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MINISTERE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ROYAUME BELGIQUE MINISTERE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ROYAUME DE BELGIQUE ET DES CLASSES MOYENNES ROYAUHE BELQQUE
Direction Générale de l'Industrie etdu Commerce
Administration du Commerce
Service de la
Propriété Industrielle et Commerciale
N 437. 716
LE MINISTRE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ET DES CLASSES MOYENNES,
Vu l'arrêté-loi du 8 juillet 1946, prorogeant, en raison des événements de guerre les délais en matière de propriété industrielle et la durée des brevets d'invention ;
Vu la requête introduitele 19 Juin 1947 par Babcock et Wilcox Ltd
Vu la publication de cette requête au Moniteur Belge dU 6 février 1948
Considérant qu'aucune réclamation n'a été introduite, dans le délai réglementaire, à la suite de cette publication ,
Considérant qu'il résulte des justifications fournies à l'appui de la requête que le brevet No437.716 pour Perfectionnements aux générateurs de vapeur comportant des réchauffeurs et/ou surchauffeurs . chauffage indépendant n' a pu être exploité , par suite de l'état de guerre, pendant une période équivalent à cinq années d'exploi- tation normale ;
Considérant, d'autrepart, que le maximum de prolongation prévu par l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 estfixé à cinqans; A R R E T E :
ARTICLE PREMIER. - La durée du brevet No437.716 pour : Perfectionnements aux géné- rateurs de vapeur comportant des réchauffeurs et/ou surchauffeurs à chauffage indépendant accordé à Babcock et Wilcox Ltd pour prendre cours le 17 janvier 1940 est prolongée de cinq années.
ART. 2. - La prolongation est accordée sous condition du paiement, dans le mois de son octroi, de la taxe spé- ciale prévue à l'art. 6 de l'arrêté-loi du 8 juillet 1946 précité.
ART. 3. - Le présent arrêté sera annexé au titre du brevet.
Bruxelles, le 29 avril 1950.
AU NOM DU MINISTRE : AU Fonctionnaire délégué,
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Perfectionnements aux générateurs de vapeur comportant des réchauffeurs et/ou surchauffeurs à chauffage indépendant.
La présente invention concerne des installations pour la production et le chauffage de vapeur d'eau et d'autres vapeurs, et plus particulièrement des réchauffeurs de vapeur, un des buts de l'invention étant de procurer un réchauffeur rendant possible non seulement un réglage satisfaisant de la température de réchauffage, une économie dans la longueur des conduits et une réduction de l'énergie de la vapeur qu'ils contiennent, mais permettant aussi d'accrottre l'efficacité de l'appareil, d'en réduire l'encombrement et de réaliser une économie de matière.
Un autre but est de procurer une façon simple et effi-
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cace de chauffer un réchauffeur à chauffage indépendant pendant que le générateur de vapeur associé est porté à une température de fonctionnement appropriée. On comprendra qu'il est désirable de faire monter progressivement la température d'un réchauffeur 'à chauffage indépendant et qu'il importe que des conditions de sécheresse et de température appropriées règnent le long du trajet de la vapeur à travers le réchauffeur, lorsqu'on commence le réchauffage de la vapeur entre les étages d'une turbine avec laquelle le réchauffeur coopère.
Un autre but de l'invention est de permettre l'obten- tion de la température de vapeur désirée, avec une consommation modérée de combustible dans le foyer à chauffage indépendant.
Un autre but encore est de réduire la possibilité de surchauffage des tubes dans le dispositif à convection du générateur de vapeur, et d'encrassement par des scories, c'est-à-dire du dépôt, sur les tubes, de scories à une température dépassant leur température de solidification.
L'invention couvre un générateur de vapeur avec lequel coopère un réchauffeur et/ou surchauffeur à chauffage indépendant, dans lequel les gaz des foyers du générateur et du dispositif de chauffage de vapeur sont conduits à un échangeur de chaleur commun, des gaz refroidissants, refroidis par le passage à travers l'échangeur de chaleur commun étant utilisés pour empêcher le surchauffage du dispositif de chauffage de vapeur.
