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Perfectionnements aux générateurs de vapeur.
La présente invention concerne des générateurs de vapeur du type à circulation forcée comportant un grand nom- bre de tubes générateurs de vapeur de faible section et de longueur relativement grande, chauffés par des éléments de combustion. Le but principal de l'invention est d'assurer que l'eau d'alimentation fournie aux tubes générateurs de vapeur soit partagée, entre ces tubes, en rapport avec la quantité de chaleur absorbée par chaque tube.
Suivant l'invention, et dans le but d'assurer l'uni- formité ou la proportionnalité de la répartition de l'eau
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d'alimentation entre les multiples tubes du générateur de vapeur, un distributeur d'eau d'alimentation est disposé à l'entrée de chaque tube, et des mesures sont prises pour éviter la présence, en amont du distributeur, de vapeur qui fausserait la répartition; on y arrive à l'aide d'un appa- reil échangeur de chaleur dont la capacité d'absorption de chaleur est suffisante pour soustraire de la chaleur à l'eau d'alimentation préchauffée amenée au distributeur.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention.
Fig. 1 est le schéma d'un système générateur de vapeur auquel l'invention est applicable qui indique le parcours du fluide de travail à travers les différentes sections du trajet de circulation, ainsi que le parcours des gaz chauds de combustion passant sur les surfaces absor- bant la chaleur, les éléments géométriques, tels que formes., positions relatives ou niveaux, n'étant pas respectés.
Fig. 2 est une vue en perspective du générateur, avec les appareils auxiliaires qui servent à réaliser l'in- vention.
Fig. 3 est une vue en perspective du générateur, l'enveloppe étant, en partie, omise pour montrer les diffé- rentes sections de la surface chauffante et la disposition de certains organes.
Fig. 4 est une vue en élévation, à plus grande échelle, des distributeurs ou résistances à la circulation d'eau, cette figure montrant aussi la disposition des résis- tances.
Fig. 5 est une coupe suivant la ligne 14-14 de la Fig. 4.
Fig. 6 est une coupe, à plus grande échelle, sui- vant la ligne 15-15 de la Fig. 5.
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Le générateur de vapeur est représenté, schémati- quement, sur la Fig. 1 qui indique les différents passages de circulation ou circuits parallèles, notamment la direction du courant du fluide de travail, de l'entrée de l'eau d'ali- mention à la sortie de la vapeur surchauffée, ainsi que le foyer et le courant de gaz chauds.
Sur la Fig. l, la section d'ébullition ou génératri- ce de vapeur comporte huit trajets de circulation individuels, dont chacun est continu de l'entrée d'eau jusqu'à la sortie d'eau et de vapeur qui débouchent, tangentiellement, dans un séparateur-232. Ces huit passages, qui sont des longs tubes séparés, de faible section, sont désignés par les lettres A à H, inclusivement, et commencent dans un collecteur d'en- trée 204, une résistance réglable à la circulation d'eau,205, étant toutefois, interposée entre le collecteur 204 et cha- cun des huit passages.
Une telle résistance est représentée, en détails, sur les Figs. 4 à 6, et sa fonction est de ré- gler la différence de la résistance à l'écoulement et de la chaleur fournie aux divers passages, ceux-ci étant initiale- ment établis de façon à avoir approximativement la même lon- gueur et la même surface, et disposés pour recevoir, du foyer et des gaz chauds, la même quantité de chaleur.
Les tubes A à H sont disposés, par rapport les uns aux autres et par rapport à la source de chaleur, de façon qu'il se produise un équilibrage naturel de la quantité de chaleur reçue par chaque passage, ou une répartition uni- forme de la chaleur totale entre ces passages.
