जल नलिका क्वथित्र

उच्च दबाव जल नलिका क्वथित्र (वाटर-नलिका और जल नलिका भी लिखा जाता है) प्रकार का क्वथित्र (वाष्प जनरेटर) है जिसमें आग से बाहर गर्म नलिकाों में पानी फैलता है। ईंधन को औद्योगिक भट्टी के अंदर जलाया जाता है, जिससे गर्म गैस बनती है जो भाप पैदा करने वाली नलियों में पानी को उबालती है। छोटे क्वथित्रों में, अतिरिक्त जनरेटिंग नलिका भट्टी में अलग होते हैं, जबकि बड़े यूटिलिटी क्वथित्र पानी से भरे नलिकाों पर विश्वास करते हैं जो भाप उत्पन्न करने के लिए भट्टी की दीवारों को बनाते हैं।

गर्म पानी/भाप मिश्रण फिर भाप ड्रम में उगता है। यहाँ, संतृप्त भाप ड्रम के ऊपर से खींची जाती है। कुछ सेवाओं में, भाप गर्म गैस पथ (एक सुपरहीटर्स ) में नलिकाों के माध्यम से सुपरहीट हो जाती है। सुपरहीट वाष्प को भाप के रूप में परिभाषित किया जाता है जो किसी दिए गए दबाव पर क्वथनांक से ऊपर गर्म होता है। सुपरहिटेड वाष्प सूखी गैस की तरह होती है और इसलिए सामान्यतः टर्बाइनों को चलाने के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि पानी की बूंदें टर्बाइन ब्लेड को गंभीर रूप से हानि पहुंचा सकती हैं।

भाप ड्रम के तल पर संतृप्त पानी बड़े-बोर 'डाउनकोमर नलिका' के माध्यम से निचले ड्रम में लौटता है, जहां यह फीडवाटर की आपूर्ति को पहले से गर्म करता है। (बड़े यूटिलिटी क्वथित्रों में, फीडवाटर को वाष्प ड्रम में सप्लाई किया जाता है और कम जलवॉल्स होने से इस निचले भाग में पानी की आपूर्ति करते हैं)। क्वथित्र की अर्थव्यवस्था को बढ़ाने के लिए, निकास गैसों का उपयोग दहन हवा को बर्नर में उड़ाने के लिए और अर्थशास्त्री में फीडवाटर आपूर्ति को गर्म करने के लिए भी किया जाता है। ताप विद्युत केंद्र में ऐसे जलनलिका क्वथित्रों को वाष्प जनरेटिंग यूनिट भी कहा जाता है।

पुराने आग नलिका क्वथित्र डिज़ाइन, जिसमें पानी गर्मी स्रोत को घेरता है और दहन से गैसें पानी के स्थान के भीतर नलिकाों से गुजरती हैं, सामान्यतः बहुत कमजोर संरचना होती है और 350 psi से ऊपर के दबावों के लिए ही कभी इसका उपयोग किया जाता है। जलनलिका क्वथित्र का महत्वपूर्ण लाभ यह है कि इसमें भयावह विफलता की संभावना कम होती है: क्वथित्र में बड़ी मात्रा में पानी नहीं होता है और न ही बड़े यांत्रिक तत्व विफलता के अधीन होते हैं।

1766 में इंग्लैंड के ब्लेकी द्वारा वाटर नलिका क्वथित्र का पेटेंट कराया गया था और 1780 में फ्रांस के डैलरी द्वारा बनाया गया था।

अनुप्रयोग
अत्यधिक बड़ी और मोटी दीवार वाले दबाव वाहिकाओं के उपयोग के बिना डिज़ाइन किए जाने वाले जलनलिका क्वथित्रों की क्षमता इन क्वथित्रों को उन अनुप्रयोगों में विशेष रूप से आकर्षक बनाती है, जिनमें भाप टरबाइन विद्युत उत्पादन सहित शुष्क, उच्च दबाव, उच्च-ऊर्जा भाप की आवश्यकता होती है।

