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BABCOCK & WILCOX LIMITED, résidant à LONDRES.
PERFECTIONNEMENTS AUX GROUPES GENERATEURS ET SURCHAUFFEURS DE VAPEUR
TUBULAIRES.
Cette invention concerne des groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur tubuliares, du genre comprenant une chambre de combustion pourvue de parois à tubes vaporisants et d'une sortie pour le passage des gaz d'une région supérieure de la chambre dans un parcours de gaz latéral suivi d'un parcours descendant, le parcours de gaz latéral contenant des tubes sur- chauffeurs de vapeur verticaux et le parcours descendant des tubes sur- chauffeurs de vapeur s'étendant en travers du parcours. Dans un groupe de ce genre, des dépôts tombant des tubes verticaux peuvent être recueillis par une ou plusieurs trémies pour être déchargés dans la chambre de combus- tion, ce qui facilite l'enlèvement des dépôts détachés des tubes.
Toutefois, dans le parcours descendant, les dépôts détachés d'une rangée supérieure de tubes ou d'un faisceau tubulaire supérieur peuvent trouver à se loger sur une rangée inférieure de tubes ou sur les tubes d'un faisceau tubulaire inférieur à l'intérieur du parcours. Cet inconvénient est aggravé si, comme cela peut être le cas, le pas des tubes horizontaux d'un faisceau tubulai- re inférieur est inférieur à celui des tubes d'un faisceau tubulaire supé- rieur.
Il est important par conséquent d'éviter si possible dans toutes les conditions de fonctionnement la formation, sur les tubes du parcours des- cendant, de dépôts qui lorsqu'ils se détachent forment des masses ou loupes de dimensions appréciables et, à cet effet, la matière formant les dépôts contenue dans les gaz de combustion doit être oonvsnablement refroidie avant d'atteindre le parcours descendant.
La difficulté d'obtenir un refroidis- sement approprié est accentuée dans les groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur destinés à fournir de la vapeur à haute pression et à haute tem- pérature, car la grandeur des surfaces de chauffe dans ces groupes tend à devenir excessive à moins qu'une température relativement élevée des gaz ne
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règne à l'entrée de la surface de chauffe de la vapeur. Un but de l'inven- tion est de procurer une forme d'exécution perfectionnée di groupe, propre à la production de vapeur à haute température et à haute pression et com- prenant un dispositif de surfaces de chauffe de vapeur pouvant être in- stallé économiquement et permettant de maintenir ces surfaces de chauffe dans de bonnes conditions pour effectuer les échanges de chaleur.
Dans un groupe générateur et surchauffeur de vapeur tubulaire du genre spécifié, suivant la présente invention le parcours latéral est situé au-dessus du parcours descendant et contient des tubes surchauffeurs de vapeur disposés au-dessus de celui-ci, tandis que des dispositifs inter- cepteurs sont prévus pour intercepter au moins les gros morceaux de ma- tières solides qui tombent dans le parcours latéral vers le parcours des- cendant.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec ré- férence aux dessins partiellement schématiques annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe verticale longitudinale d'un groupe gé- nérateur et sur chauffeur de vapeur, suivant la ligne I-I de la fig. 3, vue dans le sens indiqué par les flèches ;
Fig. 2 est une vue en coupe verticale longitudinale, suivant la ligne II-II de la Fig. 3, d'une partie seulement du groupe représenté sur la fig. 1;
Fig. 3 est une coupe horizontale suivant la ligne III-III de la Fig. 1 ;
Fig. 4 est une coupe horizontale suivant le ligne IV-IV de la Fig. 1 ;
Fig. 5 est une vue fragmentaire en coupe horizontale d'une par- tie du parcours des gaz représenté sur la fig. 4, mais à une plus grande échelle que sur celle-ci ;
Fig. 6 est une coupe horizontale suivant la ligne VI-VI de la fig. 1 ;
Fig. 7 est une coupe horizontale suivant la ligne VII-VII de la fig. 1 ;
Fig. 8 est une élévation de face partiellement en coupe verti- cale, suivant la ligne VIII-VIII de la fig.-7 et vue dans le sens-indiqué par les flèches, et
Figs. 9 et 10 sont des vues en coupe verticale longitudinale d'une autre forme de construction et correspondent aux parties supérieures de droite des figs. 1 et 2, respectivement.
Une chambre de combustion 1, allongée dans le sens vertical et de section transversale rectangulaire, est pourvue d'un fond en trémie 2 et sa paroi réfractaire avant 3, sa paroi arrière 4 et ses parois latéra- les 5 et 6 sont garnies de tubes vaporisants et de refroidissement des pa- rois, intimement rapprochés.
Ainsi, des tubes 10, raccordés par leurs ex- trémités inférieures à un collecteur d'entrée 11, garnissent la paroi avant du f ond en trémie 2 et s'étendent ensuite verticalement de bas en haut ap- proximativement jusqu'à mi-hauteur de la chambre de combustion, où ils sont recourbés vers l'extérieur pour former un arc 12 au-dessus duquel ils re- viennent dans le plan de la partie inférieure de la paroi avant et continuent à s'élever verticalement jusqu'au ciel 13 de la chambre de combustion, dans lequel ils passent pour se raccorder par leurs extrémités supérieures à un corps cylindrique de vapeur et d'eau 14.
Les tubes 17, reliés par leurs ex- trémités inférieures à un collecteur d'entrée 18, garnissent la paroi ar- rière du fond en trémie '2 et s'étendent ensuite verticalement de bas en haut jusqu'a un niveau situé au-dessus de l'arc 12, et au-dessous de celui d'une sortie de gaz latérale 19 de la chambre de combustion, les tubes d'ordre im-
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pair, désignés par 17a étant, à partir de ce niveau , recourbés en avant vers la paroi 3 pour former un arc 20 qui s'étend en travers de toute la largeur de la chambre de combustion et approximativement sur un quart de la profondeur de celle-ci vers la paroi avant.
Les tubes 17, désignés par
17b, s'élèvent verticalement jusqu'au ciel 13, où ils sont recourbés vers l'avant de la chambre de combustion et s'étendent vers la paroi avant 3 et au travers de celle-ci, en garinissant le ciel 13, pour se raccorder par leurs extrémités supérieures à la chambre d'eau du corps cylindrique de vapeur et d'eau 14. Au-dessus de l'arc 20, un certain nombre de tubes 17a c'est-à-dire un tube sur deux en ordre alterné, désignés par 17a, a s'élè- vent verticalement jusqu'au ciel 13, tandis que le restant des tubes 17a, désignés par 17a, b, sont inclinés en arrière de bas en haut pour délimi- ter une surface supérieure '25 de l'arc 20 et rejoindre les tubes 17b en un point au-delà duquel ils s'étendent verticalement en deux rangées paral- lèles de tubes convenablement espacés jusqu'au ciel 13.
Les tubes 17a, a et les tubes 17 a,b, comme les tubes 17b s'étendent vers la paroi avant 3, traversent celle-ci,servent à garnir le ciel 13 et sont raccordés par leurs extrémités supérieures à la chambre d'eau du corps cylindrique de vapeur et d'eau 14. Les collecteurs d'entrée 11 et 18 sont reliés par des colonnes descendantes appropriées, indiquées en 26, à la chambre d'eau du corps cy- lindrique 14.