On décrira maintenant un exemple de réalisation de l'invention avec référence au dessin annexé qui représente, en coupe verticale, deux installations pour la production et le réchauffage de vapeur. Pour la commodité, l'une des ins- lallations est représentée en trois parties, sur les figs. 1,
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2 et 3. L'autre installation est représentée très schématiquement sur la fig. 4.
Le générateur de vapeur représenté sur la fig.l et le réchauffeur illustré sur la fig. '3 sont disposés de façon que leurs produits de combustion passent ensemble à travers l'économiseur et l'échangeur de chaleur représenté sur la fig. 2.
Les parties les plus importantes du générateur de vapeur suivant la fig. 1 sont clairement représentées, tandis que certaines autres parties, qui ne sont pas essentielles pour la compréhension de l'invention, sont omises ou représentées schématiquement. Sur la fig. l, on voit. des brûleurs à
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chçrbon pui-vérisé 1 qui déUtEntdans un foyer 2 refroidi à l'eau et ayant des parois opposées 3 et 4 dont les tubes de refroidissement sont réunis par des collecteurs 5, 6, 7 et 8 insérés dans le système de circulation. La paroi 9 vue de face sur le dessin est refroidie par des tubes reliant un collecteur inférieur 10 à des collecteurs supérieurs 11 et 12, et une disposition analogue est adoptée pour refroidir la paroi opposée à la paroi 9.
Tous ces collecteurs sont réunis en un système de circulation.
Un faisceau de tubes générateurs de vapeur légèrement inclinés 13 est supporté au-dessus du foyer, et ces tubes sont reliés au corps d'eau et de vapeur 14 par des tubes descendants 15 et des tubes montants 16 raccordés aux collecteurs 17 et 18, respectivement. Dans l'espace entre les tubes 15 et 16 courent d'autres tubes montants 19 et 20 coopérant avec des chicanes qui, avec des chicanes adjointes aux tubes 15 et 16, obligent les produits de combustion du foyer à monter à travers les sections 21 et 22 du surchauffeur, aprèsavoir traversé le faisceau de tubes 13, puis à redescendre à travers les sections d'économiseur 23 et 24 vers la sortie 25 (figs. 1 et 2).
Un clapet 26 commande le passage 27 entre les chicanes adjointes aux tubes 19 et 20, ce.passage constituant une dérivation ré-
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glable contournant le surchauffeur. Un dispositif de commande 28 permet de régler le clapet à la main en vue du réglage ou de l'ajustement du degré de surchauffe. Le clapet 26 pourrait aussi être commandé automatiquement. venant du corps 14, la vapeur destinée à être surchauffée descend à travers le surchauffeur 22, 21 et devient disponible en 29.
Les parois 3 et 4 convergent à leur extrémité inférieure de façon à constituer un fond en trémie au-dessus de la fosse 30 dans laquelle tombent ou se déposent les scories.
On voit sur la fig. 2 que les gaz traversant la sortie 25 s'engagent dans un espace 31. ,où affluent également des gaz venant du réchauffeur. Les gaz du générateur de vapeur, de même que ceux du réchauffeur montent ensuite ensemble à travers les échangeurs de chaleur qui comportent de nouvelles sections d'économiseur 32 et 33 ainsi qu'un réchauffeur d'air 34. Au-dessus de cui-ci, les gaz combinés sont aspirés au moyen d'un ventilateur de tirage induit (non représenté).
Une partie des poussières transportées par les gaz qui traversent la sortie 25 se déposent au fond de l'espace 31.
Conformément à la fig. 3, le foyer 51 du réchauffeur présente des parois et un ciel de briques réfractaires 52, et il est chauffé par deux brûleurs à combustible pulvérisé 53, la coupe que représente la fig. passant par un de ces brûleurs. Le combustible est fourni à ces brûleurs par le broyeur pulvérisateur 54. De l'air préchauffé et des gaz refroidis sont également injectés dans le foyer du réchauffeur de la manière qui sera décrite plus loin. Les gaz quittant le foyer montent à travers les sections 55, 56 et 57 du réchauf-
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feur, passent alors latéralement, à travers une ouverture 58 obturable par des registres 59, dans l'espace 31 (fig.2) et de là ils montent,avec les gaz venant du générateur, à travers les sections 32 et 33 de l'économiseur et le réchauffeur d'air 34.
