蒸汽發(fā)生器的發(fā)展歷程

                           生器的發(fā)展史分為三個(gè)部分，18世紀(jì)的產(chǎn)生和初步發(fā)展，19世紀(jì)水真氣發(fā)生器的發(fā)展，和20世紀(jì)至今的蒸汽發(fā)生器高速發(fā)展，百花齊放。目前市面上的蒸汽發(fā)生器種類太多了，礦用蒸汽發(fā)生器、工業(yè)蒸汽發(fā)生器、核能蒸汽發(fā)生器等等。下面就詳細(xì)的為大家介紹介紹各個(gè)時(shí)段的蒸汽發(fā)生器的發(fā)展史。

8世紀(jì)開始，J.瓦特的就發(fā)明了第一臺(tái)蒸汽機(jī)，那個(gè)世紀(jì)的蒸汽機(jī)基本都是利用的常規(guī)大氣壓，因?yàn)樗麄冞€不懂得如何升壓、降壓。18世紀(jì)后半葉改用高于大氣壓力的蒸汽。19世紀(jì)，常用的蒸汽壓力提高到0.8兆帕左右。與此相適應(yīng)，最早的蒸汽鍋爐是一個(gè)盛水的大直徑圓筒形立式鍋殼，后來改用臥式鍋殼，在鍋殼下方磚砌爐體中燒火。隨著鍋爐越做越大，為了增加受熱面積，在鍋殼中加裝火筒，在火筒前端燒火，煙氣從火筒后面出來，通過磚砌的煙道排向煙囪并對(duì)鍋殼的外部加熱，稱為火筒鍋爐。開始只裝一只火筒，稱為單火筒鍋爐或康尼許鍋爐；后來加到兩個(gè)火筒，稱為雙火筒鍋爐或蘭開夏鍋爐。1830年左右，在掌握了優(yōu)質(zhì)鋼管的生產(chǎn)和脹管技術(shù)之后出現(xiàn)了火管鍋爐。一些火管裝在鍋殼中，構(gòu)成鍋爐的主要受熱面，火（煙氣）在管內(nèi)流過。在鍋殼的存水線以下裝上盡量多的火管，稱為臥式外燃回火管鍋爐。它的金屬耗量較低，但需要很大的砌體。圖1e為火筒火管鍋爐，煙氣流出火筒后再流過火管，稱為蘇格蘭船用鍋爐。其形狀和尺寸可與輪船機(jī)艙配合較好，鍋爐本身也較輕，所以一直在船舶上使用。

19世紀(jì)中期開始，出現(xiàn)了水管鍋爐，這是蒸汽發(fā)生器一個(gè)歷史性的突破。鍋爐受熱面是鍋殼外的水管，取代了鍋殼本身和鍋殼內(nèi)的火筒、火管。鍋爐的受熱面積和蒸汽壓力的增加不再受到鍋殼直徑的限制，有利于提高鍋爐蒸發(fā)量和蒸汽壓力。這種鍋爐中的圓筒形鍋殼遂改名為鍋筒，或稱為汽包。初期的水管鍋爐只用直水管，其發(fā)展見圖2。直水管鍋爐壓力和容量都受到限制。

20世紀(jì)初期，汽輪機(jī)開始發(fā)展，它要求配以容量和蒸汽參數(shù)較高的鍋爐。直水管鍋爐已不能滿足要求。隨著制造工藝和水處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了彎水管式鍋爐（圖3）。開始是采用多鍋筒式。隨著水冷壁、過熱器和省煤器的應(yīng)用和鍋筒內(nèi)部汽水分離元件的改進(jìn)，鍋筒數(shù)目逐漸減少，既節(jié)約了金屬，又有利于提高鍋爐的壓力、溫度、容量和效率。到30年代，已廣泛應(yīng)用2～4兆帕、385～400℃的具有水冷壁的彎水管式鍋爐配6～12兆瓦的火電機(jī)組。第二次世界大戰(zhàn)以后，鍋爐工業(yè)發(fā)展很快。40年代開始采用10兆帕、510℃左右的配50兆瓦發(fā)電機(jī)組的鍋爐;50年代開始采用14兆帕左右、540～570℃的配100～200兆瓦發(fā)電機(jī)組的鍋爐；60年代開始采用配300～600兆瓦發(fā)電機(jī)組的亞臨界壓力（17～18.5兆帕）鍋爐；70年代最大的自然循環(huán)鍋爐單臺(tái)容量已達(dá)850兆瓦。

以前的火筒鍋爐、火管鍋爐和水管鍋爐都屬于自然循環(huán)鍋爐,水汽在上升、下降管路中因受熱情況不同造成密度差而產(chǎn)生自然流動(dòng)。在發(fā)展自然循環(huán)鍋爐的同時(shí)，從30年代開始應(yīng)用直流鍋爐。40年代開始應(yīng)用輔助循環(huán)鍋爐。

輔助循環(huán)鍋爐又稱強(qiáng)制循環(huán)鍋爐（圖5）,它是在自然循環(huán)鍋爐的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在下降管系統(tǒng)內(nèi)加裝循環(huán)泵，以加強(qiáng)蒸發(fā)受熱面的水循環(huán)。直流鍋爐（圖6）中沒有鍋筒,給水由給水泵送入省煤器，經(jīng)水冷壁和過熱器等蒸發(fā)受熱面變成過熱蒸汽送往汽輪機(jī)，各部分流動(dòng)阻力全由給水泵來克服。第二次世界大戰(zhàn)以后，這兩種型式的鍋爐得到較快發(fā)展，因?yàn)楫?dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)組要求高溫高壓和大容量。發(fā)展這兩種鍋爐的目的是：縮小或不用鍋筒，可以采用小直徑管子作受熱面，可以比較自由地布置受熱面。隨著自動(dòng)控制和水處理技術(shù)的進(jìn)步，它們漸趨成熟。70年代最大的單臺(tái)輔助循環(huán)鍋爐是17兆帕壓力配1000兆瓦發(fā)電機(jī)組。在超臨界壓力時(shí)，直流鍋爐是唯一可以采用的一種鍋爐，70年代最大的單臺(tái)容量是27兆帕壓力配1300兆瓦發(fā)電機(jī)組。后來又發(fā)展了由輔助循環(huán)鍋爐和直流鍋爐復(fù)合而成的復(fù)合循環(huán)鍋爐。