Les parois latérales 5 et 6 sont garnies d'une manière bien connue de tubes vaporisants intimement rapprochés 29 (voir fig. 3) rac- cordés par leurs extrémités inférieures et leurs extrémités supérieures res- pectivement à des collecteurs d'entrée et des collecteurs de sortie (non représentés) convenablement reliés par des colonnes descendantes et des co- lonnes montantes à la chambre d'eau du éorps cylindrique de vapeur et d'eau 14.
Dans les brûleurs 41 sont disposés de manière à débiter du com- bustible pulvérisé et de l'air secondaire dans la chambre de combustion entre les tubes qui garnissènt la partie inférieure de la paroi avant 3 au- dessous de l'arc 12.
A proximité de la paroi avant 3, dans le renfoncement 45 situé au-dessus de l'arc 12 se trouve un surchauffeur à rayonnement 47 comprenant des tubes en forme d'épingle à cheveux 48 disposés en groupes pour former des panneaux ou des plateaux de tubes 49, les coudes de retour de ces tu- bes se trouvant à la partie supérieure et s'étendant au travers du ciel 13 de la chambre de combustion, tandis que les extrémités inférieures de cha- que tube 48 sont raccordées respectivement à un collecteur 50 et à un col- lecteur de sortie 51. Le collecteur d'entrée 50 est raccordé à la chambre de vapeur du corps cylindrique 14 par des tubes 52 disposés à l'intérieur du renfoncement 45 et placés sur le côté paroi des plateaux 49.
Un parcours de gaz latéral 60 est situé à l'arrière de la sor- tie de gaz 19 et communique à son extrémité arrière avec un parcours des- cendant vertical 61, une partie 62 de l'extrémité arrière du parcours 60 s'étendant sur toute la largeur et pratiquement en travers de la moitié de la profondeur du parcours descendant 61.
Le fond réfractaire de la partie du parcours de gaz latéral 60 qui se trouve à l'arrière du plan de la paroi postérieure 4 de la cham- bre de combustion, affecte la forme d'une trémie et comprend deux parties 65a et 65b respectivement sur l'un et l'autre coté et toutes deux inclinées de haut en bas vers une ouverture s'étendant transversalement 66 fermée par l'extrémité supérieure d'une manche et dérivation verticale 67 disposée du côté avant du parcours descendant 61 et s'étendant sur toute la largeur de celui-ci.
La partie 62 située à l'extrémité arrière du parcours de gaz latéral 60 et la totalité du parcours descendant 61 sont divisées par des cloisons séparatrices verticales 72 et 73 (voir figs. 3,4 et 8) pour for-
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mer trois parcours de gaz en parallèle et s'étendant respectivement d'un point situé au-dessus de la dérivation 67 à trois sorties de gaz latéra- les 74a, 74b et 74c disposées à l'extrémité inférieure de la paroi arriè- re 75 du parcours descendant. Le parcours descendant est ainsi divisé en trois parties 61a, 61b et 61c situées respectivement entre la paroi laté- rale 77 du parcours descendant 61 et la cloison 72, entre les cloisons 72 et 73 et entre la cloison 73 et la paroi latérale 78 du parcours 61.
Des plaques déviatrices ajustables 79a, 79b et 79c sont fixées à la paroi 75 au-dessus du niveau de l'ouverture 66, les plaques s'étendant en tra- vers de la largeur des parties 61a, 61b et 61c du parcours de gaz 61, respectivement, et chacune d'elles présentant une surface supérieure in- clinée de haut en bas vers l'intérieur. Une paroi séparatrice 82, servant de paroi avant au parcours descendant 61 et de paroi arrière à la dériva- tion 67, se prolonge vers le bas au-dessous des sorties 74a, 7412 et 74c jusqu'au fond 84 du parcours 61.
La dérivation 67 est reliée à un prolongement descendant dé- porté 85 du parcours descendant 61 par deux passages 86 s'étendant à travers la partie centrale 61b du parcours descendant 61, et le'fond 84 affecte la forme d'une série de trémies disposées côteà cote sur la largeur du par- cours descendant, des trémies séparées 90, 91, 92, 93 et 94 étant associées respectivement aux parties 61a, 61b et 61c du parcours descendant et aux deux passages 86, chacune de ces deux dernières trémies étant prolongée latéralement à son extrémité avant, de telle sorte qu'ensemble elles cou- vrent la totalité de l'arbre située en dessous de la dérivation 67. Les extrémités inférieures de cette dernière et du parcours 61 constituent des chambres de déviation des gaz disposées au-dessus des trémies.
Les parois et les ciels du parcours de gaz latéral 60 et du p arcours descendant 61 comportent, des tubes de chauffe de la vapeur et de refroidissement des parois. Ainsi, un collecteur d'entrée 100 raccordé par une conduite appropriée, indiquée en 101, au collecteur de sortie 51 du surchauffeur à rayonnement 47 est disposé à proximité de l'extrémité in- férieure de la paroi arrière 75 du parcours descendant 61, et reçoit les extrémités de tubes convenablement espacés 103 qui s'élèvent verticale- ment pour garnir la paroi arrière 75 au sommet de laquelle ils sont re- courbés en avant pour garnir le ciel 105 du parcours descendant 61 et le ciel 107 de la partie du parcours de gaz latéral 60 située en arrière de la paroi 4 de la chambre de combustion,
ces tubes étant recourbés vers le haut à proximité du plan de la paroi 14 pour passer à travers du ciel 107 au-dessus duquel ils sont raccordés à un collecteur 108. D'autres tubes 109, s'étendent du collecteur d'entrée 100 à la paroi 82 en passant en travers du parcours descendant 61, pour s'élever ensuite verticalement jusqu'en un point situé à proximité de l'ouverture 66 et former, conjointe- ment avec une matière réfractaire appropriée, la paroi 82. A l'ouverture 66, des tubes de rang impair 109a se prolongent verticalement de bas en haut à travers le parcours de gaz 60, comme un écran de tubes convenablement es- pacés et à travers le ciel 107 de ce parcours au-dessus duquel ils sont rac- cordés au collecteur 108.
Le restant des tubes 109, c'est-à-dire les tubes 109b de rang pair sont recourbés en arrière et inclinés de bas en haut pour faire partie de la paroi 65b du fond du parcours de gaz latéral 60, à l'ex- trémité arrière duquel ils sont recourbés vers le haut pour s'étendre, comme un écran de tubes espacés, verticalement jusqu'au ciel 105 du parcours des- cendant 61 et au travers de ce ciel au-dessus duquel ils sont raccordés au collecteur 108.
D'autres tubes encore, 110, s'étendent horizontalement'du collecteur d'entrée 100, en travers du parcours descendant 61 et en travers de la dérivation 67,à la paroi avant 111 de celle-ci, et s'élèvent alors verticalement pour garnir cette paroi jusqu'à l'ouverture 66, au-dessus de laquelle les tubes de rang impair 110a sont prolongés verticalement en tra- vers du parcours de gaz latéral 60 sous forme d'une rangée de tubes espacés et à travers le ciel 107 au-dessus duquel ils sont raccordés au collecteur 108.
Le restant des tubes 110, c'est-à-dire les tubes de rang pair 110b sont
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recourbés en avant au-dessus de l'ouverture 66 pour garnir la partie 65a du fond du parcours de gaz latéral 60.et sont recourbés de bas en haut à proximité de la sortie de gaz latérale 19 pour s'étendre sous forme d'une rangée de tubes espacés en travers du parcours de gaz latéral 60 et au travers du ciel 107, au-dessus duquel ils sont raccordés au collecteur 108.
