻射，熱量現(xiàn)在可從加熱電纜散發(fā)至管線，并從管線散發(fā)至位于其中或在其中流動的介質(zhì)。

在上述直接加熱的情形中，提供至少一個絕緣構件尤為重要，出于冗余的原因，通常為兩個絕緣構件，所述絕緣構件防止產(chǎn)生由電流直接加熱的管線的平行電流路徑。

如果絕緣構件就其有效性而言被管線中的介質(zhì)損壞，出于安全原因則需要斷開直接加熱。整體上所有設備部件的平行電流流動以不受控制的方式發(fā)生。熱量產(chǎn)生于不可預測點處，在設備部件的不良電連接的情況下也可產(chǎn)生火花，這表現(xiàn)出相當大的安全風險，尤其是在處于爆炸風險的設備中。

針對這一背景，本發(fā)明基于以下目標：提供用于加熱流體的改進的裝置及改進的方法，所述裝置及方法尤其可減少傳統(tǒng)上需要被提供的絕緣構件的數(shù)目，而不必承擔平行電流的缺點帶來的風險。

這一目標通過具有權利要求1的特征的裝置實現(xiàn)。本發(fā)明的有利構造尤其在相關的從屬權利要求中限定。

根據(jù)權利要求1，根據(jù)本發(fā)明提供用于容納流體的多個導電管線以及多個電壓源，其中，在每個情形中，一個電壓源被分配給每個管線并連接至各管線，其中，所述各個電壓源被設計成針對所述管線產(chǎn)生電流，加熱各管線從而加熱流體，其中，所述電壓源具有m個外導線l1至lm，其中m為大于或等于2的自然數(shù)，并且其中，所述電壓源被構造成在其外導線l1至lm處提供ac電壓，其中，所述ac電壓相對于彼此移相2π/m，并且其中外導線l1至lm以形成星形電路的方式導電連接至各管線100，其中，每個外導線經(jīng)由各管線的至少一部分導電連接至所述星形電路的中性點。也可以形成具有單獨中性點的多個星形電路。因此，例如，可針對每個管線形成單獨的星形電路。

原則上，本發(fā)明也可應用于單個管線，所述單個管線然后被分配有一個電壓源。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，提供了電壓源各自具有一個中性線，其中各個電壓源被設計成在每個情形中在外導線和中性線(neutralconductor)之間提供ac電壓，其中，所述ac電壓相對于彼此移相2π/m。優(yōu)選地，各中性線導電連接至所述中性點。

這里，星形電路被理解為意指任何所期望數(shù)目的連接(m個連接，其中可能提供的中性線也可連接至所述中性點)在每個情形中通過一個電阻至共同點(被稱為中性點)的互連。

有利地，中性點在m(例如m＝3)個外導線的均勻負載的情形中不傳導電流(在非均勻負載的情形中，僅電流間的差，或者在中性線與至少一個管線的中性點的高電阻連接的情形中，差分電壓)，因而可省略在管線的進口及出口處的其它的傳統(tǒng)絕緣構件。

因此，優(yōu)選地，至少一個管線或多個管線被構造成使得電流在中性點處彼此抵消。換言之，因此，所產(chǎn)生的導電連接(其各自包括至少一個管線的部分)優(yōu)選地在至少一個電壓源的各個外導線與中性點之間具有相同的歐姆電阻，因而各個電流在中性點處彼此抵消。

關于操作接地，其通常在提供的中性線的情形(例如tn網(wǎng)絡)中提供，以使電壓源的中性點或n連接接地。在這一情形中例如可以低電阻直接地或否則以電感方式實施接地。在其中不存在中性線的三導線網(wǎng)絡(three-conductornetwork)或it網(wǎng)絡的情形中，省略這一操作接地。

在上述兩種類型的網(wǎng)絡中，根據(jù)本發(fā)明的星形電路的中性點或至少一個管線的中性點優(yōu)選接地，尤其是直接接地。在電壓源的中性點(n連接，nconnection)直接接地，使用中性線的電源的情形(例如tn網(wǎng)絡)中，也可根據(jù)本發(fā)明的變型實施例省略所述星形電路或至少一個管線的中性點的接地。

