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Perfectionnements aux groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur.
Cette invention se rapporte aux générateurs et sur- chauffeurs de vapeur, et elle a pour buts de fournir des ins- tallations à chauffage par chargeur à projection convenant spé- cialement pour donner des débits élevés ; prévoir la combus- tion de particules de combustible en suspension dans les gaz du foyer, dans des conditions assurant que les cendres atteignant un carneau de convection soient à l'état solide ; de prévoir une disposition pour séparer les escarbilles des gaz du foyer s'écou- lant vers un carneau de convection et pour rebrûler ces escarbil- les ; et de fournir une disposition avantageuse de surchauffeur avec des moyens de régler le degré de surchauffe.
La présente invention comprend un groupe générateur et /surchauffeur de vapeur, dans lequel un foyer chauffé par chargeur
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à projection, pourvu de parois à refroidissement par fluide, présente une paroi de division qui intervient pour délimiter un parcours de flammes allongé dirigé d'abord comme un carneau ascendant et ensuite comme un carneau descendant aboutissant au fond d'un carneau de convection vertical contenu dans le même logement que la chambre de foyer et dans lequel est placé le surchauffeur.
L'invention comprend également un groupe générateur et surchauffeur de vapeur comprenant une enceinte, un foyer ayant des parois à refroidissement par fluide, et un carneau de con- vection vertical à l'intérieur du logement, un chargeur à pro- jection pour chauffer le foyer, une paroi de division du foyer qui intervient pour délimiter un carneau de foyer ascendant sui- vi d'un carneau de foyer descendant, aboutissant dans le fond d'un carneau de convection, un surchauffeur à l'intérieur de ce carneau de convection, une trémie fixée au fond du carneau des- cendant et un moyen de rebrûler les escarbilles rassemblées dans la trémie.
L'invention comprend d'autre part un groupe générateur et surchauffeur de vapeur, comprenant une enceinte, un foyer ayant des parois à refroidissement par fluide et un carneau de convec- tion vertical à l'intérieur de l'enceinte, un chargeur à pro- jection pour allumer le foyer, une paroi de division du foyer qui intervient pour délimiter un carneau de foyer ascendant suivi par un carneau de foyer descendant aboutissant dans le fond du carneau de convection, au moins un faisceau de tubes surchauf- feurs à l'intérieur du carneau de convection, une ouverture pra- tiquée dans le ciel du foyer et aboutissant dans le carneau de convection au-dessus de la partie qui contient le ou les faisceaux de tubes surchauffeurs, et un registre pour commander l'écoule- ment des gaz par cette ouverture.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, @ avec référence aux dessins partiellement schématiques annexés,
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dans lesquels :
Fig. 1 est une élévation de côté en coupe, d'un groupe générateur et surchauffeur de vapeur chauffé par un chargeur à projection.
Fig. 2 est une élévation de face extérieure du groupe, .sont-- représentées, en traits pointillés, les positions relatives de tubes et collecteurs aménagés pour le refroidissement par eau de la partie inférieure de la paroi avant du foyer.
Fig. 3 est une vue agrandie d'une partie de la fig.l, représentant une coupe à travers un des piliers de paroi entre les ouvertures d'allumage, et qui renferme un tuyau de descente.
Fig. 4 est une élévation d'une partie du groupe, en coupe suivant la ligne IV-IV sur la fig.l.
Fig. 5 est une élévation d'une autre partie du groupe, s'étendant d'une paroi latérale jusqu'à la ligne médiane du foyer, en coupe suivant la ligne V-V sur la fig.l
Sur ces dessins, un générateur de vapeur du type rayon- nant, de hauteur substantielle, est pourvu d'un seul corps cy- lindrique de vapeur et d'eau 1, aménagé transversalement et dis- posé immédiatement au-dessus de la paroi avant 2 d'un foyer 3 qui s'étend en substance sur toute la hauteur de l'enceinte.