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Les parties des tubes 109e et 110a situées au-dessus de l'ouverture 66 sont recouvertes de matière réfractaire pour délimiter un prolongement ver- tical 67a de la dérivation 67 en laissant des ouvertures 115a115 entre les tubes 109a et 110a respectivement pour permettre aux crasses qui tom- bent sur les parties 65b , 65a respectivement, du fond du parcours de gaz latéral, de descendre dans la dérivation.
Les parties supérieures des parois latérales 77 et 78, des cloi-
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sons séparatrices 72 et 73 et des parois latérales l16,â, ll6b de la dériva- tion 67 sont aussi pourvues de tubes de chauffe de la vapeur et de refroi- dissement des parois. Ainsi, les collecteurs 117,118, 119 et 120 (voir fig. 8) sont disposés dans les parois 77, 72, 73 et 78 respectivement à
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une courte distance au-dessus du niveau des sorties de gaz 74a, 74b et 7/.ç et des tubes 121,122, 123 et 124 partant des collecteurs 117, 118, 119 et 120 respectivement s'élèvent verticalement, les tubes 121 et 124 servant
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à garnir les parois 77, 116a et 78, 116b, respectivement et les tubes. 122, 123, constituant conjointement avec une matière réfractaire, les parois 72 et 73.
Les tubes 121 et 124 qui sont associés aux extrémités avant des
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parois 77 et 78 et aux parois 116a, 116b sont plus intimement rapprochés entre eux que les tubes associés aux extrémités arrière des parois 77 et 78 (voir fig. 4); au-dessus du niveau de l'ouverture 66, les tubes plus intimement rapprochés 121 et 124 divergent les uns par rapport aux autres de manière à ne pas garnir seulement les parois latérales du parcours de gaz 61 et le prolongement vertical 67a de la dérivation, mais aussi la to- talité des parois latérales de la partie du parcours de gaz latéral 60 si- tuée en arrière du plan de la paroi 4 de la chambre de combustion.
A leurs extrémités supérieures les groupes de tubes 121, 122, 123 et 124 sont rac- cordés à des collecteurs correspondant aux collecteurs 117, 118, 119 et
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120, par exemple, aux collecteurs 125 et lu6 correspondant aux collecteurs 118, 119 respectivement. Ces quatre collecteurs sont reliés par dès tubes tels que 127 au collecteur 108.
Un surchauffeur primaire à convection 135 est monté dans la par- tie 61c du parcours descendant 61 et comprend des tubes sinueux 136 aména-
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gés en trois faisceaux 137a, 137b et 137c dans la partie du parcours descen- dant située au-dessous du niveau de l'ouverture 66, l'extrémité inférieure de chaque tube 136 étant raccordée à un collecteur d'entrée 138 disposé dans la paroi avant 111 de la dérivation 67 et relié par des tubes tels que 139 aux collecteurs 117, 118, 119 et 120.
Près du niveau de l'ouverture 66, des paires de tubes en ordre alterné 136a, parmi les tubes 136, sont recourbés vers le haut à proximité de la paroi séparatrice 82 et sont aménagées de manière à se placer entre les tubes 109b pour contribuer à former la partie 65b du fond du parcours de gaz latéral 60, à l'extrémité arrière de laquel- le ces tubes sont recourbés vers le haut et s'étendent en deux rangées de tubes espacés en travers de l'extrémité arrière du parcours de gaz 60 et au travers du ciel 105, au-dessus duquel ils sont recourbés en sens inverse et pénètrent dans la parcours de gaz latéral 60 pour faire partie d'un quatrième faisceau tubulaire 137d du surchauffeur primaire, disposé au-des- sus de la partie 65b du fond.
Le restant des tubes 136, c'est-à-dire les tubes 136b sont recourbés vers le haut approximativement à mi-profondeur du parcours descendant 61 pour s'étendre verticalement en deux rangées de tubes espacés jusqu'au ciel 105 et à travers celui-ci, où ils rejoignent
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les tubes 136a pour former le restant du faisceau tubulaire 137d.
Dans le faisceau tubulaire 137,d, les tubes 136 sont disposés en travers de la largeur du parcours de gaz suivant un pas égal au double du
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pas des sections de tubes des faisceaux 137.a, 137b et 137ç, sont recourbés
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sous une forme sinueuse de telle manière que chaque tube traverse plusieurs fois la hauteur du parcours de gaz latéral, et s'élèvent à l'extrémité avant du faisceau 137,d verticalement à travers le ciel 107 au-dessus du- quel ils sont recourbés en sens inverse pour revenir dans la parcours de gaz 60 au-dessus de la dérivation 67, les tubes.étant recourbés sous forme de tubes en U pour constituer un faisceau tubulaire 137e surchauf- feur primaire.
A l'extrémité avant du faisceau tubulaire 137e, les tubes 136 s'élèvent verticalement à travers le ciel 107 et sont raccordés à un collecteur de sortie 140.
Un second surchauffeur primaire à convection 145 est disposé dans la partie 6la du parcours descendant 61 et comprend comme le surchauf- feur 135 des tubes sinueux disposés en faisceau 147a, 147b, 147c, 147d et 147e semblables respectivement aux faisceaux 137a, 137b, 137c, 137d et 137e.
Le collecteur de sortie 140 du surchauffeur 135 et le collec- teur de sortie correspondant du surchauffeur 145 sont raccordés tous deux par des conduits 150 à un désurchauffeur 151, qui peut être de n'importe quel type approprié connu, et la sortie de la vapeur refroidie du désur- chauffeur est reliée par des conduits 152 à un collecteur 153 servant de collecteur d'entrée pour un surchauffeur secondaire à convection 155 com- prenant des tubes sinueux 156 raccordés chacun par une extrémité au col- lecteur 153.Les tubes 156 descendent à travers le ciel 107 et sont recour- bés sous une forme sinueuse de manière que chacun d'eux s'étende sur toute la hauteur du parcours de gaz latéral plusieurs fois pour former un pre- mier faisceau tubulaire 157a disposé dans la partie du parcours de gaz la- téral 60 au-dessus de l'arc 20 et entre les
rangées de tubes 17a, a et 17a b. A l'extrémité arrière du faisceau tubulaire 157a, les tubes 156 s'élèvent perpendiculairement à travers le ciel 107 et sont recourbés en sens inverse pour revenir dans le parcours de gaz 60 au-dessus de la par- tie du fond 65a où les tubes sont de nouveau recourbés, en épingle à che- veux pour former un second faisceau tubulaire 157b disposé dans la partie du parcours de gaz latéral entre les rangées de tubes 110a et 110b.
Les faisceaux surchauffeurs 157a et 157b s'étendent tous deux en travers de toute la largeur du parcours de gaz latéral 60, comme c'est indiqué clai- rement sur la fig. 3. A l'extrémité arrière du faisceau 157.b, les tubes 156 s'élèvent verticalement à travers le ciel 107 et sont raccordés à un collecteur de sortie 160, raccordé lui-même par une conduite de vapeur in- diquée en 161 à l'étage à haute pression d'une-turbine associée, non re- présentée.