Le moyen d'égaliser la chaleur absorbée par chacun des huit longs tubes raccordés en parallèle pour la produc- tion de vapeur, et qui constitue une caractéristique importan- te de l'invention, consiste en ce que les tubes sont disposés- n côte-à-côte dans les parois du foyer, dans le passage des gaz
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et dans les cloisons, en formant une série de tubes montant successivement à des niveaux plus élevés; ces tubes sont cou- dés aux coins et aussi, d'une manière différente, aux en- droits où ils passent à un niveau supérieur, avec renverse- ment simultané de leur position relative dans la série ;
tubes sont aussi coudés de façon à constituer un faisceau transversal s'étendant, d'une manière nouvelle, en travers du passage des gaz, afin que non seulement chacun des longs tubes coudés absorbe la même quantité de chaleur, par rayon- nement et par convection, mais aussi pour éviter que les coudes soient exposés à la chaleur aux endroits où peuvent se former des poches de vapeur, ce qui pourrait endommager les tubes portés à une température trop élevée. La nouvelle disposition rend accessible les différents tubes.
Aux endroits où les--tubes se trouvent dans la paroi verticale du foyer, ils sont disposés horizontalement avec des intervalles équivalant approximativement au diamètre d'un tube, ce qui rend les tubes accessibles et permet de leur adjoindre une surface complémentaire de toute forme voulue; ce qui est important aussi est que cela permet de remplir les interstices entre les tubes de réfractaire qui agit comme surface à rayonnement réfléchi et accroît la température du foyer ainsi que l'intensité d'absorption de chaleur rayonnée par unité de surface exposée, de sorte que la température des gaz à la sortie du foyer s'en trouve améliorer, ainsi que l'absorption de la chaleur du foyer et la combustion elle- même.
Les huit tubes producteurs de vapeur A à H commen- cent à la base de la paroi et forment une bande, de la hau- teur de huit tubes, tout autour de la périphérie qui, avec le réfractaire de remplissage et la surface complémentaire entre
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les tubes, comprend la base de quatre parois planes, et les tubes de la série ainsi formée sont superposés dans la bande plane contournant les coins.
En commençant à la position inférieure des huit tubes A à H qui partent du collecteur 204 et sont interrom- pus par les résistances 205, on désignera par A le tube inférieur, les tubes superposés suivants étant désignés dans l'ordre indiqué.
Quand une série de huit tubes complète son tour à la base des parois délimitant l'installation, elle est relevée à un niveau supérieur et disposée sous forme d'un serpentin horizontal plat transversale avec des coudes inver- seurs de direction, ce serpentin s'étendant sur toute la largeur de l'installation et jusqu'à mi-profondeur environ dans les passages à gaz montants derrière le foyer I. Les tubes ainsi coudés sont superposés de façon à être décalés horizontalement, à des niveaux successifs.
Après avoir formé un faisceau de tubes décalés horizontalement, d'une hauteur totale de huit tubes, les huit tubes de la série sont coudés de façon à constituer un autre faisceau similaire au-dessus du premier, ce qui donne, en travers du passage des gaz, un faisceau d'une hauteur de seize tubes, le tout se trouvant, au-dessus du fond du foyer, à une hauteur égale à celle de la bande de huit tubes de la paroi, et les gaz s'élevant du fond du foyer passent sur ce double faisceau de tubes. Comme les gaz se refroidissent en montant au contact des tubes, il faut, en vue d'égaliser la chaleur absorbée par chaque tube à des niveaux croissants dans la série, changer la position occupée par le tube dans la série, chaque fois que la série passe d'un niveau au niveau supérieur suivant.
Par exemple, le tube qui occupe dans sa série la position inférieure pen-
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dant que la série est à son niveau inférieur, est amené à occuper la position supérieure dans sa série quand celle-ci est au niveau supérieur suivant, et le même tube est ramené à la position inférieure dans la série quand celle-ci monte au troisième niveau.