उनके शानदार कार्य गुणों के कारण, वाटरनलिका क्वथित्रों का उपयोग निम्नलिखित प्रमुख क्षेत्रों में अत्यधिक पसंद किया जाता है: इसके अतिरिक्त, वे अधिकांशतः विद्युत उत्पादन संयंत्रों में कार्यरत होते हैं जहां बड़ी मात्रा में भाप (500 किलोग्राम/सेकंड तक) उच्च दबाव अर्थात लगभग होती है 160 bar और 550 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने वाले उच्च तापमान की सामान्यतः आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, आईवानपाह सौर्य शक्ति फैसिलिटी सोलर-पॉवर स्टेशन प्लांट वार्मअप के लिए दो रेंटेक टाइप-डी जलनलिका क्वथित्र का उपयोग करता है, और जब जीवाश्म ईंधन वाले पावर स्टेशन के रूप में कार्य करता है।
 * उद्योगों में प्रक्रिया अनुप्रयोगों की विविधता
 * रासायनिक प्रसंस्करण प्रभाग
 * लुगदी और कागज निर्माण संयंत्र
 * शोधन इकाई

स्थिर
विद्युत उत्पादन के लिए आधुनिक क्वथित्र लगभग पूरी तरह से पानी-नलिका डिजाइन हैं, उच्च दबावों पर कार्य करने की उनकी क्षमता के कारण। जहां गर्म करने या रासायनिक घटक के रूप में प्रक्रिया भाप की आवश्यकता होती है, वहां आग-नलिका क्वथित्रों के लिए अभी भी छोटा सा स्थान है। उल्लेखनीय अपवाद ठेठ परमाणु ऊर्जा स्टेशनों (दबावयुक्त जल रिएक्टरों) में है, जहां भाप जनरेटर सामान्यतः फायरनलिका क्वथित्र डिजाइनों के समान कॉन्फ़िगर किए जाते हैं। इन अनुप्रयोगों में फायरनलिका के माध्यम से गर्म गैस पथ वास्तव में रिएक्टर से बहुत गर्म / उच्च दबाव वाले प्राथमिक शीतलक को ले जाता है, और भाप नलिकाों की बाहरी सतह पर उत्पन्न होती है।

समुद्री
उच्च दबावों पर कार्य करने की उनकी क्षमता ने समुद्री क्वथित्रों को लगभग पूरी तरह से जल-नलिका बना दिया है। यह परिवर्तन 1900 के आसपास शुरू हुआ, और प्रत्यागामी (अर्थात पिस्टन) इंजनों के अतिरिक्त प्रणोदन के लिए भाप टर्बाइनों को अपनाने का पता लगाया - चूंकि जलनलिका क्वथित्रों का उपयोग प्रत्यागामी इंजनों के साथ भी किया जाता था, और कई समुद्री टरबाइन अनुप्रयोगों में फायरनलिका क्वथित्रों का भी उपयोग किया जाता था।

रेलवे
रेलवे लोकोमोटिव के लिए वाटर-नलिका क्वथित्रों का कोई महत्वपूर्ण अंगीकरण नहीं हुआ है। मुट्ठी भर प्रायोगिक डिजाइन तैयार किए गए, लेकिन इनमें से कोई भी सफल नहीं हुआ या उनके व्यापक उपयोग के लिए प्रेरित नहीं हुआ। अधिकांश जल-नलिका रेलवे लोकोमोटिव, विशेष रूप से यूरोप में, श्मिट उच्च दबाव प्रणाली का उपयोग करते थे। अधिकांश यौगिक लोकोमोटिव थे, और कुछ यूनिफ्लो वाष्प इंजन थे। नॉरफ़ॉक और पश्चिमी रेलवे का जॉन हेनरी (टरबाइन) अपवाद था, क्योंकि यह विद्युत संचरण के साथ संयुक्त भाप टरबाइन का उपयोग करता था।
 * एलएमएस 6399 रोष
 * किसी घातक दुर्घटना के बाद पूरी तरह से पुनर्निर्माण किया गया


 * एलएमईआर क्लास डब्ल्यू1 या एलएमईआर 10000 हश हश
 * श्मिट के अतिरिक्त यारो क्वथित्र का उपयोग करना। पारंपरिक क्वथित्र के साथ सफल और पुन: उबला हुआ नहीं।

संकर
हाइब्रिड जल-नलिका / फायर-नलिका प्रणाली का उपयोग थोड़ा अधिक सफल अपनाने वाला था। लोकोमोटिव क्वथित्र का सबसे गर्म भाग फायरबॉक्स (लोकोमोटिव) है, यह सामान्य स्थिति में जल-नलिका डिजाइन और अर्थशास्त्री (अर्थात प्री-हीटर) के रूप में पारंपरिक फायर-नलिका क्वथित्र का उपयोग करने के लिए प्रभावी डिजाइन था।