所述至少一個管線或多個管線可為連續(xù)管線。然而，在適當?shù)那闆r下，所述管線也可具有并非流體地彼此連接但在每個情形中待加熱的流體可通過其中單獨流動的多個區(qū)段。

根據(jù)優(yōu)選實施例，m＝3，即，使用三相交流電，其通常也稱為三相電流。其為以已知方式由具有相同頻率的三個單獨的交流電流或ac電壓組成的多相交流電：

ul1＝u0cos(ωt)，

ul2＝u0cos(ωt-120°)，

ul3＝u0cos(ωt-240°)，

其中，所述單獨的交流電流或ac電壓的相位角相對于彼此固定地偏移120°，即2π/3。

ac電壓相繼地在每個情形中的周期的三分之一移位而暫時地達到其最大偏移。由相移角來描述所謂的外導線電壓相對于彼此的暫時移位。所述三個導線(conductor)被稱為外導線并通?？s寫為l1、l2及l(fā)3。中性線由n表示。

根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的裝置的又一優(yōu)選實施方式，提供的至少一個管線或多個管線各自具有m個翼管(limb)(即，例如，在m＝3的情形中，第一翼管、第二翼管及第三翼管)，其中每各翼管具有第一端區(qū)段、第二端區(qū)段以及中心區(qū)段，所述中心區(qū)段以流體及導電方式將兩個端區(qū)段彼此連接。

優(yōu)選地，各翼管的兩個端區(qū)段被連接至中性點，即，在彼此連接的兩個相鄰翼管的各自的端區(qū)段處或兩個端區(qū)段處提供到中性點的電接觸。

此外，優(yōu)選地進行設置使得翼管的中心區(qū)段分別導電連接到至少一個電壓源的被分配的外導線l1至lm(例如在m＝3的情形中，l1、l2或l3)，即在各自中心區(qū)段處提供了到被分配的外導線的電觸點，其中，尤其是在三相電流(m＝3)的情形中，第一翼管的中心區(qū)段連接至l1外導線，第二翼管的中心區(qū)段連接至l2外導線，第三翼管的中心區(qū)段連接至l3外導線。每個外導線被唯一精確地分配給翼管的一個中心區(qū)段。

所述至少一個管線優(yōu)選地被配置為使得在m個翼管的情形中，第一翼管的第二端區(qū)段以流體及導電方式連接至第二翼管的第一端區(qū)段，并且(在m＞2的情形中)第二翼管的第二端區(qū)段以流體及導電方式連接至第三翼管的第一端區(qū)段。因此持續(xù)此連接直至到達最后一個(第m個)翼管。所述至少一個管線的m個翼管尤其是以使得在其中流動的流體可相繼地流動穿過所述管線的方式彼此連接。此外，優(yōu)選地，第一翼管的第一端區(qū)段形成用于將流體供給至所述至少一個管線的進口，其中第m翼管的第二端區(qū)段優(yōu)選地形成用于允許流體從所述至少一個管線向外傳送的出口。所述出口可流體連接至另一管線的進口。此外，所述至少一個管線的進口可流體連接至另一管線的出口(參考下文)。

對于m＝3的情形，優(yōu)選地，所述至少一個管線被配置成使得第一翼管的第二端區(qū)段以流體及導電方式連接至第二翼管的第一端區(qū)段，并且第二翼管的第二端區(qū)段以流體及導電方式連接至第三翼管的第一端區(qū)段，即，所述至少一個管線的三個翼管尤其是以使得在其中流動的流體可相繼地流動穿過所述管線的方式彼此連接。此外，優(yōu)選地，第一翼管的第一端區(qū)段形成用于將流體供給至所述至少一個管線的進口，其中第三翼管的第二端區(qū)段優(yōu)選地形成用于允許流體從所述至少一個管線向外傳送的出口。所述出口可流體連接至另一管線的進口。此外，所述至少一個管線的進口可流體連接至另一管線的出口(參考下文)。

