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" Générateur de vapeur à haute pression chauffé indirectement. "
La présente invention a pour objet un générateur de vapeur à haute pression, chauffé indirectement et dont le réser- voir cylindrique comporte des éléments de chauffe auxquels on amène, comme agent de chauffage pour la vaporisation de l'eau du réservoir cylindrique de la chaudière, de la vapeur à une tem- pérature supérieure à. celle de la vapeur motrice à engendrer. La vapeur de chauffage pénètre dans les éléments de chauffe à l'une des extrémités et traverse ces éléments en changeant de direction et en se condensant après cession de sa chaleur. L'eau condensée s'écoule par la même extrémité oû s'effectue l'amenée de la va- peur de chauffage.
Les éléments de chauffe peuvent être conçus
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de facon que la vapeur de chauffage et l'eau de condensation passent par des tuyeaux disposés entre des boîtes d'entrées et de sortie, situées àl'une des extrémités de l'élément de chauffe, et une boîte de changement de direction, située à l'être extré- mité de cet élément. L'invention a pour but d'améliorer ce genre d'éléments de chauffe et consiste en premier lieu à disposer en croix dans chaque élément de chauffe de ce genre les tubes des faisceau , qui amènent respectivement la vapeur de chauffage arrivant à côté du faisceau reliant la boite de changement de direction à la boite de sortie et l'eau de condensation ou un mélange de vapeur et d'eau condensée.
On obtient ainsi un élément de chauffe de hauteur relativement réduite et une grande surface de chauffe pour un espace donné. De plus, dans les deux faisceaux de tubes la pente est dirigée dans les sens de l'écoulement et en repartissant convenablement les tubes entre les deux faisceaux on peut choisir les rapports des sections et des vitesses pour ces deux faisceaux de manière à les rendre mieux appropriés aux conditions de fonctionnement données.
Une autre particularité de l'invention réside dans une disposition tout à fait avantageuse des tubulures de raccorde- ment des éléments de chauffe qui traversent la paroi du réservoir cylindrique et relient l'élément de chauffe aux conduite , d'amenée de la vapeur de chauffage et d'évacuation de l'eau de condensation. Ces tubulures de raccordement sont, selon l'inven- tion, décalées dans le sens de l'axe du réservoir cylindrique par rapport aux boîtes collectrices de l'élément de chauffe de façon que lors du montage ou du démontage deséléments, on puisse faire passer les boîtes collectrices et les tubulures de raccor- dement l'une après l'autre par le trou d'homme du réservoir cylindrique.
Cet agencement présente l'avantage que des boîtes collectrices relativement grandes peuvent être passées par un
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trou d'homme de hauteur habituelle ou en tout cas d'une hauteur ne la dépassant pas sensiblement.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée.
La figure 1 est une coupe longitudinale verticale d'une partie du réservoir cylindrique de chaudière chauffé indi- rectement , montrant les éléments de chauffe,
La figure 2 en est une coupe horizontale.
La figure 3 est une coupe transversale suivant A-B de la figure 1 .
La figure 4 edt une coupe transversale suivant C-D de la figure 1 .
La figure 5 est une coupe partielle d'une variante correspondant à la figure 4 .
La figure 6 est une coupe à plus grande éohelle sui- vant E-F de la figure 1 d'une botte d'entrée et de sortie.
La figure 7 est une coupe à plus grande échelle sui- vant G-H de la figure 1 d'une botte de changement de direction.
La figure 8 représente une position intermédiaire d'un élément de chauffe lors du démontage par le trou d'homme du réservoir cylindrique de chaudière.
