BE469672A

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Publication number: BE469672A
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Description

Réchauffeur de gaz.

La présente invention est relative à un réchauf- feur de gaz dans lequel le gaz de chauffage passe dans deux faisceaux tubulaires, montés en série par l'intermédiaire d'un coude en U et disposés verticalement au-dessus du coude.

L'invention est caractérisée par le fait que les enveloppes entourant les faisceaux et supportant la pression. du gaz à chauffer sont réunies l'une à l'autre par un coude rigide en-U, que, en outre , le coude réunissant l'un à l'au- tre les faisceaux de tubes est flexible et est monté avec jeu à l'intérieur du coude rigide et que, finalement, les envelop- pes sous pression sont montées de façon flexible sur un sup- port de manière telle que leur écartement peut se modfier de façon correspondante à réchauffement du coude rigide en U les réunissant.

Le réchauffer de gaz selon l'invention convient. en barticulier, pour servir dans les installations de tur- bines à gaz dans lesquelles les gaz à chauffer doivent at- teindre une très haute température. Par suite des chutes de température résul tant de la transmission de chaleur, il se produit des différences dans la dilatation des différents éléments de la construction. Ces différences de diatation peuvent être très facilement compensées dans les réchauffeurs de gaz selon l'invention.

On va décrire l'invention plus en détail en se ré- férant à l'exemplede réalisation représenté surle dessin.

Les surfaces d'échange de chaleur du réchauffeur de gaz représente' sont constituées par deux faisceaux tubulai- res 1 et , disposés verticalement, qui sont réunis en série au moyen d'un coude 3 en U. Les gaz chauds passent d'abord par les tubes du faisceau 1 et vont ensuite, par le coude en U, dans les tubes du faisceau . Les enveloppes 4 et 5 entourant les faisceaux et supportant la pression des gaz à chauffer sont réunies au moyen d'un coude 6 en U qui est ri- gide. Au contraire, le coude 3 en U réunissant les faisceaux est flexible et est monté à l'intérieur du coude rigide 6 de manière telle qu'il ait du jeu dans toutes les directions.

Les enveloppes sous pression sont suoportées par les pattes 7et 8, les pattes 2 étant fixées au moyen de boulons au plancher 10, tandis que les pattes 8 peuvent glisser sur e plancher de façon correspondante à la dilatation du coude 6? La distance entre les deux faisceaux de tubes et les enve- oppes sous pression peut donc varier de façon correspondante à l'échauffement du coude rigide 6 en U.

Le gaz à chauffer -par exemple de ' , air- arrivant par la conduite 11, pénètre dans la tubulure 12 de l'enve- loppe 5. Dans l'espace intercalaire 14 compris entre l'enve- loppe et l'enveloppe directrice 13, le gaz monte, d'abord, pour pénétrer en 15 dans la chambre 16 comprise entre les @

tubes du faisceau 2 et redescend ensuite, à l'intérieur da l'enveloppe directrice 13, le long des tubes. En 17, le gaz sort de la chambre du faiseeau et revient ensuite, par le canal 18 compris entre, les coudes 3 et 6, dans l'enveloppe sous pression 4.

Dans ce''le-ci, le gaz pénètre par les ou- vertures 19 de l'enveloppe directrice 20 dans la chambre 21 entourant les tubes du faisceau Les ouvertures 22 servent à la sortie du gaz finalement réchauffé dans l'espace annu- laire 23 compris entre les enveloppes 4 et 20. L'enveloppe sous pression 4 est reliée par la tubulure 24 à une conduite d'échappement 25 qui conduit le gaz chauffé aux points de consommation, nonreprésentés.

Le faisceau tubulaire 1 est relié, en haut, à la chambre de combustion 26 qui est entourée hermétiquement par le prolongement de l'enveloppe sous pression 4. Un brû- leur 27 sert à introduire et pulvériser le combustible.

L'air de combustion arrive de la conduite 28, par la tu- bulure 29,dans la chambre annulaire 30 et arrive alors au point 31 dans la chambre de combustion 26 . L'air secondai- re nédessaire ppur assurer une combustion complète, venant de la conduite 32, passe par la tubulure 33 dans la chambre annulaire 34 et pénètre par les ouvertures 35, dans la flam- me se trouvant dansla chambfe de combustion 26.

Les gaz de la combustion passent dans les tubes du faisceau tubulaire 1, dans le coude 3, dans les tubes du faisceau ±, dans la chambre collectride 36 et dans la con- duite de sortie 37. En passant dans les tubes des faisceaux 1 et 21 une partie importante de la chaleur contenue dans les gaz de la combustion est transférée, par échange de chaleur, au gaz qui passe 'autour des tubes du faisceau.

