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Poutre pour la reprise des charges dans les maçonneries exposées à des températures élevées.
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L'entretien des garnitures réfractaires et les réparations des foyers des chaudières présentent tou- jours des difficultés, particulièrement graves lorsque ces chaudières sont équipées avec des grilles à poussoir ou au. combustible pulvérisé, dont les chambes de com- bustion sont plus importantes, et aussi dans les géné- rateurs à grande surface de chauffe où les piédroits at- teignent huit à dix mètres et où par conséquent les points d'appui manquent pour poser les étais reprenant les charges au-dessus des zones endommagées.
Dans les chaudières équipées avec grilles à poussoir, les piédroits bien construits se désagrègent uniquement par la base et les causes de détérioration: chalumeaux, rentrées d'air froid, attaque des cendres, coups de ringards, sont localisés au-dessus du niveau des grilles. Par contre, à partir d'une hauteur de deux à trois mètres, les garnitures réfractaires résistent parfaitement aux températures développées et se conser- veraient en bon état si elles n'étayent pas
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continuellement sapées dans leurs fondements. le dé- chaussement des assises inférieures ainsi rongées par le feu, apporte à la longue un déséquilibre dans toute la maçonnerie et risque de provoquer le renversement des assises supérieures pendant la marche de ces foyers.
Pour redresser les piédroits et leur redonner de lTa- plomb, la réfection des assises inférieures doit être entreprise tous les ans ou tous les six mois, suivant le servide demandé aux générateurs et ces réparations ne peuvent manquer, peu à peu, d'augmenter leur insta- bilité. Les grilles nétant pas construites pour sup- porter de fortes charges, les fumistes doivent recourir à des moyens de fortune pour étançonner et se trouvent fort gênés pour exécuter convenablement les travaux d'entretien qui deviennent de plus en plus dangereux pour le personnel.
Au bout de quelques années, les exploi- tants des centrales électriques se trouvent par suite dans ltobligation de démolir les assises supérieures des. piédroits qui menacent de s'écrouler, alors que si leur charge était reprise sur une surface d'appui stable, elles n'auraient aucun besoin d'être remplacées et pour- raient sans doute être conservées aussi longtemps que le générateur.
Les dispositions jusqu'ici envisagées en fumis- terie pour obvier à ces inconvénients, ne peuvent être considérées que comme des palliatifs et elles présentent elles-mêmes d'autres inconvénients. Tels sont les re- vêtements formant rampants à la base des piédroits qui réduisent la surface des grilles et par suite le rende- ment des chaudières. De même, les voûtes de décharge dont les piliers se désagrègent et dont les cintres ne -permettent pas l'emploi d'appareill ges à emboîtements
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qui évitent les déformations données par la dilatation.
Dans les chaudières équipées au combustible pul- vérisé, les chambres de combustion sont très hautes, en- tièrement garnies de parois à travers lesquelles circule l'air secondaire. La majeure partie du faisceau tubu- laire des chaudières se trouve suspendue au-dessus de ces chambres. Par suite, les maçonneries garnissant les générateurs doivent être reprises par des poutres, non seulement pour faciliter les réparations mais parce que les parois creuses ne peuvent supporter aucune charge.
Lorsque les chambres de combustion sont garnies d'écrans d'eau latéraux, lesconsoles pour le passage des tubes dans les maçonneries, ne peuvent servir d'ap- pui à des parois ayant plus de quelques mètres de hau- teur. En effet, les faisceaux d'écrans d'eau sortant de la chambre de combustion au niveau du nez de la voûte dans une zone où la température est très élevée, sont susceptibles de causer des accidents. De plus; les maçonneries qui surplombent ces tubes peuvent néces- siter des réparations par suite des refroidissements brusques qui ont tendance à provoquer l'éclatement des matériaux réfractaires.
Comme la pose d'étais à une quinzaine de mètres du sol entraîne des frais importants et des arrêts pro- longés, il est indispensable d'adopter des dispositions pour que les exploitants puissent procéder facilement aux réfections et ne soient pas contraints de démolir les garnitures réfractaires placées au-dessus des cham- bres de combustion et de les reconstruire entièrement.
