Boiler

Boiler, ook wel stoomgenerator genoemd, apparaat ontworpen om een vloeistof in damp om te zetten. In een conventionele stoomcentrale bestaat een ketel uit een oven waarin brandstof wordt verbrand, oppervlakken om warmte van de verbrandingsproducten over te brengen op het water, en een ruimte waar stoom kan worden gevormd en verzameld. Een conventionele boiler heeft een oven waarin een fossiele brandstof of, in sommige installaties, afvalbrandstoffen worden verbrand. Een kernreactor kan ook dienen als warmtebron voor het opwekken van stoom onder druk.

Boilers werden al in de 1e eeuw n.Chr. gebouwd door Hero van Alexandrië, maar werden alleen als speelgoed gebruikt. Pas in de 17e eeuw werd serieus nagedacht over de mogelijkheden van stoomkracht voor praktisch gebruik. De eerste ketel met veiligheidsklep werd in 1679 ontworpen door Denis Papin uit Frankrijk; rond de eeuwwisseling werden er in Engeland ketels gemaakt en gebruikt. De eerste ketels werden gemaakt van smeedijzer; toen men zich bewust werd van de voordelen van hoge druk en temperatuur, schakelden de fabrikanten over op staal. Moderne stoomketels zijn gemaakt van gelegeerd staal om bestand te zijn tegen hoge drukken en extreem hoge temperaturen.

De meeste conventionele stoomketels worden geclassificeerd als ofwel vuurpijptype ofwel waterpijptype. In het vuurpijptype omringt het water de stalen buizen waardoor hete gassen uit de oven stromen. De opgewekte stoom verzamelt zich boven het waterniveau in een cilindervormig vat. Een veiligheidsklep is ingesteld om stoom te laten ontsnappen bij een druk boven de normale bedrijfsdruk; deze voorziening is noodzakelijk op alle ketels, omdat voortdurende toevoeging van warmte aan water in een gesloten vat zonder middelen om stoom te laten ontsnappen, resulteert in een stijging van de druk en, uiteindelijk, in explosie van de ketel. Ketels met vlampijpen hebben het voordeel dat zij gemakkelijk te installeren en te bedienen zijn. Zij worden op grote schaal gebruikt in kleine installaties om gebouwen te verwarmen en energie te leveren voor fabrieksprocessen. Buisketels worden ook gebruikt in stoomlocomotieven.

In de waterpijpketel bevindt het water zich in buizen, terwijl de hete ovengassen buiten de buizen circuleren. Toen in het begin van de 20e eeuw de stoomturbinegenerator werd ontwikkeld, werden moderne waterpijpketels ontwikkeld als antwoord op de vraag naar grote hoeveelheden stoom bij drukken en temperaturen die veel hoger waren dan mogelijk met vuurpijpketels. De buizen bevinden zich buiten het stoomvat, dat geen verwarmingsoppervlak heeft en veel kleiner is dan in de vuurpijpketel. Om deze reden is het vat van de waterpijpketel beter bestand tegen hogere drukken en temperaturen. Waterpijpketels worden in zeer uiteenlopende maten en uitvoeringen gebruikt in schepen en fabrieken. De expresseketel is ontworpen met kleine waterpijpen voor snelle stoomopwekking. De flash-ketel heeft soms geen stoomvat nodig, omdat de buizen bij zulke hoge temperaturen werken dat het voedingswater in stoom ontbrandt en oververhit raakt voordat het de buizen verlaat. De grootste eenheden worden gevonden in de centrale elektriciteitscentrales van openbare nutsbedrijven. Eenheden van aanzienlijke omvang worden gebruikt in staalfabrieken, papierfabrieken, olieraffinaderijen, chemische fabrieken en andere grote productiebedrijven.

Neem een Britannica Premium-abonnement en krijg toegang tot exclusieve inhoud. Nu abonneren

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.