Un réchauffeur primaire à convection 170 est disposé dans la partie 61b du parcours descendant 61 et comprend des tubes sinueux 171 disposés en trois faisceaux 172a, 172b et 172c dans la partie du parcours descendant située au-dessous du niveau de l'ouverture 66, l'extrémité in- férieure de chaque tube 171 étant reliée à un collecteur d'entrée 173 pla- cé à l'extérieur de la paroi arrière 75 du parcours descendant.
A proximi- té du niveau de l'ouverture 66, des paires en ordre alterné 171a parmi les tubes 171 sont. ,-recourbés de bas en haut près de la paroi séparatrice 82 et sont aménagés de manière à se trouver entre les tubes 109b pour contribuer à former la partie 65b du fond du parcours de gaz latéral 60, à l'extrémité arrière duquel ils sont recourbés et s'étendent en deux rangées de tubes espacés en travers de l'extrémité arrière du parcours de gaz 60 jusqu'au ciel 105 et au travers de ce ciel, au-dessus duquel ils sont reliés à un collecteur de sortie 174. Le restant 171b des tubes 171 sont recourbés de bas en haut approximativement à mi-hauteur du parcours descendant 61 pour s'élever verticalement en deux rangées espacées de tubes espacés vers et à travers le ciel 105 au-dessus duquel ils sont reliés au collec- teur de sortie 174.
Le collecteur de sortie 174 est raccordé par des tuyaux 175 au collecteur d'entrée 180 du réchauffeur secondaire à convection 181 comprenant des tubes 182, dont l'espacement dans le sens transversal par
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rapport au parcours de gaz 60 est d'environ le double de l'espacement des
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sections de tubes 171 des faisceaux tubulaires va, lob et 172c transver- salement au parcours descendant 61. Chaque tube 182 est raccordé par une extrémité au collecteur d'entrée 180 d'où il des.cend verticalement dans la partie du parcours de gaz latéral 60 située au-dessus de la dérivation 67, les tubes étant recourbés en sens inverse à leurs extrémités infé-
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rieures de manière à former un faisceau tubulaire 1$3a.
A l'extrémité arrière du faisceau l83.a, les tubes 182 s'élèvent verticalement à travers le ciel 107 et sont recourbés en sens inverse pour-revenir dans le par- cours de gaz 60 au-dessus de la partie 65b du fond, les tubes étant re- courbés en sens inverse à leurs extrémités inférieures pour former un second faisceau tubulaire 183b et ramenés à travers le ciel 107, au-des- sus duquel ils sont raccordés à un collecteur de sortie 185. Le collecteur d'entrée 173 du réchauffeur primaire 170 est relié à l'échappement de 1' étage à haute pression de la turbine associée, tandis que le collecteur de sortie 185 du réchauffeur secondaire 181 monté en série est relié à 1' admission d'un étage à pression intermédiaire de la turbine associée.
Bien que dans la forme d'exécution de l'invention ci-dessus décrite, la partie 65b du fond du parcours de gaz 60 ait été décrite comme étant composée de tubes 109b, 136a et 171a conjointement avec de la matiè- re réfractaire 190 (voir fig. 5) qui ferme les espaces entre les tubes, si on le désire, la matière réfractaire 190 peut être omise, de telle sorte que la partie 65b du fond du parcours de gaz latéral 60 a la forme d'une grille formée par les tubes espacés. Il est nécessaire que les tubes qui constituent la grille soient espacés de telle façon qu'ils empêchent efficacement le passage entre eux de toute masse de matière de dimensions suffisantes pour bloquer les espaces entre les tubes des faisceaux du surchauffeur ou du réchauffeur sous-jacents.
En outre, l'espacement entre ces tubes doit être suffisamment réduit pour qu'une proportion suffisante des gaz chauds circulant dans le parcours descendant passe sur les fais-
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ceaux 137d et 147,d du surchauffeur sousjacent et sur le faisceau 183b du réchauffeur.
La division des gaz chauds venant de la chambre de combustion
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1 entre les parties 61ap 61b et 6lue du parcours descendant 61 et la déri- vation 67 est réglée par des registres ou papillons '.20ou., 2COb et 200e monté.s respectivement dans les sorties de gaz 7.a, z et 74&. et par des registres ou papillons '202a et 202b montés dans les extrémités de deux cou- loirs 86 situées le plus à l'arrière,
Le prolongement descendant déporté 85 du parcours descendant 61
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renferme trois sections d'échange de chaleur d'économiseur 05a, 'B05b et 205b et communique à son extrémité inférieure avec un carneau'206 condui- sant à une cheminée (non représentée). Le prolongement 85 est pourvu d'un fond en forme de trémie 207.
Pendant le fonctionnement du groupe décrit, le combustible pul- vérisé est envoyé aux brûleurs 41 et les gaz chauds du foyer s'élèvent dans la chambre de combustion et pénètrent par la sortie de gaz latérale 19 dans le parcours de gaz latéral 60, où ils passent sur les faisceaux tubulaires du surchauffeur secondaire 155. La division des gaz chauds entre les parties
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61a, 61b et 6lue du parcours descendant 61 et la dérivation 67 dépend de la mise au point des registres 200a, 200b et '200e, 202a et 202b. Les plaques déviatrices 79a, 79b et 79.2 servent à répartir les gaz chauds sur toute la profondeur des parties 61a, 6lb et 6lc respectivement du parcours de gaz 61, De ce dernier les gaz chauds descendent dans le prolongement 85 et dans le carneau 206 d'où ils passent dans la cheminée associée.
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La vapeur produite dans les tubes garnissait les parois de la chambre de combustion 1 est séparée de l'eau qui l'entraine dans le corps cylindrique de vapeur et d'eau 14, d'où la vapeur se rend par les tubes 52 au surchauffeur à rayonnement 47. De ce dernier, la vapeur se rend par le conduit 101 dans le collecteur d'entrée 100 et de là par les tubes 103,109 et 110 au collecteur 108, par les tubes 127 aux collecteurs supérieurs tels que 125 et 126 associés aux tubes 121, 122, 123 et 324, ensuite de haut en bas par ces tubes aux collecteurs 117, 118, 119 et 120 et enfin par les tubes 139 aux collecteurs d'entrée, par exemple le collecteur 138 des sur- chauffeurs primaires 135 et 145. La vapeur circule dans les surchauffeurs primaires 135 et 145 montés en parallèle,
dans les conduits 150 pour aller au désurchauffeur 151, et se rend de là par les conduits 152 au collecteur d'entrée 153 du surchauffeur secondaire unique 155 et passe finalement du surchauffeur par la conduite de vapeur 161 à l'étage à haute pression de la turbine associée.
La vapeur qui s'échappe de l'étage à haute.pression ou d'un étage à pression intermédiaire de la turbine à vapeur est envoyée au col- lecteur d'entrée 173 du réchauffeur primaire 170 et passe du collecteur de sortie de ce dernier par les tuyaux 175 au collecteur d'entrée du ré- chauffeur secondaire à convection 181, du collecteur de sortie 185 duquel elle est ramenée dans un étage à pression intermédiaire ou à basse pression de la turbine associée.
Pendant le fonctionnement, on peut régler les températures de surchauffe et de réchauffe en réglant la quantité de gaz circulant dans la dérivation 67 au moyen des registres 202a , 202b ; on peut régler la témpé- rature de réchauffage en actionnant les registres ou papillons 200a, 200b et 200c pour régler la répartition des gaz entre les parties latérales cou- plées en parallèle 61a et 61c du parcours descendant 61 d'une part et la partie centrale 61b d'autre part. Un réglage effectif rapide de la tempé- rature de surchauffe peut aussi être effectué au moyen du désurchauffeur 151.
