Un riscaldatore di acqua di alimentazione è un dispositivo utilizzato per riscaldare gradualmente l’acqua che viene erogata a una caldaia a vapore. Il motivo principale per cui vengono utilizzati gli scaldacqua per alimenti è perché l’acqua deve essere riscaldata gradualmente fino a raggiungere il suo punto di ebollizione, noto anche come temperatura di saturazione. Se l’acqua viene riscaldata troppo velocemente o troppo violentemente, il metallo della caldaia viene danneggiato a causa dello shock termico, che si verifica quando il rapido aumento della temperatura crea crepe nel metallo. Un riscaldatore di acqua di alimentazione può anche aumentare l’efficienza complessiva del ciclo del vapore, poiché non è necessario utilizzare la fonte di calore primaria. Invece, l’acqua di alimentazione di solito viene riscaldata da fonti di calore alternative che si trovano naturalmente nel ciclo del vapore.
Il calore utilizzato in uno scaldabagno può essere derivato da più punti all’interno del ciclo del vapore. Questo può variare a seconda del ciclo specifico o del generatore di vapore, ma in genere viene utilizzato il vapore esausto da una turbina a vapore. Nella maggior parte delle centrali elettriche a turbina stazionarie, ci sono due turbine a vapore che forniscono energia. Innanzitutto, il vapore proveniente dal generatore di vapore entra in una turbina più piccola ad alta pressione e, mentre il vapore continua ad espandersi e perde la sua pressione, viene espulso in una turbina più grande, a bassa pressione. Tipicamente, il vapore utilizzato per riscaldare lo scaldacqua di alimentazione viene estratto dallo scarico della turbina a vapore ad alta pressione.
Il processo di estrazione del vapore è molto regolato e preciso, poiché la quantità di vapore estratto ha un effetto diretto sulla produzione di energia della turbina a bassa pressione. La quantità di vapore estratto dallo scarico per riscaldare lo scaldacqua di alimentazione viene calcolata utilizzando la cosiddetta “frazione di estrazione”. Questo valore deve essere accuratamente calcolato per la massima ottimizzazione del vapore estratto dal processo. Uno scaldabagno di alimentazione per locomotive utilizza lo stesso principio, poiché il vapore esausto viene utilizzato anche per preriscaldare l’acqua prima di entrare nel ciclo del vapore.
Esistono due tipi di scaldabagni: aperto e chiuso. Entrambi i tipi riscaldano l’acqua con il vapore, ma il modo in cui viene applicato il vapore li rende diversi. In uno scaldabagno aperto, il vapore viene applicato direttamente sull’acqua da riscaldare. Questo in genere non viene utilizzato, poiché in molti casi il vapore viene spesso combinato con olio lubrificante vaporizzato. Se l’acqua ricca di olio entra in una caldaia a vapore, verranno lasciati piccoli depositi di carbonio, che possono causare corrosione.
Per questo motivo, gli scaldabagni chiusi vengono utilizzati più spesso. In uno scaldabagno chiuso, il tubo contenente acqua corrente è circondato dal vapore. Il vapore può essere contenuto in un tubo separato o può essere esposto direttamente al tubo, ma il vapore non viene a contatto con l’acqua da riscaldare. Questo aiuta ad evitare altri gravi problemi di corrosione o contaminazione che si trovano comunemente nella maggior parte degli scaldacqua aperti.
In alcune circostanze più rare, l’acqua di alimentazione viene riscaldata con altri mezzi. Il metodo alternativo più comune è un dispositivo noto come economizzatore, che utilizza gas caldi dal bruciatore per preriscaldare l’acqua, anziché una fiamma aperta o vapore esausto. Sebbene in genere non vengano trovati, questi possono essere molto più efficienti, poiché non è necessario estrarre vapore dal ciclo del vapore per scopi di preriscaldamento. Altri metodi non comuni hanno comportato l’uso del calore in eccesso dai cilindri in un motore a vapore alternativo.