BE483982A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements aux générateurs de vapeur tubulaires et aux surchauffeurs. 



   Cette invention se rapporte aux générateurs de vapeur tubulaires avec surchauffeurs du genre comportant un foyer, des tubes vaporisants, un parcours de flammes pour le courant latéral des gaz de combustion, allant du foyer à un passage de gaz ver- tical ou approximativement vertical, et un surchauffeur, et elle concerne plus particulièrement des dispositions avantageuses des surchauffeurs. 



   Un groupe générateur de vapeur et surchauffeur du genre spécifié, suivant l'invention, est caractérisé en ce que le sur- chauffeur est constitué par des tubes disposés partiellement dans le parcours de flammes et partiellement dans le passage des gaz et est disposé de manière que le flux des gaz de combustion le traverse transversalement tant dans le parcours que dans le passage de gaz, les parties des tubes du parcours s'étendant entre des limites supérieure et inférieure. 

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   De préférence les parties des tubes qui se trouvent dans le parcours s'étendent généralement dans une direction verticale et habituellement l'écartement entre les tronçons de tubes de surchauffeur qui s'étendent en travers du parcours est plus grand que l'écartement entre les tronçons de tubes du surchauffeur qui s'étendent en travers du passage des gaz. Dans une pareille installation, la disposition verticale des parties des tubes de surchauffeur dans le parcours contribue à maintenir les surfaces extérieures des tubes à l'état de propreté, mais si des dép8ts se forment sur les parties des tubes qui se trouvent dans le parcours, l'obstruction des espaces entre les tronçons de tubes adjacents se produira. difficilement par suite de l'écartement relativement grand des tronçons de tubes. 



   Les collecteurs d'entrée et de sortie du surchauffeur sont de préférence disposés sur le côté du passage de gaz opposé au parcours. On peut alors avoir accès à l'intérieur de chaque tube de surchauffeur à travers un collecteur. En outre, la dis- position permet de construire une installation moyennant une dépense relativement faible et lorsque le passage des gaz s'étend de haut en bas le surchauffeur peut être facilement établi pour pouvoir être purgé. 



   Ainsi qu'il est décrit ci-dessus, les parties des tubes surchauffeurs qui se trouvent dans les parcours de gaz peuvent avantageusement être exécutées en un métal de résistance relati- vement élevée à la chaleur, en vue d'obtenir un surchauffeur susceptible d'assurer une surchauffe à haute température dont la construction permet de faire une économie d'aciers spéciaux coûteux . 



   L'invention sera décrite ci-dessous, à titre d'exemple, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: 
Fig.l est une vue en coupe verticale d'un groupe généra- teur et surchauffeur de vapeur, Fig.2 est une vue de face fragmentaire, en coupe suivant 

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 la ligne 2-2 de la fig.l, représentant la disposition des tubes du surchauffeur et de l'économiseur;   Fig.3   est une vue en coupe horizontale de l'un des côtés du groupe suivant la ligne 3-3 de la fig.l; et 
Fig. 4 est une vue en plan fragmentaire, en coupe suivant la ligne 4-4 de la fig.l. 



   Le générateur de vapeur représenté sur les dessins com- prend un foyer cyclone primaire 10   d'où   le combustible en igni- tion et les produits de la combustion passent dans la chambre de foyer intermédiaire 12 pour entrer dans la chambre de combustion secondaire 14. Cette construction et disposition du foyer est particulièrement propre à l'emploi de charbon pulvérisé pour l'obtention de hautes températures, la scorie étant déchargée de la sole 15 du foyer par l'ouverture de coulée 17. 



   Les parois du foyer et de la chambre de combustion sont constituées par des rangées de tubes vaporisants montés pour décharger la vapeur et l'eau dans un corps cylindrique de vapeur et d'eau 22, et convenablement raccordés au système de circula- tion de la chaudière, certains de ces tubes étant reliés par des conduits appropriés entre des collecteurs inférieurs tels que 
26 à 29 et le tuyau de descente vertical de grand diamètre 31 étant disposé sur un côté de l'installation et relié à l'espace d'eau du corps cylindrique 22. 



   Dans la section à haute température du foyer qui comprend le foyer cyclone 10 et la chambre de foyer intermédiaire 12, les côtés des tubes tournés vers le-foyer sont revêtus d'une matière réfractaire non métallique résistant aux hautes températures, mainte- nuépar des éléments superficiels soudés aux tubes, mais au-dessus de cette section, et dans la chambre de combustion secondaire 14, les tubes de parois sont de préférence exposés directement aux effets de la chaleur des gaz du foyer. Les parois telles que 33 et 35, délimitées par ces tubes comportent en outre des matières   # réfractaires   et des matières thermiquement isolantes disposées 

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 sur les faces extérieures des tubes. 