優(yōu)選地，彼此流體及導電連接的兩個相鄰的翼管的端區(qū)段經(jīng)由共同的觸點電連接至中性點或中性線，其中，例如可在彼此連接的兩個端區(qū)段之間的過渡處設置所述觸點。

所述翼管也可自然地彼此單獨形成且對應地并不以流體方式彼此連接。在這一情形中，多個流體流可穿過翼管而彼此獨立地傳導并被加熱。然后，翼管的端區(qū)段形成進口或出口，各自的翼管可經(jīng)由所述進口或出口單獨遞送流體。

如果所述翼管彼此連接，則優(yōu)選整體形成相鄰翼管上的端區(qū)段。也可設想其它流體及導電連接。此外，在每個情形中，在翼管的端區(qū)段之間提供的中心區(qū)段優(yōu)選整體形成于在兩側上提供的端區(qū)段上。就此而言，也可設想其它流體及導電連接。原則上，所述翼管可呈現(xiàn)所有可設想的形狀及分布。

優(yōu)選地，所述翼管被構造成其尺寸及幾何形狀或形狀實質(zhì)上等同，因而其本質(zhì)上表示相同的電阻式消耗器。在具有不同構造的翼管的情形中，可另外提供補償歐姆電阻或電容式或電感式電抗。

根據(jù)本發(fā)明的特別的優(yōu)選實施方式，翼管各自呈回路(loop)的形式，其中各翼管的中心區(qū)段形成各回路的一端，所述端與優(yōu)選地彼此相鄰配置的各回路的兩個端區(qū)段相對，其中，尤其是在各端的區(qū)域中，分別被分配的外導線導電連接至各翼管。在這一情形中，優(yōu)選地由各中心區(qū)段的回彎形成各回路或翼管的端，其中在第一端區(qū)段的各翼管中或各回路中流動的流體改變其方向并朝向第二端區(qū)段流回(或反之亦然)。

優(yōu)選地，所述至少一個管線的翼管或回路各自沿縱向軸延伸，其中，所述翼管或回路尤其是沿所述縱向軸具有相同的長度(參見上文)。

此外，優(yōu)選地進行設置，使得具有至中性點或中性線的各電觸點的至少一個管線或多個管線的翼管的端區(qū)段設置在中心區(qū)域中，所述翼管從所述中心區(qū)域沿徑向方向、更確切地說，尤其是朝向各端或回彎向外延伸，優(yōu)選地在所述各端或回彎處設置被分配的導線l1至lm(或在m＝3的情形中，l1、l2或l3)的各電觸點。

在管線的三個翼管相對于彼此呈星形配置的情形中，每個情形中的兩個相鄰翼管的縱向軸例如可構成120°的角。

根據(jù)本發(fā)明，提供多個上述管線及尤其是多個電壓源，其中在每個情形中一個電壓源被分配給每個管線。然后，電壓源的外導線繼而以形成星形電路的方式連接至被分配的管線，其中，每個外導線經(jīng)由各管線的至少一部分導電連接至所述星形電路的中性點，其中各個電壓源的可能提供的中性線可導電連接至被分配的管線的中性點(參見上文)。

優(yōu)選地，相應地，電壓源呈三相ac電壓源(即m＝3)的形式，結果用于各管線的直接焦耳加熱而在所述各管線中產(chǎn)生的電流為三相交流電。

因此，管線繼而優(yōu)選地分別有m個翼管或第一翼管、第二翼管及第三翼管(在m＝3的情形中)，其中，各管線的每個翼管均具有第一、第二端區(qū)段以及中心區(qū)段，所述中心區(qū)段將兩個端區(qū)段彼此連接。各管線區(qū)段的各翼管的兩個端區(qū)段優(yōu)選地導電連接至各管線的中性點或被分配的電壓源的中性線n，如上所述，而各管線區(qū)段的中心區(qū)段優(yōu)選分別連接至被分配的電壓源的被分配的外導線(l1至lm或在m＝3的情形中，為l1、l2或l3)，如上所述。

