Un surriscaldatore è un dispositivo presente nelle caldaie a vapore che viene utilizzato per convertire il vapore saturo umido in vapore secco. I surriscaldatori sono una parte molto utile del ciclo del vapore, poiché il vapore secco contiene più energia termica e aumenta l’efficienza complessiva del ciclo. Non solo, il vapore secco ha anche meno probabilità di condensarsi all’interno dei cilindri di un motore alternativo o dell’involucro di una turbina a vapore. I surriscaldatori di caldaie si possono trovare in tre varietà: surriscaldatori radianti, surriscaldatori a convezione e surriscaldatori alimentati separatamente.
I surriscaldatori radianti si trovano direttamente all’interno della camera di combustione della caldaia stessa. Questa disposizione consente al bruciatore della caldaia di riscaldare sia i tubi della caldaia che i tubi del surriscaldatore, rendendo i surriscaldatori radianti dispositivi altamente efficaci. Questi si trovano più comunemente nelle centrali a vapore e sono stati ampiamente utilizzati nelle automobili a vapore. Nelle automobili a vapore e nelle caldaie delle centrali elettriche, i tubi del surriscaldatore – a volte noti come bobine di vaporizzatore – erano posizionati direttamente sopra il bruciatore. Il vapore di solito viene fatto passare attraverso il surriscaldatore dopo che è stato ammesso attraverso l’acceleratore.
I surriscaldatori a convezione si trovano più comunemente sulle locomotive. Proprio come un forno a convezione, questo tipo di surriscaldatore utilizza i gas caldi del bruciatore per riscaldare il vapore. Un surriscaldatore a convezione può essere estremamente efficiente, poiché la maggior parte dell’energia termica viene fornita solo al tubo della caldaia e ciò che normalmente sarebbe scarico invece riscalda i tubi del surriscaldatore. Questi si trovano anche nelle centrali elettriche, ma sono stati per lo più implementati nelle locomotive a vapore.
Sulle locomotive a vapore, i surriscaldatori a convezione sono leggermente diversi da quelli che si potrebbero trovare nelle centrali a vapore fisse. Entrambi usano lo stesso principio dell’utilizzo di gas caldi, ma i surriscaldatori di locomotive sono in qualche modo separati dalla caldaia stessa. Invece, sono posizionati davanti alla caldaia e i gas caldi provenienti dai tubi della caldaia passano attraverso i tubi del surriscaldatore.
I surriscaldatori hanno molti vantaggi, tra cui il notevole consumo di carburante e maggiore efficienza. L’unico svantaggio è rappresentato dall’aumento dei costi di manutenzione, ma i surriscaldatori continuano comunque a valere costi aggiuntivi. Un altro svantaggio dei surriscaldatori si trova quasi esclusivamente sulle locomotive che utilizzano caldaie a tubi di fuoco. Senza una corretta e regolare manutenzione, il tubo all’interno del surriscaldatore è soggetto a rottura. Se il tubo dovesse rompersi, il vapore ad alta pressione potrebbe fuoriuscire attraverso l’apertura e nel focolare della locomotiva, e un simile evento metterebbe seriamente in pericolo qualsiasi personale nella cabina del motore.