Bien que la description de l'invention précise que l'eau est divisée en huit parties égales circulant dans huit tubes générateurs, disposés de façon à recevoir tous la même quantité de chaleur, tant par rayonnement que par convection, il est clair que l'invention n'est pas li- mitée à ce mode particulier de construction. Le nombre des circuits de vaporisation peut être autre que huit, et il peut varier suivant l'importance de l'installation et d'au- tres conditions, mais ce nombre est toujours plus grand que un.
En outre, la condition essentielle étant l'humidité de la vapeur fournie par les tubes, l'eau peut être répartie entre ceux-ci de façon inégale'et la répartition de la cha- leur absorbée par les tubes peut être inégale aussi, en rapport avec la quantité d'eau, une telle répartition de la chaleur étant obtenue par le choix de la longueur des tubes ou par leur disposition par rapport au foyer et au courant des gaz chauds.
Comme le montre le schéma de la Fig. 1, l'eau entre dans le circuit par la vanne 17 du conduit d'alimentation allant vers la pompe d'eau d'alimentation 289 entraînée par la turbine auxiliaire 287 qui actionne aussi la pompe à air 288 et la pompe à huile 290. La pompe d'alimentation 289 qui peut être double, fournit l'eau à l'économiseur 202 com- posé d'une section d'économiseur principal 202 et de sections d'économiseur supplémentaires 202â et 202b, chacune de celles-
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ci étant du type qui, comme le montre la Fig. 3, comporte des collecteurs horizontaux espacés dans le sens vertical et reliés par des tubes horizontaux, coudés de façon à former des serpentins verticaux plats à coudes inverseurs de direc- tion.
En-dessous de l'économiseur 20b se trouve le surchauf- feur 242 de construction sensiblement pareille. La construc- tion est encore la même pour les réchauffeurs d'air primaire et secondaire 206 et 207, respectivement, mais la surface de ceux-ci est avantageusement augmentée à l'aide d'ailettes.
Le fluide de travail circule, dans le générateur, de la pompe d'alimentation 289 vers le collecteur d'entrée de l'économiseur 202 puis, de son collecteur de sortie vers le collecteur d'entrée de la section d'économiseur 202a, du collecteur de sortie de celle-ci vers le collecteur d'en- trée de la section d'économiseur 202b et par le collecteur final de sortie 201 de l'économiseur combiné; les conduits de raccordement entre les diverses sections ne sont pas de construction particulière, excepté en ce qu'ils sont doubles et débouchent, comme le montre le dessin, en des points in- termédiaires des collecteurs; ces conduits;ne sont pas dési- gnés particulièrement par des chiffres de référence, car leur parcours est clairement indiqué sur les dessins.
Du collecteur de sortie 201 de l'économiseur, le liquide passe, par le conduit 203, vers le collecteur d'en- trée du réchauffeur d'air secondaire 207 puis, du collec- teur de sortie de celui-ci vers le distributeur 204 qui alimente les résistances 205 des huit tubes générateurs de vapeur A à H de la surface chauffante; l'eau entrant dans les conduits tubulaires A à H traverse, dans ceux-ci, la surface productrice de vapeur, en suivant les tubes dans l'ordre précédemment décrit et passe finalement, à travers
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les tubes du plafond, dans les conduits débouchant, tangen- tiellement., dans le séparateur 232.
Dans le séparateur, l'eau est séparée de la vapeur saturée, et l'eau en excès ou de trop-plein se déverse, à la base du séparateur, à travers des déversoirs fixe et variable 2 et 3, respectivement. L'eau de trop-plein, à la températu- re de la vapeur saturée, atteint le collecteur d'entrée du réchauffeur d'air primaire 206 où une partie de sa chaleur est récupérée par l'air dirigé vers les brûleurs de combus- tible 4, après quoi l'eau passe dans le réchauffeur d'eau 354.
Tout l'air comburant est fourni à l'installation en passant par les réchauffeurs d'air primaire et secondaire 206 et 207 puis, par les brûleurs 4, dans le foyer où la flamme est dirigée vers le bas ou le fond, et là les gaz rebroussent de 180 et se dirigent vers le haut à travers les deux passa- ges parallèles J et K séparés par une cloison faite de tubes juxtaposés et par une paroi L faite en toute matière réfractai- re appropriée, telle que du métal ou du réfractaire non mé- tallique.
