BE522423A - - Google Patents

Description

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  BABCOCK & WILCOX LIMITED, résidant à LONDRES. 



   PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS DE COMBUSTION. 



   Cette invention concerne les appareils de combustion qui possè- dent au moins une chambre de combustion de foyer cyclone associée à une cham bre de combustion secondaire. On connaît des appareils de ce genre où la chambre ou chacune des chambres de foyer cyclone est disposée de façon que son axe soit légèrement incliné et est pourvue de parois garnies de tubes va- porisants à circulation naturelle , comprenant deux groupes de tubes qui par- tent d'un ou de plusieurs distributeurs en s'inclinant de bas en haut en sens opposé autour de la paroi périphérique de la chambre de foyer,

   la paroi tubulaire à l'avant de la chambre de combustion secondaire servant aussi à former la paroi d'extrémité de la chambre de foyer cyclone à l'extrémité de celle-ci où se trouve la sortie des gaz et présentant à la fois une sortie des gaz partant de la chambre de foyer cyclone et une sortie de scorie partant du fond de cette chambre Une chambre de foyer cyclone à axe vertical pour- vue de tubes refroidisseurs dans sa paroi périphérique parallèle à l'axe est également une disposition connue et est avantageuse au point de vue de l'é vacuation de la scorie, plus particulièrement lorsque la température de fu- sion de la scorie est élevée.

   Toutefois les tubes refroidisseurs situés à la base de la chambre de foyer cyclone doivent être prévus pour la circulation   forcée.   Un but de 1'invention est de procurer une disposition de chambres de foyer cyclone et de combustion secondaire qui présente également des avan- tages au point de vue de l'évacuation de la scorie, mais où tous les tubes refroidisseurs sont agencés pour fonctionner avec circulation naturelle. 



   Dans un appareil de combustion comportant au moins une chambre de foyer cyclone associée à une chambre de combustion secondaire et dont les parois sont pourvues de tubes vaporisants agencés pour fonctionner avec circulation naturelle et comprenant deux groupes de tubes qui partent d'un ou plusieurs distributeurs en s'inclinant de bas en haut en sens opposés au- tour de la paroi périphérique de la chambre du foyer, l'axe de la chambre de combustion du foyer cyclone est, suivant la présente invention, incliné 

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 sur la verticale d'un angle compris entre 15  et 45  tandis que   l'extrémi-   té inférieure de la chambre de foyer est pourvue d'une sortie de gaz et a une forme tronconique vers   l'extérieur,

     l'angle entre l'axe du cône et la surface conique étant complémentaire ou en substance complémentaire de l'angle d'inclinaison de l'axe de la chambre de foyer. 



   L'inclinaison minimum de 15  de l'axe de la chambre du foyer cyclone sur la verticale assure une montée suffisante dans les tubes des deux groupes, tandis qu'au fond de la chambre de foyer la surface s'incline de haut en bas jusqu'à une partie horizontale ou approximativement horizon- tale de la chambre, où une ouverture de sortie de scorie peut être aménagée.. 



  Comme les gaz sont déchargés de haut en bas dans la chambre de combustion secondaire, la sortie de scorie de celle-ci peut être établie de manière à être balayée par les   gaz.   



   L'invention sera décrite ci-après,à titre d'exemple, avec réfé- rence au dessin partiellement schématique annexé, dans lequel s 
Fig. 1 est une vue en élévation de côté, partiellement en coupe verticale suivant la ligne 1-1 de la Figo 2, d'une partie du générateur de vapeur tubulaire comprenant une chambre de foyer cyclone, une chambre de combustion secondaire et une partie inférieure d'une chambre de rayonnement et,   Fig. 2   est une vue en coupe horizontale, suivant la ligne II-II de la Fig.  1,   d'une moitié du générateur de vapeur 
La chambre 1 du foyer cyclone représenté sur le dessin est l'une des chambrer d'une paire de chambres dont l'autre chambre est semblable et aménagée d'une façon semblable, sauf que le sens du tourbillonnement est renversé.