La face intérieure de la partie principale supérieure de la paroi avant est garnie d'une rangée de tubes de refroidissement 4 cou- vrant toute la largeur du foyer,nces tubes étant disposés de fa- çon que leur écartement dans la rangée soit légèrement plus grand que le double du diamètre extérieur des tubes et qu'ils se diri- gent vers l'arrière à partir d'un collecteur d'entrée avant 5 et ensuite verticalement vers le haut pour aboutir dans le fond du corps cylindrique 1 auquel les tubes sont suspendus.
La par- tie inférieure de la paroi avant, sous le collecteur d'entrée 5, présente huit ouvertures 6 également espacées sur la largeur du foyer, devant chacune desquelles est placé un mécanisme d'alimen-
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tation de combustible par projection 7, de construction connue, destiné à projeter le combustible dans le foyer au-dessus de la grille 8.
La grille est une grille sans fin et elle décharge les cendres par l'avant du foyer.
Le foyer est pourvu de parois latérales 9 refroidies par des tubes 10 disposés en rangées respectives sur les faces intérieures de ces parois, l'écartenient des tubes dans chacune des rangées étant légèrement plus grand que le double du dia- mètre extérieur des tubes, et chaque rangée s'étend entre les collecteurs d'entrée latéraux inférieurs respectifs 11 et le corps cylindrique ou les collecteurs latéraux supérieurs res- pectifs 12.
Des circula.teurs 13 raccordent le collecteur su- périeur 12 de chaque paroi latérale au corps cylindrique et ce collecteur sert également à recevoir les extrémités supérieures d'une rangée de tubes 14, disposés de façon que l'écartement dans la rangée soit légèrement plus grand que le double du dia- mètre extérieur des tubes, et raccordés par leur extrémité in- férieure à un collecteur d'entrée latéral auxiliaire 15, ces tubes contribuant à garnir un côté correspondant d'un carneau de convection 16 formé dans l'enceinte à l'arrière du foyer.
La paroi arrière 17 de la partie inférieure 18 du foyer est garnie d'une rangée de tubes d'eau tangentiels s'éten- dant à partir d'un collecteur d'entrée arrière inférieur 20.
Au-dessus de la paroi arrière 17, la partie supérieure de chaque quatrième tube 21 de la rangée 19 est inclinée vers l'arrière jusque contre la paroi arrière 22 du logement. Au-dessus de la paroi arrière 17, les parties supérieures des tubes restants dans la rangée 19 sont inclinées vers l'avant dans une rangée 23 en s'écartant de cette paroi 17 et se dirigent ensuite verticalement pour former une paroi de division de foyer 24 servant à diviser la. partie supérieure du foyer en un tronçon de carneau ascendant
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Une autre rangée de tubes 40 part du collecteur d'en- trée 32 et se dirige vers le haut et vers l'arrière dans le même plan que les tubes 21 mais en alternant avec ceux-ci, jusqu'à la paroi arrière 22 du logement.
Ensemble, les tubes 21 et 40 forment une seule rangée de tubes 41 garnissant la paroi arrière
22, à partir du haut de laquelle ils se dirigent horizontalement vers l'avant pour se raccorder au corps cylindrique. Près du haut de la paroi arrière, des tubes alternants sont déplacés vers l'avant en formant une rangée 41' devant un carneau 42 menant vers l'arrière à partir du haut du carneau de convection. Le carneau 42 dirige les gaz vers un carneau descendant approprié (non montré) à l'intérieur duquel sont disposés un économiseur et un réchauffeur d'air placés dans le parcours du gaz.
Deux faisceaux de tubes surchauffeurs 43 et 44, dont chacun comprend un certain nombre de serpentins verticaux, sont placés dans le carneau de convection 16. Les serpentins du faisceau inférieur 43 sont raccordés respectivement entre les collecteurs supérieur et inférieur 45 et 46 et les extrémités supérieures des serpentins du faisceau supérieur 44 sont rac- cordées directement au corps cylindrique, tandis que leur ex- trémité inférieure est raccordée au collecteur 47. Ceci permet de purger aisément les tubes des deux faisceaux. Les serpen- tins surchauffeurs sont supportés par des supports 48 fixés ur les tubes 31 et 41.