La présente invention a pour objet un appareil- lage de construction simple, applicable à toutes maçon- neries exposées à des températures élevées, capable
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de supporter les charges placées au-dessus'de lui,¯ ré- sistant aux températures élevées pour durer plus long- temps et partageant les piédroits en deux parties rendues indépendantes l'une de l'autre de façon que toutes réparations et modifications nécessaires puis- sent être opérées sur le piédroit inférieur sans que le piédroit supérieur soit intéressé.
Les caractéristiques principales et avantages de cet appareillage ressortiront d'ailleurs de la des- cription qui va suivre, et qui se réfère au dessin annexé,, donné uniquement à titre d'exemple et dans le- quel:
La figure 1 est une coupe verticale, suiyant A-B de la figure 2, d'un piédroit de chaudière à grille.
La figure la est une coupe suivant C-D (Fig.l).
La figure 2 est une vue de face du piédroit d'une chaudière à grille équipé suivant l' invention.
La figure 3 est une coupe verticale suivant E-F de la figure 4, d'un piédroit de chaudière au charbon pulvérisé.
La figure 4 est une vue de face du piédroit d'une chaudière à charbon pulvérisé équipé suivant l'invention.
La figure 5 est une coupe suivant K-L (Fig.3) du masque du piédroit.
La figure 6 est une coupe suivant M-N (Fig.3) du masque et .de la poutre.
Dans l'exemple d'exécution représenté, l'appa- reillage objet de l'invention est caractérisé essen- tiellemernt par une poutre 1, préférablement en treil- lis, placée à l'intérieur du piédroit à une hauteur convenable, soutenue par des poteaux 2 qui reportent sur le bâtiment ou sur le plancher de chauffe 3, la charge de la partie supérieure de la garniture réfrac- taire qui ne se détériore pas à l'usage.
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La pputre en treillis 1 calculée suivant la portée et l'importance de la charge, est composée de profilés assemblés formant les montants 4 et entre- toisant les semelles 5. Les fers 11 placés à la par- tie supérieure de cette poutre, ainsi que les semelles supérieures 5, protégée du feu par des consoles en fonte 6, débordent pour reprendre le porte-à-faux des maçon- neries. Des caissons en acier moulé 7 portant des ailes 8 et disposés de place en place, servent à accro- cher les pièces réfractaires.
L'étanchéité de la chambre de,combustion est assurée par des tôles 9 fixées sur les fers 11, sur les consoles 6 et les caissons en. acier moulé 7 au. droit du montant le plus rapproché du feu. Ces panneaux cloi- sonnent sur trois faces la poutre composée sans toucher son cadre qui, dans ces conditions, se trouve parfaite- ment à l'abri du foyer.
Toutes les parties métalliques, même les arma- tures d'accrochage des briques, sont refroidies par l'air ambiant qui circule librement autour et le long ,des pièces d'acier et de fonte. Dtautre part, un mas- que 10 formé de pièces à emboîtements préserve de la chaleur et du rayonnement ces parties métalliques dont les plus rapprochées du feu sont facilement remplaçables par sections sans entraîner la démolition des piédroits supportés par la poutre.
Dans le cas particulier, dont un exemple est représenté aux figures 3 à 6, des chaudières équipées au combustible pulvérisé, généralement suspendues à une grande hauteur, et par conséquent placées dans un bâti- ment solidement construit, les poutres 1 peuvent être supportées, soit par des poutres reliées aux poteaux de la chaufferie, soit par les armatures de la chambre
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de combustion convenablement renforcées.
Dans le cas, dont un exemple est représente figures 1 et 2, des chaudières équipées avec des gril- les, le plancher de chauffe, peu éloigné du bouilleur inférieur, porte les grilles, moteurs, arbres de com- mande, regards, nécessaires à la conduite des feux.
Les zones de la maçonnerie susceptibles de se désagré- ger fréquemment ne dépassent pas trois ou quatre mètres au-dessus des grilles, la charge des poutres 1 doit être reportée sur les poutres maîtresses 12 du plancher de chauffe, par 1* intermédiaire de poteaux métalliques
2 parfaitement isolés, et munis de sabots en fonte 13 compensant la dilatation. Lorsque ces poteaux ne peu - vent être montés à la hauteur voulue, comme dans les chaudières à double façade par exemple, des traçons 14 réservés dans la poutre en treillis, permettent de contourner les obstacles, et dréquilibrer sur ces po- teaux toute la charge des maçonneries garnissant la partie supérieure des générateurs.
