Циркуляция воды в котле

Котел предназначен для преобразования химической энергии, содержащейся в топливе, в тепловую энергию пара. Затем этот пар используется для выполнения работы в различных системах судна. Приведенный рисунок показывает схему циркуляции в водотрубном котле. Несмотря на то, что показан котел только одной конструкции, все судовые котлы на жидком топливе работают по подобной схеме.

В водотрубном котле топка окружена пучками труб, которые с помощью коллекторов соединены с верхним и нижним барабанами. Топливо сжигается в топке и тепло радиацией передается окружающим топку кипятильным трубкам. Тепловая энергия за счет теплопроводности передается воде, циркулирующей в трубках. Таким образом производится пар и охлаждается металл труб.

При нагревании воды ее плотность уменьшается, и она имеет тенденцию к движению вверх. Более холодная и тяжелая вода имеет тенденцию к движению вниз. Благодаря тому, что горячая пароводяная смесь стремится вверх, в то время, как более холодная вода движется вниз в опускных трубах, в контуре котла возникает естественная циркуляция.

Когда пароводяная смесь поступает в верхний (паровой) барабан, она разделяется. Пар поступает в верхнюю половину барабана, затем из нее в пароперегреватель, либо непосредственно к потребителям насыщенного пара. Циркулирующая вода остается в нижней части этого барабана, смешивается с поступающей питательной водой и снова проходит через весь контур циркуляции.

В котлах, имеющих пароперегреватели, пар из верхней части парового барабана поступает к пароперегревателям, где он дополнительно подогревается, что увеличивает энергию пара. Затем перегретый пар проходит через турбину высокого давления и возможно турбину низкого давления, где большая часть тепловой энергии преобразуется в механическую энергию.

До того, как пар конденсируется и возвращается в питательную систему, для более полного использования тепловой энергии часть его может быть отобрана из турбины для подогрева питательной воды и других нужд.

После прохождения через все вспомогательные системы пар поступает в конденсатор, где он превращается в воду, которая подается в линию питания, замыкая контур котел – питательная система.

В системах, работающих при более низком уровне давления без пароперегревателей, пар из парового барабана поступает непосредственно в паровую систему, после чего конденсируется и в виде конденсата поступает в систему питания.

На теплоходах обычно предусматриваются две системы для производства пара: утилизационный котел, использующий тепло выпускных газов дизеля, и котел на жидком топливе. Утилизационный котел функционирует при работе двигателя, а котел на жидком топливе используется во время стоянки судна в порту, когда главный двигатель остановлен. Несмотря на то, что конструкция этих котлов отличается от конструкции главных котлов, пар которых используется для пропульсивной установки, эти котлы работают на тех же принципах теплопередачи и их эксплуатация благодаря накипеобразованию и коррозии сопровождается теми же проблемами.

Котел с пароперегревателем

Котел с пароперегревателем