Vodocijevni kotao

Vodocijevni kotao je vrsta kotla kod kojeg voda cirkulira unutar cijevi, a oko cijevi struje dimni plinovi ili su pak cijevi izložene vatri. Vodocijevni kotao je kotao koji se danas upotrebljava kod većine zahtijevnijih parnih postrojenja, s većim tlakovima i sistemom pregrijane pare. Konstrukcija ovog tipa kotla je složenija od vatrocjevne, te se uglavnom ne upotrebljava za male veličine kotlova.

Izvedba vodocijevnog kotla

Vodocijevni kotlovi mogu biti podijeljeni na više načina, koji izlaze iz njihove izvedbe.

Po broju komora (domova) dijelimo ih na:

jednodomne kotlove

dvodomne kotlove

višedomne kotlove

Po načinu strujanja vode u cijevima dijelimo ih na:

kotlove s prirodnom cirkulacijom

kotlove s prisilnom cirkulacijom ( s cirkulacijskom sisaljkom)

Po načinu grijanja i proizvodnje pare za korištenje dijelimo ih na :

kotlove s direktnim grijanjem

kotlove s posrednim grijanjem

Podjele koje su navedene za sve kotlove vrijede i kod vodocijevnih kotlova, tako das se dijele i po količini proizvedene pare, tlaku pare, vrsti pare, vrsti goriva...

Neke izvedbe kotlova i princip rada

Na slici gore desno je prikazan dvodomni vodocijevni kotao s prirodnom cirkulacijom. Voda ulazi u donji dom u kojem se nalazi voda u tekućem stanju. Cijevi su također napunjene vodom i izložene su plamenu i toplini dimnih plinova. Unutar cijevi se voda zagrijava, isparava djelomično i počinje polagano se gibati prema gore. Voda i para ulaze u gornji dom gdje se para skuplja u gornjem dijelu doma, a voda se silaznim cijevima vraća u donji dom. Para iz gornjeg doma (mokra para) izlazi i ide u pregrijač pare, gdje se dodatno suši i zagrijava, te kao pregrijana para odlazi na potrošače.

Slika lijevo prikazuje drugu izvedbu vodocijevnog kotla, s jednim parnim domom i prirodnom cirkulacijom. U ložištu (crvene boje) izgara gorivo i zagrijava vodu u cijevima, te ona isparava. Voda i para se dižu prema gore i ulaze u vodeni dom gdje se para odvaja od vode i ide na potrošače. Drugom stranom, na silaznoj cijevi, voda popunjava cijevi u ložištu, ta se kružni proces odvija prirodnom cirkulacijom. Strujanje dimnih plinova u kotlu potpomažu pregrade koje usmjeravaju plinove( sive strelice pokazuju smijer strujanja dimnih plinova.

Na slici desno je prikazan kotao s tri doma i prirodnom cirkulavijom unutar sistema. Ovaj kotao se razlikuje od prethodnog i po tome što ima pregrijač pare, koji omogućava iskorištavanje pare veće temperatura. Ovaj se kotao sastoji od tri doma, dva vodna (11) i jednog parnog (7). Gorionici (3) izgaraju gorivo u ložištu koje je obloženo ekranskim cijevima (9) u kojima se zagrijava voda. Voda i para se uzdižu u parni dom gdje se para odvaja i odvodi cijevima (6) u sakupljač pare (4), a odatle u pregrijač pare (10) koji je smješten između ekranskih cijevi i silaznih cijevi iz parnog u vodene domove. Pregrijana para se dalje odvodi na potrošače (5). Sistem se nadopunjuje napojnom vodom kroz cjevovod (8).

Na slici dolje desno je prikazan jednodomni vodocijevni kotao s prirodnom cirkulacijom. Napojna voda (1) ulazi u cijev zagrijača napojne vode koja se nalazi najdalje od ložišta, i gdje se zagrijava napojna voda prije ulaska u vodeni dom. Sisaljka (zelene boje na crzežu) siše vodu iz doma i prisilno je gura kroz sistem. Cijelo ložište (2) je obloženo snopom cijevi, gdje se voda grije. U sredini između snopova cijevi nalazi se pregrijač pare (ciklama boje) gdje se para dodatno pregrijava i zatim odlazi na potrošače (3) Dimni plinovi nakon predaje topline vodi izlaze iz kotla (4).

Kotlovi s posrednim grijanjem

Kotlovi s posrednim grijanjem pare koja se upotrebljava su posebna izvedenica kotlova, a kao takvi se često upotrebljavaju u sistemima nuklearnih postrojenja, da bi se izbjegao dodir primarnog sistema koji je zatvoren s sekundarnim sistemom u kojem nisu potrebni isti zahtjevi glede kvalitete vode, nepropusnosti, pristupa,... Na slici desno je prikazan jedan takav sistem kod kojeg pregrijana para koju je proizveo nuklearni reaktor zagrijava paru u sekundarnom krugu koja pokreće parnu turbinu i generator.