De ce fait, le gaz de la combustion se refroidit tandis que le gaz à chauffer est porté à la température désirée.

Les faisceaux tubulaires 1 et 2 sont portés par les enveloppes sous pression 4 et 5. Le poids des tubes du faisceau 1 est d'abord transmis, par la plaque tubulaire co- nique de base 38 à l'enveloppe directrice 20. Celle-ci est à son tour portée par la bride 39 sur la bague de support 40 de l'enveloppe 4. La séparation de la chambre 21 entourant les tubes du faisceau 1 d'avec la chambre annulaire 34, com- muniquant avec la chambre de combustion 26, est assurée par la boite anéroïde flexible qui est réunie, d'une part, à la bride 39 et, d'autre part, à la plaque tubulaire supérieure 42 du faisceau 1-. Le poids du faisceau 2 est supporté par '''enveloppe sous pression¯5¯ au moyen de la plaque tubulaire 49, par l'intermédiaire de la cloche de fermeture 50.

Pour refroidir la plaque tubulaire 42 la plus forte- ment chauffée par la flamme de la chambre de combustion 6, le faisceau tubulaire 1¯ comporte en son milieu un tube large 43 comportant en bas et en haut des ouvertures de passage 44 et 45. Uns partie du gaz pénétrant par les ouvertures 19 passe alors par les ouvertures 44 dans le tube 43 et le quit- te, sans être chauffé de façon notable, par les ouvertures 45 pour s'écouler le long de la. plaque tubulaire 42 en ait ont vers @'ouverture de sortie 22. De ce fait, le refroidissement de la plaque et de la partie supérieure du tube est augmenté.

Le poids de l'enveloppe 46 de la chambre de combus- tion est porté par l'enveloppe sous pression 4. Entre l'en- veloppe et la pièce de liaison 47, reliée à la plaque 42 du faisceau-1, se trouve une liaison coulissante 48 de façon à compenser des différences dans la dilatation et par suite à soulager le support.

La tubulure 5ßreliée au faisceau tubulaire 1 com- porte une bagues de centrage 52 qui y est reliée au moyen de pattes séparées. Une bague correspondante 54 est fixée au

moyen de pattes 55 à l'enveloppe sous pression 4. Ces deux bagues 52 et 54 servent à centrer le faisceau tubulaire dans l'enveloppe sous pression 4.

Le coude 3 est fait de trois coudes partiels 56, 57 et 58 qui sont réunis les uns aux autres au moyen des articula- tions 59 et 60 et de tronçons de tuyaux flexibles 65 et 66- en forme de boite anéroïde. On obtient de ce fait une flexi- bilité telle que des différences de dilatation entre les deux coudes 3 et 6 peuvent être facilement compensées, sans donner lieu à de grands efforts, par flexion sur les articulations et @ 59 et 60/dans le faisceau tubulaire. 2.

Les brides de liaison 67 et 68 entre le coude rigide 6 et les enveloppes sous pression et 5 sont placées plus haut que les brides de liaison 69 et 70 entre le coude flexible 3 et les faisceaux tubulaires l et 2. Après avoir détaché les brides de liaison 67 et 68, on peut abaisser le coude rigide de la quantité h jusqu'à ce qu'il repose au moyen des pieds 11 sur le fond 72. La distance i entre la selle du coude ri- gide 6 et la selle du coude flexible 3 est plus grande que la hauteur h, de sorte que, même en position abaissée, les deux coudes ne se. touchent pas. Les brides du coude 6 se trouvent dans la position 6' représentée en pointillé , dans laquelle les arides de liaison 69 et 70 entre le coude élas- tique 3 et les faisceaux tubulaires 1 et 2 sont libres et peuvent également être détachées.

Les deux coudes peuvent alors être enlevés ensemble, et les tubes des faisceaux et 2 sont accessibles pour les nettoyer- et les surveiller.

Pour démonter les faisceaux tubulaires, on détache et on enlève les parties supérieures des enveloppes sous pres- sion 4 et 5, ee sur les brides 73 et 74. On peut alors dé- monter par en haut l'enveloppe 46 de la chambre de combus- tion 26 et les faisceaux tubulaires l et 2.

La chambre de combustion peut aussi être séparée du réchauffeur de gaz et les gaz fortement chauffés être amenés à ce dernier par une conduite. Le réchauffeur de gaz décrit convient également pour de plusheutes pressions, par exemple 20 atm. et plus. Lorsque le gaz chaud et le gaz à chauffer sont sensiblement à la même pression, la construction des faisceaux déjà soulagée par la forme flexible du coude, n'est plus sou- mise à des efforts supplémentaires. Toute la pression inté- rieure est alors supportée par les enveloppes sous pression.

