История энергетической техники - Белькинд Л.Д.
Скачать (прямая ссылка):
название по некоторому сходству со старинными вагонами (рис. 3-10) и
имевший дымоходы, создававшие до-вольно развитую поверхность нагрева.
Применение в установках Уатта давления, не превосходившего 0,25 ати,
позволило получать достаточную прочность за счет слегка вогнутых днища и
боковых стенок котла. Низкое давление также давало возможность при
потребности в значительных количествах пара использовать опыт сооружения
водо-гРеиной аппаратуры, как это сделал американский изобретатель П.
Барлоу в 1799 г- (рис. 3-11).
Однако если рост единичной мощности паросиловых Установок требовал
повышения паропроизводительности сотлоагрегатов, то увеличение к. п. д.
неизбежно приводи-0 к конструированию более прочных котлов, так как р'о-
U* 163
ста к. п. д. нельзя достигнуть без повышения давления пара. Так возникла
вторая поныне существующая и действующая тенденция котлостроения:
увеличение давления.
Эффективность увеличения давления становилась все более очевидной уже в
30-е годы XIX в. Изобретатель парового молота английский инженер Нэсмит
писал, что в паросиловых установках "..-стали применять высокое давление,
... которое заставило бы инженеров старой школы упасть в обморок от
страха. Но так как экономический ре-
ати
Рис. 3-12. Рост среднего давления пара паро- 1
силовых установок с 1800 по 1890 г. Я
зультат этого повышенного давления пара очень быстро обнаружился в
совершенно недвусмысленной форме фунтов, шиллингов и пенсов, паровые
котльи высокого давления при конденсационных машинах получили почти
всеобщее распространение". Правда, в то время переход к "высоким
давлениям" означал только повышение котельного давления с 0,05-0,1 до
0,5-1,0 ати, но наметившаяся тенденция развивалась ускоренно и к концу
XIX в. котельные давления достигали значений порядка 13- 15 ати (рис. 3-
12).
Требование к повышению давления вошло в противоречие с требованием роста
паропроизводительности кот-лоагрегатов- Шар - наилучшая геометрическая
форма сосуда, подвергающегося большому внутреннему давлению,- дает
минимальную поверхность при данном объеме, а для увеличения
паропроизводительности необходима по возможности развитая поверхность.
Наиболее приемлемой мерой для преодоления этого противоречия явилось
исполЬ'
I64 I
зование цилиндра-следующей за шаром геометрической формой в отношении
прочности. Цилиндр позволяет сколь угодно увеличивать его поверхность за
счет увеличения длины. Возник цилиндрический котел, примененный первыми
наиболее решительными и смелыми приверженцами высокого давления. В 1801
г. О. Эванс в США построил паросиловую установку с чрезвычайно высоким
для того времени давлением порядка 8-10 ати (рис. 3-13). Котел Эванса
имел цилиндрическую форму с цилиндрической же
Рис. 3-13. Паросиловая установка Эванса (1801 г.).
/-котел; 2-цилиндр с поршнем; 3 - балансир; 4- кривошипно-шатуниый
механизм; 5 - маховик; 6 - клапаны.
внутренней топкой. В 1824 г. С- В. Литвинов в Барнауле разработал
оригинальную паросиловую установку высокого давления (рис. 3-14) с
прямоточным котлоагрегатом, состоявшим из оребренных труб. В этой
установке насос высокого давления (до 50 ат) должен был подавать
питательную воду в нижнюю часть котла 3, названную изобретателем
"водокалителем", в которой вода перегревалась без испарения при высоком
давлении, а затем через дроссель поступала в "парообразователь" 4, где
она при более низком давлении мгновенно испарялась и частично
перегревалась. Отработав в цилиндре высокого давления паР направлялся во
второй котел 6, нагревавшийся отходящими газами, из которого он поступал
в цилиндр низкого давления (ЦНД) 2 с меньшей влажностью. Из ЦНД пар
выходил в конденсатор, а насос низкого дав-
165
Ления 8 подавал конденсат во вторичный котел 6. Как видно, в предложении
Литвинова имеются некоторые элементы и принципы современных паросиловых
установок: ступенчатое испарение, прямоточные котлоагрегаты, регенерация
тепла. Установка Литвинова не была осуществлена, так как рецензент
признал ее непригодной, исходя из того, что таких конструкций гает в
Англии.
С ростом котельного давления и паропроизводительно-сти необходимо было
уменьшать диаметр цилиндра (проч-
Рис. 3-14.
Схема С. В.
паросиловой
Литвинова.
установки
1 - цилиндр высокого давюния; 2 - цилиндр низкого давления; 3 -
"водокалитель"; 4 - "испаритель"; 5 - питательный насос высокого
давления: 6 - котел низкого давления; 7-конденсатор; 8 - конденсатный
насос- питательный насос котла низкого -давления; 9- циркуляционный
насос.
ность) и увеличивать его длину (производительность): котел превращался в
трубу. Эти тенденции проявлялись в форме дробления котлоагрегатов по двум
возможным направлениям: дробились или газовый тракт котла, или водяное
пространство. Таким образом, определились два основных типа котлов ^
жаротрубные и водотрубные-
На рис. 3-15 схематически показан исторический процесс развития
котлоагрегатов двух основных типов в перовой половине XIX в. Исходным