De préférence, des dispositifs de commande automatiques sont prévus pour effectuer le réglage des registres ou papillons et du désurchauffeur suivant les écarts par rapport aux valeurs prédéterminées des températu- res de surchauffe et de réchauffage.
On a constaté que pendant le fonctionnement d'un groupe tel que celui décrit, des dépôts ou des crasses tendent à se former sur les surfaces des échangeurs de chaleur tubulaires. On peut déloger périodique- ment ces crasses en faisant agir des appareils de ramonage à fluide qui dé- bitent un fluide de nettoyage sur les surfaces tubulaires, et, par suite de la disposition particulière des parcours de gaz décrite et représentée,lors- que la partie 65b du fond du parcours de gaz 60 n'est pas pourvue d'une ouverture, comme c'est représenté sur la fig. 5, les crasses délogées des tubes dans le parcours de gaz latéral 60 ne tombent pas sur-les faisceaux tubulaires situés dans le parcours descendant 61 mais sont détournées dans le by-pass ou la dérivation 67 et tombent dans les trémies 93 et 94 d'où elles peuvent être enlevées à volonté.
Dans la variante mentionnée ci-dessus, où la matière réfractai- re est omise de la partie 65b du fond du parcours 60, on fait tomber les gros morceaux de matières d'encrassement dans le by-pass ou la déviation 67 et on ne laisse tomber à travers le fond dans le parcours descendant 61 que les petits morceaux qui peuvent tomber entre les tubes du parcours 61.
En espaçant correctement les tubes qui forment la grille on ne laisse péné- trer dans le parcours descendant que les morceaux de dimensions suffisamment réduites pour pouvoir passer entre les tubes des faisceaux tubulaires du parcours de gaz 61.
Les dépôts de suie ou autres tombant dans les parties 61a, 61b et 61c du parcours de gaz descendant sont recueillis dans les trémies 90, 91 et 92, respectivement, d'où ils peuvent être enlevés lorsqu'on le désire.
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Les crasses ou dépôts détachés des faisceaux tubulaires dans les parties du parcours de gaz 60 situées au-dessus de la partie 65a du fond et au-dessus de la dérivation 67 tombent aussi dans la dérivation
67 et sont recueillis dans les trémies 93 et 94. Les crasses détachées de la partie du parcours de gaz latéral située au-dessus de l'arc 25 tombent dans la chambre de combustion.
Les figs. 9 et 10 montrent une variante de la forme de construc- tion représentée sur les figs. 1 à 8, suivant laquelle le parcours de gaz latéral s'étend au-dessus du parcours descendant d'un côté à l'autre de ce- lui-ci. Sous presque tous les rapports elle est semblable à la forme d' exécution déjà décrite et les parties similaires sont désignées par les chiffres de référence qui y ont été utilisés. Toutefois un espace 300 per- mettant le mouvement tournant des gaz est formé par une protubérance 301 aménagée sur l'extrémité supérieure de la paroi arrière 75 du parcours de gaz 61, l'espace ou tournant 300 étant divisé en trois parties par des pro- longemen ts postérieurs des parois 72 et 73.
L'extrémité inférieure 302 de la protubérance 301 comporte trois trémis pour recueillir la cendre sépa- rée des gaz de combustion lorsque ceux-ci passent dans les trois parties de l'espace 300, respectivement.
Dans cette disposition, les faisceaux tubulaires 147d, 147e, 137d, 137e, 183a et 183b sont tous disposés au-dessus de la partie 65b du fond du parcours de gaz latéral 60 ; les extrémités supérieures des tubes 109b dépassant d'une faible quantité les tubes 103 qui garnissent la paroi arrière 75 du parcours descendant et s'étendent ensuite en une rangée de tubes espacés à travers le ciel 107, tandis que les sections de tubes 136a 136b,171a et 171b se prolongent vers la paroi arrière 303 et s'élèvent verticalement à proximité de cette paroi jusqu'au tournant des gaz 300.
Dans cette forme d'exécution la partie 65b du fond du parcours de gaz latéral 60 peut comporter de la matière réfractaire, comme c'est représenté sur la fig. 5, ou bien la matière réfractaire peut être suppri- mée et le fond laissé sous forme d'une grille de tubes convenablement espa- cés.
Le fonctionnement de la forme d'exécution représentée sur les figs. 9 et 10 et de celle comprenant la variante où le fond 65b est établi sous forme d'une grille tubulaire, est le même que celui décrit précédemment avec référence aux figs. 1 à 8.
Dans les dispositions décrites, les gaz de combustion peuvent sans danger être admis dans le parcours latéral à une température élevée et une surface d'échange de chaleur adéquate est prévue pour assurer un re- froidissement convenable des gaz avant qu'ils n'atteignent le parcours des- cendant. La haute température des gaz à l'entrée du surchauffeur, la circu- lation transversale des gaz sur tous les tubes de chauffe de la vapeur et le prolongement du parcours latéral au-dessus du parcours descendant permet- tent d'obtenir une installation relativement compacte.
La disposition décrite de la surface de chauffe de la vapeur, utilisant un grand écartement des tu- bes et des tubes verticaux pendants dans le parcours 60, permet d'installer des dispositifs de nettoyage ou de ramonage appropriés et de les employer efficacement et des mesures convenables peuvent être prises pour l'enlève- ment des matières délogées des tubes de chauffe de la vapeur dans le par- cours de gaz 60.
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BABCOCK & WILCOX LIMITED, residing in LONDON.
IMPROVEMENTS TO STEAM GENERATORS AND SUPERHEATERS
TUBULAR.
This invention relates to tubular steam generator and superheater units, of the type comprising a combustion chamber provided with vaporizing tube walls and an outlet for the passage of gases from an upper region of the chamber into a lateral gas path followed. of a descending path, the lateral gas path containing vertical steam superheater tubes and the descending path of steam superheater tubes extending across the path. In one such group, deposits falling from the vertical tubes may be collected by one or more hoppers for discharge into the combustion chamber, thereby facilitating the removal of deposits loosened from the tubes.
However, in the descending path, deposits detached from an upper row of tubes or from an upper tube bundle may find themselves lodged on a lower row of tubes or on the tubes of a lower tube bundle inside the tube. course. This drawback is aggravated if, as can be the case, the pitch of the horizontal tubes of a lower tube bundle is smaller than that of the tubes of a higher tube bundle.
It is therefore important to avoid, if possible under all operating conditions, the formation, on the tubes of the downward path, of deposits which when they break off form masses or magnifying glasses of appreciable dimensions and, for this purpose, the deposit-forming material contained in the combustion gases must be sufficiently cooled before reaching the downward path.
The difficulty of obtaining an appropriate cooling is accentuated in the steam generators and superheaters intended to supply steam at high pressure and at high temperature, because the size of the heating surfaces in these groups tends to become excessive. unless a relatively high gas temperature
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reigns at the entrance to the steam heating surface. An object of the invention is to provide an improved embodiment of the group, suitable for the production of high temperature and high pressure steam and comprising a device for steam heating surfaces which can be installed. economically and making it possible to maintain these heating surfaces in good conditions for carrying out the heat exchanges.
In a tubular steam generator and superheater group of the kind specified, according to the present invention the lateral path is located above the descending path and contains steam superheater tubes arranged above it, while inter- These sensors are designed to intercept at least the large pieces of solid material which fall in the lateral path towards the downward path.