Sur le dessin, 1 désigne le réservoir cylindrique de chaudière à haute pression dans lequel l'eau est transformée en vapeur motrice à haute pression par une chauffe indirecte.Dans. l'exemple, représenté sur le dessin, chaque moitié du réservoir contient trois éléments de chauffe. Chacun de ces éléments est pourvu à l'une de ses extrémités d'une boîte collectrice 3 divisée à l'aide d'une cloison transversale 4 (fig.2 et 6) en deux compartiments 5 et 7. Le compartiment 7 comporte une tubulure d'arrivée de la vapeur de chauffage 8 traversant l paroi du
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réservoir cylindrique; le compartiment 5 ,qui est dans l'exemple représenté sur le dessin sensiblement plus grand, est muni d'un tubulure d'évacuation d'eau de condensation 6.
A l'autre extrémité de l'élément de chauffe est disposée sur une surélévation 9 de fagon à ppuvoir glisser librement une boite de changement de direction 10, les deux bottes ou vollec- teurs 3 et 10 étant reliées à l'aide de deux faisceaux de tubes.
L'un des faisceaux (plus grand) , disposé entre le comparti- ment 5 et la boîte de changement de direction 10 , s'étend sur toute la hauteur des deux boites et est constitué par des tubes 11 tandis que l'autre faisceau de tubes 12 (plus petit) se compose de tubes qui ne partent que de la partie supérieure du compartiment 7 de la boite collectrice 3 (voir plus parti- culièrement la figure 6) et ne garnissent que la partie laté- rale de la botte de changement de direction 10 qui est moins élevée que le reste de la botte 10 (voir plus particulièrement la figure 7 ).
Comme on le voit la vapeur de chauffage s'écoule dans un faisceau de tubes en descendent dans la botte de change- ment de direction 10, tandis que le mélange de vapeur de chauffage et d'eau de condensation retourne également en des- cendant par un autre faisceau de tubes dans le compartiment 5 de la botte collectrice 3 c'est à dire y pénètre sous forme d'eau condensée pour être évacué par l'orifice de sortie 6.
Dans la botte de changement de direction a lieu tout d'abord une séparation de l'eau de condensation, qui vient de se former dans les tubes d'aller 12 et qui s'écoule par la rangée de tubes inférieure 11. La vapeur pénétrant dans les tubes de retour est en conséquence relativement sèche ce qui est favo- rable à la transmission de chaleur.
Comme le montre la figure 4, dans les éléments du milieu d'entrée et la sortie sont disposées n bas, tandis
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que dans les bottes collectrices 3 des éléments latéraux d'en- trée et la sortie se trouvent dans la même coin inférieur. A titre de variante, on peut modifier l'agencement en ce qui con- cerne les éléments latéraux comme le montre la figure 5 en disposant l'entrée et la sortie 8 et 6 sur la coté.
Dans ce cas la botte collectrice d'arrivée de vapeur et d'évacuation d'eau de condensation est constituée non pas en une pièce avec une cloison de séparation 4, comme dans les figures 1 et 4, mais le compartiment 7 est fixé avec un certain jeu comme une botte d'arrivée spéciale 17 sur la botte de sortie 18 à l'aide d'une vis 14 traversant une rainure, de sorte que change partie peut se dilater librement.
Les modes de réalisation représentés sur les dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple et peuvent être modifiés dans le cadre de l'invention. L'idée principale de celle-ci consiste en ce qu'un faisceau de tubes d'arrivée et un faisceau de tubes de sortie sont disposés coté à côté entre la boîte d'entrée et la botte de changement de direction et se croisant de façon que la pente soit dirigée dans les deux faisceaux dans le sens d'écoulement. Dlune manière générale de faisceau de tubes de retour comporte une nombre de tubes sensiblement supérieur à celui du faisceau de tubes d'aller parcourus d'abord par la vapeur de chauffage, car on obtient ainsi les meilleurs rapports de vitesse pour la cession de la' chaleur.
Par ailleurs on détermine le nombre de tubes des deux faisceaux d'un élément de chauffe d'après les conditions de fonctionnement imposées dans chaque cas particulier.
