<Desc/Clms Page number 1>
Cette invention est relative aux générateurs de vapeur.
Dans la description ci-après, les termes "eau" et "vapeur" sont censés se rapporter aussi, là où le contexte le permet, à d'autres liquides et leurs vapeurs.
Il est admis que dans les conditions modernes de la production de la vapeur, c'est-à-dire la production de la vapeur à des températures et des pressions élevées, un réglage minutieux de la température de la vapeur est désirable. Il en est ainsi particulièrement dans les installations mari- nes comportant des chaudières et turbines dont la charge est,sujette à de grandes et brusques variations. De même, une réduction considérable de la température de la vapeur peut être nécessaire pour protéger la machine prin- cipale pendant une mise sous vapeur prolongée des turbines arrière. Une gamme étendue de températures de la vapeur est donc également nécessaire.
La surchauffe peut être réglée par l'emploi, notamment, de désur- chauffeurs ou en prévoyant deux foyers. Ces expédients augmentent l'encom- brement de l'installation et dans le cas où l'espace disponible est réduit, le réglage de la surchauffe est obtenu au détriment de l'accesslbilité aux organes essentiels ou de la simplicité de construction de ces derniers ou de la sûreté de leur fonctionnement.
La chaudière suivant l'invention possède'; un foyer simple et deux faisceaux du tubes vaporisants entre un corps cylindrique de vapeur et un ou deux corps cylindriques d'eau. Le sunchauffeur est disposé entre les deux faisceaux tubulaires et s'étend en substance de l'avant à l'arrière de la chaudière (e'est-à-dire parallèlement aux axes des corps cylindriques) Le faisceau le plus éloigné du foyer est divisé en deux sectionspar une chi- cane transversale qui s'étend vers le carneau de cheminée en partant appro- ximativement du niveau de la partie supérieure du surchauffeur, La chicane se prolonge à une certaine distance à l'arrière du faisceau de façon à divi- ser le carneau en deux parcours de gaz dont l'un ou chacun est réglé par un registre.
Le niveau atteint par le surchauffeur est tel qu'une notable proportion des gaz du foyer pe.t passer dans le carneau de cheminée sans cé- der de chaleur par convection au surchauffeur.
En réglant le ou les registres, on peut faire passer une proportion plus ou moins grande des gaz de combustion à la cheminée par le surchauffeur ou par une dérivation'contournant le surchauffeur. De cette manière, quel que soit le degré de vaporisation, on peut faire varier la température de la vapeur avec précision et dans de larges limites.
La chicane qui divise le faisceau tubulaire le plus éloigné du foyer ne dépasse pas notablement le faisceau vers le foyer. Par conséquent elle n'est pas soumise à des températures trop élevées et ne nécessite que peu ou même pas d'entretien. Elle est de préférence formée par des colliers sur les tubes du faisceau. En variante, elle peut être faite en une matiè- re plastique réfractaire ou calorifuge comportant tout dispositif de ren- fort ou d'armature désiré, tels que des fils métalliques ou des tasseaux soudés aux tubes ; ou bien, onpeut la former de bandes métalliques confor- mées de manière à pouvoir être introduites entre les rangées de tubes et de façon à embrasser ceux-ci.
Il n'est pas nécessaire que la chaudière suivant l'invention ait de plus grandes dimensions qu'une chaudière à simple foyer de capacité de vaporisation comparable, sans réglage de la surchauffe.
Comme la chicane ne s'étend pas dans l'espace entre les deux fais- ceaux tubulaires et que le surchauffeur se trouve en substance dans cet espace, il est possible d'enlever un tube de surchauffeur défectueux sans devoir enlever le surchauffeur complet. En outre, en laissant entre le fais-
<Desc/Clms Page number 2>
ceau tubulaire le plus rapproché du foyer et le surchauffeur un espace au moins égal à la largeur du surchauffeur, on peut enlever les tubes du sur- chauffeur, même si l'espace disponible entre la chaudière et une cloison est de largeur sensiblement moindre que la longueur d'un tube.
Ces.-Considérations seront exposées plus en détail dans la descrip-r tion d'une chaudière suivant l'invention qui est donnée ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels.
Figo 1 est une vue en coupe verticale d'une chaudière ;
Fig. 2 montre un? mode d'exécution de la chicane 28 représentée sur la fig. 1 ;
Fig. 3 montre une variante du mode d'exécution de la chicane ;
Fig. 4 montre un mode de montage du surchauffeur 22 représenté sur la fig. 1, et
Fig. 5 montre une autre monture de surchauffeur.