   Comme le montre la fig.l,les gaz, à la partie supérieure de la chambre de combustion secondaire 14, tournent vers la droite et s'écoulent latéralement à travers un parcours qui ren- ferme un faisceau de tubes vaporisants 30. Comme c'est représen- tés, ces tubes raccordent directement les corps cylindriques 20 et 22 entre eux. 



   Au-delà du faisceau de tubes vaporisants   30p   les gaz circulent sur les tronçons de tubes surchauffeurs établis dans le parcours et ensuite de haut en bas à travers le passage de gaz 32 sur d'autres tronçons de tubes   surcha.uffeurs   et sur les tubes de l'économiseur 34. Au-delà de l'économiseur, les gaz passent à travers les tubes de la section primaire du réchauffeur d'air 37 et continuent ensuite leur parcours sur les tubes de la section à basse température 36 de   l'économiseur.   A leur passage dans cette section de l'économiseur les gaz tournent pour se di- riger ensuite de bas en haut à travers les tubes de la section secondaire 38 du réchauffeur d'air, et ensuite à travers le con- duit 40 qui mène aux tubes d'une troisième section 42 du réchauf- feur d'air.

   Du côté sortie des gaz de cette section du réchauf- feur d'air, les gaz passent dans la cheminée 44. Des parois appro- priées dans les parcours des gaz se combinent avec les parois du foyer et de la chambre à combustion pour assurer ce mouvement des gaz. 



   Du corps cylindrique de vapeur et d'eau 22, des tubes 50 mènent à un collecteur d'entrée 52 d'un surchauffeur primaire. 



   Des sections intermédiaires de certains de ces tubes sont juxta- posées dans un même plan pour former le ciel 54 du passage de gaz 
32 et au-delà de ce ciel, des sections verticales de ces tubes contribuent à former la paroi 56. D'autres de ces tubes 50 s'éten- dent, comme c'est représenté, au-dessus du ciel 54 et ensuite verticalement pour former la suspension du collecteur d'entrée 52   .(' du   surchauffeur. 



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De ce collecteur 52 la vapeur passe à travers une rangée de sections de tubes de surchauffeur à boucles multiples compor- tant le faisceau tubulaire 58. De ce faisceau, les tubes passent à travers l'écran tubulaire vertical 60 et se prolongent ensuite par des parties en serpentin comportant les tronçons de tubes   62   et 68 ou 64 et 66 s'étendant verticalement en un endroit situé derrière le faisceau de tubes 30. Les tronçons de tubes 66 et 68 sont raccordés par des tronçons de tubes supérieurs horizon- taux 69 du faisceau tubulaire 58 à un collecteur   70   du surchauf- feur intermédiaire.

   La vapeur peut par conséquent circuler dans le surchauffeur primaire du collecteur 52 au collecteur   70,   à tra- vers les tronçons de tubes inférieurs du faisceau tubulaire hori- zontal 58, à travers le faisceau tubulaire vertical formé par les tronçons de tubes 42,64, 66 et 68 et à travers les tronçons de tubes les plus hauts 69 du faisceau tubulaire horizontal. 



   Du collecteur 70 la vapeur surchauffée passe à travers un conduit externe 72 dans un températeur   74   à l'intérieur du corps cylindrique 20. De ce températeur la vapeunig asse à tra- vers un conduit 76 dans le collecteur d'entrée 78 d'un surchauf- feur secondaire. Ce dernier, comme le montrent les dessins, comporte un faisceau tubulaire horizontal 80 comprenant une ran- gée de sections de tubes en serpentin à boucles multiples à tronçons de tubes successifs s'étendant horizontalement en arrière et en avant en travers du flux de gaz descendant à l'intérieur du passage de gaz 39. 



   Les tubes du surchauffeur secondaire s'étendent entre les tubes de l'écran 60, les parties en boucles comportant les tronçons de tubes 82 et 88 ou 84, et 86, les tronçons 86 et 88 étant raccordés par l'intermédiaire des tubes les plus hauts du faisceau tubulaire horizontal 80 au collecteur de sortie 90 du surchauffeur. La vapeur peu par conséquent circuler dans le surchauffeur secondaire du collecteur   78   au collecteur 90 à tra- vers les tronçons de tubes inférieurs du faisceau tubulaire horizontal 80, à travers le faisceau vertical formé par les tron- 

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 çons de tubes82, 84, 86 et 88 et à travers les tronçons les plus hauts du faisceau tubulaire horizontal. Du collecteur 90 la va- peur se rend au point d'utilisation. 