इसका प्रसिद्ध उदाहरण यूएसए बाल्डविन लोकोमोटिव वर्क्स 4-10-2 बाल्डविन 60000, 1926 में बनाया गया। क्वथित्र के दबाव में मिश्रित भाप इंजन के रूप में कार्य करना 350 psi इसे 100000 mi सफलतापूर्वक प्रदर्शित किया गया। चूंकि कुछ साल बाद, यह स्पष्ट हो गया कि सभी अर्थव्यवस्थाएं अतिरिक्त लागत से अभिभूत थीं और इसे फिलाडेल्फिया, पेन्सिलवेनिया में फ्रैंकलिन इंस्टीट्यूट में संग्रहालय के प्रदर्शन के लिए सेवानिवृत्त कर दिया गया था। जॉर्ज एच. एमर्सन की देखरेख में बाल्टीमोर और ओहियो रेलमार्ग के माउंट क्लेयर शॉप्स में बारह प्रयोगात्मक लोकोमोटिव की श्रृंखला का निर्माण किया गया था, लेकिन उनमें से किसी को भी किसी भी संख्या में दोहराया नहीं गया था।

किसी भी संख्या में जल-नलिका क्वथित्रों का एकमात्र रेलवे उपयोग ब्रोटन क्वथित्र था, जो 1902 में ऑस्ट्रिया में जोहान ब्रॉटन द्वारा आविष्कार किया गया था और पूरे यूरोप में दुर्लभ उदाहरणों में पाया गया था। चूंकि, हंगरी उत्सुक उपयोगकर्ता था और उनमें से लगभग 1,000 थे। बाल्डविन की तरह, इसने जल-नलिका फायरबॉक्स को फायर-नलिका बैरल के साथ जोड़ दिया। ब्रॉटन की मूल विशेषता मुख्य बैरल के ऊपर चलने वाला लंबा वाष्प ड्रम था, जो दिखने में फ्लेमिश क्वथित्र जैसा दिखता था।

सड़क
जबकि कर्षण इंजन सामान्यतः इसके लोकोमोटिव क्वथित्र को इसके फ्रेम के रूप में उपयोग करके बनाया गया था, अन्य प्रकार के वाष्प रोड वाहन जैसे भाप वैगन और भाप कार ने विभिन्न क्वथित्र प्रकारों की विस्तृत श्रृंखला का उपयोग किया है। सड़क परिवहन के अग्रणी सुनार गर्नी और वाल्टर हैनकॉक दोनों ने 1830 के आसपास अपने वाष्प कैरिज में जल-नलिका क्वथित्र का उपयोग किया।

अधिकांश वाष्प वैगन में वाटर-नलिका क्वथित्र का उपयोग होता है। कई निर्माताओं ने वर्टिकल क्रॉस-नलिका क्वथित्र के वेरिएंट का उपयोग किया, जिसमें सेडॉन एटकिंसन, क्लेटन एंड शटलवर्थ, रिचर्ड गैरेट एंड संस और प्रहरी वैगन वर्क्स सम्मलित हैं। अन्य प्रकारों में क्लार्कसन थिम्बल नलिका क्वथित्र कंपनी ]] 'क्लार्कसन थिम्बल नलिका क्वथित्र' और एडविन फोडेन, संस एंड कंपनी ओ-टाइप वैगन पिस्तौल क्वथित्र या पिस्टल के आकार का क्वथित्र सम्मलित हैं।

वाष्प फायर उपकरण का इतिहास मेरीवेदर एंड संस जैसे अग्नि-इंजन निर्माता सामान्यतः अपनी तेजी से भाप उठाने की क्षमता के लिए वाटर-नलिका क्वथित्र का उपयोग करते थे।

कई भाप कारों ने जल-नलिका क्वथित्रों का उपयोग किया, और बोल्सओवर एक्सप्रेस कंपनी ने स्टेनली वाष्पर फायर-नलिका क्वथित्र के लिए जल-नलिका प्रतिस्थापन भी किया।