La vapeur destinée à être réchauffée est amenée dans le tube 60, traverse ensuite la section 55 du réchauffeur en parallèle avec les gaz, puis les sections 57 et 56 en contrecourant par rapport aux gaz, et devient finalement disponible en 61.
De l'air fourni par un ventilateur 62 traverse le réchauffeur d'air (si on le désire, une partie de l'air emprunte la dérivation réglable 63) et descend le long du conduit 64 jusqu'au niveau des brûleurs à charbon pulvérisé 1 où une partie de l'air est utilisé comme air secondaire pour la com- 'oustion dans le foyer du générateur de vapeur. Une autre partie de l'air est prélevé en un point approprié (non représenté) et conduit au broyeur (non représenté) qui alimente les brûleurs 1.
De l'air est amené aussi, par le conduit 65, au conduit 66 voisin du foyer du réchauffeur, en quantité réglée par des registres 67. Un embranchement 68 va aussi du conduit 65 à l'espace 69 qui fait partie de l'espace entourant le foyer du réchauffeur entre le revêtement réfractaire 52 et l'enveloppe extérieure 70 de briques isolantes. Cet espace extérieur est prévu seulement au-dessus du niveau des parois convergentes d'une fosse à scories 71 formée au fond du foyer. Un registre 99 sert à régler la quantité d'air entrant dans l'espace 69.
Des chicanes appropriées (non représentées) sont arrangées dans l'espace extérieur 69 et s'étendent des briques réfractaires 52 jusqu'à l'enveloppe de briques isolantes 70, ces chicanes étant espacées de façon à obliger l'air entrant à longer une grande partie de la face extérieure des briques réfractaires -et à refroidir ainsi ces briques sur le trajet de 1-'embranche---
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ment 68 à l'espace 72. De cet espace 72 l'air passe dans le foyer en qualité d'air secondaire autour des courants de combustible et d'air débités par chacun des brûleurs 53.
L'air qui n'est pas soutiré en 68 continue son chemin dans le conduit 66 et une partie de cet air peut passer dans l'espace 73 situé sur le côté du conduit et de là il pénètre dans le foyer en qualité d'air secondaire, autour des courants de combustible et d'air primaire débités par chacun des brûleurs. Des registres tels que 74 servent à régler l'arrivée de cet air à chacun des brûleurs.
L'air restant passe du conduit 66, à travers le conduit 75, au broyeur 54 où il est utilisé comme air primaire pour véhiculer le charbon pulvérisé, le long des tuyaux tels que 76, vers les brûleurs.
Soumisau réglage par des registres 77 à l'entrée d'un conduit 77a, des gaz refroidis sont repris, par un ventilateur 78, dans l'espace 79 entre l'économiseur 33 et le réchauffeur d'air 34 et débités dans un conduit 80 qui se divise en trois branches 81, 82 et 83. La branche 81 débouche dans le conduit 66 dans lequel, comme déjà expliqué, circule l'air des- tiné à servir d'air primaire et, aussi le cas -échéant, d'air secondaire dans le foyer du réchauffeur. La quantité de gaz entrant dans le conduit 66 est réglée par un registre 84 situé dansla br an che 81.
La branche 82 qui reçoit une quantité d'air réglée par le registre 85, se divise à son tour en deux branches 86 et 87 qui courent horizontalement le long de la paroi du foyer du réchauffeur opposée aux brûleurs, et débite les gaz audessus de rangées de tubes 88 et 89 qui sont commandés par des soupapes à pointeaux et conduisent les gaz dansle foyer à travers des rangées horizontales d'ouvertures 90 et 91.,res- pectivement, ménagées dans les briques réfractaires. Une ran-
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gée semblable de tubes 92 commandés par des soupapes à pointaux est prévue pour conduire les gaz de la branche 86, à travers les ouvertures 93 de l'enveloppe de briques isolantes 70, dans l'espace 69.
Le registre 85 permet de couper l'arrivée de gaz dans les branches 86 et 87 si, pendant que le foyer est en service, il devient nécessaire de dégager les ouvertures 90 et 91.
La branche 83 dans laquelle l'arrivée de gaz est commandée par un registre (non représenté) s'étend horizontalement à travers la largeur du foyer et débite les gaz aux tuyaux 94 et 95 commandés par des soupapes à pointeau et conduisant les gaz aux rangées horizontales d'ouvertures 96 et 97 ménagées dans les briques réfractaires.
