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"Chaudière aquatubtulaire".
La présente invention concerne un générateur de vapeur sans corps cylindriques, du type à simple passe com- portant plusieurs éléments d'échange thermique successifs que le fluide parcourt les uns après les autres depuis l'en- trée jusqu'à la sortie sans recirculation, durant sa trans- formation en vapeur à température et pression élevées,,pour en sortir à l'état de vapeur surchauffée.
Il était difficile jusqu'à présent d'obtenir avec des chaudières de ce type de la vapeur convenablement sur- chauffée, pour le motif que l'endroit où la production de la vapeur cesse et où la surchauffe commence peut varier, et du fait, également, que les différents éléments de la chau- dière peuvent présenter des caractéristiques d'échange ther- @
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mique disparates. Il s'en.suit que le mélange de vapeur pro- venant des différents éléments peut avoir une chaleur de surchauffe indéterminée, différente ou variable, susceptible de gêner appréciablement son utilisation dans les turbines ou machines analogues, à moins qu'on ne soumette le mélange à une surchauffe corrective ou compensatrice, en un endroit déterminé à l'abri d'un chauffage excessif, ce qui constitue un des buts de la présente invention.
Il faut protéger con- tre un chauffage excessif les zones dans lesquelles l'évapo- ration est complète, même si elles changent d'emplacement du- rant le service.
La disposition des différents éléments décrite ci- dessus, par laquelle on obtient l'écoulement en simple passe de l'eau froide qui entre et de la vapeur surchauffée sortan- te, constitue en outre, en combinaison avec le mode d'écou- lement des gaz de combustion dont on prélève la chaleur, une autre caractéristique de la présente invention.
Un autre but encore de l'invention consiste à uti- liser les tubes d'échange thermique dans la plus grande me- sure possible pour construire les parois du foyer et rédui- re ainsi les difficultés et les frais qu'entraînent les constructions réfractaires, ainsi qu'à diminuer l'emmagasi- nage de la chaleur dans ces dernières, afin que la cnaudiè- re puisse réagir rapidement aux variations de charge.
La chaudière conforme à l'invention, tout en se prêtant très bien aux pressions et températures les plus élevées que nécessitent les installations de production d'é- nergie modernes, est surtout capable de fournir de très grands rendements, tels que demandés par les centrales d'énergie où on tend aujourd'hui à produire à l'aide d'une )
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chaudière unique, toute la vapeur destinée à alimenter une seule grosse turbine.
Afin de bien faire ressortir ces buts de l'invention, et d'autres encore, on décrira maintenant un de ses modes d'exécution à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins quelque peu schématiques ci-annexés. Sur ces dessins:
Fig. 1 est une coupe verticale suivant un plan passant de l'avant à l'arrière de la chaudière,
Fig. 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la. fig. 1.
La chaudière conforme à l'invention, représentée sur les dessins, comprend un foyer délimité par sa sole 1, son plafond 2 et ses parois latérales 3, 6, et comporte une cloison verticale 7 ne montant pas jusqu'au plafond 2, de manière à laisser subsister un passage horizontal 8 pour l'écoulement des gaz, lequel passage relie entre eux les deux passages verticaux 9, 10 permettant l'écoulement, de haut en bas, et de bas en haut respectivement, des gaz dégagés de la zône de combustion dans laquelle des brûleurs de combustible 11 sont situés. La paroi arrière 6 ne s'étendant pas jusqu'à la sole 1, il subsiste entre elles un passage horizontal 12 pour l'écoulement des gaz, lequel débouche dans le passage 13, où on peut placer un réchauffeur d'air 14.
Les gaz de combustion s'élèvent par ce passage pour en sortir en 15, tandis que l'air, entrant en 16 et défléchi par des chicanes 17, circule de haut en bas en contre-courant des gaz de cômbustion, contourne les ailettes directrices 18, et sort en 19 après avoir été chauffé à une température propice à la combustion.
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Les tubes générateurs sont disposés en faisceaux dans l'ordre qui sera décrit ci-dessous, l'eau qui entre dans l'élément économiseur 20, comme c'est indiqué en 21, y étant refoulée par une pompe d'alimentation (non représentée).
