BE492354A - - 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. On a déjà proposé divers types de construction de générateurs surchauffeurs de vapeur propres à as- surer une grande production de vapeur à haute pression et à tem- pérature de surchauffe élevée et notamment un type comportant un foyer avec tubes de paroi chauffe-fluide, un parcours de convec- tion contenant un surchauffeur et un passage de gaz délimité par des tubes chauffe-fluide et disposé entre le foyer et le parcours de convection, le foyer, le passage de gaz et le parcours de con- vection étant établis dans une monture commune.

   Des groupes de ce genre sont décrits, par exemple, dans les brevets anglais Nos.532.245 et   534.279.   L'invention vise à fournir des groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur de ce genre, l'un des buts étant d'é- tablir un groupe de construction compacte et économique. Un autre but est de construire un groupe fonctionnant avec refroidissement   @   

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 du courant des gaz de combustion d'une manière avantageuse avant qu'il ne se heurte au surchauffeur. 



   Un autre but est de créer un groupe générateur et surchauffeur de vapeur perfectionné du type comportant une cham- bre de combustion pourvue de brûleurs à charbon pulvérisé sus- ceptible de produire une colonne ascendante de particules en igni- tion tournant autour d'un axe vertical. Le fonctionnement d'un groupe de ce genre de grande capacité est sujet à des difficultés en raison de la production d'un noyau de température relative- ment élevée dans les gaz de combustion en tourbillonnement, car ce noyau peut donner lieu à de la scorification et/ou à des dé- tériorations au surchauffeur dans le parcours de convection. Un but de l'invention est par conséquent d'éviter ou de réduire ce danger. 



   La présente invention concerne un groupe générateur et surchauffeur de vapeur comportant un foyer ou une chambre de com- bustion pourvus de tubes de paroi chauffe-fluide et dont la par- tie inférieure est munie de brûleurs à charbon pulvérisé suscep- tibles de produire une colonne ascendante de particules en igni- tion tournant autour d'un axe vertical tandis que la partie su- périeure relativement étroite communique avec un passage délimité par des tubes chauffe-fluide et menant de haut en bas à la base d'un parcours de convection s'étendant de bas en haut et contenant un surchauffeur. 



   L'invention concerne aussi un groupe générateur   surchauf-   feur de vapeur comportant un foyer ou chambre de combustion pour- vusde tubes de paroi chauffe-fluide et dont la partie inférieure est munie de dispositifs d'amenée de combustible, tandis que la partie supérieure relativement étroite communique avec un passa- ge délimité par des tubes chauffe-fluide et conduisant de haut en bas à la partie inférieure d'un parcours de convection s'éten- dant de bas en haut et contenant un surchauffeur, la chambre de 

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 combustion, le passage et le parcours de convection étant établis à l'intérieur d'une monture commune, où le passage et le parcours de convection se trouvent entièrement au-dessus de la partie inférieure de la chambre de combustion. 



   L'invention concerne en outre un groupe générateur et surchauffeur de vapeur comportant une chambre de combustion pour- vue de tubes de paroi chauffe-fluide et dont la partie inférieu- re est munie de dispositifs d'amenée de combustible, tandis que la partie supérieure relativement étroite est susceptible de recevoir une injection de fluide gazeux relativement froid et communique avec un passage délimité par des tubes chauffe-fluide et menant de haut en bas à la base d'un parcours de convection s'étendant de bas en haut et contenant un surchauffeur. 



   L'invention sera décrite ci-dessous, à titre d'exemple, avec référence aux dessins partiellement schématiques annexés, dans lesquels: 
Fig. 1 est une élévation partiellement en coupe d'un groupe générateur surchauffeur de vapeur; 
Fig. 2 est une vue en plan partiellement en coupe hori- zontale montrant la manière dont les brûleurs à-charbon pulvé- risé sont disposés aux angles de la partie inférieure de la cham- bre de combustion du groupe, et 
Fig. 3 est une coupe verticale perpendiculaire à la Fig. 1 d'une partie du groupe, les côtés de gauche et de droite étant vus respectivement suivant les lignes IIIa-IIIa et IIIb-IIIb de la Fig. 1. 



   Sur ces dessins, on voit que la partie inférieure 1 de la chambre de combustion 2 de la chaudière à vapeur est établie de manière que la distance entre une paroi verticale 3 (qui sera appelée la paroi avant) et une paroi verticale 4 (qui sera appelée la paroi arrière) soit sensiblement égale à celle qui sépare les parois latérales 5.

