Постоянно растущие потребности потребителей в повышении коэффициента полезного действия, паровой производительности и роста необходимого номинального давления пара привели к появлению первых водотрубных котлов. Основной принцип работы такого котла заключается в использовании труб небольшого диаметра, которые позволяют работать с паром и водой достаточно высокого давления при относительно небольшой толщине стенок.
Такая технология позволяет экономить на материалах и требованиях к прочности стенок, однако водотрубные паровые котлы являют собой достаточно сложную конструкцию. Большое количество агрегатных систем и узлов, которые требуют высокого качества соединительных деталей и переходов, кроме того, такая конструкция затрудняет ремонтное обслуживание из-за проблемного доступа к отдельным элементам.
Вместе с тем водотрубные паровые котлы обладают большой скоростью разогрева, высокой степенью безопасности и легким освоением регулировок. Кроме того, они могут в широком диапазоне изменять величину нагрузки, легко транспортируются, отлично встраиваются в готовые отопительные системы и другие решения, не боятся даже значительных перегрузок.
Применение топочных экранов в водотрубных паровых котлах позволяет повысить тепловое выделение в топке при относительно меньшей подаваемой тепловой нагрузке на используемые стенки. Таким образом происходит значительное уменьшение временных затрат, необходимых для технического обслуживания, уменьшаются требования по необходимой для качественной работы тепловой изоляции и повышается коэффициент полезного действия.
Разновидностями водотрубного котла является горизонтальный и вертикальный вариант, в первом имеется система коллекторов, которая соединяется с навесным продольным или поперечным барабаном. Вертикальный паровой водотрубный котел имеет два или более барабанов, которые устанавливаются на разную высоту с зеркалом воды на самом верхнем уровне. В такой конструкции есть преимущество быстрого изменения геометрии поверхности, на которой происходит нагрев.
Жаротрубные паровые котлы отличаются котловыми барабанами, которые расположены вне пределов зоны нагрева, либо надежно защищаются при помощи огнеупорных материалов, что дает большую безопасность в эксплуатации. Также при определенных обстоятельствах оправдано применение радиационных или секционных чугунных котлов.