La fonction principale du réchauffeur d'air 207 est de coopérer avec les résistances 205 pour égaliser la répar- tition de l'eau de l'économiseur entre les huit tubes produc- teurs de vapeur. Parfois, l'eau de l'économiseur peut entraf- ner un peu de vapeur et, si un mélange d'eau et de vapeur atteint le collecteur distributeur 204, la répartition égale de l'eau et de la vapeur entre les huit tubes devient impossi- ble à réaliser. Pour empêcher cette éventualité, il faut con- denser la vapeur de façon que de l'eau seule atteigne le col- lecteur 204, et le réchauffeur d'air 207 peut servir de con- denseur à refroidissement par l'air, pour éliminer, dans le collecteur de sortie, la vapeur qui aurait pénétré, avec l'eau, dans le collecteur d'entrée.
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Il résulte de ce qui précède que l'agencement et la disposition de la surface chauffante en vue d'égaliser la chaleur reçue par chacun des huit tubes générateurs de vapeur aboutissent à la symétrie thermique dans tout le générateur et que l'égalisation de l'alimentation en eau, réalisée en même temps, a pour effet de rendre uniforme le degré d'humi- dité de la vapeur dans le surchauffeur, et en même temps il est prévu un mécanisme de commande qui commande le générateur.
Le g,énérateur décrit est du type dont la section génératrice est composée, comme déjà dit, de longs tubes séparés de faible section, raccordés en parallèle entre des collecteurs ou raccords appropriés, alimentés en eau à l'une des extrémités, débitant un mélange de vapeur et d'eau au séparateur et fournissant, ensuite, de la vapeur surchauffée seule à l'extrémité de sortie, tandis que l'excès d'eau est abandonnée au séparateur, et ce générateur fonctionne de la façon suivante:
L'eau du collecteur 201 de l'économiseur est in- troduite dans le distributeur 204 qui délivre l'eau à la section génératrice de vapeur comportant huit circuits tubu- laires A à H recevant l'eau à travers des résistances à la circulation 205.
Comme le montrent les Figs. 4 à 6, chacune de ces résistances comporte une connexion 343 qui reçoit l'eau du distributeur 204 par l'intermédiaire d'un raccord 344 et d'un long serpentin de faible section 345 qui oppose une résistance à la circulation ou provoque une chute de pression plus grande que celle causée dans le circuit A à H devant lequel ce serpentin est interposé. La longueur de chaque serpentin 345 de section donnée est calculée pour chacun des circuits A à H de façon que chacun de ceux-ci reçoive, à tout instant, la même fraction de la quantité totale d'eau.
Les extrémités de ces serpentins 345 sont raccordées, en 346,
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à la base 347 qui constitue un chapeau soudé en 348 à l'ex- trémité de celui des circuits A à H qui est alimenté par la résistance. Un collier 349 est soudé à la base 347 et sur ce collier est sertie l'extrémité 350 d'un soufflet 351 dont l'autre extrémité est sertie sur un collier semblable 352 vissé dans la plaque 353 de l'enveloppe du foyer; de cette façon on réalise un assemblage étanche aux gaz, entre l'en- veloppe du foyer et les résistances, ce qui permet aux orga- nes flexibles assemblés de se dilater et contracter.
L'eau divisée en parts égales par les résistances 205, circule dans chacun des tubes successivement à travers les parties de ceux- ci appartenant à la partie inférieure de la paroi du foyer, au faisceau assurant la convection, aux cloisons, à la partie su- périeure de la paroi du foyer et au plafond de celui-ci, dans l'ordre indiqué, et finalement l'eau venant du plafond du foyer est déversée dans le séparateur 232.