Lorsque les registres 37 sont ouverts, des gaz peu- vent s'écouler du haut du carneau descendant vers le carneau 42 sans devoir traverser le carneau descendant 26 et le carneau de convection 16.
La profondeur, de l'avant à l'arrière, du carneau descendant 26 est inférieure à celle du carneau ascendant 25 de la partie supérieure du foyer et la profondeur combinée, de l'avant à l'arrière, du carneau descendant 25 et du carneau ascenda 26 est inférieure à la profondeur de la partie inférieure 18 du
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foyer qui constitue également un carneau ascendant.
La rangée de tubes 23, et les tubes 21 et 40 sont re- couverts respectivement de deux couches de matière réfractaire
49 et 50, fournissant des surfaces qui convergent vers le bas sous le carneau descendant 26 et le carneau de convection 16 vers une trémie 51.
La trémie 51 présente un certain nombre de sorties, par exemple seize, espacées sur toute sa largeur et d'où partent des conduits 52 dont les extrémités inférieures sont munies d'injecteurs 53 de construction connue qui débitent de l'air et des escarbilles par des tubes respectifs, inclinés vers le bas
54; ces tubes sont raccordés à des tuyères d'injection 55 dis- posées à égales distances sur la profondeur du foyer, entre les tubes de la paroi arrière 17 dans la partie inférieure de cette paroi. De cette façon, les escarbilles rassemblées dans la tré- mie peuvent, afin d'être rebrûlées, être injectées dans le foyer en même temps que de l'air.
Un groupe de tubes de descente avant 61 et arrière 62 descend à partir du corps cylindrique dans un espace compris entre l'isolement avant 60 du groupe, et la partie supérieure de la paroi avant 2 du foyer. Certains tubes 63 du groupe de tubes de descente 62 descendent pour aboutir au collecteur d'en- trée avant 5 en des endroits adéquatement espacés, tandis que certains tubes 64 sont déplacés latéralement vers l'extérieur et aboutissent à la partie antérieure des collecteurs d'entrée latéraux 11, et que d'autres tubes 65 sont coudés de façon à se diriger d'abord latéralement et ensuite vers l'arrière, à l'ex- térieur des parois latérales 9 du foyer, pour aboutir les uns aux collecteurs 11 et 15, les autres, après s'être dirigés la- téralement derrière le foyer, au collecteur d'entrée 20.
Certains tubes 66 du groupe de descente avant 61 sont coudés de façon à se diriger d'abord latéralement et ensuite vers
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l'arrière à l'extérieur des parois latérales 9 du foyer, pour aboutir les uns au collecteur d'entrée 15, les autres après s'être dirigés latéralement sous la couche réfractaire 50, au collecteur d'entrée 32.
La partie inférieure de la paroi avant, sous le col- lecteur d'entrée avant 5, est également refroidie par de l'eau.
Un collecteur d'entrée avant inférieur 67, suspendu à un collec- teur intermédiaire 68 par un certain nombre de tubes de refroi- dissement verticaux 69 destinés à refrodir les régions de la paroi avant situées aux côtés des ouvertures, s'étend sous la rangée des ouvertures, dans une voûte de foyer 72 au-dessus de la grille 8, le collecteur intermédiaire 68 s'étendant sur tou- te la largeur du foyer, au-dessus et légèrement à l'avant du collecteur d'entrée 5.
L'eau pour le collecteur d'entrée in- férieur 67 est amenée par quatre tubes de descente 70 qui se dirigent vers le bas partir du corps cylindrique dans le grou- pe de tubes de descente avant 60 et ces tubes sont coudés vers l'avant sur une partie de leur tronçon inférieur afin de passer devant le collecteur intermédiaire 68 et ensuite vers l'arrière dans le plan des axes longitudinaux des collecteurs 67 et 68, et ils refroidissent certaines des régions de la paroi aux côtés des ouvertures, avant de déboucher dans le collecteur d'entrée inférieur 67.
