Una grande caldaia spaziale per l'acqua è un generatore di vapore speciale. A differenza della caldaia a tubi d'acqua, i gas di scarico della grande caldaia ad acqua si trovano in uno o due tubi di fiamma che sono circondati dall'acqua e fanno evaporare l'acqua per trasferimento di calore.
Per quanto riguarda la progettazione di caldaie ad acqua di grande capacità, si distingue tra caldaie a tubi di fiamma e caldaie a tubi di fumo a tubi di fumo. Nella caldaia a tubi di fiamma, i gas di scarico passano prima attraverso i tubi della fiamma e poi attraverso un fascio di tubi di scarico. Il diametro dei tubi della canna fumaria è notevolmente più piccolo di quello dei tubi della fiamma. In questo modo, il trasferimento di calore per convezione è migliorato rispetto ad un tubo di grandi dimensioni. I tubi di scarico servono a trasferire il calore residuo contenuto nei fumi anche all'acqua della caldaia. Il vantaggio di questo progetto è il più alto rapporto tra la quantità di calore utilizzabile e quella fornita.
Il vantaggio delle grandi caldaie a tubi d'acqua rispetto alle caldaie a tubi d'acqua è il design semplice e l'elevata capacità di accumulo del calore. Le caldaie a tubi di fumo a tubi di fumo a tubo di fiamma sono compatte e possono essere utilizzate anche per il riscaldamento. Lo svantaggio del progetto è che non è possibile ottenere pressioni elevate rispetto ai generatori di vapore a tubi d'acqua. Inoltre, nei tubi della fiamma può formarsi un flusso laminare. Ciò significa che sulla parete del tubo si forma uno strato di gas di scarico più freddo. Questo peggiora il trasferimento di calore. Utilizzando i turbolatori, questo flusso laminare viene spezzato e il trasferimento di calore viene migliorato.
Le odierne caldaie a tubi di fumo a fiamma possono raggiungere efficienze fino al 94% preriscaldando i gas di combustione. L'efficienza dipende dalle fasi di preriscaldamento e dal combustibile utilizzato.
In Europa, la caldaia a guscio viene utilizzata principalmente nell'industria per generare vapore industriale e viene alimentata a gas naturale. Oltre ai combustibili gassosi, sono adatti anche combustibili solidi e liquidi come il carbone, i pellet di legno o il petrolio. Inoltre, i generatori di vapore industriali possono essere fatti funzionare con calore residuo come cosiddette caldaie a calore residuo.
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