Водотрубные котлы с подъемом трубок
Водотрубные котлы составляют основную группу так называемых котлов с небольшим объемом воды. Этот тип котлов представляет собою развитие идеи батарейных котлов, в которых отдельные барабаны заменены трубками небольшого диаметра, соединенными по концам особыми водяными камерами или коллекторами, которые в свою очередь соединены с верхним общим барабаном, играющим здесь роль парособирателя. Если использовать твердотопливную горелку и приобрести колосниковую решетку тут, то этот тип котлов на сегодня самый экономичный для получения пара.
В основу постройки этого типа котлов было положено стремление создать котел, способный работать с более высокими давлениями пара, с небольшим запасом воды, а следовательно менее опасный при взрыве, способный быстро давать пар, легкий, компактный, удобный в сборке и разборке, с высокой паропроизводительной способностью, годный для работы с большой форсировкой и с высоким коэффициентом полезного действия.
Существующие водотрубные котлы по величине наклона трубок можно подразделить на две группы: 1) котлы с небольшим подъемом трубок, в которых последние наклонены к горизонту под углом около 15°, и 2) котлы с большим подъемом трубок и с вертикальными трубками. По своему устройству обе группы значительно отличаются одна от другой, причем котлы второй группы являются более новыми и более совершенными, почему они постепенно вытесняют котлы первой группы, не утерявшей, впрочем, и сейчас своего промышленного значения.
Котлы с небольшим подъемом трубок, в зависимости от способа укрепления концов трубок с водяными камерами и коллекторами и от способа соединения последних с верхним барабаном, можно подразделить на 1) котлы с двумя коллекторами или водяными камерами, 2) котлы без водяных коллекторов и 3) котлы с одним водяным коллектором.
Котлы с двумя водяными коллекторами выполняются самых разнообразных систем, отличающихся по своему устройству большею частью весьма несущественными деталями.
Наиболее типичным представителем этой группы типа котлов является котел системы Фицнер и Гампер. Здесь представляют передний и задний коллекторы, соединяющие трубки, по которым циркулирует вода. Из них передний коллектор непосредственно связан с барабаном котла, задний же соединен с небольшим барабаном-грязевиком, который при помощи соединительной или так называемой циркуляционной трубки соединяется с задним концом барабана. Топка с обычной колосниковой решеткой расположена здесь под нижним рядом трубок котла, топочные же газы при помощи диафрагм получают направление движения, указанное стрелками, во время которого и отдают свою теплоту трубкам, после чего они отводятся в боров, а затем в дымовую трубу.
Таким образом, в этих котлах нет особых дымоходов и верхний барабан почти не омывается газами, почему поверхность нагрева котла составляется исключительно из поверхности трубок и отчасти из внутренней поверхности водяных камер, соединяющих трубки. Циркуляция воды и образовавшихся частиц пара в этих котлах осуществляется следующим образом: питательная вода, подводимая в верхний барабан через штуцер, опускается по циркуляционной трубе в грязевик, где, освободившись от выделившихся из нее всяких примесей, по заднему коллектору поступает в трубки котла, расположенные в несколько вертикальных рядов. Пройдя затем трубки и частично перейдя в парообразное состояние, в виде смеси воды и пара, она вступает в передний коллектор и, наконец, в верхний барабан котла.
Для получения перегретого пара котел снабжен перегревателем зигзагообразной формы, который расположен по пути движения топочных газов, направляемых сводчатыми перегородками выложенными из огнеупорного кирпича. Для вывода перегревателя из работы имеется заслонка, вращающаяся на оси.
Для остановки котла и регулирования силы тяги имеется дымовая заслонка Н, которая при помощи системы тяг может занимать различное положение в последнем дымоходе, соединяющем котел с боровом. Из котла пар отводится по штуцеру, который внутри котла заканчивается коротким патрубком е с дырами для отделения частиц воды, захватываемых паром при своем потоке.
Котлы Фицнер и Гам пер строятся для различных поверхностей нагрева, начиная от 50 до 300 м% и выше, с одним и двумя верхними барабанами.
Для того чтобы составить себе представление о главных размерах котлов этой системы.
и др. Как стационарные котлы они не имеют широкого распространения, хотя типичный представитель их, котел системы Бабкоки-Вилькокс пользуется большим успехом; в СССР эти котлы строятся на Ленинградском Металлическом заводе.
Отличительной особенностью котлов Бабкок и Вилькокс является то, что трубки котла своими концами входят не в цельные коллекторы, как это было показано в котлах Фицнер и Гампер, а группируются в вертикальные секции и соединяются своими концами с передними и задними полыми зигзагообразной формы коробками или камерами, которые в свою очередь соединены патрубками с верхним барабаном.
Представлены две передние коробки одного из котлов Бабкок и Вилькокс, где — патрубки для соединения коробок с барабаном котла—отверстия для люков, расположенные против отверстий, в которых развальцовываются концы трубок. Для более ясного представления об устройстве коробок.
Котлы Бабкок и Вилькокс строятся для поверхностей нагрева от 25 до 500 м%, причем для больших мощностей они имеют по два верхних барабана. Что касается размера трубок, то внешний диаметр их берется от 75 до 100 мм, а длина от 4 000 до 5 500 мм.
К этому же типу котлов следует отнести и котел инж. Шухова. Трубки а размера 70/76 мм собраны в два пучка по 19 штук, причем концы каждого пучка этих трубок раскаткой соединены с двумя камерами-головками, имеющими форму короткого цилиндрического барабана. Головки делаются для всех котлов одинакового размера и соединяются между собою болтами, позволяющими быстро и просто разобрать соединение и снова собрать. Так же точно, благодаря люкам каждой головки, общим для всего пучка трубок, головки и трубки легко поддаются очистке и осмотру. В котлах более новых выпусков в каждом пучке имеется по 28 трубок.
Котел относится к типу двойного котла с общим сухопарником и общим грязевиком, расположенными перпендикулярно к оси верхних барабанов. Котел снабжен трубчатым перегревателем, установленным таким образом, что топочные газы по выходе из топки, омыв передние части трубок, попадают в пространство, где расположен перегреватель, а затем, направляемые диафрагмами, отводятся в боров. Для более спокойного вывода пара из нижних головок имеются патрубки К, по которым непосредственно отводится в паровое пространство пар, образовавшийся в нижних пучках трубок.
Эти котлы строятся для поверхностей нагрева от 20 до 400 мс числом головок от 2 до 16 и верхних. барабанов от 1 до 4. Длина трубок, в зависимости от величины котла, колеблется также в значительных пределах — от 3 000 до 5 500 мм.
