BE490517A - - Google Patents

Description

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  Perfectionnements aux groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur . 



   Cette invention se rapporte à des groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur. Les essais qui ont été faits sur les grosses chaudières du type utilisé dans les centrales fixes pour fournir la vapeur surchauffée aux génératrices turbo-électriques, ont démontré que certaines conditions étaient nécessaires pour atteindre le maximum d'efficacité pratique. Certaines de ces con- ditions sont difficiles à remplir et ceci est particulièrement vrai pour le maintien d'une température constante de la vapeur surchauffée. Il faut utiliser des pressions relativement élevées dans ces chaudières dans l'intérêt de l'efficacité.

   Pour être employée dans les turbines il est non seulement nécessaire que cet- te vapeur à haute pression soit surchauffée à des températures d'autant plus élevées que les pressions de la vapeur sont plus grandes, mais il est encore d'une importance considérable que la température totale de la vapeur reste sensiblement constante pour 

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 une gamme étendue des charges de la chaudière. Ceci est parti- culièrement important pour la marche des grandes stations cen- trales de production d'énergie qui sont sujettes à des pointes journalièresde consommation. 



   Il est aussi important qu'un surchauffeur assurant les conditions ci-dessus indiquées soit protégé contre le rayonne- ment d'intensité considérable du foyer. Il est important pour cette raison d'éviter que la surchauffe ne soit poussée trop loin. 



  De pareilles températures élevées peuvent détériorer les turbines ou provoquer la surchauffe des tubes du surchauffeur à un de- gré préjudiciable. Ceci est particulièrement susceptible de se produire lorsque le courant de vapeur est insuffisant ou inexis- tant, comme par exemple pendant la mise en marche de la chaudière. 



  Un surchauffeur chauffé principalement par convection au moyen des gaz du foyer peut toutefois, lorsqu'il est.établi pour des températures répondant à la sécurité du métal et la surchauffe désirée à la pleine charge de la chaudière, ne pas avoir une capacité de surchauffe suffisante pendant les faibles charges. 



   Un but de l'invention est de créer des groupes généra- teurs et surchauffeurs de chaleur perfectionnés comportant des dispositifs pour régler la température de surchauffe. 



   La présente invention concerne un groupe générateur et surchauffeur de vapeur comprenant une chambre de combustion pour- vue de tubes de parois vaporisants, un premier parcours de gaz s'étendant latéralement d'une partie supérieure de la chambre de combustion, un second parcours de gaz vertical en série avec le premier parcours, un surchauffeur tubulaire comportant une section dans le premier parcours de gaz et une section dans le second parcours, une dérivation pour détourner des gaz par rap- port à la section du surchauffeur du second parcours de gaz et un dispositif pour régler le courant de gaz à travers la dériva- tion. 



   L'invention concerne aussi un groupe générateur et sur- 

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 chauffeur de vapeur comprenant une chambre de combustion allon- gée verticalement pourvue de tubes de parois vaporisants et pré- sentant une paroi dont une partie s'étend vers l'intérieur au- dessus d'une partie inférieure de la chambre de combustion et au- dessous d'une ouverture vers le premier parcours de gaz s'éten- dant d'une partie supérieure de la chambre de combustion laté- ralement au-dessus de cette partie de paroi, un surchauffeur tubulaire comportant une section dans le premier parcours de gaz et une section dans le second parcours de gaz, une dérivation pour détourner des gaz par rapport à la section du surchauffeur dans le second parcours de gaz et un dispositif pour régler l'écoulement des gaz à travers la dérivation. 



   L'invention concerne en outre un groupe générateur et surchauffeur de vapeur comportant une chambre de combustion pourvue de tubes de parois vaporisants, un premier parcours de gaz s'étendant latéralement d'une partie supérieure de la cham- bre de combustion, un second parcours de gaz vertical en série avec le premier parcours de gaz, un surchauffeur tubulaire com- portant des sections disposées respectivement dans le premier et dans le second parcours de gaz et placées côte à côte avec in- tercalation entre elles d'un espace qui se trouve en communica- tion avec l'entrée du parcours de gaz vertical et avec une dé- rivation pour détourner des gaz par rapport à la section du sur- chauffeur située dans le second parcours de gaz et un dispositif pour régler le courant de gaz à travers la dérivation. 



