Vodotrubni kotao je takav tip kota u kome se voda zagrejava unutar cevi, a vruće plinove okružuju te cevi. Ovo je osnovna definicija vodotrubnog kota. U stvari, ovaj kotao je upravo suprotan plinovodučnom kotaonu gde vrući plinovi prođu kroz cevi koje su okružene vodom.
Postoji mnogo prednosti vodotrubnog kotaona zbog kojih se ovi tipovi kotaona uglavnom koriste u velikim termoelektrane.
Veća površina zagrevanja može se postići korišćenjem većeg broja vodotrubnih cevi.
Zbog konvekcijskog toka, kretanje vode je puno brže nego u plinovodučnom kotaonu, stoga je stopa prenosa toplote visoka, što dovodi do veće efikasnosti.
Veoma visok pritisak u nizu od 140 kg/cm2 može se pomoću ovog sistema postići glatko.
Radni princip vodotrubnog kotaona je vrlo zanimljiv i jednostavan.
Nacrtajmo osnovnu šemu vodotrubnog kotaona. Sastoji se uglavnom od dva barenca, jedan je gornji barenac nazvan parni barenac, a drugi je donji barenac nazvan blato barenac. Ovi gornji i donji barenac su povezani sa dvije cevi, jedna je nazvana spustna cev, a druga uzlazna cev, kao što je prikazano na slici.
Voda u donjem barenacu i u uzlaznoj cevi vezanoj za njega, zagrijava se i proizvodi se par koji prirodno dolazi u gornji barenac. U gornjem barenacu par se prirodno odvaja od vode i skladiše se iznad površine vode. Hladnija voda se dodaje kroz ulaz za hladnu vodu na gornjem barenacu, a budući da je ova voda teža od tople vode u donjem barenacu i u uzlaznoj cevi, hladnija voda gurne topliju vodu nagore kroz uzlaznu cev. Tako postoji konvekcijski tok vode u sistemu kotaona.
Kako se proizvodi sve više para, pritisak zatvorenog sistema raste, što sprječava ovaj konvekcijski tok vode, i stoga se stopa proizvodnje para proporcionalno usporava. Ponovo, ako se par uzima kroz izlaz za par, pritisak unutar sistema pada, i posljedično se konvekcijski tok vode ubrzava, što rezultira bržom stopom proizvodnje para. Na taj način vodotrubni kotao može kontrolirati svoj pritisak. Stoga se ovaj tip kotaona naziva samokontrolirajućim uređajem.
Postoji mnogo tipova vodotrubnog kotaona.
Horizontalni ravni trubni kotao.
Izgibani trubni kotao.
Ciklonski paljeni kotao.
Horizontalni ravni trubni kotao može se podijeliti na dva različita tipa, kao što su
Dugotrajan barenac kotao
Prijelazni barenac kotao.
Izgibani trubni kotao također se može podijeliti na četiri različita tipa, kao što su
Dvobarenac izgibani trubni kotao.
Tribarenac izgibani trubni kotao.
Niskog profila tribarenac izgibani trubni kotao.
Četvorobarenac izgibani trubni kotao.
Babcock-Wilcox kotao poznat je i kao dugotrajan barenac kotao ili horizontalni trubni kotao. U ovom tipu kotaona, jedan cilindrični barenac je dužinski smješten iznad topline komore. U pozadi barenca je napunjena spustna cev, a ispred barenca je fiksirana uzlazna cev, kako je prikazano na slici. Ove spustne i uzlazne cevi su povezane sa 5o do 15o ravne vodene cevi, kako je prikazano na slici.
Radni princip Babcock – Wilcox kotaona zavisi od termonifonskog principa. Dužinski smješteni barenac, kao što je navedeno u konstrukciji dugotrajnog barenca kotaona, hrani se hladnijom materijom na svom ulazu za hladnu vodu. Budući da je hladnija voda teža, ona pada kroz spustnu cev fiksiranu na pozadini barenca. Iz spustne cevi voda ulazi u horizontalne vodene cevi gdje postaje topla i lakša.
Kako voda postaje lakša, prolazi kroz ove nagibne horizontalne cevi i konačno vraća se u barenac kotaona kroz uzlaznu cev. Tokom putovanja vode kroz nagibne vodene cevi, apsorbira toplotu vrućih plinova koji okružuju vodene cevi, stoga se stvaraju mali parni mehurići u tim cevima. Ovi parni mehurići zatim dolaze u parni barenac kroz uzlaznu cev i prirodno se odvajaju od vode i zauzimaju prostor iznad površine vode u dugotrajnog barenca Babcock – Wilcox kotaona.