L'économiseur 20 situé à l'extrémité la moins chaude du passage vertical d'écoulement des gaz 10 comprend des tubes du type serpentin, indiqués en 22, disposés parallèlement et verticalement en série, débouchant d'une part dans le collecteur 23 relié à l'entrée d'eau 21, et d'autre part dans le collecteur supérieur 24 communiquant avec un conduit 25, débouchant dans le collecteur supérieur 26 de l'écran 27 destiné à intercepter les scories et à protéger le surchauffeur.
Comme c'est représenté, l'écran à scories 27, servant également à protéger le surchauffeur contre un rayonnement excessif de chaleur, se trouve dans le passage de gaz 9 s'étendant de bas en haut, et le raccord d'eau de l'économiseur 20 étant relié au collecteur supérieur 26 de cet écran par le conduit 25 comme c'est dit ci-dessus, l'eau circule en contre-courant des gaz dans l'économiseur et dans l'écran à scories, ainsi que ce sera expliqué. L'écran à scories comporte, de même que l'économiseur 20, un certain nombre de tubes du type serpentin disposés parallèlement et verticalement en série,débouchant du collecteur supérieur 26 et pénétrant dans le collecteur inférieur 28, d'où un tuyau 29 conduit l'eau ou le mélange de vapeur et d'eau vers l'élément 30, chauffé par rayonnement.
L'élément 30 situé dans la zone chauffée par rayonnement, comprend des tubes parallèles s'étendant entre le
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collecteur d'entrée 31, relié au tuyau 29 et au collecteur de sortie 32, disposés très prèsdu plafond 2 et surplombant l'aire située à l'endroit du retour des gaz, ou le passage horizontal 8 reliant les passages 9, 10, lesquels s'étendent de bas en haut et de haut en bas respectivement. La vapeur et l'eau de cet élément chauffé par rayonnement ou élément primaire 30 s'écoule du collecteur 32 vers le collecteur ver- tical 33 de l'élément 34, situé à la paroi arrière, ces col- lecteurs 32, 33 étant en communication comme c'est indiqué en 35.
La paroi de tubes arrière comprend le collecteur d'entrée 33 et le collecteur de sortie 33', reliés l'un à l'autre par des tubes parallèles constituant l'élément 34, ces tubes étant disposés, comme les tubes 30, très près de la paroi. L'eau, ou le mélange de vapeur et d'eau, sort du collecteur de sortie 33' par le tuyau 35', lequel comporte en 37, 38, 39 et 40, par exemple, des embranchements destinés à alimenter les éléments des parois latérales, chauffés par rayonnement et disposés comme on l'expliquera ci-dessous.
Les éléments des parois latérales, chauffés par ray- onnement, sont au nombre de quatre et comprennent des fais- ceaux de tubes parallèles s'étendant verticalement, disposés très près des parois correspondantes du foyer. L'élément 41,situé à proximité de la paroi avant 3, comprend des col- lecteurs inférieur 42 et supérieur 43, reliés par les tubes 41 précités, le collecteur inférieur 42 recevant des éléments précédents de l'eau ou un mélange de vapeur et d'eau, à travers l'embranchement 37 du tuyau 35', par un embranchement de faible longueur 40. Le mélange de vapeur et d'eau monte à travers les tubes 41 dans le collecteur 43, tandis que l'eau descend progressivement.
L'élément 44 de la paroi arrière, @
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disposé à proximité de celle-ci, comprend les collecteurs inférieur 45 et supérieur 46, communiquant l'un avec l'autre par les tubes 44, cet élément de paroi se distinguant de l'autre en ce que sa partie supérieure traverse le passage horizontal 8 des gaz. Il est donc nécessaire de prévoir des moyens convenables, permettant aux gaz de combustion de traverser l'écran de tubes que cet élément 44 constitue et, à cette fin, on cintre ou on décale alternativement les parties supérieures de ces tubes, à l'endroit où ils traversent le passage horizontal 8 des gaz, comme c'est indiqué en 47, 48, afin que les gaz de combustion puissent circuler entre eux sans rencontrer une trop forte résistance.
