Caldari sau caldarine recuperatoare

Caldari sau caldarine recuperatoare

Drept caldari auxiliare, se intrebuinteaza pe nave si asa-numitele caldari recuperatoare denumite, de asemenea, si caldarine recuperatoare.

Prin caldare recuperatoare se intelege o caldare care utilizeaza caldura gazelor evacuate de la motoarele cu combustie interna ale motonavelor. Particularitatea acestor caldari consta in lipsa focarului si in functionarea suprafetei de incalzire numai in domeniul temperaturilor scazute ale gazelor de evacuare. De aceea, suprafata de incalzire prin radiatie lipseste la aceste caldari.

Aburul produs de caldarile recuperatoare se utilizeaza de obicei pentru nevoile sanitare si sociale. Uneori, caldarile recuperatoare se intrebuinteaza pentru prepararea apei calde. Utilizarea gazelor de evacuare de la motoare este avantajoasa in caldarile recuperatoare, deoarece in felul acesta se economiseste combustibilul. Drept caldari recuperatoare, se intrebuinteaza de obicei caldari verticale ignitubulare sau acvatubulare cu circulatie fortata, a caror forma se adapteaza cu usurinta spre a fi instalate in orice loc al navei.

Cea mai simpla caldare recuperatoare ignitubulara este aratata in figura 12.8. Caldarea este formata din cilindrul vertical cu funduri plane 2. Aceste funduri sunt in acelasi timp placi tubulare, deoarece in ele sunt fixate prin mandrinare tevi de fum. La fundul superior si cel inferior se gasesc cutiile 4, cu racorduri prin care gazele se introduc in caldare, respectiv se evacueaza din caldare.

Aproximativ o treime din volumul interior al cilindrului este ocupata de spatiul de abur. Partea superioara a tevilor de fum nu este scaldata de apa, dar acest lucru nu este periculos, deoarece temperatura gazelor care circula aici este scazuta.

Caldarile recuperatoare lucreaza cu sarcini termice reduse. Debitul specific de abur este de numai 5 10 kg/m²h. Acest lucru se explica prin faptul ca gazele intra in caldare cu temperaturi joase (300450°C). Diferenta medie intre temperatura gazelor si a apei (de care depinde in mare masura transmisia caldurii) este mica. De asemenea, lipseste partea cea mai activa a incalzirii si anume partea de radiatie.

Fig. 12.8 Caldare recuperatoare ignitubulara

Caldarea de mai sus are o constructie simpla, ocupa o suprafata mica, insa curatirea de depuneri a suprafetei exterioare a tevilor de gaze este dificila. De o raspandire destul de larga se bucura caldarea recuperatoare cu tevi infundate (fig. 12.9). Aceasta caldare este formata dintr-un cilindru interior 1, care formeaza corpul caldarii, si un cilindru interior 2, care constituie suprafata de incalzire. Cilindrul interior se continua la partea superioara cu tronsonul de cos 3.

Fig. 12.9 Caldarea recuperatoare cu tevi infundate

in partea de jos, cilindrul interior este imbinat cu cilindrul exterior printr-un inel. in partea de sus, ambele cilindre au funduri sferice prin care trece cosul. Pentru a obtine o suprafata de incalzire suficient de mare, in peretii cilindrului interior se mandrineaza un numar mare de tevi 4, cu capatul inchis, scaldate de gazele care circula in interiorul cilindrului 2. Lungimea tevilor este de 200380 mm, iar diametrul de-7085 mm. Tevile se aseaza in esichier, pentru a se asigura viteze mari gazelor care ie scalda. Tuburile inchise la capat nu acopera in intregime sectiunea transversala a cilindrului interior. in interiorut cilindrului ramane un canal central in care se introduce o virola cilindrica 5, suspendata pe consolele 6, fixate la conducta de evacuare;.

Datorita acestei virole, gazele sunt obligate sa circule prin canalul inelar in care se gasesc tevile infundate. Tevile sunt deschise in partea spatiului de apa care se gaseste intre cilindrul exterior si cel interior; aceste tevi au o mica conicitate, asa incat buclele de abur care se formeaza in ele se desprind cu usurinta de pe pereti si ies mai intai in spatiul de apa, iar apoi in spatiul de abur al caldarii.

Pentru revizia peretilor interiori ai caldarii, pe fundul superior se gaseste o gura de vizitare, iar in partea inferioara a cilindrului exterior este prevazuta o gaura de curatire.

Caldarea cu tevi infundate are constructie simpla si ocupa putin loc. imbinarile tevilor cu peretele cilindrului sunt rezistente si rareori devin neetanse, deoarece celelalte capete ale tuburilor sunt libere si se pot dilata in, voie.

