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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite : BABCOCK & WILCOX LIMITA Perfectionnements aux générateurs de vapeur tubulaires. Demande de brevet aux Etats-Unis d'Amérique du 14 Juin 1941 en faveur de Mr. A.E. RAYNOR.
Cette invention se rapporte à des générateurs de vapeur tubulaires du type comportant un foyer susceptible de fonctionner au combustible pulvérisé, pourvu à sa partie inférieure d'un dispositif pour recueillir des matières incombustibles à l'état solide et comprenant une série de chambres verticales susceptibles d'être chauffées séparément, munies de parois aménagées pour être refroidies par circulation de fluide dans des tubes de parois et raccordées à un parcours de convexion, l'un des buts étant de créer une chaudière efficace, d'installation et d'entretien économiques.
Un autre but est de fournir des chaudières dans lesquelles la production de vapeur peut être assurée avec un rendement élevé de la combustion d'un bout à l'autre d'une gamme de charges très étendue et dans lesquelles la surchauffe peut être réglée d'une manière simple.
Dans un générateur de vapeur tubulaire du type spé- cifié, le foyer, suivant la présente invention, est divisé en deux chambres, dont une éloignée et une seconde rapprochée du parcours de convexion, par une cloison qui comporte des tubes s'étendant verticalement entre deux corps cylindriques, dont un corps inférieur ou à liquide et un corps supérieur ou à vapeur et liquide, disposés horizontalement, directement en dessous et au-dessus de la cloison, respectivement, leurs axes longitudinaux étant parallèles au plan de la cloison, et raccordés à leurs extrémités par des tubes de descente, tandis qu'un passage est établi pour la circulation des gaz de la première chambre à la seconde,
et communique avec le parcours de convexion et qu'en dessous des deux chambres est ménagée une trémie avec goulot d'évacuation des cendres s'étendant dans une direction transversale par rapport au corps cylindrique à liquide.
On va Maintenant décrire l'invention à titre d'exemple en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Figure 1 est une vue en coupe verticale longitudi- nale d'un générateur de vapeur, suivant la ligne I-I de la figure 2;
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Figure 2 est une vue en coupe verticale transversale suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
Figure 3 est une vue en coupe verticale transversale suivant la ligne III-III de la figure 1;
Figure 4 est une coupe horizontale à plus grande échelle, suivait la ligne IV-IV de la figure 1 ;
Figure 5 est une coupe horizontale, à plus grande échelle aussi, suivant la ligne V-V de la figure 1 ;
Figure 6 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne VI-VI de la figure 1, montrant la disposition relative du corps cylindrique, des brûleurs, du réchauffe-air et du caisson à travers lequel l'air secondaire passe pour aller aux brûleurs.
Dans le générateur de vapeur représenté, les chambres de combustion 10 et 12 sont séparées par une cloison 46 formée par une paroi de tubes directement raccordés à leurs extrémités supérieures à la chambre d'eau du corps cylindrioue de vapeur et eau 48. Les tubes de la cloison 46 sont raccordas à leurs extrémités inférieures au corps cylindrique d'eau 54 situé en- dessous des chambres de combustion 10 et 12. Les tuyaux de descente de plus grand diamètre 50 et 52 (voir figure 2) re- lient les extrémits du corps cylindrique de vapeur et eau 48 au corps d'eau 54.
Les tubes vaporisants qui constituent la paroi avant de la chambre de combustion 10 et les parois latérales des chambres de combustion 10 et 12 sont également raccordés par leurs extrémités inférieures au corps cylindrique d'eau 54. Par exemple, les parois latérales 60 et 62 (voir figure 2) compren- nent les tubes de paroi verticaux/du corps cylindrique d'eau 54 par l'intermédiaire des collecteurs 72, 74 et des tubes 76, 78.
Les parties Inférieures des tubes 64 et 66 s'étendent le long des côtés inclinés 68 et 70 d'une trémie à cendres et sont re- courbées sous les parties inférieures de celle-ci de manière à communiquer avec les collecteurs 72 et 74.
