Котел с принудительной циркуляцией — это котел, в котором для циркуляции воды внутри котла используется насос. Это отличается от котла с естественной циркуляцией, в котором для циркуляции воды внутри котла используется плотность тока. В некоторых котлах с принудительной циркуляцией вода циркулирует со скоростью, в двадцать раз превышающей скорость испарения. [1]
В водотрубных котлах способ рециркуляции воды внутри котла перед превращением в пар можно описать как естественную циркуляцию или принудительную циркуляцию. В водотрубном котле вода рециркулирует внутри до тех пор, пока давление паров воды не превысит давление паров внутри парового барабана и не станет насыщенным паром. Котел с принудительной циркуляцией начинается так же, как и котел с естественной циркуляцией , в насосе питательной воды. Вода вводится в паровой барабан и циркулирует вокруг котла, выходя только в виде пара. Отличительной чертой котла с принудительной циркуляцией является использование вторичного насоса, который обеспечивает циркуляцию воды через котел. Вторичный насос забирает питательную воду, поступающую в котел, и повышает давление поступающей воды. В котлах с естественной циркуляцией циркуляция воды зависит от перепада давления, вызванного изменением плотности воды по мере ее нагрева. То есть, когда вода нагревается и начинает превращаться в пар, ее плотность уменьшается, направляя самую горячую воду и пар в верхнюю часть топочных труб.
В отличие от котла с естественной циркуляцией, котел с принудительной циркуляцией использует насос циркуляции воды для принудительного потока вместо того, чтобы ждать, пока образуется перепад. Благодаря этому, трубы генерации котла с принудительной циркуляцией могут быть ориентированы любым образом, который требуется из-за ограничений пространства. Вода берется из барабана и продавливается через стальные трубы. [2] Таким образом, он может производить пар намного быстрее, чем котел с естественной циркуляцией.
Одним из примеров котла с принудительной циркуляцией является котел LaMont . Такие котлы используются в случаях, когда существует высокое давление , выше 30 мегапаскалей . [3]
Парогенератор с принудительной циркуляцией Clayton не имеет парового барабана в типичном смысле. Ряд небольших труб, которые являются частью одного гигантского змеевика, обычно сделанного из стали, пропускают питательную воду с большой скоростью. Вода прокачивается сверху парогенератора вниз к низу и наружу. Трубы, которые расположены таким образом, что газы сгорания проходят вокруг трубы, впоследствии нагревая воду. По сути, расположение можно лучше всего описать как наличие большой тонкостенной трубы, обертывающей окружность вертикального стального барабана, петляющего вокруг и вниз, пока он не достигнет дна. Поскольку только часть воды может стать паром, важно разделить их и отправить всю воду обратно, чтобы поглотить больше тепла. Если этого разделения не произойдет, повреждение системы может быть дорогостоящим. Если пар проходит через трубы генерации внутри, трубы могут перегреться и ослабнуть, а если вода попадает в паровую систему, могут возникнуть коррозия, гидравлический удар или другие неблагоприятные последствия. Чтобы бороться с этим, после выхода из парогенератора смесь пропускается через центробежный сепаратор пара, который делает именно это, производя пар, содержащий более девяноста девяти процентов сухого насыщенного пара. [4] Если требуется перегретый пар , дополнительный змеевик пропускается через парогенератор. Для поддержания постоянного уровня воды в паросепараторе используется питательный насос в сочетании с системой выравнивания. Большим преимуществом этой системы является то, что пар может генерироваться очень быстро. Однако недостатком этой системы является полная зависимость от постоянной подачи питательной воды. Без постоянной подачи система может быть подвергнута серьезному и дорогостоящему повреждению [5]