Comme on vient de le voir, il est avantageux pour le montage et le démontage des éléments de chauffe de dé- caler les tubulures d'amenée de vapeur de chauffage et
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d'évacuation d'eau de condensation par rapport à la botte correspondante de l'élément de chauffe dans le sens de l'axe du réservoir cylindrique de chaudière d'une quantité telle que l'on puisse faire passer les tubulures et les bottes l'une après l'autre par le trou d'homme du réservoir cylindrique. On voit sur la figure 8 que lors du démontage d'un élément on fait passer par le trou d'homme 19 du réservoir d'abord la tubulure 8 et la tubulure 6 située dans le même plan. L'élément de chauffe doit être soulevé suffisamment haut pour que la surface inférieure 20 des tubulures puisse passer au-dessus du bord inférieur du trou d'homme 19.
Ensuite on fait descendre l'élément de chauffe dans la position représentée figure 8 dans laquelle on peut faire passer par le trou d'homme la boîte 3. Si les tubulures n'étaient pas décala d'une quantité suffisante par rapport à la botte pour permettre cette descente de l'élément de chauffe , la hauteur du trou d'homme aurait dû correspondre à la distande de la surface limite inférieure 20 des tubulures au bord supérieur de la botte collectrice.
L'agencement décalé des tubulures selon l'invention présente donc l'avantage que'par un trou d'homme de hauteur habituelle on peut monter et démonter des éléments de chauffe comportant des boites collectrices relativement grandes. Cet avantage s'étend en général aux éléments de chauffe avec boites collec- trices c'est à dire non pas seulement au mode de réalisation représenté sur le dessin comportant des tubes croisés.
Revendications.
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"Indirectly heated high pressure steam generator."
The present invention relates to a high pressure steam generator, heated indirectly and whose cylindrical tank comprises heating elements to which are brought, as a heating agent for the vaporization of water from the cylindrical tank of the boiler, steam at a temperature above. that of the motive steam to be generated. The heating vapor enters the heating elements at one end and passes through these elements changing direction and condensing after its heat has been released. The condensed water flows through the same end where the heating vapor is supplied.
The heating elements can be designed
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so that the heating steam and condensed water pass through pipes arranged between inlet and outlet boxes, located at one end of the heating element, and a direction change box, located to the extreme being of this element. The object of the invention is to improve this type of heating element and consists first of all in placing in a cross in each heating element of this type the tubes of the bundles, which respectively bring the heating steam arriving at the side of the bundle. connecting the direction change box to the outlet box and the condensed water or a mixture of steam and condensed water.
This gives a relatively small heating element and a large heating surface for a given space. In addition, in the two bundles of tubes the slope is directed in the direction of the flow and by distributing the tubes suitably between the two bundles we can choose the section and speed ratios for these two bundles so as to make them better. appropriate for the given operating conditions.
Another feature of the invention lies in a completely advantageous arrangement of the connection pipes for the heating elements which pass through the wall of the cylindrical tank and connect the heating element to the pipes, for supplying the heating steam. and evacuation of condensation water. These connection pipes are, according to the invention, offset in the direction of the axis of the cylindrical tank with respect to the manifolds of the heating element so that during assembly or disassembly of the elements, it is possible to pass the manifolds and the connection pipes one after the other through the manhole of the cylindrical tank.
This arrangement has the advantage that relatively large manifolds can be passed through a
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manhole of usual height or in any case of a height not significantly exceeding it.
The description which will follow with reference to the appended drawing given by way of example will make it clear how the invention can be implemented.
Figure 1 is a vertical longitudinal section of part of the cylindrical boiler tank heated indirectly, showing the heating elements,
Figure 2 is a horizontal section.
Figure 3 is a cross section along A-B of Figure 1.
Figure 4 is a cross section along C-D of Figure 1.
Figure 5 is a partial section of a variant corresponding to Figure 4.
Figure 6 is a section on a larger scale along E-F of Figure 1 of an entry and exit boot.
FIG. 7 is a section on a larger scale taken along G-H of FIG. 1 of a change of direction boot.
FIG. 8 represents an intermediate position of a heating element during dismantling through the manhole of the cylindrical boiler tank.
