Энергетические парогенераторы по производительности различаются как котлы малой, средней и большой производительности

По способу циркуляции воды все котлы сводятся к трём типам: с естественной циркуляцией ( рис. 21а ), с многократной принудительной циркуляцией ( рис. 21б ), прямоточные ( рис 21в ).

Рис 21.

В парогенераторах с естественной циркуляцией движение рабочего тела по испарительному контуру осуществляется за счёт разности плотностей столбов рабочей среды: воды ρ_вв опускной питательной системе и пароводяной смеси ρ_см в подъёмной испарительной части циркуляционного контура (рис.21а).

На практике естественная циркуляция применяется только в парогенераторах до сверхвысоких давлений (не выше 18,5 МПа), так как плотность при таких давлениях в опускных и подъёмных системах практически одинаковы, и движущий напор циркуляции будет очень мал. Циркуляцией в парогенераторе называется явление многократного обращения испаряемой воды в экранных и кипятильных трубах барабанных котлов.

Парогенератор с многократной принудительной циркуляцией (рис.21б) отличается наличием в контуре специальных циркуляционных насосов. В этом случае движение воды и пароводяной смеси осуществляется принудительно. Недостатком системы многократной принудительной циркуляции является наличие специальных циркуляционных насосов сложной конструкции, которые нужно обслуживать и ремонтировать, а также увеличиваются собственные нужды электростанции. В Российской Федерации такие парогенераторы не выпускаются и широкого применения они не нашли.

Прямоточные парогенераторы принципиально отличаются тем, что поступающая в испарительный тракт вода на выходе из него полностью превращается в пар, и движение рабочего тела от входа воды в экономайзер до выхода из котла пара осуществляется принудительно питательным насосом. Дорогой элемент ― барабан в прямоточных парогенераторах отсутствует. Кратность циркуляции в таких котлах равна единице. Надёжная работа трубной системы обеспечивается повышением скорости рабочей среды в трубах.

Ввиду полного испарения воды в тракте особые требования предъявляются в прямоточных парогенераторах к качеству питательной воды. Во избежание отложений солей на стенках труб и связанного с этим перегрева металла поступающая в прямоточный парогенератор вода предварительно проходит химическое обессоливание.

Прямоточный принцип движения рабочей среды по всему тракту позволяет использовать этот тип парогенератора и при сверхкритическом давлении, что невозможно в агрегатах барабанного типа. Принудительная циркуляция позволяет использовать испарительные трубы меньшего диаметра.