Vodotokov kotlovec je vrsta kotleca, kjer se voda segreva znotraj cevov, ki so obkrožene s toplimi plinmi. To je osnovna definicija vodotokovega kotla. V bistvu je ta kotlec ravno nasprotno plintvečnega kotla, kjer gre tople plini skozi cevi, ki so obkrožene z vodo.
Obstaja veliko prednosti vodotokovih kotlov, zaradi katerih se te vrste kotlov uporabljajo v velikih termalnih elektrarnah.
Večja segrevalna površina se lahko doseže z večjim številom vodnih cevov.
Zaradi konvekcijskega pretoka je gibanje vode hitreje kot pri plintvečnem kotlu, zato je stopnja prenosa toplote visoka, kar vodi do višje učinkovitosti.
Zelo visoko tlak, v višini 140 kg/cm2, se lahko z lahkoto doseže.
Delovanje vodotokovih kotlov je zelo zanimivo in preprosto.
Narišimo zelo osnovni diagram vodotokovega kotla. Sestavljen je predvsem iz dveh bremen, enega zgornjega, imenovanega parno breme, drugega spodnjega, imenovanega blato breme. Ta zgornje in spodnje breme sta povezana z dvema cevama, ena se imenuje padajoča cev, druga pa vzhlajna cev, kot je prikazano na sliki.
Voda v spodnjem bremenu in v vzhlajni cevi, ki ji je povezana, se segreva in ustvarja par, ki se naravno premakne v zgornje breme. V zgornjem bremenu se par od vode loči naravno in shranjuje nad površino vode. Hladnejša voda se vnese skozi vhod za vodni prihranek na zgornjem bremenu in ker je ta voda težja od toplejše vode v spodnjem bremenu in v vzhlajni cevi, hladnejša voda potisne toplejšo vodo navzgor skozi vzhlajno cev. Tako obstaja konvekcijski pretok vode v sistem kotla.
Čim več para se ustvari, tlak zaprtega sistema se poveča, kar ovira ta konvekcijski pretok vode, zato se stopnja proizvodnje para ustavi sorazmerno počasneje. Če se par odvede skozi izhod za par, tlak znotraj sistema pada in posledično postane konvekcijski pretok vode hitrejši, kar vodi do hitrejše proizvodnje para. Na ta način lahko vodotokovi kotli samostojno regulirajo svoj tlak. Zato se ta vrsta kotla nanaša kot samoregulirajoča naprava.
Obstaja mnogo vrst vodotokovih kotlov.
Vodoravni ravni cevni kotlec.
Izognjeni cevni kotlec.
Ciklonsko gorivni kotlec.
Vodoravni ravni cevni kotlec se lahko podeli na dve različni vrsti, kot so
Dolžinsko bremeno kotlec
Križni bremeni kotlec.
Izognjeni cevni kotlec se lahko podeli na štiri različne vrste, kot so
Dvobremeni izognjeni cevni kotlec.
Tribremeni izognjeni cevni kotlec.
Nizek tribremeni izognjeni cevni kotlec.
Štiribremeni izognjeni cevni kotlec.
Babcock-Wilcox kotlec je tudi znana kot dolžinski bremeni kotlec ali vodoravni cevni kotlec. V tej vrsti kotla je en cilindrični rezervoar dolžinsko postavljen nad segrevnim prostorom. Za rezervoarom je nameščena padajoča cev, pred rezervoarom pa vzhlajna cev, kot je prikazano na sliki. Te padajoče in vzhlajne cevi so med seboj povezane z 5o do 15o ravne vodne cevi, kot je prikazano na sliki.
Delovanje Babcock – Wilcox kotla temelji na principu termofona. Dolžinski rezervoar, kot je omenjeno v izgradnji dolžinskega bremenskega kotla, je napajan z hladnejšo vodo na njegovem zadnjem vhodu za vodni prihranek. Ker je hladnejša voda težja, se spusti skozi padajočo cev, nameščeno na zadnji del rezervoara. Iz padajoče cevi voda pride v horizontalne vodne cevi, kjer postane topla in lažja.
Ko postane voda lažja, se premakne skozi te nagibane horizontalne cevi in končno pride nazaj v kotlovnico skozi vzhlajno cev. Med potovanjem vode skozi nagibane vodne cevi, absorbuje toploto toploga plina, ki okoli vodne cevi, posledično pa se v teh cevih ustvarijo parne bobnici. Te parne bobnice se nato premaknejo v parno kotlovnico skozi vzhlajno cev in se naravno ločijo od vode ter zasedejo prostor nad površino vode v dolžinskem bremenu Babcock – Wilcox kotla.
