В топочной камере по всему периметру и по всей высоте стен обычно расположены трубные плоские системы топочные экраны, являющиеся радиационными поверхностями нагрева. Рис. Схема парового котла ТЭС. На схеме не показаны золоуловитель и дымосос. В современных конструкциях котлов топочные экраны изготавливают либо из обычных труб рис. Аппарат, в котором вода нагревается до температуры насыщения, называется экономайзером образование пара происходит в парообразующей испарительной поверхности нагрева, а его перегрев в пароперегревателе. Рис. Схема выполнения топочных экранова из обычных труб б из плавниковых труб Система трубных элементов котла, в которых движутся питательная вода, пароводяная смесь и перегретый пар, образует, как уже указывалось, его водопаровой тракт. Для непрерывного отвода теплоты и обеспечения приемлемого температурного режима металла поверхностей нагрева организуется непрерывное движение в них рабочей среды. При этом вода в экономайзере и пар в пароперегревателе проходят через них однократно. Движение же рабочей среды через парообразующие испарительные поверхности нагрева может быть как однократным, так и многократным. В первом случае котел называется прямоточным, а во втором котлом с многократной циркуляцией рис. Схема водопаровых трактов котлова прямоточная схема б схема с естественной циркуляцией в схема с многократно принудительной циркуляцией 1 питательный насос 2 экономайзер 3 коллектор 4 парообразующие трубы 5 пароперегреватель 6 барабан 7 опускные трубы 8 насос многократно принудительной циркуляции. Водопаровой тракт прямоточного котла представляет собой разомкнутую гидравлическую систему, во всех элементах которой рабочая среда движется под напором, создаваемым питательным насосом. В прямоточных котлах нет четкого разделения экономайзерной, парообразующей и пароперегревательных зон. Прямоточные котлы работают на докритическом и сверхкритическом давлении. В котлах с многократной циркуляцией существует замкнутый контур, образованный системой обогреваемых и необогреваемых труб, объединенных вверху барабаном, а внизу коллектором. Барабан представляет собой цилиндрический горизонтальный сосуд, имеющий водяной и паровой объемы, которые разделяются поверхностью, называемой зеркалом испарения. Коллектор это заглушенная с торцов труба большого диаметра, в которую по длине ввариваются трубы меньшего диаметра. В котлах с естественной циркуляцией рис. Из барабана по опускным необогреваемым трубам вода поступает в нижний коллектор, откуда распределяется в обогреваемые трубы, в которых закипает. Необогреваемые трубы заполнены водой, имеющей плотность. Нижняя точка контура коллектор с одной стороны подвергается давлению столба воды, заполняющей необогреваемые трубы, равному H. Возникающая разность давлений H. Это позволяет лучше компоновать поверхности нагрева котла, допуская движение пароводяной смеси не только по вертикальным парогенерирующим трубам, но также по наклонным и горизонтальным. Поскольку наличие в парообразующих поверхностях двух фаз воды и пара возможно лишь при докритическом давлении, барабанные котлы работают при давлениях меньше критических. Температура в топке в зоне горения факела достигает 1. Поэтому стены топочной камеры выкладывают из огнеупорного материала, а их наружная поверхность покрывается тепловой изоляцией. Частично охладившиеся в топке продукты сгорания с температурой 9. Продукты сгорания за этой поверхностью называются уходящими газами они имеют температуру 1. Поскольку дальнейшая утилизация тепла при такой низкой температуре нерентабельна, уходящие газы с помощью дымососа удаляются в дымовую трубу. Большинство топок котлов работает под небольшим разрежением 2. Па 2 3 мм вод. По ходу продуктов сгорания разрежение в газовом тракте увеличивается и составляет перед дымососами 2. Па, что вызывает поступление атмосферного воздуха через неплотности в стенах котла. Они разбавляют и охлаждают продукты сгорания, понижают эффективность использования тепла кроме того, при этом увеличивается нагрузка дымососов и растет расход электроэнергии на их привод. В последнее время создаются котлы, работающие под наддувом, когда топочная камера и газоходы работают под избыточным давлением, создаваемым вентиляторами, а дымососы не устанавливаются. Для работы котла под наддувом он должен выполняться газоплотным. Поверхности нагрева котлов выполняются из сталей различных марок в зависимости от параметров давления, температуры и др. Важное значение для надежной работы котла имеет качество питательной воды. В котел непрерывно поступает с ней некоторое количество взвешенных тврдых частиц и растворенных солей, а также окислов железа и меди, образующихся в результате коррозии оборудования электростанций. Очень небольшая часть солей уносится вырабатываемым паром. В котлах с многократной циркуляцией основное количество солей и почти все твердые частицы задерживаются, из за чего их содержание в котловой воде постепенно увеличивается. При кипении воды в котле соли выпадают из раствора и на внутренней поверхности обогреваемых труб появляется накипь, которая плохо проводит тепло. В результате покрытые изнутри слоем накипи трубы недостаточно охлаждаются движущейся в них средой, нагреваются из за этого продуктами сгорания до высокой температуры, теряют свою прочность и могут разрушиться под действием внутреннего давления. Поэтому часть воды с повышенной концентрацией солей необходимо удалять из котла. На восполнение удаленного количества воды подается питательная вода с меньшей концентрацией примесей. Такой процесс замены воды в замкнутом контуре называется непрерывной продувкой. Чаще всего непрерывная продувка производится из барабана котла. В прямоточных котлах из за отсутствия барабана нет непрерывной продувки. Поэтому к качеству питательной воды этих котлов предъявляются особенно высокие требования. Они обеспечиваются путем очистки турбинного конденсата после конденсатора в специальных конденсатоочистительных установках и соответствующей обработкой добавочной воды на водоподготовительных установках. Вырабатываемый современным котлом пар является, вероятно, одним из наиболее чистых продуктов, производимых промышленностью в больших количествах. Так, например, для прямоточного котла, работающего на сверхкритическом давлении, содержание загрязнений не должно превышат 3. Современные электростанции работают с достаточно высоким КПД. Теплота, затраченная на подогрев питательной воды, ее испарение и получение перегретого пара, это полезно использованная теплота Q1. Основная потеря тепла в котле происходит с уходящими газами Q2.