The invention will be described below, by way of example, with reference to the appended partially schematic drawings, in which:
Fig. 1 is a longitudinal vertical section of a generator group and on a steam heater, along the line I-I of FIG. 3, viewed in the direction indicated by the arrows;
Fig. 2 is a view in longitudinal vertical section, taken along the line II-II of FIG. 3, of only part of the group shown in FIG. 1;
Fig. 3 is a horizontal section taken along the line III-III of FIG. 1;
Fig. 4 is a horizontal section taken along the line IV-IV of FIG. 1;
Fig. 5 is a fragmentary horizontal sectional view of part of the gas path shown in FIG. 4, but on a larger scale than on this one;
Fig. 6 is a horizontal section on the line VI-VI of FIG. 1;
Fig. 7 is a horizontal section along the line VII-VII of FIG. 1;
Fig. 8 is a front elevation partially in vertical section, taken along the line VIII-VIII of fig.-7 and viewed in the direction indicated by the arrows, and
Figs. 9 and 10 are views in longitudinal vertical section of another form of construction and correspond to the upper right-hand parts of FIGS. 1 and 2, respectively.
A vertically elongated combustion chamber 1 of rectangular cross section is provided with a hopper bottom 2 and its front refractory wall 3, its rear wall 4 and its side walls 5 and 6 are lined with tubes. vaporizing and cooling of the walls, intimately close together.
Thus, tubes 10, connected by their lower ends to an inlet manifold 11, line the front wall of the hopper base 2 and then extend vertically from bottom to top approximately up to mid-height. of the combustion chamber, where they are curved outwards to form an arc 12 above which they return to the plane of the lower part of the front wall and continue to rise vertically to the sky 13 of the combustion chamber, in which they pass to connect by their upper ends to a cylindrical body of steam and water 14.
The tubes 17, connected at their lower ends to an inlet manifold 18, line the rear wall of the bottom hopper 2 and then extend vertically from bottom to top to a level above. of the arc 12, and below that of a lateral gas outlet 19 of the combustion chamber, the tubes of im-
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even, denoted by 17a being, from this level, curved forward towards the wall 3 to form an arc 20 which extends across the entire width of the combustion chamber and approximately a quarter of the depth of that here towards the front wall.
The tubes 17, designated by
17b, rise vertically to the sky 13, where they are curved towards the front of the combustion chamber and extend towards the front wall 3 and through it, lining the sky 13, to connect by their upper ends to the water chamber of the cylindrical body of steam and water 14. Above the arc 20, a number of tubes 17a that is to say, every other tube in order alternately, designated by 17a, a rise vertically to the sky 13, while the remainder of the tubes 17a, designated by 17a, b, are tilted backwards from bottom to top to delimit an upper surface '25 of the arc 20 and join the tubes 17b at a point beyond which they extend vertically in two parallel rows of tubes suitably spaced up to the sky 13.
The tubes 17a, a and the tubes 17 a, b, as the tubes 17b extend towards the front wall 3, pass through the latter, serve to line the sky 13 and are connected by their upper ends to the water chamber of the cylindrical body of steam and water 14. The inlet manifolds 11 and 18 are connected by suitable descending columns, indicated at 26, to the water chamber of the cylindrical body 14.
The side walls 5 and 6 are lined in a well known manner with closely spaced vaporizing tubes 29 (see fig. 3) connected by their lower ends and their upper ends, respectively to inlet manifolds and manifolds. outlet (not shown) suitably connected by descending columns and risers to the water chamber of the cylindrical body of steam and water 14.
In the burners 41 are arranged so as to deliver atomized fuel and secondary air into the combustion chamber between the tubes which line the lower part of the front wall 3 below the arc 12.
Close to the front wall 3, in the recess 45 located above the arch 12 is a radiant superheater 47 comprising hairpin-shaped tubes 48 arranged in groups to form panels or trays. tubes 49, the return elbows of these tubes being at the top and extending through the canopy 13 of the combustion chamber, while the bottom ends of each tube 48 are respectively connected to a manifold 50 and to an outlet manifold 51. The inlet manifold 50 is connected to the vapor chamber of the cylindrical body 14 by tubes 52 disposed inside the recess 45 and placed on the wall side of the trays 49.
A lateral gas path 60 is located aft of the gas outlet 19 and communicates at its rear end with a downward vertical path 61, a portion 62 of the rear end of the path 60 extending across. the full width and almost across half the depth of the downhill course 61.
The refractory bottom of the part of the lateral gas path 60 which lies behind the plane of the rear wall 4 of the combustion chamber, takes the form of a hopper and comprises two parts 65a and 65b respectively on one and the other side and both inclined from top to bottom towards a transversely extending opening 66 closed by the upper end of a sleeve and vertical branch 67 disposed on the front side of the descending path 61 and extending across the entire width of it.
The part 62 located at the rear end of the lateral gas path 60 and the whole of the downward path 61 are divided by vertical dividing walls 72 and 73 (see Figs. 3, 4 and 8) for-
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sea three gas paths in parallel and extending respectively from a point above the bypass 67 to three lateral gas outlets 74a, 74b and 74c arranged at the lower end of the rear wall 75 of the descending route. The descending route is thus divided into three parts 61a, 61b and 61c situated respectively between the side wall 77 of the descending route 61 and the partition 72, between the partitions 72 and 73 and between the partition 73 and the side wall 78 of the route. 61.
Adjustable deflector plates 79a, 79b and 79c are attached to wall 75 above the level of opening 66, the plates extending across the width of portions 61a, 61b and 61c of gas path 61 , respectively, and each of them having an upper surface inclined from top to bottom inwards. A dividing wall 82, serving as the front wall for the downward path 61 and the rear wall for the branch 67, extends downwardly below the outlets 74a, 7412 and 74c to the bottom 84 of the path 61.
The bypass 67 is connected to an offset downward extension 85 of the downward path 61 by two passages 86 extending through the central portion 61b of the downward path 61, and the bottom 84 takes the form of a series of arranged hoppers. side by side over the width of the descending route, separate hoppers 90, 91, 92, 93 and 94 being associated respectively with parts 61a, 61b and 61c of the descending route and with the two passages 86, each of these last two hoppers being extended laterally at its front end, so that together they cover the whole of the shaft located below the bypass 67. The lower ends of the latter and of the path 61 constitute gas deflection chambers arranged at the bottom. above the hoppers.
The walls and the skies of the lateral gas path 60 and of the descending path 61 comprise tubes for heating the steam and cooling the walls. Thus, an inlet manifold 100 connected by a suitable pipe, indicated at 101, to the outlet manifold 51 of the radiant superheater 47 is disposed near the lower end of the rear wall 75 of the descending path 61, and receives the ends of suitably spaced tubes 103 which rise vertically to line the rear wall 75 at the top of which they are curved forward to line the sky 105 of the descending course 61 and the sky 107 of the part of the course side gas 60 located behind the wall 4 of the combustion chamber,
these tubes being curved upwardly near the plane of the wall 14 to pass through the sky 107 above which they are connected to a manifold 108. Other tubes 109, extend from the inlet manifold 100 to the wall 82 passing through the descending path 61, to then rise vertically to a point near the opening 66 and form, together with a suitable refractory material, the wall 82. opening 66, odd row tubes 109a extend vertically from bottom to top through gas path 60, like a screen of suitably spaced tubes and across the sky 107 of this path above which they are connected. strung to collector 108.