   L'invention sera décrite maintenant à titre d'exemple avec référence au dessin partiellement schématique annexé, re- présentant en élévation de côté et en coupe verticale un groupe générateur et surchauffeur de vapeur à haute pression. 



   Sur ce dessin, une grande chambre de combustion 10 de section transversale rectangulaire est chauffée par des brûleurs tels que 12, 14 et 16. Les parois de cette chambre de combustion sont formées par des tubes vaporisants tels que 18 et 20 recevant 

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 la chaleur de la combustion qui se produit dans la chambre de combustion 10 et transmettant cette chaleur à l'eau amenée aux tubes par des colonnes descendantes appropriées venant du corps cylindrique de vapeur et eau 22. Les tubes d'eau sont raccordés à ce corps cylindrique à leurs extrémités supérieures de la   maniè-   re indiquée sur le dessin, un collecteur supérieur 2 et ses rac- cords 4 qui le relient au corps cylindrique étant représentés pour les tubes (non représentés) d'une paroi latérale.

   Les tubes 20 de la paroi arrière se prolongent le long du ciel 24 de la chambre de combustion pour se rendre au corps cylindrique. A la base de la chambre de combustion les tubes vaporisants sont raccor- dés à des collecteurs tels que 26 et 28 qui reçoivent de l'eau du corps cylindrique 22 par des colonnes descendantes appropriées. 



  Quelques-uns des tubes de la paroi arrière de la chambre de com- bustion 10 sont coudés à l'intérieur le long d'une partie de pa- roi 112 A, dirigée vers l'intérieur, pour former le fond d'une construction réfractaire 32, à la base du parcours de gaz, s'é- tendant latéralement à la partie supérieure de la chambre de com- bustion. Parmi ces tubes, ceux désignés par 20 A forment un écran radiant disposé devant le surchauffeur tandis que les tubes 20 B s'étendent le long d'une paroi supérieure 112 de la cons- truction réfractaire, puis verticalement à proximité des tubes de la paroi arrière qui continuent verticalement le long de la paroi arrière 116 de la construction réfractaire. 



   Le dessin montre la surface du surchauffeur divisée en deux sections . La section V consiste en un faisceau de tronçons de tubes verticaux disposés immédiatement derrière les tubes 20 A de l'écran radiant, dans le parcours de gaz latéral qui est formé entre la paroi inclinée 112 et un prolongement incliné du ciel 24 de la chambre de combustion, de telle sorte que la hauteur du passage diminue progressivement et que des conditions effec- tives d'échange de chaleur sont maintenues lorsque la température 

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 des gaz décroit par suite du passage de ceux-ci sur les tubes de la section du surchauffeur. Lorsque la température des-gaz décroît, le volume des gaz diminue et le mode de construction du parcours de gaz compense ce facteur de variation. 



   L'autre section H du surchauffeur consiste en des fais- ceaux de tronçons de tubes horizontaux disposés transversale- ment dans un parcours de gaz descendant 72 derrière la section V du surchauffeur. La disposition représentée réduit au minimum la perte de tirage en assurant un écoulement de gaz de combus- tion en ligne pratiquement droite, depuis le sommet de la cham- bre de combustion au travers des faisceaux de tubes de la section V du surchauffeur et d'un espace ou d'une chambre 110 entre cet- te section du surchauffeur et les tronçons de tubes 82 et 84, jusqu'à l'espace du mouvement tournant des gaz indiqué sous la section du ciel en 55, qui communique avec l'entrée au parcours de gaz 72, juste au-dessus de la section H du surchauffeur.

   Ain- si, dans le courant des gaz allant de la chambre de combustion au travers des sections du surchauffeur, il n'y a qu'un seul coude et ce coude est limité à 90 . 



   La vapeur qui doit passer dans le surchauffeur part de l'espace de vapeur du corps cylindrique 22 à travers des tubes tels que 34 et 36 le long du ciel 38 du groupe pour se rendre au collecteur d'entrée 40 du surchauffeur. De ce collecteur la va- peur circule à travers la section H du surchauffeur constitué par les deux faisceaux de tubes horizontaux 42 et 44 montés en série et formés par des serpentins, disposés verticalement et espacés l'un par rapport à l'autre en travers du parcours des gaz. La va- peur surchauffée par la section H du surchauffeur circule à tra- vers les tubes 46 de haut en bas entre les parois 48 et 50 pour se rendre dans un collecteur de surchauffeur intermédiaire 52. 



