2015-06-04
2426
Процесс генерации пара в котлах с естественной циркуляцией осуществляется в отдельных контурах циркуляции.
Принцип работы контура циркуляционного контура рассмотрим на примере работы простого циркуляционного контура, приведённого на рисунке 6. Контур объединяет систему параллельных подъёмных труб 2, имеющих одинаковое конструктивное оформление и одинаковый тепловой обогрев. Они объединены в одно звено, имеющее свой распределительный коллектор и свою опускную систему 5, состоящую из одной или нескольких опускных труб, а внизу объёдиненных коллектором 6. Замкнутая система образует циркуляционный контур, который заполняется водой до уровня ниже диаметральной плоскости барабана 1 на 15–20 см.
Объём барабана, заполненный водой, называют водяным объёмом, верхнюю часть, занятую паром – паровым объёмом.
Поверхность, разделяющую паровой и водяной объёмы, называют зеркалом испарения.
При создании в топочной камере зоны высоких температур газов, в обогреваемых газами трубах вода закипает. Далее при подведении тепла к экранным трубам они заполняются пароводяной смесью, имеющей плотность 
, которая ниже плотности воды.
Не обогреваемые трубы 5 заполнены водой, имеющей плотность воды 
при давлении в барабане.
Вертикальная плоскость, проходящая вдоль оси нижнего коллектора, условно разделяет гидравлическую систему на две части. С левой стороны от коллектора система подвержена давлению столба воды, заполняющей опускную, не обогреваемую трубу, равному 
. С правой стороны система подвержена давлению столба пароводяной смеси, заполняющей обогреваемые трубы, равному 
.
Разность давлений 
называется движущим напором естественной циркуляции:
,
где 
– движущий напор естественной циркуляции, Па; 
– высота контура, м; 
и 
– плотности воды и пароводяной смеси, кг/м3, 
– ускорение свободного падения, м/с2.
Обогреваемые трубы получили название подъёмных труб, не обогреваемые трубы – опускных труб.
В подъёмных трубах происходит в основном испарение воды. Поток пароводяной смеси обеспечивает охлаждение металла подъёмных труб, обогреваемых продуктами сгорания, и гарантирует их длительную и надёжную работу.
Такие котлы получили название паровых котлов с естественной циркуляцией. Величина движущего напора прямо пропорциональна высоте контура 
и разности плотностей воды и пароводяной смеси, являющейся функцией интенсивности теплообмена в топке.
Отношение массового расхода циркулирующей воды 
кг/с, к количеству образовавшегося пара в единицу времени 
, кг/с, называется кратностью циркуляции:
.
Кратность циркуляции обычно составляет величину от 4 до 200. Расход воды в контуре циркуляции в 
раз больше паровой производительности котла.
Область перехода от воды к состоянию пара называют зоной фазового перехода [5].