L'excès d'eau se déverse au séparateur, comme trop-plein, par le déversoir fixe 2 et le déversoir variable 3, passe dans le réchauffeur d'air primaire 206, et de là vers le réchauffeur ouvert d'eau d'alimentation 354 présentant une ouïe 355; dans ce réchauf- feur,cette eau vient se mélanger, en la réchauffant, à l'eau d'alimentation qui est alors amenée par le conduit 356 à la pompe auxiliaire 357 puis, à travers une crépine 358, vers une batterie de deux pompes d'alimentation 289 actionnées par la turbine auxiliaire 287 qui actionne également la pompe à air 288 et la pompe à huile combustible 290.
REVENDICATIONS ---------------------------
1) Générateur de vapeur du type à circulation forcée comportant plusieurs tubes générateurs de vapeur de faible section et de longueur relativement grande, chauffés par des éléments de combustion et alimentés de liquide par l'intermé-
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diaire d'un économiseur chauffant le liquide avant l'arrivée de celui-ci aux tubes générateurs, caractérisé par un distri- buteur répartissant le liquide d'alimentation entre les tubes générateurs sensiblement en rapport avec la chaleur absorbée par chacun des tubes et situé à l'entrée de chaque tube, et par un appareil échangeur de chaleur susceptible de soustraire de la chaleur au liquide d'alimentation chauffé fourni au distributeur,
dont la capacité d'absorption de chaleur est suffisante pour maintenir le liquide d'alimentation fourni au distributeur à une température inférieure à la températu- re de saturation, afin d'assurer l'absence de vapeur dans le distributeur.
2) Générateur de vapeur suivant la revendication 1, dans lequel l'appareil échangeur de chaleur est destiné à préchauffer l'air comburant.
3) Générateur de vapeur suivant la revendication 1 ou 2, comportant un foyer composé d'un passage de gaz en forme d'U sensiblement vertical dans lequel les éléments de combustion sont pompés à l'une des extrémités, caractérisé en ce que le réchauffeur d'air est disposé tout près de l'en- trée du passage de gaz.. d'un côté de celle-ci.
4) Générateur de vapeur suivant la revendication 1 ou 2, comportant un foyer composé d'un passage de gaz en for- me d'U sensiblement vertical dans lequel les éléments de com- bustion sont pompés à l'une des extrémités et contenant un économiseur disposé près de la sortie du passage de gaz en forme d'U,caractérisé en ce que le réchauffeur d'air est disposé sensiblement au niveau de l'économiseur, mais sur le côté de l'entrée du passage des gaz opposé à l'économiseur.
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Improvements to steam generators.
The present invention relates to steam generators of the forced circulation type comprising a large number of steam generator tubes of small cross section and of relatively great length, heated by combustion elements. The main object of the invention is to ensure that the feed water supplied to the steam generator tubes is shared, between these tubes, in relation to the quantity of heat absorbed by each tube.
According to the invention, and for the purpose of ensuring the uniformity or proportionality of the distribution of water
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supply between the multiple tubes of the steam generator, a feed water distributor is placed at the inlet of each tube, and measures are taken to avoid the presence, upstream of the distributor, of steam which would distort the division; this is done with the aid of a heat exchanger apparatus whose heat absorption capacity is sufficient to remove heat from the preheated feed water supplied to the distributor.
The accompanying drawings show, by way of example, one embodiment of the invention.
Fig. 1 is a diagram of a steam generating system to which the invention is applicable which indicates the path of the working fluid through the various sections of the circulation path, as well as the path of the hot combustion gases passing over the absorbing surfaces. bant heat, geometric elements, such as shapes, relative positions or levels, not being respected.
Fig. 2 is a perspective view of the generator, with the auxiliary apparatus which serve to carry out the invention.
Fig. 3 is a perspective view of the generator, the casing being partly omitted to show the different sections of the heating surface and the arrangement of certain components.
Fig. 4 is an elevational view, on a larger scale, of the distributors or resistors for the circulation of water, this figure also showing the arrangement of the resistors.
