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" PERFECTIONNEMENTS AUX SURCHAUFFEURS ".-
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La présente invention est relative à des surchauf- fe urs.
Suivant la présente invention, on prévoit un sur- chauffeur' comprenant un collecteur extérieur, un collecteur intérieur dans le collecteur extérieur, ledit collecteur intérieur ayant une entrée destinée à être reliée à. une chau- dière, et le collecteur extérieur ayant une sortie, ou des sorties, communiquant avec une extrémités de chacun des tu- bes d'une multiplicité de tubes surchauffeurs, l'autre extré- mité de chaque. tube communiquant avec le collecteur inté- rieur,, lequel a un orifice d'évacuation.
Pour mieux comprendre l'invention et pour montrer comment elle peut être réalisée, on se réfèrera maintenant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une élévation en coupe d'un dé- tail d'un surchauffeur, et - les figures 2 à 4 sont des vues en perspective schématiques de'parties de trois surchauffeurs utilisant le détail de la-figure* 1.
Les surchauffeurs sont destinés chacun à être uti- lisé comme surchauffeur à chauffage indépendant dans les in- stallations décrites dans les demandes de brevet belgen 424.425 et 424.426. ' Chaque surchauffeur a un ensemble principal compre nant des enceintes cylindriques intérieure et extérieure, ou collecteurs, 1, 2, disposés axialement. L'espace annulaire 3 ainsi formé est relié, soit directement à la chaudière (n@ montrée)de ladite installation, soit,en variante, à l'espace entre les enveloppes intérieure et extérieure de la turbine
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d'économie (non montrée), ce dernier espace étant alimenté par de la vapeur venant de la chaudière.
L'enveloppe intérieu- re 1 est reliée à l'enveloppe intérieure de la turbine d'é- conomie. Urle multiplicité de bossages 4 (figure 1) est formée au sommet de l'enceinte'extérieure 2 et une.ouverture verti- 'cale 5 est formée à traverr chaque bossage. Immédiatement en dessous de chaque ouverture 5 l'enceinte intérieure 1 a un autre bossage 6 au travers duquel est formé un trou taraudé
7., L'extrémité inférieure d'un \tube vertical 8 est vissé dans le trou taraudé 7 et un collier,9 est vissé sur l'extrémité supérieure du tube 8.
L'extrémité inférieure d'une colonne
10 concentrique au tube 8 est soudée au bossage associé 4 et l'extrémité supérieure de la colonne 10 est soudée à la péri- phérie de l'extrémité inférieure du collier associé 9. Un es- pace annulaire Il disposé verticalement est par suite formé antre chaaue colonne montante 10 et le''tube associé 8, ces espaces 11 communiquant avec l'espace annulaire 3 disposé horizontalement entre les enceintes intérieure et extérieure
1, 2 puisque les tubes 8 passent avec jeu à travers leurs ouvertures associées 5.
L'enceinte extérieure 2 a une entrée (non montrée) pour conduire 'de la vapeur de la. chaudière principale à lies- pace annulaire 3 disposé horizontalement. Des sorties (non montrées à la figure 1) distribuées le long de l'enceinte ex- térieure 2 mènentà des tubes de surchauffeur 12 et chaque tube
12 après son passage à travers les moyens de chauffage du sur- chauffeur (non montrés) est soudé à la périphérie de l'extré- mité supérieure de l'un des colliers 9.
' Dans le fonctionnement de chaque surchauffeur la vapeur à la température et à la pression de la chaudière est contenue dans l'espace 3 entre les deux enceintes 1, 2 et s'é-
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coule de cet espace, par les sorties, directement ou fina.- lement aux tubes surchauffeurs 12. La vapeur surchauffée est conduite aux extrémités supérieures des tubes verticaux 11 et de la passe à l'enceinte intérieure 1 De l'enceinte intérieu- re, la vapeur surchauffée est 'la turbine d'éco- nomie de l'installation décrite dans les demandes de brevet belge n 424.425 et 424.426.
L'enceinte intérieure 1 contient de la vaneur à. haute température et à haute pression, et de la. vapeur à la pression et à la température de la chaudière agit à l'exté- rieur de cette enceinte. La différence des pressions agissant sur les.parois intérieure et extérieure de l'enceinte inté- rieure 1 est égale à la chute de pression à travers les tubes de surchauffeur 12 et cette chute est faible.
