Электрический котел

 

. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОТЕЛ по авт.св. № 836456, отличающийся тем,- что, с целью повьппения точности регулирования температуры пара при постоянном расходе жидкости и упрощения запуска котла, он снабжен подключенным параллельно змеевику симистором с блоком импульсно-фазового управления , содержащим тиристор, RC-цепочку , два ключа и два вентиля, первый вентиль соединен анодом с одним из силовых выводов симистора , а катодом - с вторым силовым выводом симистора через RC-цепочку и с управляющим электродом симистора через включенный в проводящем направлении тиристор, управляющий электрод которого подключен к общей точке резистора и конденсатора RC-цепочки, причем второй силовой электрод симистора сое динен с катодом первого вентиля че- (Л рез второй вентиль и два последовательно включенных ключа, общая точка которых подключена к катоду тиристора . Од

СОЮЗ СОЮЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

140 А ((9) (II) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 836456 (21) 3629980!24-07 (22) 28.07.83 (46) 30.08.85 Бюл. № 32 (72) И.Ф.Чемерис, И.Я.Клименко и В.П.Горб (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института геотехнической механики АН УССР (53) 621.365.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 836456, кл. Р 22 В 1/30, 1976. (54)(57). ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОТЕЛ по авт.св. № 836456, о т л и ч а— ю шийся тем; что, с целью повьппения точности регулирования температуры пара при постоянном расходе жидкости и упрощения запуска котла, он снабжен подключенным (>I)4 F 22 В 21 30 Н 05 В 1/02 параллельно змеевику симистором с блоком импульсно-фазового управления, содержащим тиристор, RC-цепочку, два ключа и два вентиля, первый вентиль соединен анодом с одним из силовых выводов симистора, а катодом — с вторым силовым выводом симистора через RC-цепочку и с управляющим электродом симистора через включенный в проводящем направлении тиристор, управляющий электрод которого подключен к общей. точке резистора и конденсатора RC-цепочки, причем второй силовой электрод симистора соединен с катодом первого вентиля че.рез второй вентиль и два последова.тельно включенных ключа, общая точ,ка которых подключена к катоду тиристора.

1176140

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в теплообменных электронагревательных аппаратах.

Цель изобретения — повышение

5 точности регулирования температуры

I пара при постоянном расходе жидкости и упрощение запуска котла.

На чертеже представлена принципиальная схема электрического котла. 1О

Электрический котел состоит из соосно размещенных металлического корпуса 1 и змеевика 2, навитого на диэлектрическую втулку 3 и подключенную к источнику нагреваемой жидкости,1 а также к одному из полюсов 4 источ ника питания. По оси корпуса.1 установлен электрод 5, изолированный от корпуса электрической прокладкой 6 и снабженнь;й патрубком 7 для под- 2О вода нагреваемой жидкости и каналом

8, выполненным в нем для прохода этой жидкости в полость 9 корпуса.

Электрод 5 подключен к полюсу 10 источника питания. 25

Параллельно змеевику 2 подключены силовые выводы симистора 11 и силовые выводы 12 блока импульсно-фазового управления 13.

Блок импульсно-фазовогоуправления

13 содержит тиристор 14, фазосдвигающую КС-цепь 15 и вентиль 16.

Резистор 17 RC-цепи 15 подключен к катоду вентиля 16, а конденсатор 18 к аноду второго вентиля 19. К общей точке резистора 17 и конденсатора 18

3S

RC-цепи 15 через токоограничивающий резистор 20 подключен управляющий электрод тиристора 14, катод которого подключен через резистор 21 к управляющему электроду симистора 11, анод — к катоду вентиля 16. Кроме того, вентиль 19 анодом подключен к клемме 22, а катодом соединен через один ключ коммутационного блока 23 и через резистор 20 с управляющим электродом симистора 11. Другой ключ коммутационного блока 23 включен через резистор 20 между управляющим электродом симистора 11 и клемммой

24.

Через патрубок 7 по каналу 8 в no\ лость 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 своим же омическим сопротивлением.

Электрический котел работает следующим образом.

Перед пуском ключи коммутационно- 55

ro 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 следу-, ющим образом. При увеличении вели1176

Составитель О.Турпак

Техред 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-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чины сопротивления резистора 17 уменьшается постоянная времени заряда коденсатора 18 RC-цепи 15, заряд которого происходит по цепи: клемма 24 — резистор 17 QC-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 1О

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- 15 да конденсатора 18 происходит увеличение угла включения и возра" такие тока через симистор 11, включение которого равнозначно частичному шунтированию змеевика 2. В результа- 2О те этого выделяемая мощность на змеевике 2 и его температура уменьшаются, что приводит к уменьшению температуры пара, проходящего через него. 25

Для увеличения температуры пара увеличивают величину сопротивления резистора 17, что приводит к уменьшению протекающего тока через .симистор 11 (или вовсе исключает его про- 30 текание) и последующему росту тока через змеевик 2, выделяемая мощность на котором возрастает. При этом температура змеевика 2 и пара, проходящего через него, увеличивается.

Таким образом, осуществляется регулирование температуры пара.

Подключение симистора 11 и блока импульсно-фазового управления 13 параллельно змеевику 2 позволяет защи- 4О тить его от электрической перегрузки при колебаниях давления в парожидкостной магистрали котла за счет стабилизации мощности на змеевике 2, так как в случае внезапного изменения давле140 4 ния в парожидкостной магистрали, например возрастания сп 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 RCцепь 15. Выпрямленное напряжение на

RC-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 11 ° Происходит 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.