Fig. 5 is a section taken on line 14-14 of FIG. 4.
Fig. 6 is a section, on a larger scale, taken along line 15-15 of FIG. 5.
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The steam generator is shown, schematically, in FIG. 1 which indicates the various circulation passages or parallel circuits, in particular the direction of the flow of the working fluid, from the inlet of the feed water to the outlet of the superheated steam, as well as the hearth and the current of hot gases.
In Fig. l, the boiling section or steam generator has eight individual circulation paths, each of which is continuous from the water inlet to the water and steam outlet which emerge, tangentially, in a separator -232. These eight passages, which are long, separate tubes of small cross-section, are designated by the letters A through H, inclusive, and begin at an inlet manifold 204, an adjustable resistance to the flow of water, 205, being, however, interposed between the manifold 204 and each of the eight passages.
Such a resistor is shown, in detail, in Figs. 4 to 6, and its function is to adjust the difference in flow resistance and heat supplied to the various passages, these being initially set so as to have approximately the same length and same surface, and arranged to receive, from the hearth and hot gases, the same quantity of heat.
The tubes A to H are arranged, with respect to each other and with respect to the heat source, so that there occurs a natural balancing of the quantity of heat received by each passage, or a uniform distribution of heat. the total heat between these passages.
The means of equalizing the heat absorbed by each of the eight long tubes connected in parallel for the production of steam, and which constitutes an important feature of the invention, is that the tubes are arranged side by side. side by side in the walls of the fireplace, in the gas passage
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and in the partitions, forming a series of tubes rising successively to higher levels; these tubes are bent at the corners and also, in a different way, at the places where they pass to a higher level, with simultaneous reversal of their relative position in the series;
tubes are also bent so as to form a transverse bundle extending, in a new way, across the gas passage, so that each of the long bent tubes not only absorbs the same quantity of heat, both by radiation and by convection, but also to prevent the elbows from being exposed to heat in places where pockets of steam can form, which could damage the tubes brought to a too high temperature. The new layout makes the different tubes accessible.
At the places where the tubes are in the vertical wall of the fireplace, they are arranged horizontally with intervals approximately equivalent to the diameter of a tube, which makes the tubes accessible and allows them to add a complementary surface of any desired shape. ; What is also important is that it allows the interstices between the tubes to be filled with refractory which acts as a reflected radiation surface and increases the temperature of the hearth as well as the intensity of absorption of heat radiated per unit of exposed area, so that the temperature of the gases at the outlet of the hearth is thereby improved, as well as the absorption of heat from the hearth and the combustion itself.
The eight steam-producing tubes A to H start at the base of the wall and form a strip, the height of eight tubes, all around the periphery which, with the refractory filling and the complementary surface between
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the tubes, comprises the base of four flat walls, and the tubes of the series thus formed are superimposed in the flat strip going around the corners.
Beginning at the lower position of the eight tubes A to H which start from the manifold 204 and are interrupted by the resistors 205, the lower tube will be designated by A, the following superposed tubes being designated in the order indicated.
When a series of eight tubes completes its turn at the base of the walls delimiting the installation, it is raised to a higher level and arranged in the form of a transverse flat horizontal coil with reversing elbows, this coil s' extending over the entire width of the installation and up to approximately mid-depth in the rising gas passages behind the hearth I. The tubes thus bent are superimposed so as to be offset horizontally, at successive levels.
After forming a bundle of horizontally offset tubes with a total height of eight tubes, the eight tubes of the series are bent so as to form another similar bundle above the first, which gives, across the passage of gas, a bundle with a height of sixteen tubes, the whole being, above the bottom of the hearth, at a height equal to that of the strip of eight tubes of the wall, and the gases rising from the bottom of the focus pass on this double bundle of tubes. As the gases cool as they rise in contact with the tubes, in order to equalize the heat absorbed by each tube at increasing levels in the series, it is necessary to change the position occupied by the tube in the series, each time the series move from one level to the next higher level.