Le mélange d'eau et de vapeur qui s'élève dans les tubes des parois latérales 64 et 66 arrive dans les collecteurs supérieurs 80 et 82 d'où il est envoyé par les raccords tubu- laires 85, 86 et 87, 88 respectivement, dans le corps cylindri- que 48.
Pour la paroi avant 90 (figure 1) l'eau venant du corps submergé 54 est envoyée par le conduit 92 dans le collecteur inférieur de paroi 94. De ce collecteur elle s'élève dans les tubes de paroi vaporisants 96 pour arriver au collecteur supé- rieur 98 d'où elle est conduite en même temps que la vapeur en- gendrée par les tubes du ciel 100 au corps cylindrique 48.
Le collecteur d'eau intérieur 102 à la paroi arrière du murage reçoit l'eau du corps cylindrique 48 et agit comme un intermédiaire au moyen duquel cette eau est amenée aux tubes de paroi arrière 106 établis le long de la paroi 108. En un point intermédiaire les tubes 106 sont recourbés de manière à prsen- ter des sections inclinées sur l'horizontale formant un écran 112 qui s'étend en travers de l'entrée des gaz vers le parcours de convexion. Au-delà de cet écran les tubes se redressent verti- calement pour établir la paroi 114 qui sépare le parcours de ¯Qonvexion de la chanbre de combustion 12.
La vapeur engendrée 64 et 66, dont l;;s extremités inférieures reçoivent de l'eau
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dans ces tubes passe dans le collecteur supérieur de parai arrière 120 et de là par les tubes du ciel de chambre 122 au corps cylindrique 48 de la manière indiquée sur la figure 1 des dessins.
La cloison 46 qui sépare les chambres de combustion 10 et 12 comprend les tubes de paroi 130 et 132, dont les premiers communiquent avec le corps cylindrique 54 sur l'un de ses côtés et les derniers également mais de l'autre côté, comme c'est indiqué sur la figure 1. Les deux rangées de tubes 130 et 132 sont recourbees l'une vers l'autre au-dessus du corps cylindrique 54 de telle sorte qu'elles présentent des sections 134 et 136 inclinées sur l'horizontale de haut en bas.
Pour empêcher l'accumulation de particules de cendre sur le corps cylindrique 54 et autres raccords tubulaires connexes, les sections de tubes inclinées 134 et 136 sont recouvertes de blocs de fonte 138. Au-dessus des sections 134 et 136, les tubes 130 et 132 se dirigent de bas en haut en une rangée unique vers la zone des sorties de gaz 20 à 28. On forme ces sorties de gaz en recourbant certains de;tubes de manière à les faire sortir de l'alignement de la rangée unique en les déportant à l'intérieur de la chambre de combustion 12 tandis que quelques-uns des tubes restants sont recourbés d'une manière semblable vers la chambre de combustion 10. Une pareille conformation des tubes pour ménager les sorties de gaz est indiquée particulièrement sur les figures 1 et 5.
Des batteries de brûleurs à charbon pulvérisé 14 et 16 sont établies au sommet des chambres de combustion 10 et 12.
Lorsque les deux batteries de brûleurs sont en fonction, les gaz de combustion passent de la chambre de combustion 10 par les sorties de gaz 20 à 28 dans la partie inférieure de la chambre 12, où ils sont rejoints par les gaz de combustion provenant de cette dernière. Les gaz combinés s'élèvent alors en travers du surchauffeur tubulaire et des éléments de l'économiseur dans le parcours de convexion pour se diriger ensuite dans un carneau ou conduit 30 menant à un réchauffe-air 32. Sur la figure 1, cette circulation des gaz est indiquée par les flèches 34 à 43.
