Um superaquecedor é um dispositivo encontrado em caldeiras a vapor que é usado para converter vapor úmido saturado em vapor seco. Superaquecedores são uma parte muito benéfica do ciclo do vapor, porque o vapor seco contém mais energia térmica e aumenta a eficiência geral do ciclo. Não apenas isso, o vapor seco também tem menos probabilidade de condensar dentro dos cilindros de um motor alternativo ou do invólucro de uma turbina a vapor. Os superaquecedores de caldeira podem ser encontrados em três variedades: superaquecedores radiantes, superaquecedores de convecção e superaquecedores alimentados separadamente.
Superaquecedores radiantes estão localizados diretamente dentro da câmara de combustão da própria caldeira. Esse arranjo permite que o queimador da caldeira aqueça tanto a tubulação da caldeira quanto os tubos do superaquecedor, tornando os superaquecedores radiantes dispositivos altamente eficazes. Eles são mais comumente encontrados em usinas a vapor e também eram amplamente usados em automóveis a vapor. Tanto em automóveis a vapor quanto em caldeiras de usinas de energia, os tubos do superaquecedor – às vezes conhecidos como bobinas de vaporizador – ficavam localizados diretamente no topo do queimador. O vapor geralmente passa pelo superaquecedor depois de ser admitido pelo acelerador.
Superaquecedores de convecção são mais comumente encontrados em locomotivas. Muito parecido com um forno de convecção, este tipo de superaquecedor utiliza os gases quentes do queimador para reaquecer o vapor. Um superaquecedor de convecção pode ser extremamente eficiente, porque a maior parte da energia térmica é fornecida apenas para a tubulação da caldeira, e o que normalmente seria a exaustão aquece os tubos do superaquecedor. Eles também são encontrados em usinas de energia, mas foram implementados principalmente em locomotivas a vapor.
Em locomotivas a vapor, os superaquecedores de convecção são ligeiramente diferentes do que se encontrariam em usinas a vapor estacionárias. Ambos usam o mesmo princípio de utilização de gases quentes, mas os superaquecedores de locomotivas geralmente são um tanto separados da própria caldeira. Em vez disso, eles são posicionados na frente da caldeira, e os gases quentes da tubulação da caldeira passam pela tubulação do superaquecedor.
Os superaquecedores têm muitas vantagens, sendo a mais notável a redução do consumo de combustível e o aumento da eficiência. A única desvantagem é o aumento dos custos de manutenção, mas os superaquecedores geralmente valem quaisquer custos extras. Outra desvantagem dos superaquecedores é encontrada quase exclusivamente em locomotivas que usam caldeiras de tubo de fogo. Sem uma manutenção adequada e regular, a tubulação dentro do superaquecedor pode se romper. Se a tubulação se rompesse, o vapor de alta pressão poderia escapar pela abertura e para a fornalha da locomotiva, e tal evento colocaria qualquer pessoa na cabine do motor em sério perigo.