For example, the tube which occupies in its series the lower position han-
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As long as the series is at its lower level, is brought to occupy the upper position in its series when the latter is at the next higher level, and the same tube is brought back to the lower position in the series when it rises to the third level.
Although the description of the invention specifies that the water is divided into eight equal parts circulating in eight generator tubes, all arranged to receive the same quantity of heat, both by radiation and by convection, it is clear that the The invention is not limited to this particular method of construction. The number of vaporization circuits may be other than eight, and it may vary depending on the size of the installation and other conditions, but this number is always greater than one.
Furthermore, the essential condition being the humidity of the steam supplied by the tubes, the water may be distributed unevenly between them and the distribution of the heat absorbed by the tubes may also be uneven, in ratio with the quantity of water, such a distribution of heat being obtained by the choice of the length of the tubes or by their arrangement with respect to the hearth and the current of hot gases.
As shown in the diagram of FIG. 1, the water enters the circuit through the valve 17 of the feed pipe going to the feed water pump 289 driven by the auxiliary turbine 287 which also operates the air pump 288 and the oil pump 290. Feed pump 289, which may be dual, supplies water to economizer 202 consisting of a main economizer section 202 and additional economizer sections 202a and 202b, each of which.
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this being of the type which, as shown in FIG. 3, has horizontal collectors spaced in the vertical direction and connected by horizontal tubes, bent so as to form flat vertical coils with direction reversing elbows.
Below economizer 20b is superheater 242 of substantially similar construction. The construction is still the same for the primary and secondary air heaters 206 and 207, respectively, but the area thereof is advantageously increased by means of fins.
The working fluid circulates, in the generator, from the feed pump 289 to the inlet manifold of the economizer 202 and then, from its outlet manifold to the inlet manifold of the economizer section 202a, from the inlet manifold of the economizer section 202a. outlet manifold thereof to the inlet manifold of the economizer section 202b and through the final outlet manifold 201 of the combined economizer; the connecting conduits between the various sections are not of particular construction, except in that they are double and open, as shown in the drawing, at intermediate points of the collectors; these conduits are not particularly designated by reference numerals, as their route is clearly indicated in the drawings.
From the economizer outlet manifold 201, the liquid passes, through line 203, to the inlet manifold of the secondary air heater 207 then, from the outlet manifold thereof to the distributor 204. which supplies the resistors 205 of the eight steam generator tubes A to H of the heating surface; the water entering the tubular conduits A to H crosses, in these, the steam-producing surface, following the tubes in the order previously described and finally passes through
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the tubes of the ceiling, in the conduits opening out, tangentially., in the separator 232.
In the separator, the water is separated from the saturated steam, and the excess or overflow water flows, at the base of the separator, through fixed and variable weirs 2 and 3, respectively. The overflow water, at the temperature of saturated steam, reaches the inlet manifold of the primary air heater 206 where part of its heat is recovered by the air directed to the fuel burners. tible 4, after which the water passes into the water heater 354.
All the combustion air is supplied to the installation, passing through the primary and secondary air heaters 206 and 207 then, through the burners 4, into the hearth where the flame is directed downward or downward, and there the gases turn back 180 and move upwards through the two parallel passages J and K separated by a partition made of juxtaposed tubes and by a wall L made of any suitable refractory material, such as metal or refractory non-metallic.
The main function of the air heater 207 is to cooperate with the resistors 205 to equalize the distribution of the economizer water between the eight steam producing tubes. Sometimes the water from the economizer may entrain a little steam, and if a mixture of water and steam reaches the distributor manifold 204, the equal distribution of water and steam between the eight tubes becomes impossible to achieve. To prevent this from happening, the steam must be condensed so that only water reaches manifold 204, and air heater 207 can serve as an air-cooled condenser, to remove, in the outlet manifold, the vapor which would have penetrated, with the water, in the inlet manifold.