Aceste caldari au un debit specific de abur destul de mare pentru caldarile recuperatoare; lucrand cu gaze evacuate de la motoare, ele pot da 1520 kg/m²h.

in figura se arata o caldare recuperatoare fara focar. in locul focarului, ia partea superioara si inferioara se prevad ffanse pentru a lega caldarea ia conductele de evacuare ale motorului. Caldarile cu tevi infundate se pot intrebuinta numai drept caldari recuperatoare. Se intalnesc, de asemenea, caldari auxiliare de aceasta constructie, care nu sunt legate la motoarele cu combustie interna. Ele au partea inferioara alungita, asezata mai jos de tevile infundate, aceasta servind drept focar. La partea inferioara poate exista un gratar sau injectoare. Caldarile auxiliare cu tevi infundate se pot monta si la navele propulsate de motoare cu abur, pentru a produce aburul necesar mecanismelor auxiliare si pentru nevoile sanitare si sociale.

Uneori se intrebuinteaza caldari combinate recuperatoare auxiliare, prevazute cu flanse, pentru a fi legate la conducte de evacuare a motorului, precum si cu o parte cilindrica interioara ceva mai dezvoltata decat la caldarile recuperatoare, in care se gasesc spatiul de ardere si injectoarele. in timpul functionarii motorului, caldarea functioneaza ca recuperator. Daca insa in timpul stationarii navei este nevoie de abur, se deschid injectoarele si caldarea functioneaza ca o caldare auxiliara.

Una dintre tipurile de caldari recuperatoare utilizate frecvent pe nave este caldarea sau caldarina recuperatoare acvatubulara cu serpentine vaporizatoare tip spirala iui Arhimede. Trebuie mentionat ca o serpentina tip spirala lui Arhimede se racordeaza cu un capat la colectorul de apa si cu altul ia cel de abur. Serpentinele se grupeaza in fascicule de 10-16 bucati, fiecare fascicul constituind un element de vaporizare.

Schema de principiu a instalatiei de caldarine recuperatoare acvatubulare cu serpentine tip spirala lui Arhimede este reprezentata in figura 12.10.

Acest tip de caldarine este de tipul caldarilor cu circulatie fortata, dar care folosesc pentru vaporizarea apei caldura ramasa in gazele de evacuare ale motorului principal, a caror temperatura este in jur de 300400°C. Este mult mai economica decat caldarina cu combustibil, dar functionarea ei nu este posibila decat in timpul marsului, motorul principal functionand la sarcina nominala.

Descrierea principalelor elemente componente ' |

1. Vaporizatorul - elementul in care se produce vaporizarea apei cu gazele de la motorul principal. Este format din 2-4 serpentine tip spirala lui Arhimede, instalate independent una deasupra celeilalte si legate independent prin cate o valvula de tubulaturile: 5 (tur) si 6 (retur). Serpentinele sunt montate concentric pe un colector cilindric cuplat cu galeria de evacuare 8 a motorului principal si cu colectorul de gaze pentru cos 9. in acest fel se permite trecerea gazelor fie direct spre cos, fie prin serpentinele vaporizatoare. Rolul de dirijare a gazelor il are clapeta 4 actionata mecanic din exterior, care, atunci cand este complet inchisa (pozitia orizontala), obliga gazele sa treaca prin serpentinele 3 si sa iasa prin difuzorul 12 (care are forma de ajutaj, inlesnind astfel curgerea mai rapida a gazelor) spre cosul navei. Cand clapeta 4 este complet deschisa (pozitie verticala), gazele de la motor trec spre cos, ocolind serpentinele de evacuare. Vaporizatorul este montat la partea superioara&a compartimentului masini pe o punte special amenajata cat mai aproape de cosul navei, fiind prevazut cu supape de siguranta, manometre, instalatie de suflare a funinginei de serpentinele 3 si izolatia termica corespunzatoare. Pentru verificare si intretinere, vaporizatorul este prevazut cu guri de vizitare in spatiile de fum ale serpentinelor.

spre cos 9

'*N  de la caldarina cu combustibil

Fig. 12.10 Schema de principiu a instalatiei de caldarine recuperatoare acvatubulare

cu serpentine tip spirala lui Arhimede

2. Separatorul de abur - unde se produce separarea aburului de apa, fiind colectat aburul pentru nevoile de la bord, iar apa fiind din nou recirculata pentru vaporizare. Are o forma cilindrica, fiind prevazut ou armaturile si aparatele de masura si control caracteristice colectorului superior si la caldarina cu combustibil, precum si cu autoclave pentru vizitarea in interior si cu izolatie termica corespunzatoare.

Separatorul de apa mai este prevazut si cu instalatii de purjare de suprafata si de fund.