The remainder of the tubes 109, that is to say the even row tubes 109b are curved back and inclined from bottom to top to form part of the wall 65b of the bottom of the lateral gas path 60, at the ex- rear end of which they are curved upwardly to extend, like a screen of spaced tubes, vertically to the sky 105 of the downward path 61 and through that sky above which they connect to the manifold 108.
Still other tubes, 110, extend horizontally from the inlet manifold 100, across the descending path 61 and across the bypass 67, to the front wall 111 thereof, and then rise vertically. to line this wall up to opening 66, above which the odd-numbered tubes 110a are extended vertically across the lateral gas path 60 in the form of a row of spaced tubes and across the sky 107 above which they are connected to the collector 108.
The remainder of the tubes 110, that is to say the tubes of even row 110b are
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curved forward above opening 66 to line part 65a of the bottom of side gas path 60. and are curved from bottom to top near side gas outlet 19 to extend as a row of tubes spaced across side gas path 60 and through canopy 107, above which they connect to manifold 108.
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The portions of the tubes 109e and 110a located above the opening 66 are covered with refractory material to define a vertical extension 67a of the bypass 67 leaving openings 115a115 between the tubes 109a and 110a respectively to allow the dross which fall on parts 65b, 65a respectively, from the bottom of the lateral gas path, to descend into the bypass.
The upper parts of the side walls 77 and 78, of the partitions
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The separators 72 and 73 and the side walls 116, â, 116b of the branch 67 are also provided with tubes for heating the steam and cooling the walls. Thus, the collectors 117, 118, 119 and 120 (see fig. 8) are arranged in the walls 77, 72, 73 and 78 respectively at
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a short distance above the level of the gas outlets 74a, 74b and 7 / .ç and the tubes 121, 122, 123 and 124 starting from the manifolds 117, 118, 119 and 120 respectively rise vertically, the tubes 121 and 124 serving
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in lining the walls 77, 116a and 78, 116b, respectively, and the tubes. 122, 123, constituting together with a refractory material, the walls 72 and 73.
The tubes 121 and 124 which are associated with the front ends of the
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walls 77 and 78 and the walls 116a, 116b are closer together than the tubes associated with the rear ends of the walls 77 and 78 (see FIG. 4); above the level of the opening 66, the more closely spaced tubes 121 and 124 diverge from each other so as not to line only the side walls of the gas path 61 and the vertical extension 67a of the bypass, but also all of the side walls of the part of the side gas path 60 located behind the plane of the wall 4 of the combustion chamber.
At their upper ends, the groups of tubes 121, 122, 123 and 124 are connected to collectors corresponding to collectors 117, 118, 119 and
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120, for example, to collectors 125 and lu6 corresponding to collectors 118, 119 respectively. These four collectors are connected by tubes such as 127 to the collector 108.
A primary convection superheater 135 is mounted in part 61c of the descending path 61 and includes serpentine tubes 136 fitted out.
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ged in three bundles 137a, 137b and 137c in the part of the descending path situated below the level of the opening 66, the lower end of each tube 136 being connected to an inlet manifold 138 disposed in the wall front 111 of bypass 67 and connected by tubes such as 139 to manifolds 117, 118, 119 and 120.
Near the level of the opening 66, pairs of tubes in alternating order 136a, of the tubes 136, are curved upwardly near the partition wall 82 and are arranged to fit between the tubes 109b to help form part 65b of the bottom of the side gas path 60, at the rear end of which these tubes curl upward and extend in two rows of tubes spaced across the rear end of the gas path 60 and through the sky 105, above which they are curved in the opposite direction and enter the lateral gas path 60 to form part of a fourth tube bundle 137d of the primary superheater, disposed above the part 65b from the bottom.
The remainder of tubes 136, i.e. tubes 136b, are curved upward approximately halfway down the descending path 61 to extend vertically in two rows of tubes spaced to and through the sky 105. here, where they join
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the tubes 136a to form the remainder of the tube bundle 137d.
In the tube bundle 137, d, the tubes 136 are arranged across the width of the gas path at a pitch equal to twice the
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no sections of tubes of bundles 137.a, 137b and 137c, are bent
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in a sinuous form such that each tube traverses several times the height of the side gas path, and rises at the front end of bundle 137, d vertically through the sky 107 above which they are curved in the opposite direction to return to the gas path 60 above the bypass 67, the tubes being bent in the form of U-tubes to form a tube bundle 137th primary superheater.
At the front end of the tube bundle 137e, the tubes 136 rise vertically through the sky 107 and are connected to an outlet header 140.
A second primary convection superheater 145 is arranged in part 6a of the descending path 61 and, like the superheater 135, comprises sinuous tubes arranged in a bundle 147a, 147b, 147c, 147d and 147e, similar respectively to bundles 137a, 137b, 137c, 137d and 137e.
The outlet header 140 of superheater 135 and the corresponding outlet header of superheater 145 are both connected by conduits 150 to a desuperheater 151, which may be of any suitable known type, and the steam outlet. cooled desuperheater is connected by conduits 152 to a manifold 153 serving as an inlet manifold for a secondary convection superheater 155 comprising sinuous tubes 156 each connected at one end to manifold 153. The tubes 156 descend through the sky 107 and are curved in a sinuous shape so that each of them extends the full height of the side gas path several times to form a first tube bundle 157a disposed in the part of the path side gas 60 above the arc 20 and between the
rows of tubes 17a, a and 17a b. At the rear end of the tube bundle 157a, the tubes 156 rise perpendicularly through the roof 107 and are bent in the opposite direction to return to the gas path 60 above the part of the bottom 65a where the tubes are again curved, hairpin-like to form a second tube bundle 157b disposed in the portion of the lateral gas path between the rows of tubes 110a and 110b.
Both superheater bundles 157a and 157b extend across the full width of the side gas path 60, as clearly shown in FIG. 3. At the rear end of bundle 157.b, the tubes 156 rise vertically through the sky 107 and are connected to an outlet manifold 160, itself connected by a steam line indicated at 161 to the high pressure stage of an associated turbine, not shown.
A primary convection heater 170 is disposed in the portion 61b of the downward path 61 and includes meandering tubes 171 arranged in three bundles 172a, 172b and 172c in the portion of the downward path located below the level of the opening 66, 1 the lower end of each tube 171 being connected to an inlet manifold 173 placed outside the rear wall 75 of the descending path.
Near the level of opening 66, alternating order pairs 171a of the tubes 171 are. , - curved from the bottom up near the dividing wall 82 and are arranged so as to lie between the tubes 109b to help form the part 65b of the bottom of the lateral gas path 60, at the rear end of which they are curved and extend in two rows of tubes spaced apart across the rear end of gas path 60 to and through sky 105, above which they are connected to an outlet manifold 174. The remainder 171b of the tubes 171 are curved from bottom to top approximately halfway up the descending path 61 to rise vertically in two spaced rows of tubes spaced to and through the sky 105 above which they are connected to the manifold. exit 174.
The outlet manifold 174 is connected by pipes 175 to the inlet manifold 180 of the secondary convection heater 181 comprising tubes 182, the spacing of which in the transverse direction by
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compared to the gas path 60 is approximately double the spacing of the
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tube sections 171 of the tube bundles va, lob and 172c transversely to the descending path 61. Each tube 182 is connected at one end to the inlet manifold 180 from where it descends vertically into the portion of the lateral gas path 60 located above the bypass 67, the tubes being bent in the opposite direction at their lower ends.
