Chaudière à tubes d'eau | Fonctionnement et types de chaudières à tubes d'eau
Un chaudière à tubes d'eau est un type de chaudière où l'eau est chauffée à l'intérieur des tubes et les gaz chauds l'entourent. C'est la définition de base d'une chaudière à tubes d'eau. En fait, cette chaudière est exactement l'opposé d'une chaudière à tubes de fumées où les gaz chauds passent à travers des tubes entourés d'eau.
Avantages de la chaudière à tubes d'eau
Il existe de nombreux avantages de la chaudière à tubes d'eau qui font que ces types de chaudières sont essentiellement utilisés dans les grandes centrales thermiques.
Une surface de chauffe plus grande peut être obtenue en utilisant un plus grand nombre de tubes d'eau.
En raison du flux par convection, le mouvement de l'eau est beaucoup plus rapide que celui d'une chaudière à tubes de fumées, ce qui entraîne un taux de transfert de chaleur élevé, ce qui se traduit par une efficacité supérieure.
Une pression très élevée, de l'ordre de 140 kg/cm2, peut être obtenue de manière fluide.
Principe de fonctionnement de la chaudière à tubes d'eau
Le principe de fonctionnement de la chaudière à tubes d'eau est très intéressant et simple.
Traçons un schéma très basique d'une chaudière à tubes d'eau. Elle se compose principalement de deux tambours, l'un supérieur appelé tambour de vapeur, l'autre inférieur appelé tambour de boue. Ces tambours supérieur et inférieur sont connectés par deux tubes, l'un appelé tube descendant et l'autre tube montant, comme indiqué sur l'image.
L'eau dans le tambour inférieur et dans le tube montant qui y est connecté, est chauffée et de la vapeur est produite, qui remonte naturellement vers le tambour supérieur. Dans le tambour supérieur, la vapeur est séparée de l'eau naturellement et stockée au-dessus de la surface de l'eau. L'eau froide est alimentée par l'entrée d'eau de nourrissement au tambour supérieur et, étant plus lourde que l'eau chaude du tambour inférieur et celle du tube montant, elle pousse l'eau chaude vers le haut à travers le tube montant. Il y a donc un flux convectif de l'eau dans le système de la chaudière.
Plus de vapeur est produite, plus la pression du système fermé augmente, ce qui entrave ce flux convectif de l'eau, et par conséquent, le taux de production de vapeur devient proportionnellement plus lent. De nouveau, si la vapeur est extraite par la sortie de vapeur, la pression à l'intérieur du système diminue et, par conséquent, le flux convectif de l'eau devient plus rapide, ce qui se traduit par un taux de production de vapeur plus rapide. Ainsi, la chaudière à tubes d'eau peut contrôler sa propre pression. C'est pourquoi ce type de chaudière est considéré comme une machine autonome.
Types de chaudières à tubes d'eau
Il existe de nombreux types de chaudières à tubes d'eau.
Chaudière à tubes droits horizontaux.
Chaudière à tubes courbes.
Chaudière à combustion cyclonique.
La chaudière à tubes droits horizontaux peut être subdivisée en deux types différents, tels que
Chaudière à tambour longitudinal
Chaudière à tambour transversal.
La chaudière à tubes courbes peut également être subdivisée en quatre types différents, tels que
Chaudière à tubes courbes à deux tambours.
Chaudière à tubes courbes à trois tambours.
Chaudière à tubes courbes à trois tambours de faible hauteur.
Chaudière à tubes courbes à quatre tambours.
Chaudière à tubes d'eau horizontale ou longitudinale ou Babcock-Wilcox
Construction de la chaudière Babcock-Wilcox
La chaudière Babcock-Wilcox est également connue sous le nom de chaudière à tambour longitudinal ou chaudière à tubes horizontaux. Dans ce type de chaudière, un tambour cylindrique est placé longitudinalement au-dessus de la chambre de chauffe. À l'arrière du tambour, un tube descendant est installé, et à l'avant du tambour, un tube montant est fixé, comme indiqué sur la figure. Ces tubes descendant et montant sont connectés entre eux par 5o à 15o de tubes d'eau droits, comme indiqué sur la figure.
Principe de fonctionnement de la chaudière à tambour longitudinal à tubes d'eau
Le principe de fonctionnement de la chaudière Babcock-Wilcox repose sur le principe de la thermosiphon. Le tambour placé longitudinalement, mentionné dans la construction de la chaudière à tambour longitudinal, est alimenté en eau froide à son entrée d'eau de nourrissement arrière. Comme l'eau froide est plus lourde, elle descend à travers le tube descendant fixé à l'arrière du tambour. Du tube descendant, l'eau pénètre dans les tubes d'eau horizontaux où elle devient chaude et plus légère.
Comme l'eau devient plus légère, elle passe à travers ces tubes horizontaux inclinés et finit par revenir au tambour de la chaudière via le tube montant. Pendant le trajet de l'eau à travers les tubes horizontaux inclinés, elle absorbe la chaleur des gaz chauds qui entourent les tubes d'eau, ce qui entraîne la formation de bulles de vapeur dans ces tubes. Ces bulles de vapeur reviennent alors au tambour de vapeur via le tube montant et sont naturellement séparées de l'eau, occupant l'espace au-dessus de la surface de l'eau dans le tambour longitudinal de la chaudière Babcock-Wilcox.
Chaudière à tubes d'eau à tambour transversal