   Du collecteur 52 la vapeur circule à travers les tubes de paroi 54 qui s'étendent le long de la paroi 48, se dirigent 

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 vers la gauche le long du ciel 55 et se rendent ensuite, comme c'est représenté, vers un second collecteur de surchauffeur in- termédiaire 56 disposé au-dessus de la section V du surchauffeur. 



  La section de surchauffeur V comporte des tubes courbés dans un sens et dans l'autre et des serpentins plats formant les fais- ceaux séparés 60 et 62 et les tubes avant du faisceau 60 ont leurs extrémités supérieures directement raccordées au collecteur 56 de telle sorte que la vapeur circule de haut en bas à travers les diverses premières rangées du faisceau 60, puis de bas en haut pour se rendre directement dans les tubes de liaison 66 et en- suite à travers les tubes du faisceau postérieur 62 vers le col- lecteur de sortie 70 du surchauffeur, d'où la vapeur surchauffée se rend au point d'utilisation. 



   Les sections de surchauffeur V et H sont disposées côte à côte avec intercalation d'un espace 110 entre elles, le par- cours de gaz 72 dans lequel la section H du surchauffeur est dis- posée étant espacé en arrière de la paroi postérieure 116 de la construction réfractaire 32, laquelle paroi s'élève verticale- ment de la partie sous-jacente de   la.paroi   postérieure de la cham- bre de combustion. Ainsi le côté de gauche du parcours de gaz 72 est formé d'une paroi 74, descendant au travers des faisceaux de tubes 76 et 78 de l'économiseur jusqu'en un point   80,   la par- tie supérieure de la paroi 74 étant supportée par les tubes de sortie de l'économiseur, tels que 82 et   84,   qui s'étendent de haut en bas à partir du collecteur de sortie 86 de l'économiseur. 



   Les faisceaux de tubes 76 et 78 de l'économiseur sont sem- blables aux faisceaux des tubes 42 et   44   du surchauffeur, mais ils sont plus longs et leurs parties de gauche s'étendent en travers d'une dérivation 90 descendant de l'espace 110 et formée entre la paroi 74 et la paroi 116. La   rériation   est prolongée vers le bas par les parois 94, 96 et 98 vers une série de clapets ou registres 100 qui peuvent être employés pour régler la quantité de gaz cir- culant à travers la dérivation 90, par rapport à la quantité de gaz 

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 passant à travers le parcours de gaz 72, en vue de corriger les variations de la température de surchauffe s'écartant d'une valeur optimum désirée et ramener la température à cette valeur. 



   Dans le but de régler davantage la répartition du cou- rant de gaz entre le parcours de gaz 72 et la dérivation 90, on peut aussi établir une série de clapets 102 en travers de la sortie du parcours de gaz 72. 



   Une trémie à poussières 114 disposée entre les parois 96 et 98 est aménagée pour recueillir les particules de matières incombustibles qui, par exemple, se séparent des gaz de combus- tion passant à travers la chambre 110 et tombent à travers la dérivation 90, lorsque les clapets ou registres 100 sont fermés ou qui se séparent des gaz circulant à travers la partie de la dérivation située au-dessus de la trémie. 



   L'eau amenée au collecteur d'entrée   104   de l'économi- seur, s'élève à travers les faisceaux 78 et 76 des tubes de l'é- conomiseur, à travers les tubes de sortie 82 et   84   allant au col- lecteur 86, et ensuite à travers les connexions tubulaires tel- les que 106 pour se rendre au corps cylindrique 22. 