Ainsi que le montre la figure 2, les sorties de gaz 20 à 28 de la chambre de combustion 10, sont situées partiellement dans la zone de séparation des cendres. Ainsi, les gaz de combustion et leurs produits en suspension dans la chambre 10 suivent, en descendant, un trajet relativement long au cours duquel ils sont soumis à l'effet réfrigéra.nt des parois de la chambre, tandis que les gaz qui passent au travers des ouvertures 20 à 28 décrivent leur courbe en un point situé à proximité de l'extrémité inférieure de la chambre de combus- tion .Ces deux faits créent des conditions favorables à la séparation des particules de cendre qui, après avoir été refroidies par la trémie et les tubes des parois, se déposent à l'état solide dans la fosse à cendres 133.
Les chambres de combustion 10 et 12 délimitées par les longues parois droites verticales comportant des tubes reliés au système de circulation de la chaudière, permettent un fonctionnement à des degrés élevés d'absorption de chaleur.
Le fond de la trémie, à réfrigération par circulation d'eau, représentée sur la figure 2 s'étend de la chambre de combustion 10, au-delà de la cloison séparatrice 46, en travers du fond de la chambre de combustion 12 et en-dessous du parcours de convexion. Le fond de la trémie et la fosse à cendres peuvent pour ainsi dire être établis d'une manière continue en
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travers de la partie inférieure du générateur , à part une interruption causée par le corps cylindrique d'equ 54 et les tubes de la cloison 46.
Sur les figures 2 et 3, la fosse a cendres 133 est représentée comme pourvue d'une sole 135 inclinée de haut en bas vers une rigole d'écoulement 137. Normalement la fosse à cendres est fermée par les portes 139 qu'on peut ouvrir pour procder à l'enlèvement périodique des cendres qu'on évacue dans la rigole 137.
Comme le montrent les figures 2 et 5 des dessins, un vide est laissa entre chacun des bords verticaux de la cloi- son séparatrice 46 et les parois latérales 60 et 62. Ces vides servent à égaliser les pressions entre les chambres de combus- tion 10 et 12 lorsque les'brûleurs de l'une des chambres ne se trouvent pas en action. Les vides présentent également de l'importance pour tenir compte des brusques changements qui peuvent survenir dans les conditions de pression des chambres de combustion.
La vapeur engendrée dans les parois tubulures des chambres de combustion est séparée de l'eau dans le corps cylindrique 48 et passe par les conduits 140 et 142 dans le collecteur 144 du surchauffeur. Ce collecteur est dispos^ de l'un des côtés du parcours de convexion et communique au moyen des sections tubulaires 146 avec les serpentins tubulaires des sections 148 et 150 du surchauffeur. La vapeur circulant dans ces serpentins passe dans le collecteur de sortie 152 du sur- chauffeur et de là, par les conduits 154 et 156 à l'un des côts du modérateur de température 158. De l'autre côté de ce dernier, la vapeur, conditionnée au point de vue de la température, passe par les conduits 160 et 162 dans le collecteur d'entrée 164 de la section de surchauffeur 166.
Du collecteur de sortie 168 de cette section, la vapeur passe par un conduit 170 au point d'utilisation.
L'eau d'alimentation passe par la soupape 180 au con- duit 182 et de là au collecteur d'entrée 184 de l'économiseur.
De ce collecteur l'eau est envoyée par les serpentins de la section à contre-courant 186 de l'économiseur dans un collecteur intermédiaire 190qui pourrait aussi être considéré comme un collecteur d'entrée pour les serpentin de la section à circula- tions parallèles 192 de l'économiseur. L'eau d'alimentation, con- jointement avec la vapeur qui y est engendrée, passe des serpentins de la section 192 de l'économiseur au collecteur de sortie 194 de ce dernier, et se rend de là par les conduits 196 au corps cylindrique 48.
La chambre de combustion du type divisé représenté, contribue à la souplesse du fonctionnement sous charge variable en raison du contrôle sélectif de la combustion dans les cham- bres de combustion séparées 10 et 12. Par suite de ce chauffage sélectif au moyen des brûleurs 14 et 16 on peut faire varier largement le rapport entre la chaleur libérée et la chaleur ab- sorbée par les parois des chambres de combustion et il s'ensuit que le contrôle sélectif de la combustion dans les chambres de combustion séparées peut être appliqué pour effectuer le réglage du degré de surchauffe de la vapeur.