Pour augmenter la sécurité de la construction et l'économie, il peut être prévu un isolement à l'intérieur de l'enveloppe, de sorte que les parties, chargées mécaniquement , du réchauf- feur de gaz ne sont pas soumises à des efforts du fait de '''élévation de la température.

Claims

R E S U M E.

Réchauffeur de gaz, en particulier pour installa- tions de turbines à gaz, dans lequel le gaz de chauffage passe dans deux faisceaux tubulaires montés en série au moyen d'un coude en U et disposés verticalement au-dessus ducoude, réchauffeur caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons : 1 ) Les enveloppes entourant les faisceaux, suppor- tant la pression du gaz à chauffer, sont réunies l'une à l'au- tre par un coude rigide ;

en outre, le coude réunissant l'un à l'autre les faisceaux de tubes est flexible et est monté avec jeu à l'intérieur du coude rigide et, finalement, les enveloppes sous pression sont montées de façon flexible sur un support de manière telle que leur écartement peut se modi- fier de façon'correspondante à l'échauffement du coude rigide en U les réunissant. <Desc/Clms Page number 7>

2 ) Au moins un faisceau tubulaire est porté par l'enveloppesous pression-qui l'entoure. , 3 ) Un des faisceaux tubulaires' est porté, à l'aide de sa plaque tubulaire supérieure, et 1''autre, à l'aide de sa plaque tubulaire inférieure, par l'enveloppe sous pression.

4 ) Les tubes d'au moins un faisceau sont portés par une plaque tubulaire, ja que'lle est de préférence conique.

5 ) La plaque tubulaire opposée est plate..

6 ) La liaison du coude rigide avec les enveloppes sous pression est placée plus haut que celle du coude flexible avec les faisceaux tubulaires.

7 ) Entre la paroi du coude rigide et celle-du cou- de flexible, il y a, à l'intérieur du coude rigide, suffi- samment de place libre pour que, après suppression de la liaison des enveloppes sous pression avec le coude rigide, on puisse abaisser ce dernier d'une quantité telle que la liaison du coude flexible avec les faisceaux tubulaires soit accessibe.

8 ) La conduite d'entrée du gaz à chauffer aboutit à l'extrémité inférieure de l'une des enveloppes sous pres- sion.

9 ) A l'intérieur de chacune des enveloppes sous pression se trouve une enveloppe directrice formant, avec la premiére, une chambre annulaire dans laquelle monte le gaz à chauffer arrivant par la conduite d'entrée, pour pouvoir entrer , à la partie supérieure, dans l'espace existant en- tre les tubes du faisceau.

10 ) Au moins un des faisceaux est entouré, à l'inté- rieur de l'enveloppe sous pression, d'une enveloppe direc- trice qui dirige le courant du gaz dans l'espace entourant les tubes.

Il[) Le faisceau tubulaire est porté par l'enveloppe sous pression par l'intermédiaire de l'enveloppe directrice.

@ <Desc/Clms Page number 8> 12 ) La plaque tubulaire inférieure estportée par J'enveloppe directrice.

13 ) Cette dernière est portée, dans sa partie su- nérieure, par l'enveloppe sous pression.

14 ) Un des faisceaux tubulaires est relié à une chambra de combustion .

15 ) La chambre de combustion est portée par l'en- veloppe sous pression entourant le faisceau tubulaire.

16 ) Celui-ci se raccorde à la chambre de combustion par une liaison à glissement qui compense les différences de dilatation.

17 ) Aumoins un des faisceaux tubulaires comporte un support d'écartement qui assure la position radiale du faisceau tubulaire vis à vis de '''enveloppe sous pression.

RESUMA SUCCINCT.

L'invention a trait à un réchauffeur de gaz, en particulier pour installations de turbines à gaz, dans le- quel le gaz de chauffage passe dans deux faisceaux tubulai- res montés en série au moyen d'un coude et disposés verti- calement au-dessus du coude et est caractérisée en ce que les enveloppes entourant les faisceaux, supportant la pres- sion du gaz à. chauffer sont réunies l'une à l'autre par un coude rigide, en ce que le coude réunissant l'un à l'autre les faisceaux de tubes est flexible et monté avec jeu à l'in- térieur du coude rigide et en ce que les enveloppes sous pression sont montées de façon flexible sur un support , de manière telle que leur écartement peut se modifier de façon correspondante à l'échauffement du, coude rigide en U les réunissant.