Una caldera de tubs d'aigua és aquest tipus de caldera on l'aigua es calenta dins de tubs i els gasos calents els envolten. Aquesta és la definició bàsica d'una caldera de tubs d'aigua. En realitat, aquesta caldera és el contrari de la caldera de tubs de foc on els gasos calents passen a través de tubs que estan envoltats per aigua.
Hi ha molts vantatges de la caldera de tubs d'aigua gràcies als quals aquests tipus de calderes s'utilitzen essencialment en grans centrals tèrmiques.
Es pot aconseguir una superfície de càlcul més gran utilitzant més tubs d'aigua.
Degut al flux convectiu, el moviment de l'aigua és molt més ràpid que el de la caldera de tubs de foc, per tant, la taxa de transferència de calor és alta, el que resulta en una major eficiència.
Es pot obtenir una pressió molt alta, de l'ordre de 140 kg/cm2, de manera suau.
El principi de funcionament de la caldera de tubs d'aigua és molt interessant i simple.
Traçem un diagrama bàsic de la caldera de tubs d'aigua. Es compon principalment de dos tambors, un superior anomenat tambor de vapor i un inferior anomenat tambor de fang. Aquests tambors superior i inferior estan connectats amb dos tubs, un denominat descendent i l'altre ascendent, tal com es mostra a la imatge.
L'aigua del tambor inferior i el tub ascendent connectat a ell, es calenta i es produeix vapor, que va al tambor superior de manera natural. Al tambor superior, el vapor es separa de l'aigua de manera natural i es guarda sobre la superfície de l'aigua. L'aigua més freda es alimenta a través de l'entrada d'aigua de subministrament al tambor superior, i com aquesta aigua és més pesada que l'aigua més calenta del tambor inferior i la del tub ascendent, l'aigua més freda empèn l'aigua més calenta cap amunt a través del tub ascendent. Així, hi ha un flux convectiu d'aigua en el sistema de la caldera.
Quan es produeix més vapor, la pressió del sistema tancat augmenta, obstruint aquest flux convectiu d'aigua, i per tant, la taxa de producció de vapor es redueix proporcionalment. Si el vapor es pren a través de la sortida de vapor, la pressió dins del sistema baixa, i en conseqüència, el flux convectiu d'aigua es fa més ràpid, resultant en una taxa de producció de vapor més ràpida. D'aquesta manera, la caldera de tubs d'aigua pot controlar la seva pròpia pressió. Per això, aquest tipus de caldera es considera una màquina autoregulada.
Hi ha molts tipus de caldera de tubs d'aigua.
Caldera de tubs horitzontals rectes.
Caldera de tubs corbats.
Caldera de tirs ciclònics.
La caldera de tubs horitzontals rectes es pot subdividir en dos tipus diferents, com ara
Caldera de tambor longitudinal.
Caldera de tambor creuat.
La caldera de tubs corbats també es pot subdividir en quatre tipus diferents, com ara
Caldera de tubs corbats de dos tambors.
Caldera de tubs corbats de tres tambors.
Caldera de tubs corbats de tres tambors de baixa altura.
Caldera de tubs corbats de quatre tambors.
La caldera Babcock-Wilcox també es coneix com a caldera de tambor longitudinal o caldera de tubs horitzontals. En aquest tipus de caldera, un tambor cilíndric es col·loca longitudinalment sobre la cambra de calor. A la part posterior del tambor, es col·loca un tub descendent, i a la part anterior, un tub ascendent, tal com es mostra a la figura. Aquests tubs descendent i ascendent estan connectats entre si per 5o a 15o tubs d'aigua rectes, tal com es mostra a la figura.
El principi de funcionament de la caldera Babcock-Wilcox depèn del principi termonifón. El tambor col·locat longitudinalment, tal com s'ha mencionat en la construcció de la caldera de tambor longitudinal, es alimenta amb aigua més freda a la seva entrada posterior d'aigua de subministrament. Com que l'aigua més freda és més pesada, cau a través del tub descendent col·locat a la part posterior del tambor. Des del tub descendent, l'aigua entra als tubs d'aigua horitzontals on es calenta i es torna més lleugera.
Com l'aigua es torna més lleugera, passa pels tubs d'aigua inclinats i finalment torna al tambor de la caldera a través del tub ascendent. Durant el recorregut de l'aigua a través dels tubs d'aigua inclinats, absorbeix el calor dels gasos calents que envolten els tubs, i en conseqüència, es creen bollides de vapor dins d'aquests tubs. Aquestes bollides de vapor llavors van al tambor de vapor a través del tub ascendent i es separen de manera natural de l'aigua, ocupant l'espai sobre la superfície de l'aigua al tambor longitudinal de la caldera Babcock-Wilcox.
