Dūmvadu katls, ko dažkārt sauc par apvalka katlu, ir ierīces veids, ko izmanto, lai saturētu ūdeni, uzsildītu šo ūdeni un pārvērstu to tvaikā, ko var izmantot mašīnu darbināšanai. Šādas sastāvdaļas 19. gadsimtā galvenokārt izmantoja kā līdzekli vilcienu vai citu iekārtu tvaika dzinēju vadīšanai. Dūmvada katlam ir liels, cilindrisks apvalks, kurā var uzglabāt ūdeni; šajā apvalkā visā garumā iet dūmvads vai kanāls, dažreiz atgriežoties sākotnējā ieejas pusē. Šo dūmvadu silda ar uguni, kas savukārt uzsilda ūdeni un rada tvaiku.
Tvaika kā enerģijas avota izmantošana bija izplatīta 19. gadsimtā gan transportlīdzekļiem, gan rūpnīcu komponentiem. Vecākām katlu konstrukcijām bija tendence uzsprāgt ūdens vārīšanas veida trūkumu dēļ; dūmvadu katls palīdzēja samazināt katla sprādzienu skaitu, vienlaikus radot tvaiku pie lielāka spiediena, nodrošinot, ka apkures virsma bija apaļa, nevis plakana. Apaļās virsmas mēdz būt stiprākas nekā plakanas, it īpaši sildot, tāpēc dūmvadu katla dūmvadi bija labāk aprīkoti, lai izturētu efektivitātei nepieciešamo siltuma spriegumu.
Ļoti bieži dūmvada katla kameras gals būs kupolveida. Tas nodrošina lielāku izturību pret spiedienu, ko rada tvaika ražošana. Īpaši bieži tas notiek īsākiem katlu cilindriem, jo spiediens var būt daudz augstāks. Augstais spiediens tiek palielināts vēl vairāk, ja tiek izmantota atgaitas dūmvada katla konstrukcija; tas nozīmē, ka dūmvads ieiet cilindrā, pēc tam izliekas U formā un atgriežas sākotnējā ieejas punktā kameras vienā pusē. Šis dizains radīts, lai nodrošinātu pietiekamu siltuma saražošanu mazākā telpā, jo dūmvadam ir jābūt diezgan garam, lai ūdens sildītu efektīvi.
Bieži vien ir nepieciešams liels skurstenis, lai nodrošinātu lielu skābekļa plūsmu uz uguni. Daudzos dūmvadu katlu modeļos šī gaisa plūsma uzkrāja pašu uguni, un bez tās uguns izmirtu un dūmvads neradītu pietiekami daudz siltuma, lai uzsildītu ūdeni un ražotu tvaiku. Skurstenis parasti tiek novietots vienā cilindra galā, lai nodrošinātu ātru piekļuvi dūmvadam un ātru skābekļa pārnešanu tieši uz kurināmo uguni, kas silda dūmvadu.