如上所述，多個管線的各個翼管優(yōu)選彼此連接(或彼此單獨形成)，并且，進一步優(yōu)選地呈回路的形式，其中各翼管的中心區(qū)段繼而優(yōu)選地形成各回路的一端或回彎(參見上文)，其中優(yōu)選在各端的區(qū)域中或在各回彎處設置了至被分配的外導線(l1至lm或在m＝3的情形中，l1、l2或l3)的電觸點(同樣參見上文)。

優(yōu)選地，具有至中性點或中性線n的各可能的聯(lián)合電觸點的各管線的翼管的端區(qū)段被設置在中心區(qū)域中，管線的翼管從所述中心區(qū)域沿徑向方向向外延伸，其中，從徑向上看去，所述端或回彎最向外(例如在圍繞中心區(qū)域的假想圓上)。

在多個管線的情形中，管線中的多個或所有管線可彼此流體地串聯(lián)連接，從而使流體可相繼地流動穿過所述管線。

此外，也存在使管線中的某些或所有管線彼此并聯(lián)連接的可能性，即，將其構造成使流體分流為多個部分流，所述部分流然后平行流動穿過各個被分配的管線。

串聯(lián)或并聯(lián)連接的管線的任何所期望的構造當然也是可能的。

此外，通過用于使用根據(jù)本發(fā)明的至少一個裝置加熱至少一個流體的方法解決根據(jù)本發(fā)明的問題。

在這一情形中，流體優(yōu)選流動穿過根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個或多個管線，并借助于由在至少一個管線或多個管線中流動的多相交流電或三相交流電加熱所述至少一個管線或多個管線而在所述至少一個管線或多個管線中被加熱，結果在所述至少一個管線或多個管線中產(chǎn)生焦耳熱，并將其轉移至流體，從而在所述流體流動穿過所述至少一個管線或多個管線時將其加熱。

根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的變型，提供使用根據(jù)本發(fā)明的至少一個裝置將待熱裂解的碳氫化合物、尤其是碳氫化合物的混合物作為流體加熱。

根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的又一變型，可替代地或另外進行設置，從而使用根據(jù)本發(fā)明的至少一個裝置將水或蒸汽作為流體加熱，其中，所述蒸汽尤其是被加熱至550℃至700℃的范圍內(nèi)的反應器進口溫度，并且尤其是將其添加至待裂解的碳氫化合物。

根據(jù)根據(jù)本發(fā)明的方法的又一配置，可替代地或另外進行設置，使用根據(jù)本發(fā)明的至少一個裝置將經(jīng)預加熱的碳氫化合物/蒸汽混合物作為流體加熱，從而裂解所述碳氫化合物。根據(jù)本發(fā)明的裝置因此用于在裂解經(jīng)預加熱的碳氫化合物/蒸汽混合物用的裂解爐的反應器部件中的熱量輸入。這是一種極度吸熱反應，其中產(chǎn)物氣體通常以800℃至880℃的溫度離開反應器部件。

特別地，可使待裂解的混合物(其也被稱為轉化器供給氣體，并具有蒸汽以及一種或多種碳氫化合物(例如ch4至石腦油)及可能的氫及其它組分，例如n2、ar、he、co、co2和/或meoh)達到轉化器入口溫度或借助于根據(jù)本發(fā)明的方法使其過熱，所述溫度優(yōu)選250℃至730℃、特別是320℃至650℃的溫度范圍內(nèi)，尤其在是10巴至50巴、優(yōu)選地15巴至40巴的范圍內(nèi)的供給氣體壓力下。

此外，借助于根據(jù)本發(fā)明的方法，可將轉化器爐的燃燒空氣作為流體預加熱，確切地說尤其是至200℃至800℃、優(yōu)選400℃至700℃的范圍內(nèi)的溫度。