   Les foyers cyclones sont agencés de manière à se décharger dans une chambre de combustion secondaire 2 conduisant à une chambre de rayonne- ment   3.   D'un corps cylindrique à vapeur et liquide (non représenté) du gé- nérateur de vapeur partent deux colonnes descendantes disposées symétrique- ment, dont la colonne 4 est représentée sur les dessins, les colonnes descen- dantes étant reliée à un corps cylindrique inférieur 6 et desservant respec- tivement les groupes de tubes des parois latérales opposées des chambres de combustion secondaire et de rayonnement et les groupes de tubes des deux foyers cyclones.

   Ainsi, la colonne descendante 4 est représentée comme des- tinée à être reliée au corps cylindrique 6 par des tubes 5,au collecteur de parois latéral 8 par des tubes 7 et à des distributeurs 10 et 13 de la chambre 1 du foyer cyclone 1 par des tubes   15.   



   La paroi périphérie de la chambre 1 du foyer cyclone comprend deux groupes de tubes refroidisseurs, un groupe de tubes semi-circulaires 9 qui se rendent du distributeur 10 à un collecteur 11 et un groupe de tubes 12 qui vont du distributeur 13 à un collecteur 14 Sur un quart de cercle approximativement,

   les tubes 12 sont courbés autour du même centre et sous le même rayon de courbure que les tubes   9.   Sur le restant de leur longueur ces tubes sont en spirale de telle sorte que leurs extrémités et le collec- teur 14 sont déportés vers l'extérieur par rapport au collecteur 11 et aux extrémités adjacentes des tubes 9 L'extrémité supérieure approximativement conique de la chambre du foyer cyclone est garnie de deux groupes de tubes semi-circulaires ou approximativement semi-circulaires raccordés respectif vement par leurs extrémités d'entrée aux distributeurs   10   et 13 et par leurs extrémités de sortie au collecteur 11 ou au collecteur 14 Les collecteurs 11 et 14 sont reliés par des sections de tubes 16 à des tubes réfrigérants 17 de la paroi avant 18 de la chambre de rayonnement 3 
Du corps cylindrique inférieur 6 

  partent trois faisceaux de tu- bes 19,   25   et   28,   les tubes 19 garnissant la partie inférieure, la paroi avant 42 et le ciel 20 de la chambre de combustion secondaire et se pro- longeant entre les tubes refroidisseurs 17 comme tubes refroidisseurs de la paroi avant 18 de la chambre de rayonnement. Ceux des tubes 19 qui pas- sent en dessous de la chambre 1 du foyer cyclone contribuent à former l'ex- trémité inférieure tronconique de cette chambre, un certain nombre de ces 

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 tubes étant recourbés en forme de boucles en avant et en arrière, comme c'est indiqué en   41   et un jeu central de ces tubes contribuant à former un goulet de forme tronconique s'étandant et se rétrécissant vers l'intérieur 24 pour la sortie des gaz de la chambre du foyer cyclone.

   Ainsi, chaque tube de ce jeu en atteignant la base du goulet s'étend d'abord de bas en haut dans celle- ci jusqu'à un niveau déterminé et ensuite autour du goulet suivant une cour- be d'une amplitude   d'un   demi=cercle approximativement ou d'une partie   ,de   demi-cercle.

   Les tubes du jeu forment deux groupes de sections de tubes s'étendant en sens opposés autour du goulet et les sections de tubes des deux groupes se rencontrent à leurs extrémités de sortie,.Au-delà des deux groupes de sections de tubes, les tubes du jeu se prolongent radialement et sont rac- cordés au   collecteur 14.   De préférence, pour réduire la résistance à l'écou- lement des gaz de combustion, des paires de sections de tubes du même groupe ou de groupes différents sont réunies à leurs extrémités de sortie par des branchements en sections de tubes communes reliées au collecteur 14 les sections de tubes communes étant disposées l'une derrière l'autre dans le sens de   l'écoulement   des gaz de combustion. 



   Les tubes du faisceau 25 forment un écran à scorie 26 en travers de la sortie des gaz de la chambre de combustion secondaire et se terminent dans un collecteur intermédiaire 27 d'où les tubes refroidisseurs s9étendent entre les tubes 17 de la paroi avant   18   de la chambre de rayonnement au corps cylindrique de vapeur et de liquide, tandis que les tubes du faisceau 28 gar- nissent la paroi arrière 29 de la chambre de rayonnement. 



