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Perfectionnements aux générateurs de vapeur,
La présente invention concerne des génératiquer de vapeur et, plue précisément, des générateurs de vapeur du type vertical dans lesquels la surface chauffante est formée par des tubes pla ces dans une enveloppe cylindrique verticale contenant le liquide' à vaporiser et entourés par une chicane, dont l'espace intérieur .
forme un passage de montée pour le mélange vapeur-liquide résul- tant de la vaporisation et qui est séparée de l'enveloppe par un intervalle annulaire forment un passage de descente ou de décharge pour le liquide, l'enveloppe contenant également des séparateurs qui reçoivent le mélange et le séparent en une fraction vapeur qui , est conduite vers une sortie prévue à la partie supérieure de l'en- veloppe et une fraction eau qui passe dans le passage de descente. :
Le terne "générateur de vapeur vertical" utilisé dans cemémoire, "
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désigne un générateur présentant ces caractéristiques.
Dans ces générateurs de vapeur verticaux, les tubes de chauffage sont en général des tubes en U dont les extrémités sont r cordées à des collecteurs d'entrée et de sortie dans la partie infé- rieure de 1'enveloppe. Toutefois, dans le générateur suivant 1'in vention, les tubes sont rectilignes, s'étendant entre des collec t'Burs situés à des niveaux différents dans l'enveloppe, et les collecteurs d'entrée sont raccordés à une source de fluide de chauffage située à l'extérieur de l'enveloppe par des tuyaux de raccordement qui sont disposés verticalement au voisinage de l'axe de l'enveloppa et traversent la paroi de l'enveloppe à un niveau situé au-dessus de celui des séparateurs sans traverser la paroi cylindrique de la chicane.
Ces particularités offrent un certain nombre d'avantages*
L'utilisation de tubes rectilignes au lieu de tubes en U a l'avantage que les fluides échangeurs de chaleur circulent exclu sivement à contre-courant, de sorte que la transmission '.) de la c ha leur s'effectue dans les conditions les plus favorables.
En évi- tant Je percer la paroi de la chicane, on élimine une source d'en... nuis de fonctionnement, à savoir le risque qu'une fuite établisse une communication entre les passages de montée et de descente, ce qui pourrait déranger la circulation naturelle du liquide à vaporise! De plus, en s'arrangeant pour que les tuyaux de raccordement montent au voisinage de l'axe de l'enveloppe et sortent ensuite à travers la paroi de celle-ci, on réalise l'équivalent d'une anse de dilata- tion qui évite les ennuis résultant de la différence de dilatation thermique de l'enveloppe et des tubes.
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, les séparateurs qui peuvent être de tout type connu et, en particulier, du type cyclone bien connu, sont disposés en une couronne dans un prolongement supérieur de la chicane. De plus, les tubes sont groupés en faisceaux qui se terminent chacun dans des tubulures
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d'entrée et de sortie et les tubulures sont raccordées en groupes aux collecteurs centrée et de sortie.. '
Afin de bien comprendre la présente invention, un exem- ple d'une chaudière à vapeur suivant l'invention sera décrit ci après, il titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans.,' ! lesquels la Fig 1 est une coupe verticale schématique de la chaudière;
la fige 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fig.1
La chaudière comporte une enveloppe cylindrique 10 dont,,,, l'axe est vertical et qui contient des tubes de chauffage 12 Ces . tubas sont représentés reotilignes dans les dessins mais ne sont pas nécessairement strictement rectilignes. Ils peuvent, par exemple suivre'un trajet hélicoïdal ou autre pourvu qu'ils s'étendent sans interruption dans le sens général de l'axe de l'enveloppe.
L'eau à vaporiser est débitée par une entrée 14 dans la , partie supérieure de l'enveloppe et par une rampe d'alimentation annulaire 15. La vapeur produite dans la chaudière quitte l'envelop' pe par une sortie 16 à sa partie supérieure. Le fluide de chauffage qui peut être de la vapeur d'eau ou une autre vapeur ou un gaz, est Introduit par un certain nombre d'entrées 18 dans la partie supérieure de l'enveloppe et sort par les sorties 20 situées au bas de l'enveloppe après être passé dans les tubes 12.
Les tubes sont protégés par une chicane cylindrique 22 qui est ouverte à sa partie inférieure et fermée à sa partie supé- rieure. Juste au-dessus des extrémités supérieures des tubes, la chicane est étranglée pour former un col 23 avant de s'évaser à nouveau pour former un logement pour une couronne 25 de sépara- teurs. Ces séparateurs ne sont pas représentés parce qu'il s'agit d'appareils standard niais on peut supposer qu'il s'agit de sépa- rateurs centrifuges du type cyclone.
