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"Chaudière verticale à vapeur, à circulation forcée, équipée de fais- ceaux tubulaires annulaires multiples et indépendants."
La chaudière faisant l'objet de l'invention se compose essentiel- lement d'un corps cylindrique vertical formant foyer et muni d'un re- vêtement réfractaire et dont la paroi intérieure est revêtue de fais- ceaux tubulaires annulaires indépendants et multiples délimitant le foyer. Elle comporte également un collecteur distributeur de vapeur de longueur appropriée, disposé verticalement et auquel sont reliés, de manière indépendante, les faisceaux tubulaires du foyer. Cette disposi- tion particulière permet de réaliser un échange thermique élevé par rayonnement et de rendre possible, par conséquent, des productions très élevées de vapeur.
A titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution
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et de variantes sont représentées aux dessins annexés dans lescules : '
La fig. 1 es tune vue en élévation et en coupe verticale partiel- le d'une première forme d'exécution d'une chaudière suivant l'inven- tion équipée d'un seul collecteur-réservoir de vapeur.
La fig. 2 est une vue semblable à la. première, montrant une se- conde forme d'exécution d'une chaudière équipée de deux collecteurs- réservoirs indépendants de vapeur.
La fig. 3 représente une troisième forme d'exécution d'une chau- dière équipée de trois collecteurs-réservoirs indépendants de vapeur..
La fig. 1 représente un premier type de chaudière suivant l'in- vention pouvant assurer une production de vapeur de 50 kgs vapeur/ heure jusqu'à 20 tonnes vapeur/heure et plus.
Le corps rond vertical (1) formant foyer se compose d'un casing. métallique (lA) recouvert extérieurement d'un chemisage (2), et d'une paroi réfractaire (3) ; ledit corps rond est revêtu intérieurement et ce, sur toute la hauteur de sa paroi verticale d'un faisceau de tubes' de faible diamètre (4).
Cette disposition particulière permet un très important échange thermique par rayonnement ce qui rend possible une production très élevée de vapeur.
D'autre part, ledit faisceau tubulaire (4) est constitué par un très grand nombre de circu its annulaires $dépendants; chacun de ces circuits prenant son départ depuis une prise-distributeur commun (5) qui est alimenté par une pompe rotative multicellulaire (6) à très haute pression et à grande vitesse. La prise de sortie de chacun des- dits circuits indépendants aboutit au réservoir-collecteur de vapeur (15) monté verticalement et parallèlement par rapport au corps de foyer (1).
Chaque prise de sortie porte, à proximité de son point de départ, une soupape (7) et un manomètre (8) et une soupape (9) à son embran- chement au collecteur de vapeur (15),
De cette disposition particulière dé-coulent plusieurs avantages a) chaque circuit peu t être mis instantanément sous pression, ce qui est, dans le cas d'un démarrage ou d'un arrêt rapide et surtout lors- qu'il s'agit de chaudières de grandes dimensions, très important pour
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obtenir un bon fonctionnement. b) par la régulation du jeu de soupapes (7) et (9) au départ et à la sortie il est possible d'approprier exactement le circuit à l'exigen- ce de l'allure de chauffe, ce qui permet de réaliser un échange thor- mique variable en fonction des variations très fortes de la demande et de la production de vapeur.
c) dans le cas de la rupture d'un tube dans le circuit on peut à vo- lonté, refermer les soupapes et ainsi isoler le circuit correspondant sans qu'il soit nécessaire d'arrêter la chaudière ou de réduire l'al- lure de chauffe. La rupture d'un tube est décelée par le manomètre (8) correspondant placé à la sortie de chacun des circuits. Ce manomè- tre sert également de témoin pour le contrôle de la mise sous pression d'un des circuits du faisceau, et cc, sans tenir compte de la pression de la pompe de circulation (6). Les faisceaux des circuits des tubes (4) peuvent, dans le cas où l'on désire augmenter la surface de chauf- fe, être disposés en anneaux concentriques de plus en plus nombreux.
La partie centrale du corps de foyer vertical est libre pour permettre à favoriser une grande vitesse de combustion et d'échappe- ment des gaz. Cette partie centrale est obturée d'une manière particu- lière par un tronc (10) pourvu de chicanes réfractaires rondes (Il) de manière à obliger les gaz à circuler le long de la paroi et à traver- ser une série de faisceaux disposés dans la partie haute du corps de foyer, dans le but d'augmenter les échanges calorifiques, notamment dans la partie supérieure du foyer et à proximité de la sortie vers la cheminée.
La partie supérieure du corps de foyer est recouverte par un dôme (12) réfractaire et enlevable dans le but de permettre le contrU- le des divers faisceaux, leur enlèvement et leur remise en place dans le cas de réparation et également pour permettre le nettoyage.
Sur la partie supérieure du dôme (12) est prévu le trou d'homme (13) constituant l'accès de visite et pourvu d'un couvercle-trappe d'explosion. D'autres trappes d'explosion (13A) sont disposées sur le côté du collecteur de sortie des fumées (14) à la partie 13 plus hau- te du foyer c'est-à-dire sur la cheminée de départ des gaz.
