Электрический котел

(19) ( 1) 2 54 Р 22 В 21 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 3645 6299 8 07 торско-техта геотехтво ССС 1976, ист ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИД.:ТЕЛЬС(71) Специальное конструк нологическое бюро Институ нической механики АН УССР (53) 621.365.33(088.8)(56) Авторское свидетельс Р 9 836456, кл, Р 22 В 1/30 (54)(57). ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОТЕЛ по авт,св, В 836456, о т л и ч а - ю щ и й с я тем; что, с целью повьппения точности регулирования температуры пара при постоянном расходе жидкости и упрощения запуска котла, он снабжен подключенным параллельно змеевику симисторомс блоком импульсно-джазового управления, содержащим тиристор, РС-цепочку, два ключа и два вентиля,первый вентиль соединен анодом содним из силовых выводов симистора, а катодом - с вторым силовымвыводом симистора через КС-цепочку и с управляющим электродом симистора через включенный в проводящем направлении тиристор, управляющий электрод которого подключен к общей. точке резистора и конденсатора КС-цепочки, причем второй силовой электрод симистора соединен с катодом первого вентиля через второй вентиль и два последова.тельно включенных ключа, общая точ,ка которых подключена к катоду ти1176140 1Изобретение относится к теплотехнике и может быть использованов теплообменных электронагревательных аппаратах.Цель изобретения - повышение5точности регулирования температурыпара при постоянном расходе жидкости и упрощение запуска котла.На чертеже представлена принципиальная схема электрического котла. 1 ОЭлектрический котел состоит изсоосно размещенных металлическогокорпуса 1 и змеевика 2, навитого надиэлектрическую втулку 3 и подключенную к источнику нагреваемой жидкости,15а также к одному из полюсов 4 источника питания. По оси корпуса.1 установлен электрод 5, изолированный откорпуса электрической прокладкой 6и снабженнь;й патрубком 7 для подвода нагреваемой жидкости и каналом8, выполненным в нем для проходаэтой жидкости в полость 9 корпуса.Электрод 5 подключен к полюсу 10источника питания. 25Параллельно змеевику 2 подключенысиловые выводы симистора 11 и силовыевыводы 12 блока импульсно-фазовогоуправления 13,Блок импульсно-фазовогоуправления13 содержит тиристор 14, фазосдвигающую КС-цепь 15 и вентиль 16,Резистор 17 КС-цепи 15 подключен ккатоду вентиля 16, а конденсатор 18 каноду второго вентиля 19. К общейточ ке резистора 17 и конденсатора 1835КС-цепи 15 через токоограничивающийрезистор 20 подключен управляющийэлектрод тиристора 14, катод которого подключен через резистор 21 к управляющему электроду симистора 11,анод - к катоду вентиля 16. Крометого, вентиль 19 анодом подключен кклемме 22, а катодом соединен черезодин ключ коммутационного блока 23и через резистор 20 с управляющимэлектродом симистора 11. Другой ключкоммутационного блока 23 включен через резистор 20 между управляющимэлектродом симистора 11 и клемммой24. Через патрубок 7 по каналу 8 в полость 9 под полным сетевым давлением подается электропроводная жидкость преимущественно вода. Образуется электрическая цепь: полюс 10 - электрод 5 - вода в полости 9 - корпус 1 - змеевик 2 - полюс 4, и приложенное напряжение распределяется между змеевиком 2 и парообразователем (электрод 5 - корпус 1).Как только на змеевике 2 появится напряжение в результате замыкания водой электрической цепи, образуется цепь управления симистором 11: полюс 4 - силовой вывод 12 - вентиль 19 - ключ коммутационного блока 23 - резистор 21 - управляющий электрод симистора 11. Эта цепь работает в один полупериод приложенного напряжения. В следующий полупериод управление симистором осуществляется по цепи: змеевик 2(место соединения корпуса 1 котла и змеевика 2) вентиль 16 - другой ключ коммутационного блока 23 - резистор 21 - управляющий электрод симистора 11. В результате протекания тока управления по указанным цепям симистор 11 оказывается открытым полностью и шунтирует змеевик 2, т.е. сетевое напряжение прикладывается через симистор 11 только к парообразователю (электрод 5 и корпус. 