L'eau à vaporiser descend par l'intervalle 24 séparant l'enveloppe de la chicane, qui sert de passage de descente, et remon- te par l'intérieur de la chicane qui sert de passage de montée
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pour le mélange de vapeur et d'eau produit par échange de chaleur avec le fluide de chauffage mis en circulation, .dans les tubes 12.
Ce mélange est reçu par les séparateurs 25 d'où une fraction vapeur monte, comme indiqué par la flèche a et passe par des sécheurs 26 avant de sortir par la sortie 16 et une fraction eau descend, comme indiqué par la flèche b dans le passage de des cente 24.
Les tubes de chauffage forment des faisceaux 27, les tubes de chaque faisceau se terminant dans une tubulure d'entré, 28 et une tubulure de sortie 29. Les tubulures sont elles-mêmes groupées et raccordées par des tuyaux 30 31 à des collecteurs d'entrée 32 et des collecteurs de sortie 33. Chaque faisceau peut, par exemple être formé de 37 tubes et 6 collecteurs peuvent par exemple être prévus à chaque extrémité.
A l'extrémité de sortie, les collecteurs 33 comportent des tuyaux de raccordement 34 qui sortent tout droit de l'enveloppe.
Aucun problème ne se pose à cet endroit puisque l'enveloppe n'est pas encombrée par d'autres éléments que les tubes, tubulures ou col- lecteurs.
A l'extrémité supérieure, la situation est différente.
La façon la plus simple consiste à utiliser des tuyaux de raccor- dement qui suivent le chemin le plus court et le plus naturel, c'est-à-dire qui s'étendent radialement vers l'extérieur. Dans ce cas, les tuyaux doivent traverser la paroi de la chicane formant le passage de descente ainsi que la paroi de l'enveloppe, ce qui né- cessite la réalisation d'un joint parfaitement étanche entre les tuyaux et la chicane parce qu'une fuite à cet endroit pourrait déranger la circulation naturelle de l'eau et avoir des effets désastreux. De plus, cette façon de procéder pose un sérieux pro- blème de dilatation thermique. Les tubes 12 sont en général assez longs, 8 pieds (2,4 m) ou plus, et leur température est notablement supérieure à celle de l'enveloppe qui est refroidie par l'eau d'ali- mentation .
Les collecteurs, au moins à une extrémité, doivent par
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conéquent être libres de se déplacer axialemetn sans soumettre les tuyaux de raccordement à des contraintes que les collecteruxs ou la chicane pourraient difficilement supporter.
On résout ces problèmes dans la construction représentée en faisant en sorte que les tuyaux de raccordement 36 qui partent des collecteurs 32 montent au voisinage de l'axe de 1'enveloppe . jusque un niveau situé au-dessus de celui des séparateurs 25 et traversent ensuite la paroi de l'enveloppe sans traverser la paroi.
de la chicane 22 Il suffit donc de traverser l'extrémité supérieu- re fermée de la chicane ce qui n'entraîne pas de conséquences car à det endroit, une fuite n'a pas grande Importance. Ce montage Implique également au moins un changement de direction notable des tuyaux 36 et une longuer radiale notable de ces tuyaux, de sorte que les tuyaux forment en fait une anse de dilatation per- mettant aux collecteurs 32 de se déplacer axialement dans une meus re substantielle par rapport à l'enveloppe sans exercer des cojntrai tes excessives sur des Joints qui doivent être maintenus étanches
La construction représentée et décrite plus haut a 1'avan tage d'être simple et compacte et,
en outre, d'assurer une transmis. sien de la chaleur et un fonctionnement général efficaces.
R E V E N D C A T I O N S
1 - Générateur de vapeur vertical du type spécifiée ca- ractérisé en ce que les tubes de chauffage s'étendent entre des col- lecteurs situés à des niveaux différents dans l'enveloppe et les col- lecteurs d'entrée sont raccordés à une source' de fluide de chauffage. située à l'extérieur de l'enveloppe par des tuyaux de raccordement qui montent verticalement au voisinage de l'axe de l'enveloppe et traversent la paroi de l'enveloppe à un niveau situé au-dessus de celui des séparateurs sans traverser la paroi cylindrique de la chicane.
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