Le fait que le ventilateur 78 aspire les gaz provenant du foyer du générateur de vapeur et les injecte dans le réchauffeur est particulièrement avantageux pendant la mise en marche de l'installation de production et de réchauffage de vapeur. Pendant que le générateur de vapeur est porté à la température de fonctionnement, le ventilateur 78 dont la commande doit être indépendante de la vapeur fournie par le générateur, sert à introduire des gaz brûlés dans le foyer du réchauffeur, à travers les ouvertures 90,91, 96 et 97, ce qui permet de porter progressivement le réchauffeur à une température au moins voi sine de celle nécessaire pour la mise en marche.
Cette élévation de température ne demande que peu de surveillance et la sécheresse du trajet de la vapeur à travers le faisceau tubulaire du réchauffeur est assurée sans dépense de combustible dans le foyer du réchauffeur.
Les gaz refroidis fournis par le ventilateur 78 sont- amenés à l'air primaire et à l'air secondaire afin de maintenir une basse température de combustion, et il sont ajoutés aux gaz brûlés chauds du foyer du réchauffeur pour éviter le surchauffage
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de celui-ci. Des gaz sont donc a joutés à l'air destiné à servir d'air primaire et, en plusdu réglage de la température de combustion, leur chaleur est utile pour faciliter le travail du pulvérisateur lorsque le charbon introduit dans celui-ci contient de l'humidité. La proportion des gaz dans l'air primaire doit être inférieure à une limite déterminée par la tendance de la flamme à se décoller des brûleurs en cas d'une proportion excessive de gaz. Au-dessus de cette limite, la combustion devient instable et la flamme peut même s'éteindre.
Des gaz sont .ajoutés aussi à l'air secondaire entrant dans le foyer du réchauffer autour des courants de combustible et d'air primaire débités par les brûleurs. Dans le mélange d'air et de gaz que l'on peut admettre en ouvrant le registre 74, la proportion de gaz est la même que dans son mélange avec l'air primaire. Cependant, il est permis de mélanger à 1.'air secondaire une proportion e gaz beaucoup plus élevée que dans le mélange avec l'air primaire, et cette proportion plus élevée est utile dans le mélange avec 1,1.air secondaire, afin d'établir une température de combustion réduite. En réglant les soupapes à pointeau des tuyaux 92, on peut admettre toute proportion voulue de gaz dans l'air pénétrant dans le foyer en passant par l'espace 72.
La limite de la proportion de gaz est indiquée, dans ce cas, par la mauvaise combustion du combustible, que l'on peut observer dès que la limite est dépassée.
Des gaz que l'on peut nommer gaz refroidissants, sont également injectés, à travers les ouvertures 90, 91, 96 et 97 du ciel et de la paroi opposée à l'extrémité de chauffage, dans les produits de combustion en vue de les diluer avant qu'ils atteignent le réchauffeur, ce qui a pour effet non seu- lement d'abaisser- la température des produits de combustion à une valeur inoffensive, mais aussi d'assurer une protection
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efficace des briques réfractaires 52 de la dite paroi et d'une partie du ciel plus éloignée des brûleurs.
En ajoutant, comme décrit., des gaz refroidis à l'air primaire et à l'air secondaire, on assure, dans le foyer, une température relativement basse conduisant à une excellente combustion. Cette température est inférieure à celle que l'on obtiendrait en mélangeant des gaz refroidissants à l'air primaire ou à l'air secondaire seul. De ce fait on peut utiliser un simple foyer en briques réfractaires et éviter les dépenses et les complications que causent les parois refroidies à l'eau.
De plus, en injectant des gaz refroidis également à travers les ouvertures 90, 91, 96 et 97, on amène les produits de la combustion à une température appropriée avant que ces produits viennent agir sur le réchauffeur. Les surfaces d'échange thermique sont ainsi protégées contre le surchauffage et l'encrassement par des scories, c'est-à-dire contre le dépôt, sur les tubes, de scories ayant une température supérieure à leur point de fusion. On atteint ce résultat sans user, dans le réchauffeur, de dispositifs de refroidissement tels que des faisceaux de tubes à eau.