1), Так протекает по цепи: полюс 10 - электрод 5 - вода в полости 9 - корпус 1 - симистор 11 - полюс 4, В результате этого поступающая вода выкипает раньше., чем сможет заполнить всю полость 9, поэтому не возникает электрических и гидравлических перегрузок в котле.При достижении пусковых параметров пара, температуры или давления ключи коммутационного блока 23 размыкаются, Электрический котел переходит в рабочий режим, в котором сетевое напряжение делится между парообразователем и змеевиком 2, а температура пара определяется температурой змеевика 2, нагреваемого сво. им же омическим сопротивлением, Электрический котел работает следующим образом.Перед пуском ключи коммутационного блока 23 устанавливают в замкнутое положение, На клеммы 4 и 10 подают напряжение. Для получения требуемой температуры пара при постоянном расходе воды изменяют величину тока, протекающего через змеевик 2, путем из-менения угла включения симистора 11. Угол включения регулируется следующим образом, При увеличении вели1176 Составитель О.ТурпакТехред С.йовяий Корректор И.Эрдейи Редактор М.Дылын Заказ 5330/39 Тираж 404 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 чины сопротивления резистора 17 уменьшается постоянная времени заряда коденсатора 18 КС-цепи 15, заряд которого происходит по цепи; клемма 24 - резистор 17 РС-цепи 15 - конденсатор 18 - клемма 22,Как только напряжение на конден саторе 18 достигнет напряжения включения тиристора 14, последний от-. кроется и ток управления симистором 1 О 11 пойдет по цепи; клемма 24 - тиристор 14 - резистор 21 - управляющий электрод симистора 11, который при этом откроется, Таким образом, при уменьшении постоянной времени заря да конденсатора 18 происходит увеличение угла включения и возра"такие тока через симистор 11, включение которого равнозначно частичному шунтированию змеевика 2. В результа О те этого выделяемая мощность на змеевике 2 и его температура уменьшаются, что приводит к уменьшению температуры пара, проходящего через него. 25Для увеличения температуры пара увеличивают величину сопротивления резистора 17, чтоприводит к уменьшению протекающего тока через симистор 11 (или вовсе исключает его про- ЗО текание) и последующему росту тока через змеевик 2, выделяемая мощность на котором возрастает. При этом температура змеевика 2 и пара, проходящего через него, увеличивается.35Таким образом, осуществляется регулирование температуры пара.Подключение симистора 11 и блока импульсно-Фазового управления 13 параллельно змеевику 2 позволяет защи О тить его от электрической перегрузки при колебаниях давления в парожидкост. ной магистрали котла за счет стабилизации мощности на змеевике 2, так как в случае внезапного изменения давле 140 4ния в парожидкостной магистрали, например возрастания со стороны входа воды, происходит следующее,.Уровень воды в полости 9 увеличивается, что приводит к уменьшению сопротивления в зазоре между электродом 5 и корпусом 1. Напряжение на этом участке снижается, а на змеевике увеличивается, так как сумма напряжений,. распределенных между змеевиком 2 и парообразователем (электрод 5 - корпус 1), должна остаться постоянной и равной сетевому напряжению. Возрастающее напряжение на.змеевике 2 через силовые выводы 12 прикладывается к блоку импульсно-фазового управления 13, где выпрямляется вентилем 16 и поступает на тиристор 14 и КС- цепь 15. Выпрямленное напряжение на КС-цепи 15 также возрастает, что приводит к уменьшению времени заряда конденсатора 18, а это изменяет угол включения симистора 11, что приводит к росту тока через симистор 11Происходит шунтирование змеевика 2 (частичное или полное, в зависимости от установившегося угла включения)и, следовательно, электрическая мощность на змеевике 2 и его температура изменяются в незначительных пределах. Змеевик 2 оказывается защищенным от электрических перегрузок Применение симистора с блоком импульсно-фазового управления, включенных параллельно змеевику, позволяет в широких пределах регулировать температуру пара при постоянном расходе воды. Кроме того, котел защищается от перегрузок во время работы автоматически, Использование двухключевого коммутирующего блока и вентиля дает возможность производить быстрые запуски котла, без электрических и гидравлических перегрузок.