La région de la paroi du côté extérieur de chaque ou- verture la plus extérieure, est refroidie par un tube de des- cente 70 et par un tube de refroidissement 69, et chacun des piliers ou des régions de paroi avant 73 à 79 situées entre deux ouvertures adjacentes, est refroidi par trois tubes de refroi- dissement 69, à l'exception des piliers 75 et 77 qui sont chacun refroidis par deux tubes de refroidissement 69 et un tube de descente 70.
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Huit tubes de montée 80 partent du collecteur inter- médiaire 68 en des points également espacés le long de ce collec- teur et, vus de côté, ces tubes s'inclinent vers l'arrière à une faible distance au-dessus du collecteur 68, traversent la paroi avant 2 et se dirigent ensuite vers le haut, entre cer- tains des tubes 4 garnissant la paroi avant jusqu'au haut du foyer, après quoi ils débouchent dans le corps cylindrique.
Immédiatement sous le niveau où ils traversent la paroi avant, les tubes de montée 80, et, au même endroit, les tubes 70 comprennent des parties dirigées latéralement. Les deux tubes de descente qui refroidissent les régions de la pa- roi avant situées du côté extérieur des ouvertures les plus extérieures, comprennent des parties respectives dirigées laté- ralement 70' se croisant l'une l'autre dans cette région, et ces tubes descendent verticalement à partir du corps cylindri- que, vers cette région près du milieu de la paroi avant.
Les deux tubes de descente qui.refroidissent les piliers 75 et 77 comprennent, dans cette région, des parties respectives diri- gées latéralement 70" se croisant l'une l'autre, et ces tubes descendent verticalement à partir du corps cylindrique vers cette région, à de faibles distances des bords opposés de la paroi avant. Chaque tube de montée 80 comprend, dans cette région, une partie dirigée latéralement 80' croisant la ligne médiane de la paroi avant et les longueurs de toutes les parties diri- gées latéralement 80' sont sensiblement égales et telles que les parties des tubes de montée 80, sur la face intérieure de la paroi avant, soient distribuées de façon sensiblement égale sur cette face.
La paroi arrière 22 de l'enceinte, les parois de di- vision 24 et 30, et la partie principale supérieure de la paroi avant sont supportées par le haut, et les parties supérieures des tubes de descente 70 et des tubes de montées 80 sont suspen- dues sous le corps cylindrique. La partie inférieure de la partie avant, sous le collecteur d'entrée 5, est suspendue sous
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le collecteur intermédiaire 68 qui est lui-même suspendu par des moyens de suspension 71, sous une poutrelle 81. La posi- tion du mécanisme d'alimentation de combustible par projection est fixé par rapport à la charpente métallique de l'installa- tion.
Les côtés, le dessous et le dessus des ouvertures de chauffe sous le collecteur d'entrée 5 sont délimités par une couche de matière réfractaire 82 couvrant les extrémités in- férieures des tubes de descente 70 et des tubes de refroidisse- ment 69. On peut munir les tubes de descente 69 de tenons de forme connue pour augmenter l'absorption de chaleur et pour aider à retenir la couche réfractaire. Entre la face verticale
83 de la couche réfractaire au-dessus des ouvertures, et l'avant du collecteur d'entrée 5, est intercalée une garniture 84 en amiante ou autre matière appropriée.
Dans le corps cylindrique sont disposées deux rangées de séparateurs par centrifugation 85 qui reçoivent un mélange d'eau et de vapeur d'un compartiment extérieur 86 situé plus bas, dans lequel les différents tubes de refroidissement débou- chent, et qui décharge de la vapeur séparée au-dessus -et de l'eau séparée en-dessous du niveau normal de l'eau dans l'espace résiduel 87 du corps cylindrique, d'où des raccords 88 mènent vers les tubes respectifs des groupes de tubes de descente 61 et 62.
