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Un generador de vapor es una forma de caldera de bajo contenido de agua , similar a una caldera de vapor instantáneo . La construcción habitual es como una bobina espiral de tubos de agua , dispuesta como una bobina simple o monotubo . La circulación es de un solo paso y se bombea bajo presión, como una caldera de circulación forzada . [1] La construcción de tubo estrecho, sin tambores o tanques de gran diámetro, significa que están a salvo de los efectos de explosión , [nota 1] incluso si funcionan a altas presiones. [2] El caudal de la bomba es ajustable, de acuerdo con la cantidad de vapor requerida en ese momento. La salida del quemador se regula para mantener una temperatura de trabajo constante . La salida del quemador requerida varía según la cantidad de agua que se evapora: esto se puede ajustar mediante un control de bucle abierto de acuerdo con el rendimiento de la bomba, o mediante un control de bucle cerrado para mantener la temperatura medida.
Se utilizan como calderas auxiliares en los barcos. [3]
Uno de los diseños más conocidos es el Stone-Vapor . [3] [4] La carcasa interior de la caldera forma una campana vertical, con una carcasa cilíndrica exterior hermética. El quemador de aceite o gas está montado en la parte superior, encima de las bobinas y mirando hacia abajo. El elemento calefactor es un solo tubo, dispuesto en una serie de cilindros helicoidales . Las primeras hélices (en la dirección del flujo) son tubos de diámetro pequeño, envueltos en espiras de gran diámetro. Las espiras sucesivas se enrollan dentro de esto y el tubo tiene un diámetro que aumenta progresivamente, para permitir un caudal constante a medida que el agua se evapora en vapor y forma burbujas. La salida de vapor es desde la última espira en la parte inferior de la hélice interior. La salida es aproximadamente el 90% de vapor (en masa) [4] y el agua residual se separa pasándola a través de un separador de vapor-agua . Los gases de escape giran hacia arriba y fluyen por el exterior de la campana, generalmente pasando hélices adicionales que se utilizan como un calentador de agua de alimentación inicial .
El generador de vapor Clayton es similar al Stone-Vapor, pero el quemador y las direcciones del flujo están invertidas. La bobina de calentamiento está montada dentro de una carcasa cilíndrica simple. En lugar de capas cilíndricas helicoidales, las bobinas Clayton están dispuestas como capas de espirales planas . El agua se bombea a las capas superiores y se fuerza hacia abajo. Nuevamente, el diámetro del tubo aumenta en pasos, a medida que se produce la evaporación. Las espiras finales forman un solo cilindro helicoidal estrechamente espaciado alrededor del quemador como un horno de pared de agua y se calienta mediante calor radiante. La salida de vapor pasa a través de un separador centrífugo y se afirma que la calidad del vapor seco es del 99,5 %. [1]