   Les parois latérales opposées de la chambre de combustion secon- daire et de la chambre de rayonnement sont semblables et la paroi latérale représentée est formée par des tubes refroidisseurs 39 partant du collecteur 8 Quelques uns des tubes de parois sont divisés en parties inférieures et en parties supérieures reliées ensemble par un raccordement à un collecteur en forme de cadre 40 dans l'espace intérieur duquel s'étendent un conduit   d'air   primaire et de combustible   30   qui se termine par des tuyères dirigées tangentiellement 31 32 et 33 et un conduit   d'air   secondaire 34 qui se ter- mine tangentiellement et dans la région la plus élevée de la paroi périphé- rique de la chambre du foyer cyclone par une ouverture en forme de fente 35 entre les collecteurs 11 et 14 Les parois du foyer cyclone,

   de la chambre secondaire et de la chambre de rayonnement comprennent des isolements appro- priés et des caissons à l'extérieur des tubes refroidisseurs des parois et les tubes refroidisseurs des parois de la chambre du foyer cyclone et de la cham- bre du foyer secondaire sont pourvus d'ergots et recouverts de matière réfrac- taire   d'une   manière connue 
La chambre 1 du foyer cyclone comporte à son extrémité inférieure une fente de sortie de scorie communiquant avec la chambre de combustion se- condaire et formée dans la région la plus basse de l'extrémité inférieure de la chambre du foyer cyclone et/ou dans la partie adjacente du goulet de sortie des gaz.

   Comme c'est représenté, une sortie de scorie 36 est ménagée sous forme   d'une   fente s'étendant radialement dans la région la plus basse de l'extrémité inférieure de la chambre du foyer cyclone et de bas en haut dans le goulet 24 De préférence, la fente s'élargit à   l'extrémité   infé- rieure de la chambre du foyer cyclone, de l'extrémité située radialement à   l'extérieur   de celle-ci vers le goulet et s'étend dans cette extrémité intérieurement vers le goulet   d'un   point situé à égales distances ou approxi- mativement à égales distances entre le bord situé radialement à l'extérieur de l'extrémité inférieure et le goulet. 



   La chambre de combustion secondaire 2 présente une paroi avant incurvée 42 inclinée sous une pente croissante depuis la base de la chambre de combustion secondaire jusqu'aux chambres des foyers cyclones et la partie inférieure   43   de la chambre de rayonnement est fortement inclinée A la partie inférieure de la chambre de combustion secondaire se trouve une sor- tie de scorie 37 communiquant avec un puits   38   obturé par une garde   hydrauli-   que (non représentée), les tubes 19 qui sans cela croiseraient la sortie 37 étant conduits autour de celle-ci. 

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   En service, les gaz déchargés de la chambre 1 du foyer cyclone sont dirigés vers la paroi 42 de la chambre de combustion secondaire et sont gui- dés par cette paroi vers le fond de la chambre de combustion secondaire contenant la sortie de scorie 37 et vers la sortie des gaz de la chambre de combustion secondaire communiquant arec la chambre de rayonnement 3 Une grande proportion de la cendre contenue dans le combustible est re- tenue à l'état de scorie en fusion dans la chambre du foyer cyclone et une autre quantité de scorie à l'état fluide est déposée à l'intérieur de la chambre de combustion secondaire 2 et sur les tubes 26 de l'écran à scorie. 



  La scorie déposée sur la paroi périphérique de la chambre du foyer cyclone s'écoule de haut en bas sur les surfaces à pente raide de celle-ci jusqu'à l'extrémité inférieure de la chambre du foyer cyclone qui est chauffée par les gaz passant par le goulet 24 et par les gaz circulant dans la chambre de combustion secondaire et dont les surfaces s'inclinent de haut en bas vers la partie inférieure horizontale présentant la sortie de scorie 36, et la scorie s'écoule par cette sortie dans la chambre de combustion secondaire. 