डी-प्रकार क्वथित्र
'डी-टाइप क्वथित्र या डी-टाइप' छोटे से मध्यम आकार के क्वथित्र का सबसे सरल है, जैसा कि योजनाबद्ध आरेख में प्रदर्शिक किया गया है। इसका उपयोग स्थिर और समुद्री अनुप्रयोगों दोनों में किया जाता है। इसमें बड़ा भाप ड्रम होता है जो कई भाप पैदा करने वाले नलिकाों के माध्यम से छोटे से पानी के ड्रम (उर्फ मिट्टी के ड्रम) से जुड़ा होता है। इन ड्रमों और नलिकाों के साथ-साथ तेल से चलने वाले बर्नर को पानी की दीवारों से घेरा जाता है - अतिरिक्त पानी से भरी नलिकाों को साथ बंद कर दिया जाता है जिससे कि उनके बीच गैस का प्रवाह रोका जा सके। ये पानी की दीवार नलिका भाप और पानी के ड्रम दोनों से जुड़े हुए हैं, जिससे कि वे क्वथित्र खोल में गर्मी के हानि को कम करने के साथ-साथ प्रीहिटर्स और डाउनकमर्स के संयोजन के रूप में कार्य करें।

एम-टाइप क्वथित्र
एम-प्रकार के क्वथित्रों का उपयोग कई अमेरिकी विश्व युद्ध II युद्धपोतों में किया गया था जिनमें सैकड़ों फ्लेचर-श्रेणी के विध्वंसक या फ्लेचर-श्रेणी के विध्वंसक सम्मलित थे। नलिकाों के तीन सेट एम के आकार का निर्माण करते हैं, और अलग से चलने वाला सुपरहीटर बनाते हैं जो बेहतर सुपरहीट तापमान नियंत्रण की अनुमति देता है। डी-टाइप क्वथित्र पर दिखाए गए मड ड्रम के अतिरिक्त, एम-टाइप में जल-स्क्रीन हेडर और वर्टिकल नलिका्स और डाउनकॉमर्स की दो अतिरिक्त पंक्तियों के नीचे जलवॉल हेडर होता है।

कम पानी की मात्रा
कम पानी की मात्रा वाले क्वथित्र में जलनलिका से जुड़ा निचला और ऊपरी हेडर होता है जो सीधे बर्नर से टकराता है। यह भट्टी-रहित बायलर है जो भाप उत्पन्न कर सकता है और लोड में परिवर्तन के लिए तुरंत प्रतिक्रिया कर सकता है।

बैबॉक और विलकॉक्स क्वथित्र
बैबॉक एंड विलकॉक्स की अमेरिकी फर्म द्वारा डिज़ाइन किया गया, इस प्रकार में ड्रम होता है, जिसमें ड्रम के नीचे से फीडवाटर खींचा जाता है जो हेडर में होता है जो झुकी हुई पानी की नलियों की आपूर्ति करता है। वाटरनलिका ड्रम के शीर्ष में वापस भाप की आपूर्ति करते हैं। भट्टियों के नलिकाों और ड्रम के नीचे स्थित हैं।

इस प्रकार के क्वथित्र का उपयोग नौ सेना के लिएंडर-क्लास लड़ाई का जहाज़ या लिएंडर-क्लास फ्रिगेट्स और संयुक्त राज्य नौसेना न्यू ऑरलियन्स-श्रेणी क्रूजर द्वारा किया गया था।

स्टर्लिंग क्वथित्र
स्टर्लिंग क्वथित्र में निकट-ऊर्ध्वाधर, लगभग-सीधे वाटरनलिका होते हैं जो कई भाप और पानी के ड्रमों के बीच टेढ़े-मेढ़े होते हैं। के अतिरिक्त चार ड्रम लेआउट में नलिकाों के तीन बैंक होते हैं, लेकिन कुछ एप्लिकेशन ड्रम और बैंकों की अलग संख्या के साथ डिज़ाइन किए गए विविधताओं का उपयोग करते हैं।

