Спиральный водотрубный котел - Spiral watertube boiler

Котел Climax, расположение трубок сверху
Котел климакс

Спиральные водотрубные котлы семья вертикальных водотрубные котлы. Их парогенерирующие трубы представляют собой узкие спиральные трубы, расположенные по кругу вокруг центрального вертикального водяного барабана.

Водяные трубки длинные, многочисленные и имеют диаметр 2 дюйма (50 мм) или меньше. Это дает очень большую площадь нагрева и хорошие возможности парообразования. «В данном помещении достигается максимальная поверхность возгорания, и, таким образом, возможна значительная экономия топлива».[1]

Поскольку и барабан, и трубы имеют небольшой диаметр, котлы также подходят для работы под высоким давлением. Тем не менее, котлы были введены в эксплуатацию на раннем этапе, как одна из первых конструкций с малотрубными водяными трубами, и поэтому они редко использовались для высоких давлений или с паровые турбины.

Различия между этими типами котлов заключаются в расположении водяных трубок. Все они имеют одинаковую базовую планировку. Наружный кожух котла выполнен из листовой стали, облицованной огнеупорный кирпич, и не играет никакой роли в их области нагрева.

Котел климакс

Котел Climax, кожух снят

Большой промышленный котел, известный как Климакс был одним из первых в этом общем типе.[2] Он был изобретен Томасом Ф. Моррином и Вальтером Скоттом из Нью-Джерси и запатентован в 1884 году.[3][4][5]

Водяные трубы представляли собой однооборотные петли, расположенные по диагонали и расположенные в горизонтальные ярусы. Верхний вход трубы расположен вертикально над нижним входом соседней трубы. В исходном патенте трубки имеют форму шпильки с радиальными прямыми участками.[3] Более поздние конструкции использовали больший внешний радиус и «грушевидные» трубы,[1] наконец, форма трубы, которая была почти радиусом внешнего кожуха.[2] Такое уменьшение кривизны трубок снижает эффекты расширения из-за нагрева и риск утечки на входах трубок. Уровень воды в этих котлах составлял около 3/4 высоты яруса труб.[3] так что верхние трубы были заполнены паром, а не водой. Над рядами трубок использовалась одна плоская спиральная трубка в качестве экономайзера или нагревателя питательной воды.[2]

Топка, используемая для розжига этих больших котлов, была кольцевой, часто с четырьмя или более отдельными пожарные двери. Котел также успешно разожжен жмых, растительные отходы или мусор. Там, где они использовались для постоянного производства большой мощности, например, для выработки электроэнергии, некоторые из них также использовались с ранних кочегарки.[2]

Одним из преимуществ этих котлов была скорость, с которой их можно было построить. Решающим фактором здесь были сборные стальные кожухи, которые были скреплены болтами по частям.[5] Хотя их потенциал для высокого давления не был использован, они завоевали репутацию надежных и длительных межремонтных периодов.[2]

Эти котлы были разработаны Моррином и Скоттом на заводе по производству паровых котлов Клонбрук и не имеют отношения ни к одному из них. Кульминационный локомотивный завод или их лесовозы.[6] Они были лицензированы на производство для "Clonbrook Steam-Boiler Co.", но в 1896 году их предыдущий менеджер Томас Дж. Лоулер начал производство конкурирующего котла на "Columbian Steam-Boiler Works", и Моррин и Скотт успешно подали на них в суд. нарушение патентов Climax.[1]

Котел Lune Valley

В Lune Valley Котел представлял собой небольшой котел, работающий на жидком топливе, используемый Lune Valley Инженерная компания Ланкастер, Англия для паровые запуски и маленький пароходы.[7][8] Каждая труба парогенератора состояла из трех витков, что давало большую поверхность нагрева для количества выполняемых соединений труб. Эти катушки по-прежнему располагались ярусами.

Преимущество использования парохода заключалось в том, что он быстро поднимал пар из холода, время для достижения полезного давления, а не скорость образования пара, когда он горячий. Это было результатом двух особенностей: во-первых, небольшая масса металла на поверхности нагрева быстро нагревается до температуры. Во-вторых, эластичность спиральных трубок означала, что котел можно было «вывести» из холодного состояния без риска повреждения, которое локомотив или же пусковой котел может пострадать. Центральный барабан мог оставаться холодным после того, как трубы работали и закипали, без чрезмерной механической нагрузки на их фитинги.

Lune Valley также произвела другую форму водотрубных котлов для паровых запусков. У него были две горизонтальные водяные бочки, расположенные вертикально друг над другом, с горизонтальными шпильками между ними. Он был меньше и проще в изготовлении, чем спираль.

Котел Bolsover Express

В Bolsover Express котел был разработан Bolsover Bros. Whitby для использования в паровые машины. В частности, он был предназначен для повторного кипячения. Паровые машины Стэнли.[9][10]

Трубки представляют собой одинарные диагональные изгибы, идущие вертикально от нижнего кольца трубных соединений до верхнего кольца. Здесь меньше трубок и меньше открытая поверхность для каждой трубки, чем в предыдущих конструкциях. Поскольку трубы также расположены ближе к вертикали, циркуляция внутри них интенсивная, они обладают большей испарительной способностью на единицу площади, и котел с соответствующей топкой и горелкой на жидком топливе может по-прежнему генерировать большой объем пара.[11]

Котел Иллингворта

Трубки в Иллингворт Конструкция котла - спиральная, но обернута вокруг центрального парового барабана, а не сидит рядом с ним. Барабан имеет радиальные коллекторы большого диаметра сверху и снизу, в которые соединяются спиральные трубки парогенератора.[12] Типичная конструкция имеет четыре коллектора, причем спиральные трубки расположены в четырех концентрических спиралях с чередующейся направленностью, и каждая трубка делает около трех оборотов перед присоединением к другому коллектору. Таким образом, трубок меньше, в данном случае шестнадцать, но каждая длиннее (рекомендуется от 260 до 280 диаметров отверстия.[12]) и так котел по-прежнему представляет собой плотное расположение зоны нагрева на небольшом пространстве.

Рекомендации

  1. ^ а б c "Моррин против Лоулера, Окружной суд Нью-Йорка". 6 октября 1898 г.
  2. ^ а б c d е Кеннеди, Рэнкин (1912). Книга современных двигателей и генераторов. V. Лондон: Кэкстон. С. 93–98.
  3. ^ а б c США 309727  Парогенератор, Моррин и Скотт, 1884 г.
  4. ^ США 463307  Парогенератор, Моррин и Скотт, 1891 г.
  5. ^ а б США 463308  Парогенератор, Моррин, 1891 г.
  6. ^ "Каталог водотрубных предохранительных котлов Morrin" Climax ".
  7. ^ Харрис, Модельные котлы, стр. 56-58
  8. ^ «Котел Выдры: Строительство 19-футового парового катера». Получено 1 августа 2016.
  9. ^ «Шасси паровой машины Stanley 20194, Новая Зеландия». Регистр Стэнли, 1920. Восстановлен в 1956-8 годах с котлом и горелкой Bolsover "Express".
  10. ^ Ральф Невилл (июнь 1934 г.). "Приключения на обновленном паровозе Стэнли урожая 1912 года" (PDF). Разработки Steam Car и Steam Aviation. III (28).
  11. ^ Харрис, К. Н. (1974). Модельные котлы и котельное производство. КАРТА. С. 58–59. ISBN  0-85242-377-2.
  12. ^ а б Харрис, Модельные котлы, стр. 58-59