Pendant les périodes de faible charge de la chaudière, par exemple, on peut réduire l'allure de la combustion dans la chambre 10 ou mettre celle-ci pour ainsi dire hors de service tandis qu'on pousse l'allure de la combustion dans la chambre 12.
@ On remarquera que la souplesse du fonctionnement
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est favorisée non seulement du fait de la présence de deux chambres de combustion à chauffage indépendant, mais aussi parce que les chambres de combustion sont dissemblables au point de vue de leurs caractéristiques thermiques. Ainsi les parcours de gaz réduits entre le sommet des chambres de combustion 10 et 12 et l'entrée dans le parcours à convexion présentent des longueurs différentes de telle sorte que les parois tubulaires assurent à des degrés différents le refroidissement des gaz brûlés provenant des brûleurs respectifs des deux chambres et, en service, on peut coordonner l'allure de la combustion dans les chambres 10 et 12 avec les différents degrés d'absorption de la chaleur dans les deux parcours pour maintenir une surchauffe prédéterminée.
Par un choix judicieux de l'allure de la combustion dans les deux chambres on peut répondre aux conditions de la surchauffe et de la charge sur une gamme étendue entre les limites de la capacité des parois tubulaires pour refroidir les cendres du combustible à un point suffisant pour produire leur dép8t à l'état solide dans le fond à trémie de la chambre de combustion.
Le corps cylindrique 48 et les collecteurs supérieurs des parois d'eau sont suspendus par des tirants ou des étriers 220, 221, 222 et 223 aux poutrelles 226, 227 et 228 de la charpente en acier du gros-oeuvre et tous les éléments soumis à une pression qui sont combinés avec les parois des chambres de combustion sont ainsi supportés dans des conditions qui leur permettent de se dilater librement de haut en bas.
L'espace entre les tubes 100 et 122 qui constituent le ciel des chambres de combustion et le corps cylindrique 48 est fermé par les parois 240 à 244 (figure 1) qui sont combinées avec d'autres parois 245 à 263 (figure 6) pour former un caisson à labyrinthe combiné à travers lequel l'air secondaire peut être amené aux batteries de brûleurs 14 et 16. La disposition représentée du réchauffe-air 32, des brûleurs 14 et 16 et du caisson avec labyrinthe combiné est telle qu'il suffit d'adjoindre un très faible réseau de conduits supplémentaire au labyrinthe et caisson, combiné pour conduire l'air secondaire du réchauffe-air aux brûleurs.
La figure 6 représente particulièrement la disposition relative du corps cylindrique 48, des batteries de brûleurs 14 et 16, du réchauffe-air et du labyrinthe à travers lequel l'air secondaire passe du réchauffe-air aux brûleurs. Le réchauffe-air qui se trouve à peu près dans la même zone horizontale que les brûleurs et est disposé très près de ceux-ci est du type tubulaire où les gaz de combustion passent dans des tubes verticaux.
L'air secondaire après avoir circulé autour de ces tubes passe autour du carneau du gaz de combustion 30 et le long des courts conduits latéraux 270 et 272 pour arriver au caisson et labyrinthe combiné au sommet de la chambre de combustion comme c'est indiqué par les flèches sur la figure 6. Les lumières à air secondaire pour les brûleurs 16 sont entourées par les enveloppes 280 à 283 qui sont combinées avec des jeux de régulateurs de débit 290 à 293. D'une manière semblable les lumières à air des brûleurs 14 se trouvent à l'intérieur des enveloppes 300 à 303 dont l'entrée est commandée par des régulateurs d'air 310 à 313.