   La chambre à combustion est destinée à être   @   

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 chauffée au moyen de brûleurs à charbon pulvérisé disposés au quatre angles de la chambre de combustion et auxquels l'air secondaire est amené par les arrivées 6 et l'air primaire de même que le charbon pulvérisé par les arrivées 7 dont les axes de refoulement sont tangentiels à un cercle commun ayant son centre sur l'axe vertical de la partie inférieure de la chambre de combustion, les refoulements vus en plan se faisant tous dans le même sens, opposé au mouvement des aiguilles d'une montre. 



   La paroi avant 3 s'élève verticalement et forme la paroi avant de la partie supérieure 8 de la chambre de combus- tion, et directement au-dessus de la paroi avant se trouve un corps cylindrique unique de vapeur et d'eau 9 de la chaudière, disposé transversalement, jusqu'au niveau ou près du niveau duquel s'élèvent verticalement les parois avant et arrière 3 et   4   et les parois latérales 5. Les parois avant et arrière 3 et 4 convergent l'une vers l'autre en leur partie inférieure pour donner à la chaudière un fond 10 en forme de trémie. 



   La paroi antérieure 3 est garnie d'une rangée 11 de tubes d'eau s'étendant entre un collecteur inférieur approprié 12 et le corps cylindrique 9, et chaque paroi latérale 5 est gar- nie d'une rangée 13 de tubes d'eau s'étendant entre des collec- teurs inférieurs appropriés 14, 15 et 16 et des collecteurs su- périeurs appropriés 17 et 18 d'où des circulateurs mènent au corps cylindrique. En ce qui concerne le refroidissement de la paroi arrière 4, l'installation comporte un collecteur inférieur 19 d'où part une rangée 20 de tubes d'eau tangents garnissant la paroi arrière à la partie inférieure de la chambre de combustion, et un autre collecteur 21 disposé derrière la paroi d'eau. 



   Au sommet de la partie inférieure de la chambre de combustion trois tubes par groupe de quatre tubes adjacents de la rangée 20 sont recourbés vers l'avant et dirigés en pente raide      

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 de bas en haut en une rangée 25 de tubes équidistants qui portent des produits ou matériaux réfractaires pour former une chicane 26 qui dirige les gaz ascendants vers l'avant dans la partie supérieure 8 de la chambre de combustion. Au sommet de la chicane les tubes de la rangée 25 sont recourbés par groupes de trois dans des plans   verticaux,équidistants   perpendiculaires à la paroi 3 et en trois rangées latérales verticales, pour former un écran de délimitation 27 délimitant la partie supérieure de la chambre à combustion vers l'arrière.

   Les gaz de la partie supérieure de celle-ci s'écoulent vers l'arrière au travers de l'écran 27 dans un passage de gaz 28 derrière celui-ci, qui est limité à l'arrière par une rangée 29 de tubes d'eau tangents verticaux, un parcours de convection vertical 30 s'étendant entre ces tubes tangents et la partie supérieure de la paroi arrière 4. Au-dessous du par- cours de convection 30 se trouve un écran 31 consistant en des groupes équidistants chacun de quatre tubes parallèles à la rangée de tubes 25. Les tubes de l'écran 31 s'étendent du collec- teur 21 et sont ensuite alignés dans un même plan pour former la rangée 29.

   Quelques uns des tubes de la rangée 29 au sommet du passage de gaz 28 sont recourbés de haut en bas vers l'avant et sont garnis de produits réfractaires pour former un ciel 32 à la partie supérieure de la chambre de combustion et du passage des gaz. Du collecteur 21 s'étend aussi une rangée 33 de tubes d'eau qui contribuent à garnir la partie supérieure de la paroi arrière 4. Les différents tubes qui partent des collecteurs 19 et 20 sont convenablement amenés en leurs extrémités supérieures vers le corps cylindrique 9 auquel ils sont raccordés. 



   Les collecteurs 12, 14, 15, 16, 19 et 21 sont alimen- tés d'eau au moyen de tubes de descente qui partent du corps cylindrique et descendent d'abord verticalement en deux rangées 25 et 26 devant la paroi avant 3 pour se diriger ensuite vers les divers collecteurs. 

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   La paroi avant 3 est percée en regard de l'écran de délimitation 27 d'une rangée s'étendant d'une paroi latérale à l'autre, d'un nombre approprié de lumières d'arrivée d'air   40   pour l'admission d'air de combustion tertiaire dans la partie supérieure 8 de la chambre de combustion. 