   De la surface totale du surchauffeur primaire, moins de la moitié est constituée par les tronçons de tubes 62, 64, 66 et 68 qui s'étendent verticalement en travers du flux horizontal des gaz du foyer. Ces tronçons de tubes verticaux sont espacés plus largement dans la direction transversale du parcours du flux de gaz que les tronçons de tubes disposés horizontalement du faisceau 58 et ils sont faits en acier de plus forte résistance à la chaleur que l'acier employé pour ces derniers tronçons de tubes. De même, les tronçons de tubes 82, 84, 86 et 88 sont es- pacés plus largement dans le sens transversal de parcours du flux de gaz que les tronçons de tubes disposés horizontalement du faisceau 80 et sont faits en acier de plus grande résistance à la chaleur que l'acier employé pour ces derniers tronçons de tubes. 



   Du fait que les parties des tubes du surchauffeur situées dans le parcours des gaz et par conséquent exposées à des gaz de température plus élevée ne représentent qu'une plus faible propor- tion de la surface totale du surchauffeur, la dépense addition- nelle occasionnée par l'emploi du métal plus coûteux de ces par- ties de tubes est réduite au minimum. 



   Le générateur de vapeur comporte aussi un économiseur présentant des tubes verticaux de refroidissement des parois 92 et 95 sur les c8tés opposés du parcours de gaz 32 qui est divisé en deux parties par des rangées de tubes verticaux 93 et 94 qui sont employées pour supporter les serpentins horizontaux de la section principale de l'économiseur 34 qui est formée de deux parties similaires disposées immédiatement 'au-dessous du faisceau tubulaire du récha.uffepr 58. Comme le représentent les dessins   (fig.2)   les extrémités supérieures des tubes 92 sont raccordées à un collecteur horizontal 100 et les tubes 93 et 94 sont reliés similairement à un collecteur semblable 102 disposé en un point 

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 intermédiaire.

   Ces collecteurs de même qu'un collecteur pour les tubes 95 semblable au collecteur 100 mais situé sur le côté opposé du parcours des gaz, sont raccordés directement au corps cylin- drique de vapeur et d'eaù 22 par des circulateurs tels que 104 et 
106. 



   L'eau d'alimentation pénètre dans les tubes de retour recourbés horizontaux de la seconde section de l'économiseur 36 par un conduit d'entrée 110, et après avoir passé dans ces tubes,, elle se rend à travers les tubes de raccordement 112 dans des collecteurs d'entrée, tels que le collecteur 114 de la section 
34 de l'économiseur. L'eau circule dans un sens et dans l'autre à travers les tubes de retour recourbés de la section 34, à tra- vers les tubes verticaux de refroidissement des parois 92 à 95 pour se rendre dans les collecteurs de sortie 100 et 102, et ensuite à travers les tubes ou les circulateurs 104 et 106 dans l'espace d'eau du corps cylindrique 22. 



   Comme c'est représenté, la section 36 de l'économiseur est montée dans le parcours de flux de gaz entre les sections 37 et 38 du réchauffeur d'air, et l'entrée d'air aux sections 42, 
37 et 38 du réchauffeur d'air se trouve au sommet de l'installa- tion comme c'est indiqué en 116 sur la fig.l. De là,   l'air   en- trant circule horizontalement comme c'est représenté par la flèche 118 entre les tubes verticaux de la première section 42 du réchauffeur d'air et ensuite de haut en bas dans le conduit vertical 120 pour se rendre au faisceau de tubes verticaux espa- cés de la. section intermédiaire 38 du réchauffeur d'air. L'air circule de haut en bas, autour et entre ces tubes et est guidé dans son mouvement tournant vers la gauche (fig.l) par les chi- canes angulaires 121, 122 et 123.

   L'air effectue alors un nouveau mouvement tournant et circule alors de bas en haut autour et entre les tubes verticaux espacés de la section 37 du réchauffeur d'air vers une sortie 126 qui est raccordée à une chambre appropriée d'où l'air réchauffé est envoyé au brûleur du foyer primaire 10. 

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   La paroi 144 qui s'étend obliquement du corps cylindrique 
20 vers la partie inférieure de la section 58 du surchauffeur est garnie d'une rangée de tubes qui s'étendent au-delà de la paroi dans une direction verticale pour former un écran tubulaire 60 entre le faisceau de tubes vaporisants 30 et le faisceau tubu- laire   horizontal   des surchauffeurs. Certains des tubes de la rangée comportent des prolongements 61 légèrement inclinés sur l'horizontale au-dessus du faisceau tubulaire 80 du surchauffeur et recourbés ensuite en sens inverse pour former une partie du ciel 54 au sommet du passage des gaz 32, les parties des prolon- gements du ciel prenant la place des tubes 50 qui forment la sus- pension verticale du collecteur 52.