Le collecteur-réservoir de vapeur (15) est lui aussi vertical et
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est disposé à proximité du corps de foyer (1). Il est constitué, es- sentiellement, par un corps cylindrique en acier et est pourvu sur sa hauteur, de plusieurs prises (16) pour récolter la vapeur venant des faisceaux (4). Ce collecteur est muni d'une soupape de sûreté (17), d'un manomètre (18), d'une prise de vapeur (18A), d'une prise de re- circulation à la partie la plus basse pour la pompe de recirculation;
ainsi que d'une prise pour la pompe alimentaire (19) qui introduit de. l'eau réchauffée, reprise dans la partie haute du foyer, vers la par- tie basse du collecteur -réservoir,
Dans cette partie basse de ce réservoir de vapeur est donc opéré le mélange d'eau réchauffé et d'eau sous pression recueilli du mélange vapeur-eau sortant des divers circuits de faisceaux. Cette partie basse du réservoir de vapeur (15) est muni des indicateurs de niveau (20), de plusieurs régulateurs de niveau et d'autres accessoires eventuels.
Il est à noter que chaque prise d'introduction venant du faisceau tubulaire (4) est équipée d'un pulvérisateur (21) dans le réservoir- collecteur (15) dans le but de disperser le mélange eau-vapeur et d' en faciliter la séparation.
La description donnée ci-dessus est générale et n'a d'autre but , que d'exposer les principes de fonctionnement de la chaudière faisant l'objet de l'invention.
Les principes ênoncés ci-dessus et illustrés par la fig. 1 sont . strictement applicables à la forme d'exécution représentée à la fig.
1, c'est-à-dire aux chaudières destinées à produire de 50 kg vapeur/ heure jusqu'à 20 tonnes/heure. Cependant, la production de vapeur peut être augmentée jusqu'à 300 tonnes/heure et 600 tonnes/heure si néces- . sairc, sur très grandes unités.
Dans le cas d'une chaudière de 50 kg vapeur/heure et jusqu'à 20 tonnes vapeur/heure on met en oeuvre une chaudière comportant un seul récipient de vapeur avec un seul corps de foyer prenant des dimensions de plus en plus larges (voir fig. 1).
S'il s'agit d'une chaudière de 25 tonnes vapeur/heure et jus- qu'à 50 tonnes vapeur/heure, on met en oeuvre deux récipients à va- peur avec un seul corps foyer (voir fig. 2). Ces deux récipients de
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vapeur subdivisent la chaudière en deux parties théoriques distinctes, @ soit une partie basse pression et une partie haute pression (voir fig. 2).
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3 il est mis en oeuvre une chaudière variant en capacité de - 7S tonnes vapeur/heure jusqu'à = 150 tonnes vapeur/heure et alimentant trois réservoirs- récipients de vapeur (basse, moyenne et haute pression).
Dans ce cas, la chaudière est subdivisée en trois parties, soit : la partie basse-pression (réchauffeur d'eau), la partie moyenne- pression et la partie haute-pression.
Ces subdivisions théoriques font apparaître les avantages que peut procurer ce nouveau type de chaudière, notamment en ce qui con- cerne le fait que les subdivisions de cette chaudière sont indépendan- tes les unes des autres. On peut done dans chaque cas appliquer des formes et des données différentes, soit dans le mode de construction des chaudières,soit dans le choix des pressions. Ceci conduit à des économies appréciables lors de la construction ou bien lors du fonc- tionnement, le principe de l'invention étant toujours d'application.
Un point particulier d'utilisation est le mode de chauffe do ce type de chaudière : on peut mettre en oeuvre soit la chauffe au mazout, soit au gaz, au charbon ou au moyen d'autres combustibles, ce qui n'est pas le cas pour une chaudière appropriée à un seul moyen de chauffa,
Au point de vue théorique, le nombre de r6cipients à vapeur et avec lui le nombre des paliers de pression peuvent varier suivant le domaine particulier d'application.
Par ailleurs la chaudière ou plutôt le type de chaudière qui fait l'objet de la présente invention présente des avantages appréciables sur les chaudières connues et utilisées à ce jour, notamment :
1) dans le cas d'utilisation dans les centrales thermiques, on peut avec la chaudière suivant l'invention alimenter un groupe de turbine, de façon que chaque collecteur de vapeur alimente un étage (HP-MP-BP) de turbine, ce qui procurerait une économie appréciable de construction du groupe-turbine.
2) dans le cas des chaudières à moyenne production, on dispose,
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suivant l'invention, de vapeur a haute et a moyenne pression, Il n'est @ donc plus nécessaire de prévoir ou d'installer des appareils de déten- . te et de surchau ±fe de vapeur,
3) dans le c as de chaudières à petites capacités, on peut produi-- re de la vapeur à très basse pression, moyenne pression et très haute pression sans qu'il soit nécessaire de disposer d'appareils de déten- te ou de surchauffe.
La même chaudière peut produire de la vapeur à basse, moyenne et haute pression sans qu'il soit nécessaire de prévoir une chaudière pour chacune des pressions désirées.