In the drawing, 1 denotes the cylindrical high pressure boiler tank in which the water is transformed into high pressure motive steam by indirect heating. the example, shown in the drawing, each half of the tank contains three heating elements. Each of these elements is provided at one of its ends with a manifold 3 divided by means of a transverse partition 4 (fig. 2 and 6) into two compartments 5 and 7. Compartment 7 comprises a tubing inlet of heating steam 8 passing through the wall of the
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cylindrical tank; the compartment 5, which is in the example shown in the drawing appreciably larger, is provided with a condensate water discharge pipe 6.
At the other end of the heating element is arranged on an elevation 9 so that a direction change box 10 can slide freely, the two boots or collectors 3 and 10 being connected by means of two beams. of tubes.
One of the (larger) bundles, arranged between compartment 5 and the change of direction box 10, extends over the entire height of the two boxes and is formed by tubes 11 while the other bundle of tubes 12 (smaller) consists of tubes which only start from the upper part of compartment 7 of the manifold box 3 (see more particularly figure 6) and only line the side part of the change boot direction 10 which is lower than the rest of the boot 10 (see more particularly FIG. 7).
As can be seen the heating vapor flows through a bundle of tubes descending into the change of direction boot 10, while the mixture of heating vapor and condensing water also returns descending through another bundle of tubes in the compartment 5 of the collecting boot 3, that is to say enters it in the form of condensed water to be discharged through the outlet orifice 6.
In the change of direction boot takes place first of all a separation of the condensation water, which has just formed in the flow tubes 12 and which flows through the lower row of tubes 11. The penetrating vapor in the return pipes is therefore relatively dry, which is favorable to heat transfer.
As shown in Figure 4, in the middle elements of the inlet and outlet are arranged n bottom, while
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that in the collector boots 3 of the side entry and exit elements are in the same lower corner. As a variant, the arrangement with regard to the side elements can be modified as shown in FIG. 5 by arranging the inlet and outlet 8 and 6 on the side.
In this case, the collecting boot for the steam inlet and the condensation water discharge is not made in one piece with a partition wall 4, as in Figures 1 and 4, but the compartment 7 is fixed with a certain play such as a special finish boot 17 on the exit boot 18 by means of a screw 14 passing through a groove, so that the change part can expand freely.
The embodiments shown in the drawings are given by way of example only and may be modified within the scope of the invention. The main idea of this is that a bundle of arrival tubes and a bundle of output tubes are arranged side by side between the input box and the change of direction boot and crossing each other so that the slope is directed in the two beams in the direction of flow. In general, the return tube bundle has a number of tubes significantly greater than that of the go tube bundle traversed first by the heating steam, because this gives the best speed ratios for the transfer of the ' heat.
Furthermore, the number of tubes of the two bundles of a heating element is determined according to the operating conditions imposed in each particular case.
As we have just seen, it is advantageous for the assembly and disassembly of the heating elements to shift the heating steam supply pipes and
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condensate discharge from the corresponding boot of the heating element in the direction of the axis of the cylindrical boiler tank in an amount such that the pipes and boots can be passed through 'one after the other through the manhole of the cylindrical tank. It can be seen in FIG. 8 that when removing an element, the pipe 8 and the pipe 6 located in the same plane are passed through the manhole 19 of the reservoir first. The heating element should be lifted high enough so that the bottom surface 20 of the tubings can pass over the bottom edge of the manhole 19.
Then the heating element is lowered into the position shown in figure 8 in which the box 3 can be passed through the manhole. If the pipes were not offset by a sufficient amount relative to the boot to allow this descent of the heating element, the height of the manhole should have corresponded to the distance from the lower limit surface 20 of the pipes to the upper edge of the collecting boot.
The staggered arrangement of the pipes according to the invention therefore has the advantage that through a manhole of usual height it is possible to mount and remove heating elements comprising relatively large manifold boxes. This advantage generally extends to heating elements with collector boxes, that is to say not only to the embodiment shown in the drawing comprising crossed tubes.
Claims.
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