Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен с котла Скотч )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Немецкий пример. Обратите внимание на паровой купол , типичную для Германии особенность, а также на гофрированные печи .

Морской котел «Scotch» (или просто Scotch котел ) представляет собой конструкцию из парового котла лучше всего известен его использования на судах.

Схема котла с «мокрой спиной» в разрезе

Общая схема - это приземистый горизонтальный цилиндр. В нижней части корпуса котла находится одна или несколько больших цилиндрических топок. Над ним много жаровых труб малого диаметра . Газы и дым из топки проходят в заднюю часть котла, затем возвращаются по маленьким трубкам вверх и выходят из дымохода. Концы этих множественных трубок закрыты дымовой коробкой за пределами кожуха котла. [1]

Скотч-котел представляет собой жаротрубный котел , в котором горячие дымовые газы проходят через трубы, установленные в резервуаре с водой. Таким образом, он является потомком более раннего котла Ланкашира , и, как и Ланкаширский котел , он использует несколько отдельных печей, чтобы обеспечить большую площадь нагрева для заданной мощности печи. Он отличается от Lancashire в двух аспектах: для увеличения отношения площади нагрева к поперечному сечению используется множество трубок малого диаметра (обычно 3 или 4 дюйма [76,2 или 101,6 мм] каждая). Во-вторых, общая длина котла уменьшается вдвое за счет загибания газового тракта на себя.

Камера сгорания [ править ]

Внутри камеры сгорания, глядя на трубную пластину
Задняя грань котла парового буксира Mayflower с изображением стоек, поддерживающих камеры сгорания.

Дальний конец печи представляет собой закрытую коробку, называемую камерой сгорания, которая расширяется вверх для соединения с пожарными трубами.

Передняя стенка камеры сгорания поддерживается против давления пара самими трубами. Задняя поверхность удерживается стержнями через заднюю стенку котла. Над камерой сгорания и трубами находится открытое пространство для сбора пара. Длинные стержни большего размера проходят через это пространство по всей длине котла, поддерживая концы кожуха котла.

При использовании нескольких печей для каждой печи предусмотрена отдельная камера сгорания. Несколько небольших котлов действительно соединяли их в одну камеру, но эта конструкция более слабая. Более серьезная проблема - это риск реверсирования тяги, когда выхлоп из одной топки может дуть назад и из соседней, травмируя топки, работающие перед ней.

Истоки [ править ]

Котел Wilberforce в разрезе

Первый записанный котел сопоставимого вида был использован в железнодорожном локомотиве, Hackworth «S „“Уилберфорса класс 1830. [2] Это было длинным цилиндрическим котел оболочка похож на его ранее возвратном дымоход » Royal George " , но с возвращением дымоход заменен на несколько маленьких пожарных труб, как это было так эффективно продемонстрировано Стивенсоном в его « Ракете ».годом ранее. Была использована новая особенность полностью внутренней камеры сгорания. Однако, в отличие от более позднего шотландского котла, он поддерживался за счет собственных стоек, а не за счет использования стоек через стенки корпуса котла. Это позволило снять всю сборку наружной трубной плиты, топочной трубы, камеры сгорания и дымовых труб из корпуса котла как одно целое, что упростило изготовление и обслуживание. Несмотря на то, что это было ценным свойством, это стало непрактичным для камер большего диаметра, которые потребовали бы поддержки оболочки.

Варианты [ править ]

Количество печей [ править ]

Типичной практикой для кораблей было наличие двух топок в каждом котле. У меньших котлов может быть только один, у больших котлов обычно три. Ограничением размера котла было количество работы, которую мог выполнить каждый кочегар, разжигая одну печь на человека. [1] Большие корабли (то есть все, что выше наименьшего) будет иметь много котлов.

Как и в случае с котлом в Ланкашире , топку для прочности часто гофрировали. У разных производителей были свои особые способы изготовления этих гофр, что привело к их классификации для целей технического обслуживания под широкими названиями Leeds , Morrison, Fox , Purves или Brown. [3]

Мокрая спина и сухая спина [ править ]

Поперечный и продольный разрез четырехкамерного котла.