La chaudière représentée sur la Figa 1 est une chaudière marine type D à tubes d'eau et simple foyer, comprenant un corps cylindrique de va... peur 10 relié à un corps cylindrique d'eau 12 par''deux faisceaux de tubes va- porisants 14 et 16 disposés entre un foyer 18 et une cheminée 20
Le faisceau tubulaire 16 le plus éloigné du foyer (qu'on appelle- ra faisceau extérieur) est plus considérable que le faisceau 14 le plus rap- proché du foyer (qu'on appellera faisceau intérieur)
.Un surchauffeur 22 est disposé entre les deux faisceauxoIl est placé très près du faisceau ex- térieur 14 et laisse entre lui et le faisceau intérieur 14 un espace un peu plus large que sa propre largeuro
Le surchauffeur 22 est composé du tubes en U 26 disposés l'un dans l'autre en groupes de trois situés dans des plans approximativement horizon- taux (voirs figso 4 et 5).
Il s'étend sur toute la profondeur de la chaudiè- re et se termine dans le bas à proximité.du corps cylindrique d'eau 12 tan- dis qu'en haut il se termine à courte distance du corps cylindrique de vapeur 10 de manière que les gaz de combustion qui ont passé par le aisceau inté- rieur 14 puissent se rendre par le faisceau extérieur 16 à la cheminée 20 sans passer par le surchauffeur 22 mais en traversant l'espace entre l'extré- mité supérieure de celui-ci et le corps cylindrique de vapeur 10.
Au niveau de la partie supérieure du surchauffeur 22, une chicane 28 divise le faisceau extérieur en deux sections. La chicane s'écarte de bas en haut du surchauffeur 22 perpendiculairement aux tubes du faisceau 16 de manière à délimiter conjointement avec le corps cylindrique de vapeur 10 un parcours de gaz 30 de section transversale sensiblement constante sur toute sa longueur.La surface principale de la chicane 28 est formée par des colliers 32 montés sur les tubes 16, ces colliers étant rectangulaires ou hexagonaux suivant la disposition des tubes dans le faisceau (voir fig.2) L'inclinaison est suffisante pour empêcher le dépôt des suieso Fig3 montre une autre façon de former la chicane 28 en employant des bandes métalliques ou feuillards 33.
-Au-delà du faisceau tubulaire extérieur 16,la chicane 28 s'étend dans le. carneau de cheminée 20 de manière à former deux parcours de gaz parallèles 30 et 34. Un registre papillon 36 ou 38 est placé en travers de chacun des parcours 30 et 34, respectivement En ajustant ces registres on peut faire varier la proportion des gaz s'écoulant dans les deux parcours 30 et 34.
Si le parcours de gaz 30 situé au-dessus de la cloison est fermé,
<Desc/Clms Page number 3>
les gaz de combustion ne peuvent jasper dans le carneau de cheminée 20 qu'en traversant le surchauffeur 22 et, par conséquent, la température de la va- peur atteint son maximpm. Si l'on ouvre progressivement ce parcours pendant qu'on ferme progressivement l'autre, une proportion graduellement croissante des gaz passera sans traverser le surchauffeur 22 et la température de la vapeur; sera progressivement abaissée. Aisi, pour tout taux de vaporisation donné, on peut faire varier la température de surchauffe en réglant les re- gistres 36 et 38.
En établissant le parcours de gaz 30 située au-dessus de la;chicane'28 de manière qu'une notable proportion de gaz puisse y passer,' on peut obtenir une gamme étendue de témpératures de vapeur pour n'importe quel taux particulier de vaporisation.
Une chaudière destinée à produire de la vapeur à 850 F (455 C env. ) pour une gamme de charges étendue' peut être agencée suivant l'inven- tion de façon à produire si on le désire de la vapeur à une température aussi basse que 600 F (315 C) à n'importe quel taux de vaporisation donné. L'inven- tion permet aussi de donner à la chaudière une ' caractéristique de surchauffe inversée", c'est-à-dire qu'elle permet de diminuer la température de la vapeur lorsque la charge augmente.
On peut faire en sorte, par exemple, qu'une température de vapeur de 850 F (455 C) puisse être obtenue jusqu'à une vaporisation de 50 % et une température de vapeur de 750 F (400 C) au delà de 50 % de vaporisation, sans préjudice de la faculté de la chaudière de produire de la vapeur à 700 F (370 C) à n'importe quel taux de vaporisation normal. Le rendement réel dépend de la proportion relative des surfaces de chauffe dans les deux parcours de gaz en parallèle.
Les registres 36 et 38 se trouvant au-delà du faisceau extérieur de tubes vaporisants 16 sont situés dans une zone relativement froide et ne sont pas exposés à se détériorer. Si on le désire, on peut les placer dans une zone encore plus froide en prolongeant la chicane 28 dans le carneau de cheminée jusqu'en un point situé au-delà de l'économiseur et de tout autre dispositif récupérateur de chaleur utilisé.
Il n'est pas indispensable que chacun des deux parcours de gaz 30 et 34 soit pourvu de registres. Il suffit que l'un d'eux en soit muni.