   A l'intérieur du parcours de convection 30 est monté un surchauffeur comportant des sections supérieure et inférieure 41 et 42 respectivement, les tubes de la section supérieure étant raccordés directement au tambour 9 et à un collecteur de sortie 43, tandis que les tubes-de la section inférieure sont raccordés à des collecteurs supérieur et inférieur   44   et 45, res- pectivement. La section supérieure est formée de deux parties espacées. Chaque tube de chaque section de surchauffeur comprend un certain nombre de tronçons de tubes disposés dans un plan vertical et raccordés par les coudes de retour, la disposition étant telle que le surchauffeur peut être purgé facilement. 



   Du sommet du parcours de convection les gaz passent dans une conduite de gaz 46, dirigée vers l'arrière, qui mène à un parcours descendant approprié (non représenté), dans lequel un économiseur et un réchauffeur d'air sont disposés dans le trajet du courant de gaz. Le ciel 32 est percé au-dessus du pas- sage de gaz 28 d'une rangée d'ouvertures qu'on peut fermer par des clapets   47   actionnés par des dispositifs appropriés, non représentés, de l'extérieur de la monture ou carcasse fixe de l'installation. Lorsque les clapets 47 sont ouverts, les gaz sont susceptibles de s'écouler du sommet du passage de gaz 28 dans le conduit 46 sans traverser le passage de gaz 28 et le par- cours de convection 30. 



   Le passage des gaz 28 a une plus faible profondeur de l'avant à l'arrière ou largeur que la partie supérieure 8 de la chambre de combustion. 



   A l'extrémité inférieure de la chicane 26, une rangée      

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 d'ouvertures 48 est ménagée dans la paroi arrière 4 de la carcasse,à travers lesquelles on peut retirer les matières so- lides déposées au-dessous du parcours de convection. 



   Des éléments super-jacents (non représentés) d'une ossature de support de la chaudière supportent le corps cylin- drique au moyen de pièces d'écharpe 50 et, par l'intermédiaire du corps cylindrique, la paroi avant 3, chaque paroi latérale 5, par l'intermédiaire de ses collecteurs 17 et 18, par des dispo- sitifs de suspension appropriés en des endroits 51, et les tubes de l'écran de limitation 27, les tubes de la rangée 29 et la paroi arrière   4   par des dispositifs de suspension appropriés en rangées latérales en des endroits 52, 53 et   54   respectivement. 



   Lorsque le groupe est en service, la chicane fortement inclinée 26 tend, par suite du tpurbillonnement de la colonne de gaz ascendante à produire un certain degré de turbulence et par conséquent de mélange des gaz . En outre, la chicane favorise encore davantage le mélange en donnant naissance à une composante latérale du mouvement dans une partie de la colonne de gaz ascen- dante. Lorsqu'elle arrive dans la partie supérieure 8 de la cham- bre de combustion la colonne de gaz est étranglée et sa largeur, y compris tout noyau à température élevée, est réduite à un tel point que dans la partie supérieure de la chambre de combustion le noyau est énergiquement refroidi par rayonnement à l'écran de tubes d'eau 27 situé devant le passage 28 et à la partie en re- gard de la paroi refroidie 3 de la partie supérieure de la cham- bre de combustion.

   En passant au travers de   l'écran   de tubes 27 devant le passage et au travers de l'écran de tubes 31 en avant du parcours de convection, les gaz sont refroidis par convection et comme le passage est plus étroit que la partie supérieure de la chambre de combustion on obtiendra un refroidissement rapide des gaz par rayonnement aux tubes dans les écrans, dans la chicane 

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 et dans la paroi 29 entre le passage et le parcours de convection. 



  Un mélange plus intime se produit par suite du mouvement tournant qu'exécute le courant de gaz en passant de la chambre de combus- tion dans le parcours de convection. Il en résulte que le sur- chauffeur est efficacement protégé contre une chauffe trop vio- lente et que des dépôts de scorie fondue ne peuvent s'y effectuer. 



  La disposition verticale de l'écran de tubes devant le passage tend à réduire au minimum l'accumulation de scorie sur ses tubes. 



   En service,la majeure partie des scories se sépa- re des gaz dans la chambre de combustion tandis que d'autres particules solides se séparent des gaz, par suite de la pesanteur et de la force centrifuge, dans le passage sous le parcours de convection. Comme la chicane est fortement inclinée, les matiè- res qui s'y déposent y glissent de'haut en bas vers les ouver- tures de décharge 48. 



   L'air de combustion tertiaire, admis par les lu- mières 40 contribue à réduire la température du noyau de gaz anormalement chauds dans la colonne de gaz du foyer. 