Sous le niveau du collecteur d'entrée avant 5, la partie de chaque paroi latérale 9 située en face du plan de la partie supérieure de la paroi avant 2, est refroidie par trois des tubes 10 qui, au-dessus du niveau du collecteur 5, sont dirigés derrière cette partie de la paroi avant et réintroduits dans le foyer pour remonter entre d'autres tubes 10 de cette paroi.
Lors du fonctionnement du générateur, de grosses par- ticules de combustible projetées dans le foyer au-dessus de la grille 8, tombent sur celle-ci pour y être consumées. La
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vitesse modérée à laquelle les gaz s'écoulent vers le haut à partir de la grille, dans la partie inférieure 18 du foyer ayant une profondeur relativement importante, favorise la com- bustion d'une grande proportion du combustible sur ou près de la grille.
Par suite de la forme allongée du foyer, un temps assez considérable est octroyé pour la combustion de particules de combustible relativement petites entraînées dans les gaz du foyer, mais les escarbilles qui, par suite de leur inertie et de la circulation des gaz du carneau de descente 26 dans le carneau de convection 16, sont entraînées dans le carneau de descente 26, tendent à se séparer des gaz et à tomber dans la trémie 51, pla- cée . à l'arrière du foyer pour permettre le rebrûlage des es- carbilles.
Par suite de la profondeur relativement faible du carneau ascendant 25 de la partie supérieure du foyer et du car- neau descendant 26, les particules en combustion et les gaz de foyer sont suffisamment refroidis par radiation, pour que le foyer puisse fonctionner à combustion élevée sans qu'il y ait danger que les sections de surchauffeur 43 et 44 se recouvrent de scories.
Les registres 37 prévus à la partie supérieure du car- neau de descente 26 sont masqués du carneau ascendant et de la grille 8 par des tubes de la paroi de division 24 et sont suppor- tés par des tubes de refroidissement 34. Les registres consti- tuent un moyen simple et avantageux de régler la surchauffe.
En raison de la hauteur du foyer, la partie principale supérieure de la paroi avant, entre le corps cylindrique et le collecteur d'entrée 5, est sujette à se dilater considérablement, affectant ainsi l'emplacement du collecteur 5. La dilatation du foyer ne fausse cependant pas l'emplacement du collecteur d'entrée inférieur avant 67 par rapport à la surface de la grille, / ni celui des ouvertures de chauffe 6 par rapport au mécanisme
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d'alimentation de combustible par projection placé devant, puis- que la partie inférieure de la paroi avant, sous le collecteur d'entrée 5, est suspendue de façon indépendante sous la partie principale supérieure, et que la hauteur de cette partie infé- rieure exposée à la chaleur du foyer, est relativement faible.
Les tubes de montée 80 et les tubes de descente 70 établissent des raccordements entre le corps cylindrique et les parties sus- pendues sous la poutrelle 81, mais les parties de ces tubes dirigées latéralement sont suffisamment flexibles pour permet- tre aux parties supérieures de ces tubes de se déplacer par rap- port aux parties inférieures, par dilatation vers le bas à par- tir du corps cylindrique. Tout déplacement de la partie supé- rieure de la paroi avant par rapport à la partie inférieure entraîne un déplacement du collecteur d'entrée 5 par rapport à la face 83 de la couche réfractaire 82.
REVENDICATIONS.
1.- Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte un foyer à chauffage par char- geur à projection pourvu de parois à refroidissement par flui- de qui est muni d'une paroi de division intervenant pour déli- miter un parcours de flamme allongé dirigé d'abord comme un carneau ascendant et ensuite comme un carneau descendant abou- tissant au fond d'un carneau de convection vertical contenu dans la même enceinte que la chambre de foyer et dans lequel est disposé un surchauffeur.
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