Շոգեկաթսա

Շոգեկաթսա սարք, որտեղ վառելիքի այրման ջերմության հաշվին ջուրը փոխակերպվում է գոլորշու։ Շոգեկաթսան իր բոլոր հարմարանքներով կոչվում է նաև կաթսայական ագրեգատ։ Շոգեկաթսաները հիմնականում լինում են՝ արդյունաբերական, որտեղ արտադրվում է համեմատաբար ցածր պարամետրերի (ճնշում, ջերմաստիճան) գոլորշի (արտադրության ու այլ կարիքների համար) և էներգետիկական, որտեղ արտադրվում է բարձր պարամետրերի գոլորշի (ճնշումը մինչև 26 Մպա, ջերմաստիճանը՝ մինչև 570°C, օգտագործվում է առավելապես ջերմաէլեկտրակայաններում)։ 
Արդյունաբերության մեջ շոգեկաթսաները ներդրվել են 18-րդ դարի սկզբներից։ Նրանց կոնստրուկցիաներն աստիճանաբար կատարելագործվել են, և 20-րդ դարի սկզբին արդեն տարածում են գտել ուղղաձիգ ջրախողովակային կաթսաները (մեկ կամ երկու թմբուկով)։ Վառելիքն այրվում է շոգեկաթսայի հնոցում, որտեղ այրման արգասիքների (ծխագազերի) ջերմության մի մասը հաղորդվում է (հիմնականում ճառագայթման եղանակով) էկրանային խողովակներում շրջանառություն կատարող ջրին։ Հնոցից այրման արգասիքներն ուղղվում են դեպի ծխանցքերը և ողողում այդտեղ տեղադրված տաքացման կոնվեկտիվ մակերևույթները։ Դրանք խողովակափնջեր են, իրար հետ միացած կոլեկտորների կամ թմբուկների միջոցով։ Այնուհետև այրման արգասիքները (ջերմաստիճանը 600—700°C) ողողում են ջրային էկոնոմայզերը (որտեղ Շոգեկաթսայի սնող ջուրը նախապես տաքացվում է), հաճախ նաև օդատաքացուցիչը (որտեղ այրման համար հնոց մատուցվող օդն է տաքացվում), հովանում են մինչև 130—180°C և ծխնելույզով արտամղվում դեպի մթնոլորտ։ Այրման արգասիքների շարժումը գազային տրակտում (հնոց-ծխանցքեր-ծխնելույզ) և արտանետումը դեպի մթնոլորտ տեղի են ունենում հատուկ օդափոխանակիչների՝ ծխաքարշերի օգնությամբ։ Մոխրառատ և ծծմբառատ վառելիքների այրման դեպքում դեպի մթնոլորտ արտամղվող այրման արգասիքները նախապես մաքրվում են մոխրից և ծծմբի միացություններից հատուկ հարմարանքների օգնությամբ։ Շոգեկաթսայում ստեղծվում է ջրի և առաջացող շոգեջրային խառնուրդի շարժում, որն ապահովում է տաքացման մակերևույթների հովացումը և գոլորշու առաջացման ինտենսիվությունը։ Շատ ավելի տարածված են բնական շրջանառության շոգեկաթսաները, այստեղ շոգեջրային խառնուրդի շրջանառությունը տեղի է ունենում շնորհիվ այն բանի, որ ուժեղ տաքացվող խողովակներում (վերամբարձ) այդ խառնուրդի խտությունը շատ ավելի փոքր է, քան թույլ տաքացվող խողովակներում (իջուցիկ)։ Վերամբարձ խողովակներով դեպի թմբուկ բարձրացող շոգեջրային խառնուրդից գոլորշին անջատվում է փոքր խտության շնորհիվ և լցնում թմբուկի վերին կեսը՝ գոլորշու ծավալը։ Գոլորշու անջատումն արագացնելու համար թմբուկում տեղադրվում են ներթմբուկային հատուկ զատիչ հարմարանքներ։ Նման շոգեկաթսայում էկոնոմայզերից վերին թմբուկ մատուցվող ջուրը լրիվ գոլորշու փոխակերպվելու համար պետք է 10÷200 անգամ շրջապտույտ կատարի (այդ մեծությունը կոչվում է շրջանառության բազմապատիկ)։ Որքան մեծ է շրջանառության բազմապատիկը, այնքան շատ է ջրի պաշարը, հետևաբար մեծ են նաև թմբուկի և շոգեկաթսաի չափերը։ Գերբարձր ճնշման շոգեկաթսայում խիստ նվազում է ջրի և նրա գոլորշու խտությունների տարբերությունը, ուստի բնական շրջանառությունը և զատումը դառնում են անհնարին։ Բարձր և գերկրիտիկական պարամետրերով հզոր շոգեկաթսաներում (ճնշումը՝ 14÷26,0 Մպա, ջերմաստիճանը 565—585°C, արտադրողականությունը՝ 325—695 տ/ժ) շրջանառությունն իրականացվում է հատուկ պոմպերով (հարկադրական շրջանառության շոգեկաթսա), իսկ ավելի հաճախ շրջանառություն չի կատարվում, սնող ջուրը շարժվելով, հաջորդաբար տաքանում է, գոլորշիանում և գերտաքանալով մատուցվում սպառողիև՝ շոգետուրբինին։ Այս տիպի շոգեկաթսաները կոչվում են ուղղահոս, ունեն փոքր չափեր (չկա ջրի պաշար, ուստի և՝ թմբուկներ) և ներկայացնում են խողովակների համակարգ։ Ժամանակակից շոգեկաթսաները սարքավորված են բազմաթիվ չափիչ և հսկիչ գործիքներով, ավտոմատ, կառավարման համակարգերով ու սարքերով։