Les armatures de la chambre de combustion des chaudières équipées avec grilles ou au combustible pul- vérisé entretoisent les poutres 1 despiédroits et peu- vent suffire à empêcher le flambage et la déformation de ces poutres en treillis. Toutefois, des entretoises peuvent encore être disposées dans la façade.
Les parois des chambres de combustion sont.donc divisées par cette poutre 1 en deux piédroits distincts placés l'un au-dessus de l'autre et complètement indé- pendants. Du côté extérieur, ces piédroits s'étagent sur la même verticale tandis que du côté du feu, les assises supérieures sont montées légèrement en retrait par rapport aux assises inférieures et forment ainsi un décrochement permettant la construction drun masque 10
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suffisamment épais pour isoler parfaitement la poutre.
Ce décalage n'offre pas l'inconvénient des rampants au droit des grilles qui se .décollent rapidement lorsque ils ont une grande longueur. Les court-circuits de gaz de la combustion peuvent être évités en comblant les vides au droit des chicanes, soit par des saillies du piédroit, soit par des pièces réfractaires de di- mentions appropriées et portées par les tubes.
Les deux piédroits superposés sont préférable- ment construits suivant le procédé décrit dans le brevet belge n 334.258 du même inventeur qui con- siste d'une part à relier par des emboîtements les piè- ces réfractaires, de manière que chacune d'elles se trouve toujours accrochée et, d'autre part, à encastrer solidement ces parois sur des armatures métalliques formant une carcasse rigide. Ces appareillages com- portant deux chemises distinctes 15 et 16 réunies par des queues d'aronde 17, empêchent les pièces de se dé- boiter, se prêtent parfaitement aux mouvements de la dilatation grâce à une conicité calculée des diffé- rents modèles de blocs qui permettent du jeu dans cha- que point du système et facilitent les réparations du piédroit inférieur dont la paroi exposée au feu peut être aisément remplacée sans toucher à la paroi exté- rieure.
Comme indiqué dans le brevet .ci-dessus visé, @ les blocs de la chemise interne 15 sont ac- crochés sur des poutrelles verticales 20 faisant partie de l'armature de la chambre de combustion, ce qui per- met les dilatations tout en empêchant les déplacements des blocs dans le sens de l'épaisseur du piédroit.
Dans l'appareillage ainsi réalisé, pour la re- prise despharges des piédroits exposés à des tempéra- tures élevées et plus spécialement des piédroits des
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chambres de c ombustion, les parties* métalliques malgré leur proximité du feu, sont parfaitement à l'abri de la chaleur du foyer. Par contre, les zones dangereuses exposées à des températures pouvant dé- passer le point de fusion des meilleurs produits ré- fractaires, se trouvent comprises dans l'embrasure réservée sur toute la longueur du piédroit en dessous de cette poutre 1 et peuvent être facilement réparées, soit entièrement, soit par tronçons, sans apporter la . moindre perturbation dans l'équilibre, de la partie su- périeure.
Un autre avantage de l'invention est que la sup- pression de tout étançonnage facilite l'entretien des chambres de combustion en immobilisant moins longtemps la chaudière; les assises des maçonneries placées entre les poutres et la toiture des chaudières, qui reposent sur une base ferme et stable, ne sont désagrégées ni par le feu, ni par des reprises continuelles en sous-oeuvre et peuvent être considérées comme susceptibles d'as- surer le service aussi longtemps que le générateur.
L'installation de ces poutres 1 en treillis ne comporte pas de grosses dépenses et majore insensible- ment le prix de la fumisterie des chaudières car elles sont fort légères et remplacent un volume équivalent de matériaux réfractaires.
Il est entendu qu'on pourra apporter à l'appa- reillage ainsi décrit toutes variations d'application sans pour cela sortir du domaine de l'invention; en particulier- on pourra remplacer tel mode d'assemblage par tel autre et l'invention n'est pas limitée aux. dé- tails d'exécution représentés ou décrits, qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple.