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PERFECTIONNEMENTS AUX GROUPES GENERATEURS ET SURCHAUFFEURS DE VAPEUR
TUBULAIRES. -
Cette invention concerne les groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur tubulaires comprenant un parcours de gaz de chauffe pourvu de tubes de parois vaporisants et contenant un faisceau de tubes surchauffeurs à ser- pentins tubulaires s'étendant dans les deux sens transversalement au parcours de gaz.
Il est habituellement fait usage de surchauffeurs de vapeur à convection ayant une surface d'absorption de chaleur suffisante pour assurer à la vapeur débitée une température optimum basée sur l'emploi d'un type de combustible déterminé. Toutefois, des changaments dans le combustible ou d'autres facteurs modifient fréquemment les températures des gaz de chauffe et les quantités livrées aux surfaces de chauffe à tel point que la température résultante de la vapeur peut devenir excessive ou' insuffisante. Un but de l'invention est de procurer un dispositif perfectionné permettant d'effectuer le réglage de la température de surchauffe.
Suivant la présente invention, un groupe générateur et surchauffeur de vapeur tubulaire du genre spécifié est caractérisé en ce que le faisceau de tubes surchauffeurs est espacé d'une paroi latérale du parcours des gaz et que des moyens sont prévus pour régler la circulation des gaz de chauffe par le faisceau des tubes surchauffeurs, comprenant au moins un barrage ou fermeture amovible qui s'étend en travers de la dérivation constituée par l'espace entre le faisceau de tubes surchauffeurs et la paroi latérale et est maintenu en place par les tubes à la paroi et au surchauffeur.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en coupe verticale longitudinale d'un groupe générateur et surchauffeur de vapeur;
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Fig. 2 en est une coupe horizontale suivant la ligne 2-2 de la Figo 1;
Fig.3 est une coupe verticale, à plus grande échelle que la Fig. 2, suivant la ligne 3-3 de cette dernière figure;
Fig. 4 est une coupe verticale suivant la ligne 4-4 de la Figo 3, et
Fig. 5 est une coupe à plus grande échelle que la Fig. 4, suivant la ligne 5-5 de cette figurée
Sur les dessins, le surchauffeur à convection suspendu 10 est installé dans le parcours de gaz entre une chambre de combustion 11 et des faisceaux de tubes vaporisants 12, dans une chaudière de type connu. La chambre de combustion représentée est construite pour brûler des combustibles solides, qui sont envoyés dans la chambre de combustion par un chargeur-disperseur mécanique indiqué d'une façon générale en 13.
Comme c'est représenté sur les Figs.1 et 2, chaque paroi de la chambre de combustion 11 est garnie d'une rangée de tubes vaporisants reliés au système circulatoire de la chaudière. les rangées de tubes 14 et 15, qui garnissent les parois latérales en regard l'une de l'autre, sont verticaux et s'étendent entre des collecteurs inférieurs et supérieurs tels que les collecteurs 16 et 17 de la rangée de tubes 14 (voir Fig. 1).
Le collecteur inférieur 16 est raccordé au corps cylindrique inférieur 20 du groupe par des colonnes descendantes 21, tandis que le collecteur supérieur 17 est raccordé au corps cylindrique supérieur 22 par une conduite 23. Les collecteurs des parois laté- rales qui se font face sont raccordés d'une manière similaire.
Les colonnes descendantes 24 qui partent du corps cylindrique 20 se terminent dans un collecteur 25 qui est à son tour relié à un collecteur 26 par des tubes 27.Les tubes 28 de la paroi arrière,reliés au collecteur 25, sont disposés verticalement dans la partie inférieure de la chambre de combustion et sont cintrés et inclinés vers l'intérieur en un point intermédiaire de leur hauteur pour former un surplomb 30 vers l'avant. Quelques-uns des tubes 28 s'élèvent verticalement à partir de l'extrémité du surplomb 30 pour former deux rangées 28 A de tubes largement espacés constituant un écran à scories en travers de la sortie de gaz 32 de la chambre de combustion et s' étendent ensuite vers l'arrière pour déboucher dans le corps cylindrique 22.
D'autres tubes 28B du groupe de tubes 28 de la paroi arrière sont inclinés en arrière pour garnir la surface supérieure 33 du surplomb 30 et s'étendent ensuite verticalement en travers du parcours des gaz de chauffe pour déboucher dans le corps cylindrique 22.
Le surchauffeur 10 est installé entre les rangées de tubes 28A et 28B dans le parcours des gaz de chauffe formé entre la surface supérieure 33 du surplomb 30 et un prolongement du ciel 29 de la chambre de combustion, qui est garni par les parties supérieures des tubes 34 de la paroi avant 35 de la chambre de combustion 11.
Le surchauffeur est constitué par des serpentins de tubes suspendus s'étendant verticalement de bas en haut et de haut en bas en travers du parcours de gaz et s'étendant aussi d'une façon générale parallèlement au courant des gaz de chauffe allant de la sortie 32 de la chambre de combustion vers le faisceau de tubes à convection 12 de la chaudière.Les serpentins de tubes présentent chacun des boucles multiples et chaque serpentin reçoit de la vapeur saturée d'un collecteur d'entrée de vapeur 36 et la décharge dans un collecteur de sortie 37. Les collecteurs sont disposés horizontalement au-dessus du ciel 29 du parcours des gaz et le collecteur d'entrée 36 est destiné à recevoir de la vapeur saturée du corps cylindrique 22 par l'intermédiaire d'une rangée de tubes 38.
Les serpentins de tubes du surchauffeur 10 sont uniformément espacés transversalement au parcours des gaz de chauffe, mais les serpentins qui se trouvent le plus à l'extérieur sont espacés des parois latérales du parcours de gaz. Les espaces 40 et 40' sur les cotés opposés du surchauffeur s'étendent sur toute la hauteur du parcours de gaz, ont une largeur égale ap-
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proximativement à trois ou,quatre fois la distance transversale d'axe en axa entre les tubes de surchauffeur dans la partie du faisceau tubulaire située au-delà de la chambre de combustion,
et sont rs pectivement délimi- tés par les serpentins tubulaires situés le plus à l'extérieur et les parois latérales garnies desrangées de tubes 14 et 15. Les espaces 40 et 40' sont pourvus de fermetures de barrages 41 et 41' semblables et disposés de la m- me manière. On se rendra compte de l'emplacement des barrages par l'examen des Figs. 2 à 5.
Comme le montrent les Figs. 2 et 3, le serpentin tubulaire du surchauffeur situé le plus à l'extérieur le long de l'espace 40 est constitué par deux tubes 50 et 51 disposés dans un même plan, les parties verticales
50A et 50B du tube 50 étant espacées l'une 'de l'autre de telle façon que 1' espace qui les sépare est approximativement égal à l'e.space intercalaire entre les tubes 14A et 14B des parois latérales et se trouve dans le même aligne - ment horizontal que ce dernier espace intercalaire.
Une rangée verticale 41 d'éléments de barrage ou de fermeture ré- fractaires superposés 42 et 44, portés par la surface supérieure 33 de l'arc
30, s'étend transversalement en travers de l'espace 40, entre les sections de tubes 50A et 50B et les tubes adjacents 14A et 14B. L'épaisseur des éléments de fermeture ou de barrage est suffisante pour provoquer une légère flexion des parties de tubes 50A et 50B de telle sorte que les éléments sont maintenus entre celles-ci.Chaque élément de fermeture ou de barrage aboutit à une extrémité aux sections de tubes 54 d'un serpentin de surchauffeur ad jacent et porte à l'autre extrémité sur la paroi réfractaire à l'extérieur de la rangée de tubes 14.
Par cette disposition, les différents éléments de fermeture superposés sont convenablement empêchés de se déplacer sous l'action des changements de température des parties mentionnées ou sous l' action de toute différence de pression se produisant pendant le fonctionnement.
Dans la disposition représentée, l'élément de fermeture 42 situé le plus bas, qui ne se trouve pas en contact avec les parties de tubes 50A, est supporté et mis en place sur les tubes 28B de la face supérieure du surplomb 33 par de la matière réfractaire plastique 43, qui fait prise à l'air et est résistante à la chaleur, pour maintenir l'élément de fermeture 42 dans la position voulue.
Les rangées 41 et 41' ne couvrent qu'une partie de la hauteur du parcours des gaz et des ouvertures avecfermetures 47, comme c'est indiqué sur les Figso 1 et 3 sont ménagées dans les parois latérales pour donner accès facilement aux espaces 40 et 40' de telle sorte qu'on peut modifier la hauteur des rangées à volonté pour régler la distribution du courant de gaz de chauffe dans le parcours de gaz. L'absorption de chaleur du surchauffeur et la température finale de surchauffe pour un débit de gaz donné de la chambre de combustion 11 peuvent ainsi être modifiés, si on le désire, par un changement de la hauteur des rangées41 et 41', une augmentation de la hauteur de celles-ci ayant pour effet de faire circuler une plus grande proportion de gaz sur le surchauffeur et vice versa.
En leurs points de raccordement aux surchauffeurs 36 et 37, les paires de serpentins du surchauffeur se trouvent dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal des collecteurs. A l'exception des paires de serpentins situées le plus à l'extérieur, les parties des tubes des paires de serpentins tels que les serpentins 52 et 53, adjacentes au collecteur de vapeur saturée 36, sont déportées pour former des sections de tubes étroitement rapprochées en travers du parcours de gaz, mais dans la boucle de serpentin proche du collecteur 37, ces serpentins se trouvent dans un plan commun, l'écartement entre les sections de tubes en travers du parcours de gaz étant pratiquement doublé. Ainsi qu'on peut le voir sur les Figs. 1 et 3, les serpentins des paires situées le plus à l'extérieur ont des boucles plus petites et sont plus courts que les autres serpentins.
Des barres d'écartement (voir Figo 1) sont placées sur les serpentins, tels que les serpentins 52 et 53, à proximité des extrémités supérieures
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des boucles de serpentins pour maintenir l'alignement et l'écartement des ser- pentins de surchauffeur, et un tirant 46 relie les tubes 28B aux sections de tubes ad j ace nte s des serpentins de surchauffeur.Des barres d'écartement semblables 48 sont placées sur les tubes des serpentins du surchauffeur situés le plus à l'extérieur, tels que les serpentins 50 et 51, et des tirants 49 relient des tubes 28B et des serpentins, tels que le serpentin 50, comme c' est représenté sur la Fig. 3.
Dans ce mode de construction, l'écartement des serpentins et l'écartement entre les sections de tubes adjacentes de chaque serpentin du surchauffeur sont maintenues uniformes d'une façon générale dans la partie à faible écartement du faisceau tubulaire du surchauffeur 10, même si le fonctionnement de la chaudière tend à provoquer des différences de température entre les tubes vaporisants, tels que 28B, et les serpentins du surchauffeur
En fonctionnement, la quantité de vapeur qui circule dans les serpentins tubulaires , tels que les serpentins 50 et 51 des paires de serpentins situées le plus à l'extérieur, du collecteur d'entrée 36 au collecteur de sortie 37, sera plus grande que celle qui circule dans les autres serpentins du surchauffeur,
de telle sorte qu'un refroidissement adéquat des paires de serpentins le plus à l'extérieur qui sont soumises à une transmission de chaleur relativement grande dans les sections de tubes adjacentes aux parties non restreintes des parcours de gaz 40 et 40' sera assuré. Pour des températures de surchauffe relativement basses, il est inutile de réduire la longueur des serpentins, tels que les serpentins 50 et 51, en comparaison de la longueur des serpentins, tels que les serpentins 52 et 53, pour éviter la surchauffe du nétal du tube, mais dans la majorité des installations,il est désirable d'employer la construction représentée.
En pratique, la grandeur de la surface de chauffe du surchauffeur est déterminée de manière à obtenir la température de surchauffe désirée de la vapeur lorsque les rangées 41 et 41' d'éléments de fermeture réfractaires ont une hauteur égale approximativement à la moitié de la hauteur du parcours des gaz de chauffe. Lorsque le fonctionnement du groupe générateur de vapeur a été stabilisé, des éléments 44 peuvent être ajoutés aux rangées 41 et 41' ou en être enlevés, si c'est nécessaire, pour obtenir la température de surchauffe désirée.
L'addition ou l'enlèvement d'éléments 44 se fait beaucoup plus simplement que l' addition ou la soustraction d'une certaine quantité de surface de chauffe dans le surchauffeur, et si un changement de ccmbusti- ble nécessite encore un réglage de la hauteur des fermetures ou barrages, ceci peut se faire facilement.
REVENDICATIONS. la - Groupe générateur et surchauffeur de vapeur tubulaire, comprenant un parcours de gaz de chauffe pourvu de tubes de parois vaporisants et renfermant un faisceau de tubes surchauffeurs comprenant des serpentins tubulaires suspendus, s'étendant de haut en bas et de bas en haut transversa- lement dans le parcours de gaz,
caractérisé en ce que le faisceau de tubes surchauffeurs est espacé d'une paroi latérale du parcours de gaz et que des dispositifs sont prévus pour régler la circulation des gaz de chauffe dans le faisceau tubulaire du surchauffeur et comprennent au moins un barrage ou fermeture amovible qui s'étend en travers de la dérivation constituée par l' espace ménagé entre le faisceautubulaire du surchauffeur et la paroi latéra- le et est maintenu en place par les tubes, à la paroi et au surchauffeur.