物体普遍存在热胀冷缩现象。当温度升高时,物体的长度就会伸长,体积就会增大;反之,当温度降低时,长度就会缩短,体积就会缩小。这一因温度谨高引起物体长度伸长、体积增大的现象,前者叫做线膨胀,后者叫做体膨胀。固体的膨胀既是线膨胀又是体膨胀,液体和气体的膨胀仅是体膨胀。
固体受热膨胀时,如果两端固定不能自由伸长,就要产生巨大的推力,使物体本身和相接触其他物体受损,甚至破坏。因此,锅炉结构的锅筒、集箱、水冷壁、钢架、炉墙等设计安装和检验时,必须充分考虑热膨胀,注意应留有热胀冷缩余地。
如果锅筒两端固定不能自由伸长,锅筒由于热膨胀被约束而产生巨大的推力,将促使锅炉受压元件(锅筒)或支座变形损坏,炉墙开裂倒塌,严重危及锅炉的安全运行和使用寿命。
另外,当锅炉受热部件发生温度不均匀时,会由于热胀不同,产生很大热应力,使部件发生弯曲变形,甚至损坏。这一情况特别易于在锅炉起动升温和停炉过程中发生。为此,要求锅炉运行操作时,严格执行锅炉安全技术监察规程中的有关规定,限制起动升温速度和停炉冷却速度。
液体的热膨胀是体膨胀。不同的液体在受热相同的情况下,其体积的增大也不同。故各种液体都各自的体膨胀系数。液体的膨胀,在锅炉中,主要发生在冷炉起动过程中,锅内存水发生膨胀,使水位升高。通常要求冷炉起动时,水位处于低水位。