La disposition compacte des brûleurs à combustible et du réchauffe-air par rapport aux éléments connexes du générateur de vapeur a non seulement pour effet de diminuer le coût de l'installation en réduisant le réseau. de conduits à un minimum, mais aussi de réduire les pertes de chaleur et en général de donner lieu à un rendement élevé.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
OF PATENT OF INVENTION the Company known as: BABCOCK & WILCOX LIMITA Improvements to tubular steam generators. Patent application in the United States of America of June 14, 1941 in favor of Mr. A.E. RAYNOR.
This invention relates to tubular steam generators of the type comprising a hearth capable of operating on pulverized fuel, provided at its lower part with a device for collecting non-combustible materials in the solid state and comprising a series of vertical chambers capable of 'be separately heated, provided with walls arranged to be cooled by circulation of fluid in wall tubes and connected to a convection path, one of the aims being to create an efficient boiler, economical installation and maintenance.
A further object is to provide boilers in which the production of steam can be ensured with high efficiency of combustion throughout a very wide load range and in which the superheat can be controlled from a simple way.
In a tubular steam generator of the type specified, the hearth, according to the present invention, is divided into two chambers, one of which is remote and a second close to the convection path, by a partition which has tubes extending vertically between two cylindrical bodies, of which a lower body or liquid body and an upper body or vapor and liquid body, arranged horizontally, directly below and above the partition, respectively, their longitudinal axes being parallel to the plane of the partition, and connected at their ends by down tubes, while a passage is established for the circulation of gases from the first chamber to the second,
and communicates with the convection path and that below the two chambers is formed a hopper with an ash discharge neck extending in a direction transverse to the cylindrical liquid body.
The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a longitudinal vertical sectional view of a steam generator, taken along the line I-I of Figure 2;
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Figure 2 is a vertical cross-sectional view taken along the line II-II of Figure 1;
Figure 3 is a vertical cross-sectional view taken along the line III-III of Figure 1;
Figure 4 is a horizontal section on a larger scale, taken along the line IV-IV of Figure 1;
Figure 5 is a horizontal section, also on a larger scale, along the line V-V of Figure 1;
Figure 6 is a horizontal sectional view along the line VI-VI of Figure 1, showing the relative arrangement of the cylindrical body, the burners, the air heater and the casing through which the secondary air passes to go to the burners.
In the steam generator shown, the combustion chambers 10 and 12 are separated by a partition 46 formed by a wall of tubes directly connected at their upper ends to the water chamber of the cylindrical body of steam and water 48. the bulkhead 46 are connected at their lower ends to the cylindrical water body 54 located below the combustion chambers 10 and 12. The larger diameter downpipes 50 and 52 (see figure 2) connect the ends of the cylindrical body of steam and water 48 to body of water 54.
The vaporizing tubes which constitute the front wall of the combustion chamber 10 and the side walls of the combustion chambers 10 and 12 are also connected at their lower ends to the cylindrical body of water 54. For example, the side walls 60 and 62 ( see figure 2) comprise the vertical wall tubes / of the cylindrical water body 54 through the manifolds 72, 74 and the tubes 76, 78.
The lower portions of the tubes 64 and 66 extend along the inclined sides 68 and 70 of an ash hopper and are curved under the lower portions thereof so as to communicate with the collectors 72 and 74.
The mixture of water and steam which rises in the tubes of the side walls 64 and 66 arrives in the upper manifolds 80 and 82 from where it is sent by the tube fittings 85, 86 and 87, 88 respectively, in the cylindrical body 48.
For the front wall 90 (Figure 1) the water coming from the submerged body 54 is sent through the duct 92 into the lower wall collector 94. From this collector it rises into the vaporizing wall tubes 96 to arrive at the upper collector. - laughter 98 from where it is conducted at the same time as the steam generated by the tubes from the top 100 to the cylindrical body 48.
The interior water collector 102 at the rear wall of the wall receives water from the cylindrical body 48 and acts as an intermediary by means of which this water is supplied to the rear wall tubes 106 established along the wall 108. At a point. Intermediate the tubes 106 are curved so as to have sections inclined to the horizontal forming a screen 112 which extends across the entry of the gases to the convection path. Beyond this screen the tubes straighten up vertically to establish the wall 114 which separates the ¯Qonvexion path from the combustion tube 12.