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It follows from the foregoing that the arrangement and disposition of the heating surface for the purpose of equalizing the heat received by each of the eight steam generator tubes results in thermal symmetry throughout the generator and that the equalization of the The water supply, carried out at the same time, has the effect of making the degree of humidity of the steam in the superheater uniform, and at the same time a control mechanism is provided which controls the generator.
The generator described is of the type in which the generator section is composed, as already mentioned, of long separate tubes of small section, connected in parallel between suitable collectors or fittings, supplied with water at one end, delivering a mixture. of steam and water to the separator and then supplying superheated steam alone to the outlet end, while the excess water is left to the separator, and this generator operates as follows:
The water from the collector 201 of the economizer is introduced into the distributor 204 which delivers the water to the steam generator section comprising eight tubular circuits A to H receiving the water through circulation resistors 205 .
As shown in Figs. 4 to 6, each of these resistors has a connection 343 which receives water from the distributor 204 via a fitting 344 and a long coil of small section 345 which opposes a resistance to the circulation or causes a drop of greater pressure than that caused in circuit A to H in front of which this coil is interposed. The length of each coil 345 of given section is calculated for each of the circuits A to H so that each of these receives, at all times, the same fraction of the total quantity of water.
The ends of these coils 345 are connected, at 346,
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at base 347 which constitutes a cap welded at 348 at the end of that of circuits A to H which is supplied by the resistor. A collar 349 is welded to the base 347 and on this collar is crimped the end 350 of a bellows 351, the other end of which is crimped on a similar collar 352 screwed into the plate 353 of the casing of the hearth; in this way, a gas-tight assembly is produced between the casing of the hearth and the resistances, which allows the flexible parts assembled to expand and contract.
The water divided in equal parts by the resistors 205, circulates in each of the tubes successively through the parts of these belonging to the lower part of the wall of the hearth, to the beam ensuring the convection, to the partitions, to the upper part. - bottom of the wall of the fireplace and the ceiling thereof, in the order indicated, and finally the water coming from the ceiling of the fireplace is discharged into the separator 232.
The excess water flows to the separator, as an overflow, through the fixed weir 2 and the variable weir 3, passes into the primary air heater 206, and from there to the open feed water heater 354 with a hearing 355; in this heater, this water comes to mix, by heating it, with the feed water which is then brought through line 356 to the auxiliary pump 357 then, through a strainer 358, to a battery of two pumps feed 289 actuated by the auxiliary turbine 287 which also operates the air pump 288 and the fuel oil pump 290.
CLAIMS ---------------------------
1) Steam generator of the forced circulation type comprising several steam generator tubes of small section and of relatively great length, heated by combustion elements and supplied with liquid through the intermediate
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diary of an economizer heating the liquid before it arrives at the generator tubes, characterized by a distributor distributing the feed liquid between the generator tubes substantially in relation to the heat absorbed by each of the tubes and located at the inlet of each tube, and by a heat exchanger device capable of removing heat from the heated feed liquid supplied to the distributor,
whose heat absorption capacity is sufficient to maintain the feed liquid supplied to the distributor at a temperature below the saturation temperature, in order to ensure the absence of vapor in the distributor.
2) Steam generator according to claim 1, wherein the heat exchanger apparatus is intended to preheat the combustion air.
3) Steam generator according to claim 1 or 2, comprising a hearth composed of a substantially vertical U-shaped gas passage in which the combustion elements are pumped at one end, characterized in that the heater air is disposed close to the inlet of the gas passage .. on one side thereof.
4) A steam generator according to claim 1 or 2, comprising a hearth composed of a substantially vertical U-shaped gas passage in which the combustion elements are pumped at one end and containing a economiser disposed near the outlet of the U-shaped gas passage, characterized in that the air heater is disposed substantially at the level of the economiser, but on the side of the inlet of the gas passage opposite to the 'economizer.