La presque totalité de la chaleur libérée est acheminée aux faisceaux de tubes réchauffeurs ce qui permet de limiter les dimensions du foyer et du pulvériva.teur et de réduire la. consommation de charbon, par rapport à la quantité de chaleur transmise par seconde à la vapeur.
En outre, en rai son de l'écoulement rapide des gaz sur les tubes du réchauffeur, dû à l'adjonction de gaz recirculés aux produits de combustion frais, l'efficacité dfes faisceaux tubulaires du réchauffeur, c'est-à-dire leur taux de transmission de chaleur est élevé, ce qui permet aussi de ré- duire les dimensions du réchauffeur.
Un autre facteur permettant
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de réduire les dimensions du réchauffeur est la diminution de la chute de température des gaz allant de l'entrée à la sortie des faisceaux tubulaires, grâce à la grande quantité des gaz qui résulte de ce que la température des produits de combustion à l'entrée du réchauffeur à été abaissée à la valeur voulue par l'addition de gaz refroidis et non par d'autres moyens tels que par exemple un écran de tubes à circulation d'eau.
La quantité de gaz refroidis débités par le ventila- teur 78 est normalement réglée automatiquement par des dispositifs qui dépendent de la température des gaz à l'entrée dans le réchauffeur, constatée par un thermomètre 98, afin de maintenir cette température en-dessous d'une certaine limite de sécurité.
Pour pouvoir régler à tout instant, par exemple auto- matiquement comme il vient d'être dit., la quantité des gaz à employer pour diluer les produits de combustion du foyer du réchauffeur, on peut utiliser les registres 77, surtout quand le ventilateur 78 tourne à vitesse constante. Mais on pourrait aussi utiliser le réglage de la vitesse du ventilateur pour régler la quantité de ces gaz. Quel que soit le mode de réglage de la quantité de gaz traversant les ouvertures 90, 91, 96 et 97, il doit s'accompagner d'un réglage approprié des soupapes à pointeau des tubes 92 et d'un réglage du registre 84, afin de maintenir la proportion désir,ée de gaz dans l'air primaire et dans 11-air secondaire.
L'alimentation des brûleurs 53 en charbon pulvérisé est normalement réglée automatiquement de façon à régler convenablement la température de la vapeur à la sortie du réchauffeur.
Le générateur de vapeur représenté sur la partie de- gauche de la fig. 4 est de construction analogue à celui suivant la fig.l. Un foyer dont le fond constitueune trémie
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au-dessus d'une fosse à scories 100 a des parois refroidies à l'eau, dont les tubes s'étendent entre des collecteurs raccordés au système de circulation. Les collecteurs 101 et 102 se rapportent aux tubes refroidissant la paroi 103, les collecteurs 104 et 105 se rapportent aux tubes refroidissant la paroi 106, et les collecteurs 107 et 108 se rapportent aux tubes refroidi ssant la paroi 109 qui est celle vue de face sur le dessin.
Au-dessus du foyer se trouve un faisceau de tubes générateurs de vapeur 110 légèrement inclinés débouchant dans des collecteurs 111 et 112 raccordés au corps d'eau et de vapeur 113 par des tubes appropriés 114, 115 et 116. Ces tubes, de même que des tubes montants additionnels 117 et 118 sont pourvus de chicanes de façon à former pour les gaz, un passage montant dans lequel sont situées les sections 119 et 120 d'un surchauffeur, un autre passage montant 121, en dérivation sur le surchauffeur et commandé par un registre 122, et un passage descendant dans lequel sont situées les sections 123 et 124 d'un économiseur.
Arrivés au pied du passage descendant, les gaz s'engagent dans un espace 125 et de là remontent verticalement à travers un réchauffeur d'air 126 vers un ventilateur de tirage forcé 127.
Le foyer du générateur de vapeur diffère de celui suivant la fig. 1 en ce que les produits de combustion sont conduits d'abord vers le bas et puis vers le haut. A cet effet, une cloison 128 refroidie par l'eau sépare la chambre de combustion 129 d'un chemin ouvert 130, et des brûleurs à charbon pulvérisé 131 débitent vers le bas dans la partie supérieure de la chambre de combustion. L'extrémité inférieure de la cloison se trouve à une certaine distance des parties inférieures convergentes des parois 103 et 106. La cloison se compose d'un ,nombre de tubes dont la moitié s'engagent dans le foyer entre
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les tubes de la paroi 109, en partant d'un collecteur vertical
132 situe derrière cette paroi, en-dehors du foyer.