   REVENDICATIONS 
1.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, com- portant une chambre de combustion pourvue de tubes de parois vapo- risants,un premier parcours de gaz s'étendant latéralement d'une partie supérieure de la chambre de combustion, un second parcours de gaz vertical, en série avec le premier parcours de gaz, un surchauffeur tubulaire comprenant une section dans le premier parcours de gaz et une seconde section dans le second parcours de gaz, une dérivation pour détourner des gaz par rapport à la section du surchauffeur qui se trouve dans le second parcours de gaz et un dispositif pour régler le courant de gaz à travers la dérivation. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, compor- <Desc/Clms Page number 8> tant une chambre dé combustion allongée verticalement pourvue de tubes de parois vaporisants et dont une paroi présente une partie qui s'étend vers l'intérieur au-dessus d'une partie inférieure de la chambre de combustion et au-dessous d'une ouverture du premier parcours de gaz s'étendant d'une partie supérieure de la chambre de combustion latéralement au-dessus de cette partie de la paroi, un second parcours de gaz, vertical , en série avec le premier parcours, un surchauffeur tubulaire comprenant une section dans le premier parcours de gaz et une section dans le second parcours de gaz, une dérivation pour détourner des gaz de la section du surchauffeur qui se trouve dans le second par- cours de gaz et un dispositif pour régler le courant de gaz à travers la dérivation.

   3. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les sections de sur- chauffeur sont disposées côte à côte avec intercalation entre elles d'un espace qui se trouve en communication avec la dériva- tion et avec l'entrée du parcours de gaz vertical.

   4.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur compor- tant une chambre de combustion pourvue de tubes de paroi vapori- sants, un premier parcours de gaz s'étendant latéralement d'une partie supérieure de la chambre de combustion, un second parcours de gaz, vertical, en série avec le premier parcours de gaz, un surchauffeur tubulaire comprenant des sections disposées respecti- vement dans le premier et le second parcours de gaz et montées côte à côte avec un espace intermédiaire en communication avec l'entrée du parcours de gaz vertical et avec une dérivationpour dét- ner des gaz de la section du surchauffeur qui se trouve dans le second parcours de gaz, et un dispositif pour régler le courant de gaz à travers la dérivation.

   5. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la dite partie de <Desc/Clms Page number 9> la paroi est inclinée de manière que la section transversale du premier parcours de gaz diminue progressivement dans le sens de la circulation des gaz.

   6. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la délimitation de l'espace considéré est approximativement dans le même plan qu'une partie de la paroi verticale de la chambre de combustion au-dessous de la partie de la paroi s'étendant vers l'intérieur.

   7. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant les revendications 3, 4 ou 6, caractérisé en ce que l'entrée du parcours de gaz vertical se trouve au sommet de celui-ci, que les tronçons de tubes de l'économiseur sont disposés transversa- lement au parcours de gaz vertical sous la section de surchauf- feur qui y est montée et que d'autres tronçons de tubes de sur- chauffeurs placés verticalement font partie d'une paroi divisant l'espace considéré du parcours de gaz vertical.

   8. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant les revendications 3,4 ou 6, caractéfisé en ce que l'entrée du parcours de gaz vertical se trouve au sommet de celui-ci et qu' au-dessus de ce parcours de gaz se trouve un espace de déviation des gaz dont un des côtés souvre dans l'espace entre les sec- tions de surchauffeur la disposition étant telle que les gaz du foyer peuvent passer suivant un flux approximativement en ligne droite à travers le premier parcours de gaz et en travers de 1' espace entre les sections de surchauffeur pour se rendre à l'es- pace où se fait le mouvement tournant des gaz.

   9. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, suivant les revendications 3, 4 ou 6, caractérisé en ce que l'entrée du parcours de gaz vertical se trouve au sommet de celui-ci et que la dérivation descend du fond de l'espace entre les sections du surchauffeur.

   10. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la dérivation est pour- <Desc/Clms Page number 10> vue d'une trémie susceptible de recueillir les particules soli- des qui tombent de l'espace entre les sections du surchauffeur et disposée sur le côté du dispositif à clapets qui règlent le flux de gaz à travers la dérivation plus près de cet espace.

   11.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tronçons de tube de la section du surchauffeur qui se trouve dans le premier parcours de gaz sont verticaux tandis que les tronçons de tube du surchauffeur situés dans le second parcours de gaz sont horizontaux.

   12.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caracté- risé en ce que les tubes de l'économiseur qui s'étendent en travers du second parcours de gaz au-delà du surchauffeur s'éten- dent aussi en travers de la dérivation, qui est pourvue d'un sustème de clapets ou registres dans le chemin suivi par les gaz au-delà de l'économiseur.