Типичная конструкция - это «мокрая задняя часть», где задняя поверхность камеры сгорания покрыта водяной рубашкой в ​​качестве поверхности нагрева.

Вариант с «сухой спиной» имеет заднюю часть камеры сгорания в виде открытого ящика, поддерживаемого или окруженного только кожухом из листового металла. [4] [5] Это упрощает конструкцию, но при этом сильно теряет эффективность. Он используется только для небольших котлов, где капитальные затраты превышают затраты на топливо. Хотя в настоящее время котел Scotch редко используется в качестве первичного парогенератора на корабле, все еще встречаются небольшие конструкции с сухим обратным клапаном, такие как Minipac [6] , для поддержки вторичных потребностей в то время, когда основные котлы в порту остаются холодными.

Одним из интересных вариантов конструкции с сухим задником был патент на сжигание горючего, подверженного воздействию золы. [7] Задняя часть камеры сгорания используется как точка доступа для сепаратора золы, удаляя золу до трубок малого диаметра.

Двусторонний [ править ]

В двухсторонней конструкции два котла располагаются вплотную друг к другу, удаляя заднюю стенку кожуха котла. Камеры сгорания и дымовые трубы остаются раздельными. Такая конструкция снижает вес конструкции, но также делает котел длиннее и затрудняет установку на судно. По этой причине они обычно не использовались, хотя соединение нескольких однотактных котлов было обычным явлением. [4]

Инглис [ править ]

Модификация « Инглис » [8] добавляет дополнительную камеру сгорания, в которой дополнительный одиночный большой дымоход возвращается из задней части котла в переднюю. Таким образом, поток через несколько трубок идет спереди назад, а выхлоп - сзади. Несколько печей будут использовать одну камеру сгорания. [4]

Основное преимущество Inglis - это дополнительная площадь нагрева, которую он добавляет при сопоставимом объеме корпуса примерно на 20%. [9] Удивительно, но это не из-за дополнительной камеры сгорания, а из-за удлинения узких дымовых труб. Теперь они могут проходить по всей длине кожуха котла, а не только на более коротком расстоянии от внутренней камеры сгорания до передней трубной плиты. Несмотря на это преимущество, используется редко.

Использование на кораблях [ править ]

Рекламное объявление Willamette Iron and Steel Works о крупных заказах на котлы Emergency Fleet Corporation .

Судовой котел Scotch получил почти универсальное применение во время расцвета паровых двигателей, особенно для наиболее развитых поршневых двигателей, таких как компаунды тройного расширения . Это продолжалось с конца стога сена котлов низкого давления в середине 19 века до начала 20 века и появления паровых турбин с водотрубными котлами высокого давления, такими как Yarrow .

Большим или быстрым кораблям может потребоваться очень много котлов. На « Титанике» было 29 котлов: 24 двухсторонних и 5 меньших односторонних. Более крупные котлы имели диаметр 15 футов 9 дюймов (4,80 м) и длину 20 футов (6,1 м), меньшие - 11 футов 9 дюймов (3,58 м) в длину. На всех концах были три гофрированных печи Моррисона диаметром 3 фута 9 дюймов (1,14 м), всего 159 печей и рабочее давление 215 фунтов на квадратный дюйм (1480 кПа). [10]

Примеры судовых работ [ править ]

С 2011 года на судах используются многочисленные котлы Scotch, и могут быть построены новые котлы для замены котлов с истекшим сроком службы. Примеры консервированных пароходов, использующих шотландские котлы:

Внутри котла Дэниела Адамсона виски.
  • Паровой буксир / тендер Дэниел Адамсон построил в 1903 году полностью восстановленный и курсирующий по реке Уивер в Чешире и на Манчестерском судоходном канале, имеет один угольный шотландский котел, работающий от трех печей. [11] [12] [13]
  • Паровой буксир Mayflower , Бристольский промышленный музей
Котел Мэйфлауэр был недавно снят для реставрации, и его легко можно увидеть крупным планом. [ необходима цитата ]
  • Балтимор , 1906 год, в Музее промышленности Балтимора , является старейшим действующим паровым буксиром в США. [14]
  • Steamship Shieldhall, базирующийся в Саутгемптоне , Великобритания, полностью готов к эксплуатации и имеет два шотландских котла, работающих на жидком топливе. [15]
  • Ледокол " Штеттин" на двух угольных котлах.
  • Бродяга с паровым двигателем Лидия Ева , базирующаяся в Лоустофте или Грейт-Ярмуте, полностью работоспособный угольный шотландский котел. [16]
  • Паровой буксир Керн построен в 1913 году. Эксплуатируется из Ливерпуля Обществом сохранения паровых буксиров Керн. Один угольный шотландский морской котел с мокрой спиной и двумя топками. Максимальное рабочее давление 180 фунтов на квадратный дюйм (1200 кПа). [17]
  • Паровая яхта Луиза построила в 1902 году. Работает на берегу Женевского озера, штат Висконсин, компанией Gage Marine Corporation. Один дизельный судовой котел Scotch, приводящий в действие паровой двигатель двойного расширения, используется для экскурсионных пассажирских перевозок. [ необходима цитата ]
  • Пароход Trafik построен в 1892 году в Стокгольме, Швеция, компанией Bergsunds Mekaniska Verkstad в качестве пассажирского и грузового судна на озере Сведиск Веттерн и с портом приписки Hjo . Оборудование и его котел - оригинальные, сделанные для корабля в Стокгольме. [18]
  • Паровой буксир Canning , работающий на жидком топливе , построен в 1954 году. Сначала базировался в Ливерпуле, но с 1966 года работал в доках Суонси, а теперь является частью Национального музея набережной .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Руководство Стокера (изд. 1912 г.). Адмиралтейство , через HMSO, через Eyre & Spottiswoode. 1901 г.
  2. Перейти ↑ Snell, JB (1971). Железные дороги: Машиностроение . Лонгман. С. 55–56. ISBN 978-0582127937.
  3. Перейти ↑ Malek, Mohammad A. (2004). Проектирование, проверка и ремонт энергетических котлов . McGraw Hill Professional. п. 261. ISBN. 978-0071432023.
  4. ^ а б в К. Харрис (1974). Модельные котлы и котельное производство . КАРТА. ISBN 978-0852423776.
  5. ↑ Malek, Power Boilers , p.244.
  6. ^ Военно-морская инженерная практика . Том 1. Королевский флот , через HMSO . 1971 [1959]. п. 11. ISBN 978-0117702233.
  7. ^ US 5558046  Жаротрубный котел с золоудалением
  8. ^ "Бизнес и история - John Inglis Co. Limited" . Университет Западного Онтарио. Архивировано из оригинала на 2010-01-12.
  9. ^ Милтон, JH (1961) [1953]. Морские паровые котлы (2-е изд.). Newnes.
  10. ^ McCluskie, Том (1998). Анатомия Титаника . Лондон: КНР. п. 65. ISBN 978-1856484824.
  11. ^ Браун, Пол (2010). Исторические корабли: выжившие . Страуд, Глостершир: Эмберли. ISBN 9781848689947. LCCN  2010525184 . Проверено 26 июня 2020 .
  12. ^ "Дэниел Адамсон" . Национальные исторические корабли Великобритании. 2018 . Проверено 26 июня 2020 .
  13. ^ «Дэнни - Полная история» . Общество сохранения Дэниела Адамсона. 2020 . Проверено 26 июня 2020 .
  14. ^ "Паровой буксир Балтимор " .
  15. ^ "SS Shieldhall" .
  16. ^ "Лидия Ева" .
  17. ^ "с / с КЕРН" .
  18. ^ "S / S Trafik Hjo" .