Steam generated 64 and 66, the lower ends of which receive water
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through these tubes passes into the upper rear parai manifold 120 and from there through the tubes from the chamber head 122 to the cylindrical body 48 as shown in Figure 1 of the drawings.
The partition 46 which separates the combustion chambers 10 and 12 comprises the wall tubes 130 and 132, the former of which communicate with the cylindrical body 54 on one of its sides and the latter also but on the other side, as c 'is shown in Figure 1. The two rows of tubes 130 and 132 are curved towards each other above the cylindrical body 54 so that they have sections 134 and 136 inclined to the horizontal of top to bottom.
To prevent the build-up of ash particles on cylindrical body 54 and other related tubular fittings, inclined tube sections 134 and 136 are covered with cast iron blocks 138. Above sections 134 and 136, tubes 130 and 132 run from bottom to top in a single row to the area of gas outlets 20 to 28. These gas outlets are formed by bending some of the tubes so that they come out of the alignment of the single row by offsetting them inside the combustion chamber 12 while some of the remaining tubes are curved in a similar manner towards the combustion chamber 10. A similar conformation of the tubes to spare the gas outlets is particularly shown in Figures 1. and 5.
Batteries of pulverized carbon burners 14 and 16 are established at the top of the combustion chambers 10 and 12.
When the two burner batteries are in operation, the combustion gases pass from the combustion chamber 10 through the gas outlets 20 to 28 in the lower part of the chamber 12, where they are joined by the combustion gases coming from this last. The combined gases then rise through the tubular superheater and economizer elements in the convection path to then flow into a flue or duct 30 leading to an air heater 32. In FIG. 1, this circulation of the gases. gas is indicated by arrows 34 to 43.
As shown in Figure 2, the gas outlets 20 to 28 of the combustion chamber 10, are located partially in the ash separation zone. Thus, the combustion gases and their products in suspension in the chamber 10 follow, in descending, a relatively long path during which they are subjected to the cooling effect of the walls of the chamber, while the gases which pass through the chamber. apertures 20 to 28 describe their curve at a point near the lower end of the combustion chamber. These two facts create favorable conditions for the separation of the ash particles which, after having been cooled by the combustion. hopper and wall tubes are deposited in a solid state in ash pit 133.
The combustion chambers 10 and 12 delimited by the long straight vertical walls comprising tubes connected to the circulation system of the boiler, allow operation at high degrees of heat absorption.
The bottom of the hopper, refrigerated by water circulation, shown in Figure 2 extends from the combustion chamber 10, beyond the dividing wall 46, across the bottom of the combustion chamber 12 and into -below of the convection path. The bottom of the hopper and the ash pit can, so to speak, be established continuously by
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through the lower part of the generator, apart from an interruption caused by the cylindrical body of equ 54 and the tubes of the partition 46.
In Figures 2 and 3, the ash pit 133 is shown as provided with a floor 135 inclined from top to bottom towards a drainage channel 137. Normally the ash pit is closed by doors 139 which can be opened. to carry out the periodic removal of the ashes that are discharged into the channel 137.
As shown in Figures 2 and 5 of the drawings, a vacuum is left between each of the vertical edges of the partition wall 46 and the side walls 60 and 62. These voids serve to equalize the pressures between the combustion chambers 10. and 12 when the burners of one of the chambers are not in action. The voids are also important to account for sudden changes that can occur in the pressure conditions of the combustion chambers.
The vapor generated in the pipe walls of the combustion chambers is separated from the water in the cylindrical body 48 and passes through the conduits 140 and 142 in the manifold 144 of the superheater. This manifold is disposed on one of the sides of the convection path and communicates by means of the tubular sections 146 with the tubular coils of the sections 148 and 150 of the superheater. The steam circulating in these coils passes into the outlet manifold 152 of the superheater and from there, through the conduits 154 and 156 to one of the sides of the temperature moderator 158. On the other side of the latter, the steam , temperature conditioned, passes through conduits 160 and 162 into inlet manifold 164 of superheater section 166.