特別地，此外可借助于根據(jù)本發(fā)明的方法加熱轉化器爐的至少一個反應管或在其中流動的流體(因此根據(jù)本發(fā)明的裝置的至少一個管線可為轉化器的反應管的形式)。因此，在這一情形中，借助于根據(jù)本發(fā)明的方法產(chǎn)生通過直接加熱至轉化器爐的填充催化劑的反應管中的熱量的輸入。在這一情形中，由h2、co、co2、ch4、h2o及惰性物質(zhì)的主要組分組成的產(chǎn)物氣體在直接加熱期間可另外同時由轉化器爐的輻射區(qū)中的燃燒器加熱。這一反應吸熱。經(jīng)轉化的氣體通常在780℃至1050℃、優(yōu)選在820℃至950℃的溫度范圍內(nèi)離開轉化器爐的輻射區(qū)。所述氣體的壓力范圍優(yōu)選在10巴至50巴、更優(yōu)選15巴至40巴的范圍內(nèi)。

特別地，此外可借助于根據(jù)本發(fā)明的方法將待裂解的干燥供給氣體(即，尤其是在與蒸汽混合之前)(其例如具有至少一種或各種碳氫化合物(例如ch4至石腦油)及可能的氫及其它組分，例如n2、ar、he、co、co2和/或meoh)作為流體加熱，用于觸媒預凈化，尤其是加熱至100℃至500℃、優(yōu)選200℃至400℃的范圍內(nèi)的溫度，確切地說，在優(yōu)選10巴至50巴、更優(yōu)選15巴至45巴的范圍內(nèi)的氣體壓力下。

此外，一般而言，根據(jù)本發(fā)明的方法例如可在所有可設想的程序使用將水作為流體加熱，從而產(chǎn)生工藝蒸汽。

以下陳述本發(fā)明的其它主題(要點1以及要點16)以及根據(jù)要點1(要點2至要點15)的主題的配置。括號之間的標號與圖有關。

要點1：用于加熱流體的裝置，包括：

-用于容納所述流體(f)的至少一個導電管線(100)，以及

-至少一個電壓源(2)，其連接至所述至少一個管線(100)，其中，所述至少一個電壓源(2)被設計成在所述至少一個管線(100)中產(chǎn)生電流，所述電流加熱所述至少一個管線(100)，從而加熱流體(f)，

其中，所述至少一個電壓源(2)具有至少m個外導線(l1、…、lm)，其中m為大于或等于2的自然數(shù)，并且其中，所述至少一個電壓源(2)被設計成在所述外導線(l1、…、lm)處提供ac電壓，其中，所述ac電壓相對于彼此移相2π/m，并且其中，所述外導線(l1、…、lm)以形成星形電路的方式導電連接至所述至少一個管線(100)，其中每個外導線(l1、…、lm)經(jīng)由所述至少一個管線(100)的至少一部分導電連接至所述星形電路的中性點(s)。

要點2：根據(jù)要點1所述的裝置，其中，所述電壓源(2)具有中性線(n)，其中，特別地，所述中性線(n)導電連接至所述中性點(s)。

要點3：根據(jù)前述要點任一所述的裝置，其中m等于3。

要點4：根據(jù)前述要點任一所述的裝置，其中，所述至少一個管線(100)具有m個翼管(101)，其中每個翼管(101)具有第一端區(qū)段(101a)、第二端區(qū)段(101c)以及中心區(qū)段(101b)，所述中心區(qū)段(101b)以流體及導電方式將兩個端區(qū)段(101a、101c)彼此連接。

要點5：根據(jù)要點4所述的裝置，其中，所述各翼管(101、102、103)的兩個端區(qū)段(101a、101c、102a、102c、103a、103c)導電連接至所述中性點(s)。

要點6：根據(jù)要點4至5任一所述的裝置，其中，所述翼管(101、102、103)的中心連接(101b、102b、103b)各自導電連接至所述至少一個電壓源(2)的被分配的外導線(l1、l2、l3)。