Les autres tubes s'engagent dans le foyer entre les tubes de la paroi op- posée à la paroi 109, et partent d'un collecteur analogue ex- térieur au foyer. A ]L'intérieur du foyer, les tubes sont pliés vers le haut et s'étendent, parallèlement entre eux, entre les tubes de la paroi 103 pour déboucher dans un collecteur hori- zontal supérieur 133. Les différents collecteurs sont raccordés dans le système de circulation. Les tubes portent des broches sur lesquelles est fixée la matière réfractaire obturant les interstices entre les tubes.
Comme il sera expliqué plus loin, des gaz addition- nels s'engagent dans le chemin ouvert à sa partie inférieure et montent avec les produits de combustion frais venant de la chambre de combustion.
Par 150 est désigné un foyer séparé chauffé par des brûleurs à charbon pulvérisé 151, la coupe passant par un de ces brûleurs. Le foyer est délimité par des paroiset un ciel de briques réfractaires, et une fosse à scories se trouve sous le foyer. Les gaz chauds quittent le foyer au sommet et, après être descendus par le chemin ouvert 153, ils montent et redes- cendent dans les conduits 154 et 155, dans lesquels sont dispo- sées des surfaces de réchauffage composées de tubes branchés en parallèle et formant des boucles verticales. La vapeur à réchauffer arrive par le collecteur 156 et part, après réchauf- fage, par le collecteur 157 pour être utilisée.
Les gaz refroi- dis montent obliquement vers le haut dans le conduit 158 et en- trent dans le foyer du générateu,r de vapeur au bas du chemin ou- vert 130, à travers des ouvertures appropriées réparties sur une grande partie de la paroi ou sur toute la paroi, de façon à assurer une répartition convenable des gaz refroidis dans la amasse des produits de combustion frais.
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Un ventilateur 159 envoie de l'air à travers un réchauffeur d'air 126, et une partie de cet air passe par le conduit 160 et sert d'air secondaire en arrivant autour des courants de combustible débités par les brûleurs 131 qui chauffent le foyer du générateur de vapeur. De l'air est soutiré en un point approprié (non représenté) du conduit 160 et est utilisé pour véhiculer le charbon pulvérisé du pulvérisateur (non représenté) aux brûleurs 131. Le restant de l'air s'écoule par le conduit 161 pour entretenir la combustion dans le foyer 150 du réchauffeur. Le conduit 161 va au distrivuteur 162 d'où l'air peut s'en aller, sous le contrôle de registres tels que 163, pour servir d'air secondaire en enveloppant les courants de combustible débités par chacun des brûleurs 151.
Un registre 164 règle l'écoulement de l'air à travers un conduit 165 vers le pulvérisateur 166 où il entraine du charbon pulvérisé et le transporte aux brûleurs pour entretenir la combustion. De l'air tertiaire passe également du conduit 161 vers un distributeur 167 et de là, sous le contrôle d'un registre 168, il s'engage dans un espace 169. Cet espace est formé entre les parois réfractaires délimitant le foyer et une enveloppe extérieure de briques isolantes s'étendant autour du ciel, des cotés et de l'extrémité de chauffage du foyer.
Des ouvertures sont ménagées dans les briques réfractaires, afin d'admettre de l'air à travers le ciel du foyer, et des ouvertures 171 admettent de l'air à l'extrémité de chauffage du foyer.
Un ventilateur 172 aspire hors de l'espace 125 des gaz refroidis par le passage sur les surfaces d'échange thermique par convection du générateur de vapeur, et les refoule dans le conduit 173. Des registres 174 règlent le passage des gaz du conduit 173 dans la partie supérieure du chemin ouvert 153, tandis qu'un registre 175 règle l'admission des gaz dans '
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l'espace 169 et qu'un registre 176 règle l'admission des gaz au distributeur 162. Un registre 177 règle le passage direct de l'air du conduit 161 dans le conduit 165.