वे मुख्य रूप से स्थिर क्वथित्र के रूप में उपयोग किए जाते हैं, उनके बड़े आकार के कारण, चूंकि बड़े ग्रेट क्षेत्र भी ईंधन की विस्तृत श्रृंखला को जलाने की उनकी क्षमता को प्रोत्साहित करते हैं। मूल रूप से विद्युत स्टेशनों में कोयले से चलने वाले, वे उन उद्योगों में भी व्यापक हो गए जो दहनशील अपशिष्ट और आवश्यक प्रक्रिया भाप का उत्पादन करते थे। पेपर पल्प मिलें बेकार छाल को जला सकती हैं, चीनी रिफाइनरियां अपने खोई कचरे को जला सकती हैं। यह क्षैतिज ड्रम प्रकार का क्वथित्र है।

यारो
इसके डिजाइनरों के नाम पर, तत्कालीन पोपलर, लंदन स्थित यारो शिपबिल्डर्स, इस प्रकार के तीन ड्रम क्वथित्र में वाटरनलिका से जुड़े डेल्टा (पत्र) अक्षर) गठन में तीन ड्रम हैं। ड्रम सीधे वाटरनलिका से जुड़े होते हैं, जिससे नलिका की सफाई आसान हो जाती है। चूंकि, इसका अर्थ यह है कि नलिका अलग-अलग कोणों पर ड्रम में प्रवेश करती हैं, सीलिंग के लिए अधिक कठिन जोड़। फायरबॉक्स के बाहर, प्रत्येक ड्रम के बीच ठंडे पैर पाइप की जोड़ी डाउनकोमर के रूप में कार्य करती है। इसके तीन ड्रमों के कारण यारो क्वथित्र में पानी की क्षमता अधिक होती है। इसलिए, इस प्रकार का उपयोग सामान्यतः पुराने वाष्पर क्वथित्र अनुप्रयोगों में किया जाता है। इसके कॉम्पैक्ट आकार ने इसे द्वितीय विश्व युद्ध के समय परिवहन योग्य विद्युत उत्पादन इकाइयों में उपयोग के लिए आकर्षक बना दिया। इसे परिवहन योग्य बनाने के लिए, क्वथित्र और उसके सहायक उपकरण (ईंधन तेल हीटिंग, पंपिंग यूनिट, पंखे आदि), टर्बाइन , और कंडेनसर (वाष्प टर्बाइन) रेल परिवहन द्वारा ले जाने के लिए वैगनों पर लगाए गए थे।

सफेद-फोर्स्टर
व्हाइट-फोर्स्टर प्रकार यारो के समान है, लेकिन इसे केवल धीरे-धीरे घूमने वाले नलिकाों के साथ उपयोग किया जाता हैं। यह ड्रमों में उनके प्रवेश को लंबवत बनाता है, इस प्रकार विश्वसनीय मुहर बनाना सरल होता है।

थॉर्नीक्रॉफ्ट
शिपबिल्डर जॉन आई. थॉर्नीक्रॉफ्ट एंड कंपनी द्वारा डिज़ाइन किया गया, थॉर्नीक्रॉफ्ट प्रकार भट्टी के दोनों ओर वाटरनलिका के दो सेट के साथ भाप ड्रम पेश करता है। इन नलिकाों, विशेष रूप से केंद्रीय सेट में तेज वक्र होते हैं। उन्हें साफ करने में स्पष्ट कठिनाइयों के अतिरिक्त, यह झुकने वाली शक्तियों को भी जन्म दे सकता है क्योंकि नलिका गर्म हो जाते हैं, नलिकाप्लेट से उन्हें खींचने और रिसाव पैदा करने के लिए प्रवृत्त होते हैं। दो भट्टियां हैं, जो सामान्य निकास में निकलती हैं, जिससे क्वथित्र को विस्तृत आधार टेपरिंग प्रोफ़ाइल मिलती है।

मजबूर संचलन क्वथित्र
मजबूर परिसंचरण क्वथित्र में, नलिकाों के माध्यम से पानी के प्रवाह को तेज करने के लिए पंप जोड़ा जाता है।

अन्य प्रकार

 * ओ-टाइप क्वथित्र
 * ए-टाइप क्वथित्र
 * फ्लेक्स-नलिका क्वथित्र
 * एम-टाइप कंट्रोल सुपरहीटर

यह भी देखें

 * तीन ड्रम क्वथित्र
 * क्लार्कसन थिम्बल नलिका क्वथित्र
 * कॉर्नर नलिका क्वथित्र
 * आंतरिक रूप से राइफल्ड क्वथित्र नलिका (सर्व नलिका के रूप में भी जाना जाता है)