  Les gaz de combustion circulant sur la paroi 42 et sur le fond de la chambre de combustion secondaire assurent la fluidité de la scorie qui est évacuée de cette chambre par la sortie de scorie 37   Revendications   lo- Appareil de combustion comportant au moins une chambre de foyer cyclone qui est associée à une chambre de combustion secondaire et dont les parois sont pourvues de tubes vaporisants aménagés pour fonctionner arec circulation naturelle et comprenant deux groupes de tubes qui partent d'un ou plusieurs distributeurs et sont inclinés de bas en haut en sens opposés autour de la paroi périphérique de la chambre,

   caractérisé en ce que l'axe de la chambre du foyer cyclone est incliné sur la verticale d'un angle com- pris entre 15  et   45    tandis que   l'extrémité   inférieure de la chambre est pourvue d'une sortie de gaz et a une forme tronconique vers   l'extérieur,!'   angle entre   19 axe   du cône et la surface conique étant complémentaire ou ap- proximativement complémentaire de l'angle d'inclinaison de l'axe de la cham bre.

Claims (1)

1. 2 Appareil de combustion suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une sortie de scorie formée par une fente radiale est prévue dans la région la plus basse de l'extrémité inférieure de la chambre du foyer.

   3 Appareil de combustion suivant la revendication 1 caractéri- sé en ce que la chambre du foyer est pourvue d'un goulet de sortie des gaz s'étendant vers l'intérieur, qui est pourvu d'une fente de sortie des sco- ries s'étendant de bas en haut depuis son point le plus bas.

   4 Appareil de combustion suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la chambre du foyer est pourvue d'un goulet de sortie des gaz s'é- tendant vers l'intérieur et la sortie de scorie-s'étend de bas en haut dans le goulet.

   5 Appareil de combustion suivant la revendication 4, caractéri- sé en ce que la fente radiale de sortie de scorie s'élargit de son extrémi- té située radialement à l'extérieur vers le goulet.

   6 Appareil de combustion suivant la revendication 2,4 ou 5, caractérisé en ce que la fente de sortie de scorie s'étend dans l'extrémité in férieure annulaire de la chambre du foyer vers l'intérieur dans la direction de la sortie des gaz d'un point situé à mi-distance, ou approximativement, entre les bords situés radialement à l'extérieur et à l'intérieur de l'extré- mité inférieure 7 Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'une entrée tangentielle- d'air secon- daire s'étend axialement dans la région la plus élevée de la paroi périphé- rique de la chambre du foyer.

   80- Appareil de combustion suivant la revendication 7, caractérisé <Desc/Clms Page number 5> en ce que les groupes de tubes se terminent respectivement dans des collec- teurs situés sur les côtés opposés de centrée d'air secondaire.

   9 Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des reven- dications précédentes et dont la chambre ou chaque chambre de foyer cyclone se décharge dans une chambre de combustion secondaire communiquant avec une chambre de rayonnement s'étendant de bas en haut, caractérisé en ce que la chambre de combustion secondaire présente une paroi incurvée inclinée suivant une pente croissante depuis le fond de la chambre de combustion secondaire jusqu'à la ou les chambres de foyers cycloneso 10 Appareil de combustion suivant l'une ou l'autre des revendi- cations précédentes et dont la chambre ou chaque chambre de foyer cyclone se décharge dans une chambre de combustion secondaire conduisant à une cham- bre de rayonnement s'étendant de bas en haut,

   caractérisé en ce que des tubes refroidisseurs verticaux servent à garnir les parois latérales des chambres de combustion secondaire et de rayonnement, et un conduit à air secondaire passe par un collecteur en forme de cadre qui sert à relier les parties in-- férieure et supérieure des tubes refroidisseurs divisés des parois latérales..

   11 Appareil de combustion suivant 1$lune ou l'autre, des revendi- cations précédentes et pourvu d'une chambre de foyer cyclone avec goulet de sortie des gaz s'étandant vers l'intérieur, caractérisé en ce que le goulet comprend des groupes de sections de tube refroidisseurs cintrés en sens op- posés qui s'étendent, à une de leurs extrémités, de haut en bas, jusque l'extrémité inférieure de la chambre du foyer cyclone, parallèlement entre eux dans la partie la plus basse de cette extrémité, et, à leur autre extrémité, parallèlement entre eux du goulet à un, dispositif collecteur.

   12 Appareil de combustion suivant la revendication 11, caracté- risé en ce que les autres paires d'extrémité des sections de tubes refroidis- seurs cintrés du même groupe ou de groupes différents sont réunies par des branchements à des sections de tubes communes conduisant aux dispositifs collecteurs.

   13 Appareil de combustion disposé et destiné à fonctionner en substance comme c'est décrit ci-dessus avec référence au dessin annexé.