водотрубний котел
У котли водотрубні з багаторазовою циркуляцією робоче середовище безперервно рухається по замкнутому контуру, який складається з обігріваються і не обігріваються труб, з'єднаних між собою проміжними камерами-колекторами і барабанами. Там вона частково випаровується в обігрівається частини контуру. У зв'язку з різницею щільності пароводяної суміші в обігрівається (підіймальної) частини контуру і води в слабо обігрівається або зовсім не обігрівається (опускний) його частини здійснюється рух робочої середовища по циркуляційному контуру в водотрубний котлі з природною ціркуляціей.В котли водотрубні з примусовою циркуляцією переміщення робочої середовища по контуру здійснюється під дією циркуляційного насоса. Постійне упаривание котельної води в котли водотрубні з багаторазової природною або примусовою циркуляцією в кінцевому рахунку неминуче призводить до концентрації розчинених і зважених в ній усіляких домішок (солей, оксидів, гідратів оксидів). Надалі ці домішки можуть накопичуватися на внутрішній поверхні труб обігрівання з погіршенням умови їх охолодження і стаючи причиною перегріву металу (з подальшою аварійної зупинкою водотрубний котла через розрив робочих труб). Крім того, неприпустимо надмірне підвищення концентрації домішок в воді, що використовується через перенесення їх паром з барабана в крапельках води або у вигляді парового розчину в пароперегрівач, а також в турбіну, де шкідливі домішки осідають на робочих лопатках турбомашини, істотно зменшуючи її ККД. Для уникнення підвищення концентрації домішок виробляються продувки котла з суворою періодичністю. Гранично допустима концентрація (ГДК) домішок визначається конструкцією і параметрами водотрубний котла, складом живильної води і тепловими напруженнями екранних поверхонь нагріву.
У прямоточном котли водотрубні відбуваються нагрів, випаровування води і перегрів пари за один прохід робочого середовища по тракту. На відміну від водотрубний котла з природною або примусовою, багатократною циркуляцією в водотрубний котлі з прямоточною організацією процесу генерації пари домішки, що містяться в живильній воді, не можуть бути виведені з конструкції продувкою частини котельної води. У зв'язку з цим частину шкідливих домішок осідає на внутрішній поверхні труб прямоточного водотрубний котла, а частина (разом з парою) транспортується в турбіну, де відкладається на лопатках. Саме тому і пред'являються більш жорсткі вимоги до якості живильної води в прямоточних водотрубних котлах. У зв'язку з цим вода попередньо проходить обробку в системі водопідготовки. Для підвищення економічності в енергетичних установках використовуються схеми з вторинним (проміжним) перегрівом: освічена пар після спрацьовування частини його теплової енергії в турбіні повертається в водотрубний котел, піддається додатковому перегріву в пароперегрівачі з низьким тиском і знову відправляється в турбіну. Існують водотрубні котли з двома проміжними перегрівами пара. Температура вдруге перегрітої пари, як правило, береться в розгляд такої ж, як первинно перегрітого, або близькою до неї. Для підтримки температури первинного і вторинного перегріву пари на необхідному рівні водотрубні котли зазвичай забезпечують різними регулюючими пристроями. Найчастіше вони представлені у вигляді змішувальних і поверхневих теплообмінників різної форми і конфігурації, систем рециркуляції частини охолоджених димових газів в топку, пристосуваннями для зміни кута нахилу пальників і т. Д.
Паропроизводительность випускаються промисловістю вертикально-водотрубних котлів становить від 2,5 до 640 т / ч поряд з прямоструминними котлами від 250 до 2500 т / год, вони застосовуються в різних котельних установках. Горизонтально-водотрубні котли зняті з виробництва.
Винахідником котла вважається дослідник з Франції Дені Папен. Перші котли мали вигляд циліндра діаметром 75-120 см. Принцип їх дії грунтувався на тому, що при проходженні продуктів згоряння палива через труби, які омиваються водою, утворювалася пара, енергія якого згодом перетворювалася в механічну енергію.
Водотрубний котел був винайдений в 1829 р Джорджем Стефенсоном і М. Сеганом незалежно один від одного. Подальші модифікації водотрубних котлів пов'язані з іменами Гарні Голдвотера, Якоба Перкінса.