场管锅炉

场管锅炉（也称为卡口管）是水管锅炉的一种形式，其中水管是单端的。这些管子的一端是封闭的，它们包含一个同心内管。流动因此被分成沿管向下的较冷的内部流动和向上通过外套管的加热流动。由于现场管因此依赖于管内的热虹吸流动，因此它们必须始终具有一定的垂直高度以促进流动。在大多数设计中，它们几乎垂直安装，以鼓励这一点。它们以他们的发明者EdwardField命名，最初是为提高蒸汽速度的蒸汽消防车而开发的。最近，现场管式锅炉被法国制造商广泛使用，用于小型立式锅炉或船用锅炉。还研究了使用这种类型的场管来传递核反应堆、真空冷凝器和热交换器的热量。顶针管锅炉有一些相似之处，因为它的水管也是单端的。较简单的套管没有场管的内管，因此它的流动是混合的、湍流的并且依赖于随机沸腾。出于这个原因，顶针管只能很短，因此被大量使用，并且通常是水平的，因为它们的流动不够连贯，无法从重力梯度中受益。然而，场管的制造更加复杂和昂贵。因此，现场管式锅炉使用更少和更长的管子（为减少管子数量提供相同的加热面积）。现场管总是被淹没，即管的上端安装在水位以下的锅炉中，否则无法补充流入管冷侧的流量。现场管式锅炉的主要优点是没有简单管式锅炉所遇到的膨胀问题。其次，由于场管仅从一端连接，因此更换和维护更简单。场管的一个缺点是泥浆和水垢容易积聚在管底，从而可能阻塞循环。封闭的管端也很难洗掉。在那里提供一个过多的死区作为泥浆库会导致循环不良，从而有局部过热的风险。因此，必须努力确保所有管子都受到同样的加热，并且所有管子内都有强大的循环，鼓励足够的流量冲刷掉管子上的污泥。

如果简单的立式锅炉需要额外的受热面，特别是直接暴露在炉膛中以便更快地产生蒸汽的情况下，可以在火箱的顶部安装场管，几乎到火床的高度。因此，它们充当热虹吸管的一种形式。由于它们仅安装在一端并且在受热时可以自由膨胀，因此避免了热虹吸管的许多常见膨胀问题。但是，为了促进充分的循环，管子与水平面的夹角不应小于30°，更长的管子可能需要比这更陡。

DePoray锅炉起源于法国。它的决定性特征是其获得专利的双燃烧室，旨在提高燃烧效率，从而降低燃料成本和烟雾排放。第二燃烧室与xxx燃烧室相邻安装，并由直径减小到xxx燃烧室的耐火环组成。该环被初级燃烧的辐射加热，从而保持高温。离开xxx室的任何未燃烧的燃烧气体被这个白炽环加热，并与二次空气的供应一起被鼓励点燃。在DePoray锅炉的垂直形式中，主受热面由该二次燃烧室中的垂直场管组成。一个钢制辐射钟挂在燃烧室的中心，在出口烟道下方，燃烧气体被引导通过它，加热它。管本身的加热部分是通过来自气体的对流，部分是通过来自该加热钟的间接再辐射。这使得管子的工作温度更低，加热也更均匀。制造商声称这是为了促进管内更均匀的沸腾，从而更快地产生蒸汽。这种锅炉的一个不同寻常的特点是场管不是刚性地连接到锅炉外壳上，而只是密封到位。管子的加厚端形成锥形，管板孔被铰孔以匹配。纸垫圈足以密封接头。因此简化了更换的检查或拆卸。由于锅炉总是承受比大气更大的压力，管子在压力下自紧并避免泄漏。显然，锅炉绝不能置于真空下，因此可能需要提供真空阀。

Niclausse锅炉是另一种法国设计，用于陆地和海洋用途。根据Babcock&Wilcox锅炉，它使用与水平面成浅角度设置的长场管。这些场管通过其上端的集管连接成垂直组。这个集管是一个双管，有两个部分分别连接内部和外部水空间。在锅炉上方和烟气外壳外部，一个蒸汽和水汽包将这些集管连接在一起。它主要用于法国、意大利、俄罗斯和英国海军的一些最后的前无畏舰（大约1900年）。由缅因州巴斯钢铁厂建造的乔治亚号航空母舰(BB-15)于1904年10月下水，蒸汽由24台燃煤Niclausse锅炉提供。尽管该锅炉的性能良好，但冲洗困难且油泥堆积可能是个问题。通过精心设计和定期维护，该型号在可靠性和故障管的快速更换方面享有盛誉，这使其适合海军实践，不太适合商业用途。Niclausse锅炉与低速运行的涡轮机结合使用时，燃油经济性较差，此外还会产生大量烟雾和火花。