A cause de cela le collecteur ou enceinte intérieure 1 peut être faite avan- tageusement d'acier ferritique puisqu'elle n'est pas soumise à de grandes fatigues mécaniques. L'enceinte extérieure 2 peut être faite aussi d'acier ferritique puisqu'elle n'est ' pas soumise à très haute température. Le. collier 9 et les tu- bes surchauffeurs 12 sont soumis à haute température et à des fatigues mécaniques sérieuses et sont faits par conséquent., d'acier austéanitique ou d'autre matériau capable de conser- ver une résistance raisonnable à haute température.
,
Les colonnes montantes 10 sont avantageusement fai- tes de deux parties, leur,partie supérieure 10A étant d'acier austénitique ou d'autre matériau capable de conserver une ré- sistance raisonnable à haute température et la partie infé- rieure 10B étant d'acier ferritique, une soudure de transi- tion 13 se trouvant entre ces deux parties. Le tube vertical 8 à l'intérieur de la colonne montante 10 est seulement un t be écran et.n'a pas besoin d'être en un matériau spécial.
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L'enceinte intérieure 1 peut être de construction composée semblable au tube formant noyau mentionne dans la demande de brevet britannique 31.322/54, en sorte de minimi- ser l'écoulement de chaleur de la vapeur surchauffée à la va.- peur s'écoulant vers les tubes surchauffeurs.
Le surchauffeur de la figure 2 a l'enceinte ex- térieure 2 reliée par un ou plusieurs tubes de liaison 14 à un collecteur 15.d'entrée. DE? multiples tubes surchauffeurs
12A conduisent du collecteur d'entrée 15 à un collecteur d'écoulement 16. Les tubes 12 vont du collecteur d'écoulement
16 à travers les agencements de colonne montante, de collier et de tube tels que décrits en détail au sujet de la figure 1, à l'enceinte intérieure 1. Pour la simplicité de la représen- tation lesdits agencements sont omis à la figure 2. Les tu- bes 12A sont recourbés pour enfermer un espace 17 et les tu- bes 12 sont recourbés pour enfermer un espace 18.
Le surhhauf. feur a un certain nombre de brûleurs (non montrés) dont les flammes, en cours de marche, sont situées dans les espac,es
17 et 18.
Figure 3 montre un surchauffeur de type à foyer unique. L'enceinte- extérieure ? est reliée par un ou plusieur tubes de liaison .14 à um collecteur d'entrée 15 et les tubes surchauffeurs 12 vont du collecteur à entrée 15, à travers les agencements de colonne montante, de collier et de 'tubes,- tels que décrits en détail au sujet de la figure l, à l'encei@ te intérieure 1. Le surchauffeur a un certain nombre de brû- leurs (non montres) dont les flammes, en cours de marche, sont situées dans l'espace 18.
Une forme en variante de la coception à foyer uni- que est montrée à la figure 4. Les tubes surchauffeurs 12 dans ce cas vont directement, de l'enceinte extérieure 2 à travers des agencements de colonnes montantes de collier et
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tubes tels que décrits en détails au sujet de la figure l,à l'enceinte intérieure 1. Des brûleurs sont situes dans l'es- pace enfermé 18.
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1.- Surchauffeur comprenant un collecteur extérieur un collecteur intérieur dans le collecteur extérieur, ledit collecteur intérieur ayant une entrée pour être reliée à une chaudière, et le collecteur extérieur ayant une sortie ou des sorties communiquant avec l'une des extrémités de chacun des tubes d'une multiplicité de tubes surchauffeurs, l'autre ex- trémité, de chaque tube communiquant avec le collecteur inté- rieur lequel a un orifice d'évacuation.
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"IMPROVEMENT FOR SUPERHEATERS" .-
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The present invention relates to superheaters.
According to the present invention, there is provided a superheater comprising an outer manifold, an inner manifold in the outer manifold, said inner manifold having an inlet intended to be connected to. a boiler, and the external manifold having an outlet, or outlets, communicating with one end of each of the tubes of a multiplicity of superheater tubes, the other end of each. tube communicating with the internal manifold, which has an evacuation orifice.
In order to better understand the invention and to show how it can be implemented, reference will now be made to the accompanying drawings, in which: - Figure 1 is a sectional elevation of a detail of a superheater, and - Figures 2 to 4 are schematic perspective views of three superheaters using the detail of Figure * 1.
The superheaters are each intended to be used as an independent heating superheater in the installations described in belgen patent applications 424,425 and 424,426. Each superheater has a main assembly comprising inner and outer cylindrical enclosures, or collectors, 1, 2, arranged axially. The annular space 3 thus formed is connected either directly to the boiler (n @ shown) of said installation, or, as a variant, to the space between the inner and outer casings of the turbine.