要點7：根據(jù)要點3或如引用要點3的所述權利要求的要點4至6中的任一所述的裝置，其中，所述第一翼管(101)的第二端區(qū)段(101c)以流體及導電方式連接至第二翼管(102)的第一端區(qū)段(102a)，尤其是整體形成在第一端區(qū)段上，并且其中，所述第二翼管(102)的第二端區(qū)段(102c)以流體及導電方式連接至第三翼管(103)的第一端區(qū)段(103a)，尤其是整體形成在第一端區(qū)段上，其中，特別是第一翼管(101)的第一端區(qū)段(101a)形成用于將流體(f)供給至所述各管線(100)中的進口(3)，并且其中，特別是第三翼管(103)的第二端區(qū)段(103c)形成用于允許流體(f)從所述各管線(100)向外傳送的出口(4)。

要點8：根據(jù)要點4至6任一所述的裝置，其中，所述翼管(101、102、103)并不以流體方式彼此連接，而是被設計成分別彼此單獨地傳導被加熱的流體(f、f’、f”)。

要點9：根據(jù)要點4至8任一所述的裝置，其中，所述翼管(101、102、103)分別呈回路的形式，其中，各翼管(101、102、103)的中心區(qū)段(101b、102b、103b)形成各個回路(101、102、103)的一端，其中，特別是在各端的區(qū)域中，分別被分配的外導線(l1、l2、l3)導電連接至所述各翼管(101、102、103)。

要點10：根據(jù)要點4至9任一所述的裝置，其中，所述翼管(101、102、103)分別沿縱向軸(a)延伸，其中，特別地，所述翼管(101、102、103)具有相同的長度，尤其是沿各縱向軸(a)具有相同的長度。

要點11：根據(jù)要點4至10任一所述的裝置，其中，所述至少一個管線(100)的翼管(101、102、103)的端區(qū)段(101a、101c；102a、102c；103a、103c)設置在中心區(qū)域(b)中，所述翼管(101、102、103)從所述中心區(qū)域沿徑向方向(r)向外延伸。

要點12：根據(jù)要點10或11所述的裝置，其中，每個情形中的兩個相鄰翼管(101、102；102、103；103、101)的所述縱向軸(a)構成120°的角。

要點13：根據(jù)前述要點任一所述的裝置，其中，提供多個管線(100)以及尤其是多個電壓源(2)，其中，特別是在每個情形中，一個電壓源(2)被分配給每個管線(100)。

要點14：根據(jù)要點13所述的裝置，其中，多個或所有所述管線(100)以流體方式彼此串聯(lián)連接，因此流體(f)可相繼地流動穿過所述管線。

要點15：根據(jù)要點13或14所述的裝置，其中，多個或所有所述管線(100)被構造為平行的，結果流體(f)可在所述平行管線(100)之間分流。

要點16：用于使用根據(jù)要點1至15任一所述的裝置加熱流體(f)的方法。

將在參照附圖的示例性實施例的描述中解釋本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的管線的示意圖；

圖2示出了圖1所示實施方式的進一步改進；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的管線的另一示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的多個管線的設置的示意圖；

圖5示出了在tn網(wǎng)絡的情形中外部導線和中性線互連的示意圖；以及

圖6示出了在it網(wǎng)絡的情形中外部導線互連的示意圖。

首先，為了簡明起見，以下參照管線100說明本發(fā)明的實施方式。在這一情形中使用一個管線所說明的措施自然地在每個情形中應用于多個管線100。

如圖1中所示，在采用三相電流對根據(jù)本發(fā)明的裝置1中的管線100進行直接加熱從而加熱流體f的情形中，可設置中性點s。在這一情形中，三相系統(tǒng)或三相電壓源2的三個相位l1、l2及l(fā)3(參照圖5)連接至管線100的翼管101、102、103，并且優(yōu)選地，n導線(中性線)(如果設置)連接至中性點s。在電壓源2的n連接或中性點s′的接地(pe)的直接或低電阻接地(如在電源中常規(guī)的)的情形中，以及在中性線n至管線100的中性點s的連接的情形中，可省略管線100處的中性點s的接地。