La chicane 28 ne s'étend en aucune manière sensiblement dans l'es- pace entre les faisceaux tubulaires 14 et 16 de telle sorte qu'elle n'est soumise nulle part à des gaz à haute température.
Comme la chicane 28 ne pénètre pas dans l'espace entre les deux faisceaux tubulaires, le remplacement des tubes du surchauffeur est simpli- fié.
Ainsi qu'il a déjà été dit, le surchauffeur 22 est composé de grou- pes de trois tubes en U situés l'un dans l'autre- dans le même plan. Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, représentée sur la fig. 4, le sur- chauffeur est divisé en un certain nombre de sections 23, superposées et com- prenant chacune quatre groupes de tubes superposés. A l'extrémité ouverted de l'U, les tubes sont raccordés à des collecteurs (non représentés) à l'exté- rieur du foyer. A proximité de leur coude, les tubes sont supportés par des montures 27, une par section 23 du surchauffeur 22. Chaque monture est constituée par une plaque en-équerre fixée à la paroi de la chaudière et présentant quatre fentes horizontales, l'une au-dessus de l'autre, dans lesquelles passent les trois tubes 26 formant un des quatre groupes d'une section.
Si un tube doit être remplacé, on ehlève la monture 27 au moyen de laquelle il estsupporté, cette opération pouvant se faire facilement vu qu'elle consiste simplement à détacher la monture de la paroi de la chau- dière et à la tirer à l'extérieur pour la dégager des extrémités coudées des tubes. S'il arrive que le tube défectueux soit celui qui se trouve le plus à
<Desc/Clms Page number 4>
l'extérieur d'un groupe on peut alors l'enlever en le détachant des collec- teurs ; si c'est le tube médian ou celui qui se trouve le plus à l'intérieur, on peut l'enlever d'une manière similaire après avoir enlevé le tube ou les tubes qui se trouvent à l'extérieur. Tout au plus doit-on enlevers trois tu- bes.
On peut enlever lestubes en les tirant dans le sens de leur lon- gueur. Toutefois, ceci n'est réalisable que s'il y a à côté de la chaudiè- re un espace d'une largeur au moins égale à la longueur des tubes. S'il y a pas un tel espace, il suffit de prévoir entre le surchauffeur 22 et l'un dès faisceaux tubulaires (de préférence le faisceau intérieur 14) un espace un peu plus large que la largeur d'un groupe de tubes. On peut alors.dépla- cer un groupe latéralement jusqu'à ce qu'il soit dégagé de sur chauffeur, puis le faire tourner autour de son axe longitudinal de manière à le-Placer dans le plan vertical et ensuite le mettre debout en le retirant de la- chaudière.
En variante, les tubes peuvent, comme c'est représenté sur la Fig. 5, être portés par une série de plaques 29 percées de trous-individuels au lieu de fentes pour recevoir les tubes 26, une telle plaque étant alors prévue pour chaque section du surchauffeur et les différentes plaques étant agencées pour pouvoir être placées l'une au-dessus de l'autre dans le plan vertical sur un tube d'eau spécialement aménagé 17. Dans ce cas, les tubes ne peuvent être retirés que s'il y a à côté de la chaudière un espace au moins égal à la longueur des tubes 26.
On comprendra que la chaudière suivant l'invention peut être cons- truite de manière à assurer un réglage très souple de la température de la vapeur est que ce résultat est obtenu sans nuire aux conditions de simplici- té, de garantie et d'accessibilité des différents organes. De même, elle permet l'emploi d'un type de surchauffeur qui ne nécessites pas l'enlèvement complet de celui-ci pour le remplacement d'un tubeo L'espace prévu entre le surchauffeur et le faisceau intérieur pour le remplacement des tubes facili- te aussi la vérification et le nettoyage du surchauffeur et du faisceau tu- bulaire intérieur.
Les deux faisceaux tubulaires peuvent, si on le désire, relier le corps crlindrique de vapeur à des corps cylindriques d'eau séparés
D même, le surchauffeur peut, si on le désire, être aménagé de manière à comporter un passage de dérivation ou by-pass contournant son ex- trémité inférieure aussi bien que son extrémité supérieure.II y aurait ain- si trois parcours de gaz en parallèle, les deux parcours extérieurs étant pourvus de registres.
Du côté opposé au foyer, le faisceau intérieur peut, si on le dé- sire, être pourvu d'une courte chicane qui provoque un courant ascendant de gaz de combustion et contribue ainsi, lorsque le by-pass supérieur est ou- vert, à faire passer les-gaz à la cheminée sans passer par le surchauffeur.
La chaudière suivant l'invention peut, si on le désire, comprendre plus de deux faisceaux de tubes vaporisants.Par exemple, un troisième fais- ceau peut être aménagé du côté cheminée du faisceau extérieur et du registre ou des registres réglant l'écoulement des gaza Dans 'Un- tel cas, la chaudiè- re peut avoir un, deux ou trois corps cylindriques d'eau, à volonté.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.