Котел: естественная циркуляция
Котел может предполагать естественную или принудительную циркуляцию воды. Одним из условий нормальной передачи теплоты в котле является непрерывное движение воды и пароводяной смеси. Такое движение называется циркуляцией, а пути движения воды и пароводяной смеси — циркуляционными контурами. Циркуляция воды называется естественной, если она происходит за счет разности плотности воды или воды и пара на отдельных участках циркуляционного контура, и искусственной, осуществляемой с помощью предназначенных для этого насосов. Водогрейный котел, к которому присоединена небольшая система отопления, может работать при естественной циркуляции. В опускных (обратных) стояках системы, по которым движется охлажденная в нагревательных приборах вода, плотность ее больше, чем в подающем стояке, где вода имеет более высокую температуру и соответственно меньшую плотность. Эта разность плотностей воды и создает естественное (гравитационное) давление в системе, вызывающее циркуляцию воды через котел.
В наиболее простых по конструкции жаротрубных котлах, работающих в паровом режиме, где вода и пар находятся в одной емкости, внутренняя циркуляция воды происходит благодаря различной плотности пароводяных слоев вблизи поверхностей нагрева и воды более холодных зон в котле. Чтобы усилить циркуляцию воды, например, в одножаротрубных котлах, жаровую трубу смещают относительно барабана, который предполагает котел. Для сбора пара в чугунных котлах, работающих в паровом режиме, служат паросборники, располагаемые над котлом; в жаротрубных и вертикально-цилиндрических котлах пар собирается в верхней части котла, в горизонтально-водотрубных и вертикально-водотрубных котлах — в верхних барабанах, которые использует котел. Устройства для подачи питательной воды расположены ниже зеркала испарения.
В общем случае циркуляционный контур включает в себя: верхний, барабан (паросборник), из которого производится отбор пара; опускные трубы, по которым вода поступает из барабана в нижний коллектор; подъемные трубы, по которым под действием циркуляционного напора пароводяная смесь поднимается в барабан. Парообразование происходит в подъемных трубах, которые подвергаются наиболее сильному воздействию горячих газов. Опускные (циркуляционные) трубы, наоборот, или располагают в последних газоходах, где температура продуктов сгорания более низкая, или выносят за пределы обмуровки, или защищают от нагрева тепловой изоляцией.