L'élément 44 est alimenté en eau ou en vapeur et eau par le tuyau 55', à travers l'embranchement 38 débouchant dans le collecteur inférieur 45,l'eaù et la vapeur circulant de bas en haut à travers l'élément accolé à la paroi et la quantité d'eau décroissant à mesure que la vapeur se dégage, comme dans le cas de l'élément 41. Les autres éléments des parois de tubes comprennent les éléments latéraux 49 dont les tubes, coudés latéralement pour laisser passer les brûleurs 11 comme c'est représenté, débouchent d'une part dans le collecteur inférieur 50 et d'autre part dans le collecteur supérieur 51, l'eau ou le mélange de vapeur et d'eau pénétrant dans le collecteur inférieur 50 par le raccord 39.
L'élément de la dernière paroi de tubes restante est indiqué en 52, ses tubes débouchant dans les collecteurs supérieur 54 et inférieur 53, respectivement, et la vapeur et l'eau pénétrant dans ce dernier par le raccord 54'.
Il ressort de ce qui précède que tous les éléments des parois latérales sont formés de tubes parallèles répartis
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en faisceaux, dans les collecteurs inférieurs desquels l'eau ou un mélange d'eau et de vapeur pénètre, et des collecteurs supérieurs desquels la vapeur sort grâce aux dimensions re- latives des surfaces de chauffe des divers éléments, et à l'importance du foyer ou de la chaleur qui y est engendrée.
Un surchauffeur à convection 55 situé à l'entrée du passage 10 des gaz descendants, au-dessus de l'économiseur 20, comprend des collecteurs inférieur 56 et supérieur 57, re- liés l'un à l'autre par des tubes parallèles verticaux du type serpentin. Ce surchauffeur est complètement préservé de la chaleur rayonnante du foyer par l'écran 27, ainsi que par les tubes du plafond et des parois latérales de la cham- bre supérieure, disposés au-dessus du surchauffeur et devant celui-ci.
La vapeur qui quitte les éléments 41, 44, 49 et 52 des parois latérales, chauffés par rayonnement, en traversant leurs collecteurs supérieurs respectifs, est accumulée et rassemblée par les raccords 58, 59, 60, 61, 62, 63, de façon à entrer dans le tuyau 64 conduisant vers le collecteur in- férieur 56,dans lequel la vapeur mélangée pendant son pas- sage par le tuyau 64 et dans le collecteur 56 peut présenter, du fait de son mélange, un certain degré de surchauffe, même si le degré de surchauffe,'de la vapeur provenant des différents éléments était différent avant que ,.ces courants de vapeur aient été réunis ;
ce surchauffeur à convec- tion la vapeur accumulée reçoit une température ou surchauffe finale telle que la vapeur quittant le surchauffeur à con- vection 55 par l'ouverture d'évacuation 65 présente une sur- chauffe déterminée,qui est celle requise par la turbine.
Quoiqu'on ait décrit ci-dessus un mode de réalisa- tion déterminé de générateur de vapeur sans corps cylindri-
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ques, il est bien entendu qu'on peut modifier l'emplacement des éléments de chaudière comprenant la surface génératrice, soit par rapport les uns aux autres, soit par rapport à l'écoulement des gaz, sans sortir du cadre de l'invention.
- REVENDICATIONS -
1.- Générateur de vapeur sans corps cylindriques, du type à simple ;passe plusieurs passages verticaux reliés en série dermanière à constituer pour l'écoulement des gaz un passage continu comportant à une de ses extrémités une source de chaleur, et des tubes disposés dans ce passage de manière à assurer la circulation en simple passe de l'eau entrant par leur partie située dans la zone la moins chaude, caractérisé en ce que les tubes sont groupés en faisceaux dans lesquels la circulation s'effectue en parallèle, le faisceau de surchauffage final étant situé dans un passage que les gaz traversent de haut en bas, et abrité de la chaleur rayonnante.
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