   Les tubes restants de la ran- gée présentent des parties 140 et 142 disposées en un écran au- dessus de la chicane, les parties de tube de rang pair par exem- ple 142 étant décalées par rapport à la disposition en rang unique afin de former le passage nécessaire pour le flux de gaz allant au parcours de gaz 32. Au-dessus de l'écran, les tubes de ce dernier passent à travers le ciel 54 et tous les tubes de la rangée sont reliés en leurs extrémités inférieures au corps cy- lindrique 20 et en leurs extrémités supérieures au corps cylin- drique 22. 



   A la partie supérieure du passage des gaz 32, les tubes d'admission de vapeur saturée 50 et les tubes de parois de sortie de l'économiseur 92, 93, 94 et 95 agissent efficacement pour absorber la chaleur des gaz. Certains de ces tubes jouent le rôle de tubes délimitant et supportant les parois du passage de gaz. 

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Claims (1)

1. REVENDICATIONS S 1) Groupe générateur et surchauffeur de vapeur tubu- laire, comportant un foyer, des tubes vaporisants, un parcours de flammes pour l'écoulement latéral des gaz du foyer vers un passage de gaz s'étendant verticalement ou à peu prés verticale- ment et un surchauffeur, caractérisé en ce que le surchauffeur est <Desc/Clms Page number 9> constitué de tubes disposés partiellement dans le parcours de flammes et partiellement dans le passage de gaz et'-établi de manière que les gaz le traversent transversalement tant dans le parcours que dans le passage de gaz, les parties'des tubes si- tuées dans le parcours de flammes s'étendant entre des limites supérieure et inférieure.

   2) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les parties des tubes situées dans le parcours de flammes s'étendent d'une façon gé- nérale dans une direction verticale.

   3) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'écarte- ment entre les tronçons de tubes surchauffeurs en travers du par- cours de flammes est plus grand que l'écartement entre les tron- çons de tubes de surchauffeur en travers du passage de gaz.

   4) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caracté- risé en ce que les collecteurs d'entrée et de sortie du surchauf- feur sont disposés sur le côté du passage de gaz opposé au par- cours de flammes.

   5) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le passage de gaz s'étend de haut en bas, la partie de chaque tube située dans le passage de gaz s'étend d'une façon générale horizontalement en travers du passage et la partie de chaque tube située dans le parcours de flammes comporte une boucle unique dont la courbe de retour se trouve à son extrémité supérieure, les extrémités infé- rieures de la boucle étant raccordées aux collecteurs par l'in- termédiaire de tronçons de tubes de la partie du tube située dans le passage de gaz, de telle manière que les branches de la boucle et les tronçons de tubes dans le passage de gaz sont susceptibles d'être purgés à travers les collecteurs.

   6) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur <Desc/Clms Page number 10> suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caracté- risé par un surchauffeur primaire disposé de la manière spécifiée et un surchauffeur secondaire également disposé de la manière spé- cifiée et susceptible de fonctionner en série avec le surchauf- feur primaire.

   7) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caracté- risé en ce qu'une chambre dont les parois sont garnies de tubes et susceptibles d'être refroidies par circulation de fluide est ménagée entre les parties des tubes dans le parcours et les par- ties des tubes dans le passage.

   8) Groupe générateur et sur chauffeur tubulaire de vapeur, suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre est traversée par des tubes susceptibles d'être refroidis par circu- lation de fluide.

   9) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que le ciel et un côté de la chambre sont garnis de tubes allant d'un corps cylindrique supérieur dans lequel les tubes vaporisants se déchar- gent à un collecteur d'entrée du surchauffeur.

   10) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur suivant les revendications 7, 8 ou 9, caractérisé en ce qu'un économiseur est disposé au-dessous des parties du surchauffeur et du passage de gaz, les tronçons de tubes de l'économiseur s'étendant en travers du passage de gaz dans une direction trans- versale par rapport à celle des tronçons de tubes du surchauffeur et les parois o,pposées de la chambre étant garnies de parties d'extrémité verticales des tubes de l'économiseur qui servent de supports pour l'économiseur.

   11) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant la revendication 10,caractérisé en ce que l'économiseur est supporté entre les parois opposées par des supports inter- médiaires comportant des parties d'extrémité des tubes d'écono- <Desc/Clms Page number 11> miseur s'étendant verticalement à travers la chambre.

   12) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant l'une ou l'autre'des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que les parties des tubes de surchauffeur situées dans le parcours sont faites en un métal de résistance relativement éle- vée à la chaleur.

   13) Groupe générateur et surchauffeur tubulaire de vapeur, suivant les revendications précédentes, caractérisé en ce que le foyer est pourvu de parois garnies de tubes vaporisants et qu'un écran vertical de tubes vaporisants est disposé entre une partie supérieure du foyer et les parties des tubes de surchauffeur si- tuées dans le parcours.