   Au lieu d'air de combustion tertiaire, un fluide ga- zeux relativement froid et qui est neutre peut être injecté dans la chambre de combustion par les lumières d'admission d'air 40 pour contribuer au refroidissement du courant des gaz de combus- tion, par exemple une partie des gaz de combustion qui a été re- tirée, par un ventilateur de remise en circulation, du courant des gaz de combustion après qu'il a passé à travers   l'économiseur.   En faisant varier la quantité de fluide gazeux neutre relativement froid injecté on peut assurer le contrôle de la surchauffe. 

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

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, com- portant un foyer ou une chambre de combustion pourvue de tubes ¯de¯ parois chauffe-fluide et dont la partie inférieure est munie de <Desc/Clms Page number 9> brûleurs à combustible pulvérisé susceptibles de produire une colonne ascendante de particules en ignition tournant autour d'un axe vertical tandis que sa partie supérieure relativement étroite communique avec un passage délimité par des tubes chauffe-fluide et menant de haut en bas à la base d'un parcours de convection s'étendant de bas en haut et contenant un surchauf- feur.

   2. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant la revendication 1, caractérisé en ce que le passage et le parcours de convection sont disposés entièrement au-dessus de la partie inférieure de la chambre de combustion dans une monture ou carcasse commune à cette chambre, au passage et au parcours de convection.

   3. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur compor- tant une chambre de combustion pourvue de tubes de paroi chauffe- fluide et dont la partie inférieure est munie de brûleurs à com- bustible pulvérisé, tandis que la partie supérieure relativement étroite communique avec un passage délimité par des tubes chauffe- fluide et menant de haut en bas au fond d'un parcours de convec- tion s'étendant verticalement et contenant un surchauffeur, la chambre de combustion, le passage et le parcours de convection se trouvant, à l'intérieur d'une monture ou enveloppe commune en- tièrement au-dessus de la partie inférieure de la chambre de combustion, de même que le passage et le parcours de convection.

   4.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant l'une ou loutre des revendications 1 à 3,caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif pour injecter un fluide gazeux relativement froid dans la chambre de combustion à la partie su- périeure de celle-ci.

   5. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, com- portant une chambre de combustion pourvue de tubes de parois \ <Desc/Clms Page number 10> chauffe-fluide et dont la partie inférieure est munie de dispo- sitifs d'amenée de combustible, tandis que la partie supérieure, relativement étroite, est susceptible de recevoir une injection de fluide gazeux relativement froid et communique avec un passage délimité par des tubes chauffe-eau et menant de haut en bas à la base d'un parcours de convection s'étendant de bas en haut et contenant un surchauffeur.

   6. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les tubes chauffe-fluide délimitant le passage comprennent des tronçons de tubes verticaux convenablement espacés, disposés dans le trajet parcouru par le courant de gaz entre la partie supérieure de la chambre de combustion et le passage.

   7. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la chambre de combustion est rétrécie au moyen d'une chicane s'étendant de bas en haut suivant une forte inclinaison à partir d'une paroi de la partie inférieure de la chambre de combustion.

   8. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le passage est plus étroit que la partie supérieure de la chambre de combustion.

   9. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une chicane inclinée de bas en haut et s'étendant au-dessus de la partie inférieure de la chambre de combustion à partir d' une paroi de cette partie jusqu'à la partie supérieure de la chambre de combustion, est formée partiellement de tubes de cette paroi et que les tubes de chicane s'étendent comme un écran entre la partie supérieure de la chambre de combustion et le passage et se raccordent à un corps cylindrique de vapeur et de liquide situé au-dessus d'une seconde paroi de chambre de combustion en regard de la première paroi. EMI10.1

   1L <Desc/Clms Page number 11> 10. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les parois de la cham- bre de combustion sont suspendues et que d'autres tubes de la première paroi se prolongent de bas en haut d'un côté du par- cours de convection jusqu'à des dispositifs de suspension.

   11.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que des tubes s'étendent d'un collecteur relié au système circulatoiredu géné- rateur comme un écran au-dessous du parcours de convection, dans une paroi située entre le passage et le parcours de convection et dans un ciel établi au sommet du passage et de la chambre de com- bustion et sous le corps cylindrique.

   12. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant l'une ou l'autre des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu' une rangée de tubes de descente s'étendent de haut en bas du corps cylindrique à l'extérieur de la seconde paroi.

   13. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caracté- risé par la disposition de registres ou clapets susceptibles de régler le courant de gaz du sommet du passage en en dérivant une partie par rapport à la surface du surchauffeur.

   14.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur sui- vant la revendication 13, caractérisé en ce que des dispositifs de réglage ou des registres supportés par les tubes chauffe-fluide dans un ciel au-dessus du passage, sont établis de manière à con- trôler le courant de gaz dans une région supérieure du parcours de convection.

   15. - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant la revendication 1, en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence aux dessins annexés.