Kotł wodotrubowy to taki typ kotła, w którym woda jest grzana wewnątrz rur, a gorące gazy otaczają je. To jest podstawowa definicja kotła wodotrubowego. W rzeczywistości ten kotł jest całkowitym przeciwieństwem kotła ogniotrubowego, gdzie gorące gazy przepływają przez rury, które są otoczone wodą.
Istnieje wiele zalet kotła wodotrubowego, dlatego te typy kotłów są szeroko stosowane w dużych elektrowniach cieplnych.
Większą powierzchnię ogrzewalną można osiągnąć poprzez zwiększenie liczby rur wodnych.
Dzięki przepływowi konwekcyjnemu, ruch wody jest znacznie szybszy niż w przypadku kotła ogniotrubowego, co powoduje wyższą szybkość wymiany ciepła, co z kolei prowadzi do wyższej efektywności.
Można łatwo uzyskać bardzo wysokie ciśnienie na poziomie 140 kg/cm2.
Princip działania kotła wodotrubowego jest bardzo interesujący i prosty.
Narysujmy bardzo podstawowy diagram kotła wodotrubowego. Składa się on głównie z dwóch bębenków, jeden górny nazywany bębenkiem parowym, a drugi dolny nazywany bębenkiem mułowym. Te dwa bębenki są połączone dwiema rurami, jedną nazywaną spadnicą, a drugą wznosnicą, jak pokazano na rysunku.
Woda w dolnym bębenku i w wznosnicy do niego przyłączonej jest nagrzewana, a para powstaje w nich, która naturalnie przechodzi do górnego bębenka. W górnym bębenku para jest naturalnie oddzielana od wody i przechowywana nad powierzchnią wody. Zimniejsza woda jest doprowadzana z wejścia wody do górnego bębenka, a ponieważ ta woda jest cięższa od gorącej wody w dolnym bębenku i w wznosnicy, zimniejsza woda popycha gorącą wodę w górę przez wznosnicę. W ten sposób powstaje przepływ konwekcyjny wody w systemie kotła.
Im więcej pary jest produkowane, tym większe ciśnienie zamkniętego systemu, co utrudnia przepływ konwekcyjny wody, a więc tempo produkcji pary staje się proporcjonalnie wolniejsze. Znowu, jeśli para jest odprowadzana przez wyjście pary, ciśnienie w systemie spada, co skutkuje szybszym przepływem konwekcyjnym wody, co prowadzi do szybszego tempa produkcji pary. W ten sposób kotł wodotrubowy może kontrolować swoje własne ciśnienie. Dlatego ten typ kotła jest nazywany maszyną samoregulującą się.
Istnieje wiele typów kotłów wodotrubowych.
Poziomy Kotł Prostych Rur.
Kotł Zgiętych Rur.
Kotł Cyklonowy.
Poziomy Kotł Prostych Rur można podzielić na dwa różne typy, takie jak
Kotł Bębnowy Pionowy
Kotł Bębnowy Poprzeczny.
Kotł Zgiętych Rur można również podzielić na cztery różne typy, takie jak
Kotł Dwubębenkowy Zgiętych Rur.
Kotł Trójbębenkowy Zgiętych Rur.
Niskogłowy Kotł Trójbębenkowy Zgiętych Rur.
Kotł Czterobębenkowy Zgiętych Rur.
Kotł Babcock-Wilcox znany jest również jako Pionowy Kotł Bębnowy lub Kotł Prostych Rur. W tym typie kotła, jeden cylindryczny bębenek jest umieszczony pionowo nad komorą grzewczą. Z tyłu bębenka jest zamontowana spadnica, a z przodu bębenka jest zamontowana wznosnica, jak pokazano na rysunku. Te spadnica i wznosnica są połączone ze sobą 5o do 15o prostymi rurami wodnymi, jak pokazano na rysunku.
Princip działania kotła Babcock – Wilcox opiera się na zasadzie termofonu. Pionowo umieszczony bębenek, jak wspomniano w konstrukcji pionowego kotła bębnowego, jest zasilany chłodniejszą wodą z tylnego wejścia zasilania wodą. Ponieważ chłodniejsza woda jest cięższa, opada przez spadnicę zamontowaną z tyłu bębenka. Z spadnicy woda wchodzi do poziomej rury wodnej, gdzie staje się cieplejsza i lżejsza.
Gdy woda staje się lżejsza, przepływa w górę przez te nachylone rury wodne i ostatecznie wraca do bębenka kotła przez wznosnicę. Podczas przemieszczania się wody przez nachylone rury wodne, absorbuje ciepło gorących gazów, które otaczają rury wodne, co prowadzi do powstania bąbelków pary w tych rurach. Te bąbelki pary następnie przechodzą do bębenka pary przez wznosnicę i naturalnie rozdziela się od wody, zajmując miejsce nad powierzchnią wody w pionowym bębenku kotła Babcock – Wilcox.