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economy (not shown), the latter space being supplied by steam coming from the boiler.
The inner casing 1 is connected to the inner casing of the economy turbine. A multiplicity of bosses 4 (Figure 1) is formed at the top of the outer enclosure 2 and a vertical opening 5 is formed through each boss. Immediately below each opening 5 the interior enclosure 1 has another boss 6 through which a tapped hole is formed.
7., The lower end of a vertical tube 8 is screwed into the threaded hole 7 and a collar, 9 is screwed onto the upper end of the tube 8.
The lower end of a column
10 concentric with the tube 8 is welded to the associated boss 4 and the upper end of the column 10 is welded to the periphery of the lower end of the associated collar 9. A vertically disposed annular space II is therefore formed between chaaue riser 10 and the associated tube 8, these spaces 11 communicating with the annular space 3 arranged horizontally between the inner and outer enclosures
1, 2 since the tubes 8 pass with play through their associated openings 5.
The outer enclosure 2 has an inlet (not shown) for conducting steam from the. main boiler with annular space 3 arranged horizontally. Outlets (not shown in Figure 1) distributed along the outer enclosure 2 lead to superheater tubes 12 and each tube
12 after its passage through the heating means of the superheater (not shown) is welded to the periphery of the upper end of one of the collars 9.
'In the operation of each superheater, the steam at the temperature and at the pressure of the boiler is contained in the space 3 between the two enclosures 1, 2 and
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flows from this space, through the outlets, directly or finally to the superheater tubes 12. The superheated steam is conducted to the upper ends of the vertical tubes 11 and from the passage to the interior enclosure 1 From the interior enclosure, the superheated steam is the economics turbine of the installation described in Belgian patent applications 424,425 and 424,426.
The interior enclosure 1 contains the vaneur. high temperature and high pressure, and the. steam at the pressure and temperature of the boiler acts outside this chamber. The difference in the pressures acting on the inner and outer walls of the inner chamber 1 is equal to the pressure drop across the superheater tubes 12 and this drop is small.
Because of this, the collector or internal enclosure 1 can advantageously be made of ferritic steel since it is not subjected to great mechanical fatigue. The outer enclosure 2 can also be made of ferritic steel since it is not subjected to very high temperature. The. collar 9 and superheater tubes 12 are subjected to high temperature and serious mechanical fatigue and are therefore made of austanitic steel or other material capable of maintaining reasonable resistance at high temperature.
,
The risers 10 are advantageously made of two parts, their upper part 10A being of austenitic steel or other material capable of maintaining a reasonable resistance at high temperature and the lower part 10B being of steel. ferritic, with a transition weld 13 lying between these two parts. The vertical tube 8 inside the riser 10 is only a screen and does not need to be of special material.
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The inner enclosure 1 may be of a composite construction similar to the core tube mentioned in UK patent application 31.322 / 54, so as to minimize the heat flow of the superheated steam at the vent flowing. to the superheater tubes.
The superheater of FIG. 2 has the external enclosure 2 connected by one or more connecting tubes 14 to an inlet manifold 15. OF? multiple superheater tubes
12A lead from the inlet header 15 to a flow header 16. Tubes 12 go from the flow header
16 through the riser, collar and tube arrangements as described in detail with respect to Figure 1, to the interior enclosure 1. For simplicity of illustration said arrangements are omitted in Figure 2. The tubes 12A are bent to enclose a space 17 and the tubes 12 are bent to enclose a space 18.
The surhhauf. burner has a number of burners (not shown), the flames of which, during operation, are located in the spaces.
17 and 18.
Figure 3 shows a single-hearth type superheater. The outer enclosure? is connected by one or more connecting tubes 14 to an inlet header 15 and the superheater tubes 12 run from the header to inlet 15, through the riser, collar and tube arrangements, as described in detail about figure 1, inside enclosure 1. The superheater has a number of burners (not watches), the flames of which, during operation, are located in space 18.
An alternative form of the single-hearth design is shown in Figure 4. The superheater tubes 12 in this case run directly from the outer enclosure 2 through collar riser arrangements and.
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Tubes as described in detail with respect to Figure 1 to the interior enclosure 1. Burners are located in the enclosed space 18.
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1.- Superheater comprising an external manifold an internal manifold in the external manifold, said internal manifold having an inlet to be connected to a boiler, and the external manifold having an outlet or outlets communicating with one of the ends of each of the tubes a multiplicity of superheater tubes, the other end, of each tube communicating with the internal manifold which has an evacuation orifice.