如圖5、6所述，本發(fā)明均可用作包括(優(yōu)選為三個)外導線及中性線的網(wǎng)絡(例如tn網(wǎng)絡)以及不具有中性線的網(wǎng)絡(例如it網(wǎng)絡)的部分。

圖5示出了例如在tn網(wǎng)絡中設置的電壓源2的三個外導線l1、l2、l3及中性線n。在這一情形中，中性線n導電連接的電壓源2的中性點s′經(jīng)由電阻rn接地，其中特別地，rn＝0例如可保持真(直接接地)或低電阻。z1、z2、z3表示由至少一個管線100或其翼管101、102、103形成的負載或阻抗。翼管101、102、103在負載或管線100的中性點s處互連，其中中性線n導電連接至中性點s。在電壓源2的中性點s′直接操作接地(rn＝0)的情形中，可省略中性點s的接地，但優(yōu)選地設置接地。

圖6示出了其中不存在中性線n的三導線網(wǎng)絡(例如it網(wǎng)絡)。在這一情形中，由阻抗z1、z2、z3互連形成的中性點s優(yōu)選直接接地。

在對一般性不具有任何限制的情況下，以下假定三個外導線l1、l2、l3及一個中性線n。然而，可省略中性線n(參見上文)或改變外導線的數(shù)目(參見上文)。

具體地，管線100的第一翼管101從第一端區(qū)段101a或從流體f經(jīng)由其供給至管線100中的進口3開始，沿縱向軸a延伸至第一翼管101的中心區(qū)段101b的回彎，第一翼管101的中心區(qū)段101b從所述回彎向后延伸至第二端區(qū)段101c，第二端區(qū)段101c被配置為在中心區(qū)域b中與第一端區(qū)段101a相鄰。第一翼管101的第二端區(qū)段101c成為第二翼管102的第一端區(qū)段102a，第一端區(qū)段102a以類似的方式經(jīng)由其中心區(qū)域102b的回彎延伸至第二翼管102的第二端區(qū)段102c，第二端區(qū)段102c相應地成為第三翼管103的第一端區(qū)段103a，第一端區(qū)段103a以類似的方式經(jīng)由其中心區(qū)段103b的回彎延伸至第二端區(qū)段103c，在第二端區(qū)段103c處設置用于允許(經(jīng)加熱的)流體f從管線100向外傳送的出口4?；芈沸我砉?01、102、103的三個縱向軸a優(yōu)選地被設置成星形，如圖1所示，即在每個情形中兩個相鄰的翼管101、102；102、103；103、101構成120°的角。

在這一情形中，在回路101、102、103的中心區(qū)段101b、102b、103b的每個回彎處分別設置至三相電流源2的外導線l1、l2或l3的觸點k，其中端區(qū)段101a、101c、102a、102c、103a、103c經(jīng)由觸點q連接至中性點s。在這一情形中，優(yōu)選地，彼此連接的翼管101、102、103的端區(qū)段101c、102a；102c、103a經(jīng)由各端區(qū)段之間的過渡處的觸點q連接至中性點s或中性線n。

圖1所示的設置也可自然地用于通常為m相位(其中m為大于或等于2的自然數(shù))的情形中。然后，如上所述，對應地提供m個翼管并將其互連。

此外，如圖2所示，翼管101、102、103可在圖1所示的設置中彼此單獨形成，結果，各個流體流f、f’、f”可彼此獨立地流動穿過所述翼管。在這一情形中，第一端區(qū)段101a、102a、103a可為流體流f’、f”的進口的形式，第二端區(qū)段101c、102c、103c可為流體流的出口的形式，其中這些端區(qū)段101a、102a、103a及101c、102c、103c繼而被連接至中性點s。

