A caldera de tubo de agua es una especie de caldera donde el agua se calienta dentro de tubos y los gases calientes los rodean. Esta es la definición básica de caldera de tubos de agua. En realidad esta caldera es justo lo contrario de caldera de tubo de fuego donde los gases calientes pasan a través de tubos rodeados de agua.
Ventajas de la caldera de tubo de agua
Hay muchos ventajas de la caldera de tubo de agua por lo que estos tipos de calderas se utilizan esencialmente en grandes estación de energía térmica.
- Se puede lograr una mayor superficie de calentamiento utilizando más tubos de agua.
- Debido al flujo de convección, el movimiento del agua es mucho más rápido que el de la caldera de tubos de fuego, por lo que la tasa de transferencia de calor es alta, lo que resulta en una mayor eficiencia.
- Una presión muy alta del orden de 140 kg/cm2 puede obtenerse sin problemas.
Principio de funcionamiento de la caldera de tubo de agua
El principio de funcionamiento de la caldera de tubo de agua es muy interesante y simple.
Dibujemos un diagrama muy básico de caldera de tubo de agua. Consiste principalmente en dos tambores, uno es el tambor superior llamado tambor de vapor y el otro es el tambor inferior llamado tambor de lodo. Estos tambores superior e inferior están conectados con dos tubos, a saber, tubos de bajada y subida, como se muestra en la imagen. El agua en el tambor inferior y en el tubo ascendente conectado a él, se calienta y vapor se produce en ellos que llega a los tambores superiores de forma natural. En el tambor superior el vapor se separa del agua naturalmente y se almacena sobre la superficie del agua. El agua más fría se alimenta de la entrada de agua de alimentación en el tambor superior y como esta agua es más pesada que el agua más caliente del tambor inferior y que en el elevador, el agua más fría empuja el agua más caliente hacia arriba a través del elevador. Así que hay un flujo de agua por convección en el sistema de la caldera.
Cada vez se produce más vapor, la presión del sistema cerrado aumenta, lo que obstruye este flujo convectivo de agua y, por lo tanto, la producción de vapor se hace proporcionalmente más lenta. Nuevamente, si el vapor es llevado a través de la salida de vapor, la presión dentro del sistema cae y por consiguiente el flujo de convección de agua se hace más rápido lo que resulta en una tasa de producción de vapor más rápida. De esta manera el caldera de tubo de agua puede controlar su propia presión. Por lo tanto, este tipo de caldera se denomina máquina autocontrolada.
Tipos de calderas tubulares de agua
Hay muchos tipos de calderas tubulares de agua .
- Caldera de tubo recto horizontal.
- Caldera de tubo doblado.
- Caldera de fuego de ciclón.
La Caldera de Tubo Recto Horizontal de nuevo puede ser subdividida en dos tipos diferentes, como
- Caldera de tambor longitudinal
- Caldera de Tambor Cruzado.
La caldera de tubo curvado también puede ser subdividida en cuatro tipos diferentes, tales como
- Caldera de tubo doblado de dos tambores.
- Caldera de tubo doblado de tres tambores.
- Caldera de tubo doblado de tres tambores de cabeza baja.
- Caldera de tubo doblado de cuatro tambores.
Caldera de tubo de agua horizontal o longitudinal o Babcock-Wilcox
Construcción de la caldera Babcock-Wilcox
Caldera Babcock-Wilcox también se conoce como Caldera de tambor longitudinal o Caldera de tubos horizontales. En este tipo de caldera…un tambor cilíndrico se coloca longitudinalmente sobre la cámara de calor. En la parte trasera del tambor se llena el tubo de bajada y en la parte delantera del tubo de subida del tambor se coloca como se muestra en la figura. Estos tubos descendentes y ascendentes están conectados entre sí por 5o a 15o tubos rectos de agua como se muestra en la figura.
Principio de funcionamiento de la caldera de tubo de agua de tambor longitudinal
Principio de funcionamiento de la caldera Babcock Wilcox depende del principio del termonifón. El tambor colocado longitudinalmente, como se menciona en la construcción de la caldera de tambor longitudinal, es alimentado por la materia más fría en su entrada trasera de agua de alimentación. Como el agua más fría es más pesada, cae a través de la bajante situada en la parte trasera del tambor. Desde el bajante, el agua entra en un tubo de agua horizontal donde se calienta y se hace más ligera. A medida que el agua se hace más ligera, pasa por estos tubos horizontales inclinados y finalmente regresa al tambor de la caldera a través del elevador. Durante el viaje del agua a través de los tubos de agua inclinados, absorbe el calor de los gases calientes, rodea el tubo de agua, por lo que se crean burbujas de vapor en estos tubos. Estas burbujas de vapor llegan al tambor de vapor a través del elevador y se separan naturalmente del agua y ocupan el espacio sobre la superficie del agua en el tambor longitudinal de Caldera Babcock Wilcox.
Caldera de tubo de agua de tambor cruzado
Construcción de la caldera de agua de tambor cruzado
Caldera de tambor cruzado es esencialmente una variante de la Caldera de tambor longitudinal. En Caldera de tambor cruzado el tambor de vapor se coloca en forma de cruz hacia la fuente de calor como se muestra en la figura. Aquí, el bajante se coloca en el fondo del tambor y el elevador en la parte superior del tambor a través de un tubo horizontal como se muestra en la figura. 5o a 15o Los tubos de agua inclinados se conectan con los tubos de bajada y subida de la misma manera que la caldera de Babcock-Wilcox.
Principio de funcionamiento de la caldera de tambor cruzado
El principio de funcionamiento de la caldera de tambor cruzado es lo mismo que caldera de tambor longitudinal.
- El agua de alimentación se alimenta al tambor transversal a través de la entrada de agua de alimentación.
- Luego esta agua baja por el tubo de bajada y entra en un tubo de agua inclinado colocado en una cámara caliente.
- Aquí, el agua se calienta y vapor se produce en el agua que entra en la cámara de vapor.
- Aquí, en el tambor de vapor, el vapor se separa del agua de forma natural.
Caldera de tubo curvado o caldera de plata
Caldera de tubo curvado o La caldera de Sterling es la versión desarrollada de caldera de tubo de agua. El principio de funcionamiento de la caldera de tubo curvado es más o menos el mismo que el de otras calderas de tubo de agua, pero utiliza cuatro tambores.
Construcción de una caldera de tubo curvado
Se colocan tres tambores en la fuente de calor como se muestra en la figura. El cuarto tambor se coloca dentro de la cámara de calor y este cuarto tambor se conecta a los tres tambores de vapor superiores con la ayuda de un tubo de agua doblado. Los tres tambores superiores están conectados con tubos ecualizadores como se muestra en la figura. El vapor se toma de los tubos ecualizadores.
Principio de funcionamiento de la caldera de tubo curvado o Stirling
El agua de alimentación entra primero en el tambor superior derecho. Debido a la mayor densidad, el agua baja al tambor inferior. El agua dentro de ese tambor de agua y los tubos de conexión a los otros dos tambores superiores, se calientan y en consecuencia se producen burbujas de vapor. Este es el más básico principio de funcionamiento de la caldera de tubo curvado.
Capacidad de la caldera Stirling
Capacidad de la caldera Stirling es mucho más alta que La caldera de Babcock Wilcox hasta 50.000 kg por hora y una presión de hasta 60 kg/cm2.