Quand le registre 177 est ferme, l'air primaire et l'air secondaire contiennent la même proportion de gaz refroidis, puisqu'ils viennent du même distributeur 162. Avec le registre 177 partiellement ou entièrement ouvert, l'air primaire reçoit un apport additionnel d'air non altéré. De cette façon, la proportion de gaz refroidis dans l'aile secondaire est ou bien - égale ou bien supérieure à celle dans l'air primaire.
L'admission d'air et celle de gaz dans l'espace 169 étant réglées par les registres 167 et 175 respectivement, il est possible d'avoir dans l'air injecté à travers les ouvertures 170 et 171, une plusgrande proportion de gaz que dans l'air primaire, et. c'est ainsi qu'on procède en pratique. Dans ce cas la proportion de gaz dans l'air secondaire ne doit usuellement pas être plus grande que la proportion de gaz dans l'air primaire.
La circulation d'air et de gaz dans l'espace 169 et leur injectioh à travers les ouvertures 170 et 171 fournit un moyen approprié de protection des parois et du ciel du foyer.
La proportion de gaz refroidis dans l'air injecté à travers les ouvertures 170 et 171 ne doit pas atteindre une valeur qui entraverait la combustion.
La limite de la proportion de gaz dans l'air primaire se détermine, comme dans le cas de la fig.3, par la tendance de la flamme à devenir instable lorsque la proportion de gaz est trop élevée.
Les gaz refroidis admis par les registres 174 au sommet du chemin ouvert 153 se mélangent, en les diluant, aux gaz qui quittent le foyer 150 et s'écoulent vers le bas par ce chemin.
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En régime normal, des gaz refroidis sont ajoutés à l'air primaire, secondaire et tertiaire, de la manière décri- te, ce qui assure une basse température de combustion, tandis que la dilution des produits de combustion du foyer par des gaz refroidisassure une température convenable à l' entrée du ré- chauffeur.
Tout comme le ventilateur 78 sur la fig.l, le venti- lateur 172 est de préférence entrafné par des moyens indépen- dants du débit de vapeur par le générateur, ce qui permet d'uti- liser le ventilateur, pendant la mise en marche de l'instal- lation, pour forcer un courant de gaz à travers l'ouverture d'admission commandée par les registres 174, de façon à chauffer les tubes du réchauffeur, à assècher les trajets de la vapeur et à les maintenir secs pendant cette période, sans dépense de com- bustible dans le foyer du réchauffeur.
Cette recirculation pen- dant la période de mise en marche présente encore un autre avantage, en ce qu'elle permet de refroidir les produits de combustion frais, venant de la chambre 129, par l'addition des gaz recirculés et de réduire ainsi leur température à une valeur inoffensive avant qu'ils atteignent les tubes du surchauffeur
119 qui, pendant la mise en marche, ne sont pas refroidisou ne le sont pas suffisamment par la circulation de vapeur.
En régime normal, les gaz quittant le réchauffeur par le passage 158 s'engagent dans la partie inférieure du chemin ouvert 130 et servent à refroidir les produits de com- bustion frais quittant la chambre de combustion 129, ce qui réduit le danger de surchauffage des tubes du surchauffeur et celui de l'encrassement de ces tubes et des tubes du faisceau
110 par des scories.
Si l'installation est destinée à assurer la produc- tion et le réchauffage de la vapeur requise pour une certaine charge, de sorte que le réchauffage est ininterrompu, la quan-
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tité de gaz passant sur les surfaces de chauffage par convection du générateur de vapeur sera en toutes circonstances relative- ment grande, ce qui permet au surchauffeur d'atteindre un ren- dément élevé. De plus, en raison de la quantité relativement grande de 'gaz, il n'y a qu'une tendance réduite à l'abaissement de la température des gaz entre l'entrée et la sortie du sur- chauffeur, ce qui contribue aussi au maintien d'un coefficient moyen relativement élevé de la transmission de chaleur dans le surchauffeur.
En régime normale la consommation de combustible dans le foyer du générateur de vapeur est commandée automati- quement pour régler la pression de la vapeur surchauffée à la sortie du surchauffeur, et la consommation de combustible dans le foyer du réchauffeur est commandée automatiquement pour régler la température de la vapeur réchauffée. La quantité de gaz refroidis soutirés de l'espace 125 par le ventilateur 172 et injectés dans les produits de combustion au sommet du passage
153 est réglée par la commande automatique des registres 174 afin de régler ou de maintenir la température des gaz, à l'en- trée des surfaces de réchauffage, en-dessous d'une limite assurant la sécurité et l'absence d'encrassement par les scories.