圖3示出了翼管101、102、103的分布的變型，其中，與圖1相比，所述翼管現(xiàn)在彼此緊挨而延展。

這一結構原則上構成了使得圖3所示的類型的多個管線100彼此緊挨的配置，如圖4所示，其中在這一情形中，各個翼管101、102、103各自從中心區(qū)域b開始沿徑向方向r向外延展，各個端區(qū)段設置在中心區(qū)域b中，并連接至那里的中性點s。各個回路形翼管101、102、103的回彎現(xiàn)在在假想的圓上沿徑向方向r進一步向外，并在每個情形中連接至三相電流源2的一個相位l1、l2或l3。

在這一情形中，每個管線100被分配給一個三相電流源2，三相電流源2優(yōu)選設置在翼管上方，并設置成比回彎進一步徑向向內(nèi)。因此，可使至s(或n)及l(fā)1、l2、l3的供給線最小化。管線100在每個情形中具有三個回路形翼管101、102、103，所述回路形翼管的回彎管分別連接至被分配的電壓源2的外導線相位l1、l2或l3中的一個。

為簡明起見，圖4中僅示出了管線100。圖4所示的管線區(qū)段100可如所圖所示而串聯(lián)設置，使得流體f可相繼地流動穿過所述區(qū)段。然而，在中心區(qū)域b中也可設置分配器，其分配分別包括三個翼管101、102、103的各個管線100中的流體f，使得流體f彼此平行地流動穿過所述翼管。此后，(經(jīng)加熱的)流體f可重新組合并用于其它用途。

在如上所述的示例中，由于翼管101、102、103的電阻，翼管101、102、103中的三相電流在每個情形中產(chǎn)生焦耳熱，該焦耳熱被轉移至在翼管101、102、103中流動的流體f，其中所述翼管被加熱。

自然地，圖3、4所示的設置可同樣被一般化用于m個相位(m大于或等于2)。

然而，圖1至圖4所示的三相直接加熱的結構或其所示的各個翼管101、102、103的星形結構并非絕對必要的。通常，可設想管線100或翼管101、102、103的任何幾何結構。根據(jù)本發(fā)明的方法或根據(jù)本發(fā)明的裝置1原則上可適用于所有壓力、溫度、尺寸等。

在所述技術實施方案中，不銹鋼由于較高電阻率更優(yōu)于碳鋼而用于管線100。此外，多相或三相交流電的供給線優(yōu)選體現(xiàn)為具有明顯低于傳導流體f的管線的電阻，從而最小化供給線所產(chǎn)生的熱量，因為這種熱量通常是不希望的。

根據(jù)本發(fā)明的解決方案可尤其有利地在加熱導致介電強度減小(例如在裂解爐的情形中的焦化)的介質(zhì)時應用。在這一情形中，不期望的電流流動的風險相對低，結果甚至可省略如在開始所提及的關斷裝置。

此外，借助于相應設置的各個相位l1、l2、l3的電流流動，可控制每個情形中的三個翼管101、102、103中的加熱(這也適用于m相位的情形，其中m大于或等于2)。

原則上，根據(jù)本發(fā)明的對流體的加熱可用于導電管線中的所有介質(zhì)。在液體是極好導體(與管線的導電性比較)的情形中，如果適當?shù)脑挘瑒t需要在電流流動的計算中并入這一因素。管線或管線區(qū)段的幾何輪廓有利地為靈活的并可匹配各種要求。此外，管線材料可匹配工藝要求?？舍槍缀涡螤钸m當選擇電流、電壓及頻率并不受任何基本限制。最大可實現(xiàn)的溫度受所使用的管線材料的限制。

附圖標記列表

1裝置

2三相電流源

3進口

4出口

100管線

101，102，103翼管

101a，102a，103a第一端區(qū)段

101b，102b，103b中心區(qū)段

101c，102c，103c第二端區(qū)段

l1，l2，l3外導線

b中心區(qū)域

n中性線

k，q電觸點

f、f’、f”流體

a縱向軸

r徑向方向

s中性點

s′電壓源的中性點