From the outlet manifold 168 in this section, steam passes through a conduit 170 to the point of use.
Feed water passes through valve 180 to line 182 and thence to economizer inlet manifold 184.
From this collector the water is sent by the coils of the countercurrent section 186 of the economizer into an intermediate collector 190 which could also be considered as an inlet collector for the coils of the parallel circulation section 192 of the economizer. The feed water, together with the steam generated therein, passes from the coils of economizer section 192 to the latter's outlet header 194, and from there passes through conduits 196 to the cylindrical body. 48.
The combustion chamber of the split type shown contributes to the flexibility of operation under variable load by virtue of the selective control of the combustion in the separate combustion chambers 10 and 12. As a result of this selective heating by means of the burners 14 and 12. 16 the ratio between the heat released and the heat absorbed by the walls of the combustion chambers can be varied widely and it follows that the selective control of the combustion in the separate combustion chambers can be applied to effect the adjustment. the degree of steam superheating.
During periods of low load on the boiler, for example, the rate of combustion in chamber 10 can be reduced or the latter can be put out of service, so to speak, while the rate of combustion is increased in the chamber. bedroom 12.
@ It will be noted that the flexibility of the
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is favored not only because of the presence of two independently heated combustion chambers, but also because the combustion chambers are dissimilar from the point of view of their thermal characteristics. Thus the reduced gas paths between the top of the combustion chambers 10 and 12 and the entrance to the convection path have different lengths such that the tubular walls ensure to different degrees the cooling of the burnt gases coming from the respective burners. of the two chambers and, in use, the rate of combustion in chambers 10 and 12 can be coordinated with the different degrees of heat absorption in the two paths to maintain a predetermined superheat.
By a judicious choice of the rate of combustion in the two chambers one can meet the conditions of the superheating and the load over a wide range between the limits of the capacity of the tubular walls to cool the ash of the fuel to a sufficient point. to produce their solid state deposit in the hopper bottom of the combustion chamber.
The cylindrical body 48 and the upper collectors of the water walls are suspended by tie rods or brackets 220, 221, 222 and 223 from the joists 226, 227 and 228 of the steel frame of the shell and all the elements subjected to a pressure which are combined with the walls of the combustion chambers are thus supported under conditions which allow them to expand freely from top to bottom.
The space between the tubes 100 and 122 which constitute the sky of the combustion chambers and the cylindrical body 48 is closed by the walls 240 to 244 (figure 1) which are combined with other walls 245 to 263 (figure 6) to form a combined labyrinth chamber through which secondary air can be supplied to the burner batteries 14 and 16. The arrangement shown of the air heater 32, the burners 14 and 16 and the combined labyrinth chamber is such that it suffices add a very small network of additional ducts to the labyrinth and casing, combined to conduct secondary air from the air heater to the burners.
FIG. 6 particularly shows the relative arrangement of the cylindrical body 48, the burner batteries 14 and 16, the air heater and the labyrinth through which the secondary air passes from the air heater to the burners. The air heater which is located in approximately the same horizontal zone as the burners and is arranged very close to them is of the tubular type where the combustion gases pass through vertical tubes.
The secondary air after having circulated around these tubes passes around the flue gas flue 30 and along the short side ducts 270 and 272 to arrive at the combined box and labyrinth at the top of the combustion chamber as indicated by the arrows in figure 6. The secondary air lumens for the burners 16 are surrounded by the housings 280 to 283 which are combined with sets of flow regulators 290 to 293. In a similar manner the air lumens of the burners 14 are inside the envelopes 300 to 303, the entry of which is controlled by air regulators 310 to 313.
The compact arrangement of the fuel burners and the air heater with respect to the related elements of the steam generator not only has the effect of reducing the cost of the installation by reducing the network. of ductwork to a minimum, but also reduce heat loss and in general result in high efficiency.
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