Les réglages des positions des autres registres, rendus néces- saires après tout changement de position du registre 174 doi- vent se faire de suite après.
Dans la construction suivant la fig.4, les parois du chemin ouvert 153 mettent les surfaces du réchauffeur à l'abri du rayonnement direct du foyer.
Dans la construction décrite, l'emploi d'un réchauf- feur à chauffage indépendant non seulement facilite le réglage de la température de la vapeur réchauffée, mais permet aussi de réduire la longueur des conduits à basse pression, puisque le réchauffeur peut être placé prèsde l'endroit où la vapeur est
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utilisée ou entre le générateur de vapeur et cet endroit.
La disposition des échangeurs de chaleur permettant de leur amener ensemble des produits de combustion du foyer du générateur de vapeur et ceux du foyer du réchauffeur accroît l'utilité des échangeurs et rend possible le chauffage du réchauffeur sans consommation de combustible pendant la mise en marche de l'installation, à l'aide de gaz venant du foyer du générateur de vapeur et refroidis au passage à travers les échangeurs de chaleur.
Le fait de brûler le combustible à une température relativement basse dans le foyer du réchauffeur, et la limitation de la température des gaz du foyer du réchauffeur par admixtion de gaz refroidis, permettent de se passer de tubes à circulation d'eau ou d'autres surfaces refroidissantes dans le foyer du réchauffeur ou entre le foyer et les surfaces d'échange thermique du réchauffeur. Par conséquent, la chaleur dégagée dans le foyer du réchauffeur est disponible pour un réchauffage relativement intense, et ce réchauffage s'effectue avec une consommation minimum de combustible. L'invention est applicable aussi à un surchauffeur à chauffage indépendant. Ce dernier peut, par exemple, être le seul moyen de chauffer la vapeur d'un générateur de vapeur, ou bien il peut être connecté en série avec le surchauffeur propre d'un générateur de vapeur.
D'autre part, il peut parfois être avantageux d'incorporer, dans un réchauffeur à chauffage indépendant, un dispositif pour surchauffer dans une certaine mesure la vapeur venant du générateur de vapeur.
L'application de l'invention à des surchauffeurs à chauffage indépendant ne nécessite pas d'explication particulière.
Quelques remarques peuvent cependant être utiles pour le cas où les tubes du réchauffeur ou du surchauffeur, chauffés par le foyer à chauffage indépendant, constituent une
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paroi destinée à recevoir de la chaleur rayonnée ou font par- tie d'une telle paroi. Dans ce cas la totalité ou une partie des gaz refroidis injectés directement dans le foyer peuvent être injectés de façon à constituer un écran de gaz refroidis- sants,avantageusement dirigé vers le haut en contact thermique avec la surface des tubes.
Des exemples de la disposition de tuyères pour l'injection, dans un foyer, de gaz refroidissants formant un .écran de gaz léchant la surface de tubes surchauf- feurs chauffés par la chaleur rayonnée, sont illustrés dans le brevet anglais n 575.860. Si l'on désire régler la quantité de gaz refroidis injectés en rapport avec le chauffage des tubes, on choisit comme température de référence celle du métal des tubes, mesurée par tout moyen approprié.
Certaines caractéristiques relatives à l'utilisation de gaz refroidis dans l'air comburant de réchauffeurs de vapeur à chauffage indépendant font l'objet de la demande de brevet de même date, de la même Demanderesse, intitulée "Perfectionne- ments aux foyers chauffés au combustible pulvérisé".
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Générateur de vapeur coopérant avec un dispo- sitif de chauffage de vapeur à chauffage indépendant, c'est-à- dire un réchauffeur et/ou un surchauffeur, comportant des moyens de conduire les gaz des foyers du générateur et du dis- positif de chauffage de vapeur à un échangeur de chaleur com- mun, et des moyens de fournir des gaz refroidissants, refroidis par le passage à travers 1'échangeur de chaleur commun, de façon à empêcher le surchauffage du dispositif de chauffage de vapeur.