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laughing so as to form a tube bundle 1 $ 3a.
At the rear end of bundle 183.a, tubes 182 rise vertically through the sky 107 and are bent in the opposite direction to return to the gas path 60 above part 65b of the bottom, the tubes being bent in the opposite direction at their lower ends to form a second tube bundle 183b and brought back through the roof 107, above which they are connected to an outlet manifold 185. The inlet manifold 173 of the primary heater 170 is connected to the exhaust of the high pressure stage of the associated turbine, while the outlet manifold 185 of the secondary heater 181 mounted in series is connected to the inlet of an intermediate pressure stage of the turbine. the associated turbine.
Although in the embodiment of the invention described above, the portion 65b of the bottom of the gas path 60 has been described as being composed of tubes 109b, 136a and 171a together with refractory material 190 ( see fig. 5) which closes the spaces between the tubes, if desired, the refractory 190 can be omitted, so that the part 65b of the bottom of the side gas path 60 has the shape of a grid formed by the tubes spaced. It is necessary that the tubes which constitute the grid are spaced in such a way that they effectively prevent the passage between them of any mass of material of sufficient size to block the spaces between the tubes of the bundles of the underlying superheater or heater.
In addition, the spacing between these tubes must be reduced enough so that a sufficient proportion of the hot gases flowing in the downward path passes over the beams.
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137d and 147, d of the underlying superheater and on the heater harness 183b.
The division of hot gases coming from the combustion chamber
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1 between the parts 61ap 61b and 6lue of the descending path 61 and the bypass 67 is regulated by registers or butterflies' .20ou., 2COb and 200e mounted respectively in the gas outlets 7.a, z and 74 &. and by registers or butterflies 202a and 202b mounted in the ends of two corridors 86 situated furthest aft,
The deported descending extension 85 of the descending route 61
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contains three economizer heat exchange sections 05a, 'B05b, and 205b and communicates at its lower end with a flue' 206 leading to a chimney (not shown). The extension 85 is provided with a bottom in the form of a hopper 207.
During the operation of the group described, the pulverized fuel is sent to the burners 41 and the hot gases from the furnace rise into the combustion chamber and enter through the side gas outlet 19 into the side gas path 60, where they are released. pass over the tube bundles of the secondary superheater 155. The division of the hot gases between the parts
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61a, 61b and 6lue from the descending path 61 and the bypass 67 depends on the development of registers 200a, 200b and '200e, 202a and 202b. The deflector plates 79a, 79b and 79.2 serve to distribute the hot gases over the entire depth of the parts 61a, 6lb and 6lc respectively of the gas path 61, From the latter the hot gases descend in the extension 85 and in the flue 206 of where they pass into the associated fireplace.
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The steam produced in the tubes lined the walls of the combustion chamber 1 is separated from the water which entrains it in the cylindrical body of steam and water 14, from where the steam passes through the tubes 52 to the superheater radiation 47. From the latter, the steam goes through line 101 into the inlet manifold 100 and from there through tubes 103, 109 and 110 to manifold 108, through tubes 127 to upper manifolds such as 125 and 126 associated with tubes 121, 122, 123 and 324, then from top to bottom through these tubes to the manifolds 117, 118, 119 and 120 and finally through the tubes 139 to the inlet manifolds, for example the manifold 138 of the primary superheaters 135 and 145. The steam circulates in the primary superheaters 135 and 145 mounted in parallel,
in conduits 150 to desuperheater 151, and from there goes through conduits 152 to the inlet manifold 153 of the single secondary superheater 155 and finally passes from the superheater through steam line 161 to the high pressure stage of the associated turbine.
The steam which escapes from the high pressure stage or from an intermediate pressure stage of the steam turbine is sent to the inlet manifold 173 of the primary heater 170 and passes from the outlet manifold of the latter. via pipes 175 to the inlet manifold of the secondary convection heater 181, from the outlet manifold 185 from which it is returned to an intermediate pressure or low pressure stage of the associated turbine.
During operation, the superheat and reheat temperatures can be regulated by adjusting the quantity of gas flowing in bypass 67 by means of registers 202a, 202b; the reheating temperature can be adjusted by actuating the registers or butterflies 200a, 200b and 200c to adjust the distribution of the gases between the side parts coupled in parallel 61a and 61c of the descending path 61 on the one hand and the central part 61b on the other hand. A quick effective adjustment of the superheat temperature can also be carried out by means of the desuperheater 151.
Preferably, automatic control devices are provided to effect the adjustment of the dampers or butterflies and of the desuperheater according to the deviations from the predetermined values of the superheating and reheating temperatures.
It has been observed that during the operation of a unit such as that described, deposits or dross tend to form on the surfaces of the tubular heat exchangers. This dross can be periodically dislodged by operating fluid sweeping devices which deliver cleaning fluid to the tubular surfaces, and, owing to the particular arrangement of the gas paths described and shown, when the part 65b of the bottom of the gas path 60 is not provided with an opening, as shown in FIG. 5, the dross dislodged from the tubes in the side gas path 60 does not fall on the tube bundles located in the descending path 61 but is diverted into the bypass or bypass 67 and falls into the hoppers 93 and 94 of where they can be removed at will.
In the variant mentioned above, where the refractory material is omitted from the part 65b of the bottom of the path 60, the large pieces of fouling material are dropped into the by-pass or the bypass 67 and not allowed. fall through the bottom in the descending route 61 than the small pieces that may fall between the tubes of the route 61.
By properly spacing the tubes which form the grid, only pieces of sufficiently small size are allowed to enter the descending path to be able to pass between the tubes of the tube bundles of the gas path 61.
Soot or other deposits falling into parts 61a, 61b and 61c of the downward gas path are collected in hoppers 90, 91 and 92, respectively, from where they can be removed when desired.
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The dross or deposits loosened from the tube bundles in the parts of the gas path 60 located above the part 65a of the bottom and above the bypass 67 also fall into the bypass
67 and is collected in hoppers 93 and 94. The dross loose from the part of the side gas path above the arc 25 falls into the combustion chamber.
Figs. 9 and 10 show a variation of the form of construction shown in Figs. 1 to 8, in which the lateral gas path extends above the descending path from one side to the other thereof. In almost all respects it is similar to the embodiment already described and similar parts are designated by the reference numerals used therein. However, a space 300 permitting the rotating movement of the gases is formed by a protuberance 301 arranged on the upper end of the rear wall 75 of the gas path 61, the space or rotating 300 being divided into three parts by protrusions. posterior lengths of the walls 72 and 73.
The lower end 302 of the protuberance 301 has three hoppers for collecting the ash separated from the combustion gases as the latter pass through the three parts of the space 300, respectively.
In this arrangement, the tube bundles 147d, 147e, 137d, 137e, 183a and 183b are all arranged above the part 65b of the bottom of the lateral gas path 60; the upper ends of the tubes 109b protruding a small amount from the tubes 103 which line the rear wall 75 of the descending path and then extend in a row of tubes spaced across the sky 107, while the tube sections 136a 136b, 171a and 171b extend towards the rear wall 303 and rise vertically near this wall until the gas turns 300.
In this embodiment, the part 65b of the bottom of the lateral gas path 60 may comprise refractory material, as shown in FIG. 5, or the refractory material may be removed and the bottom left in the form of a grid of suitably spaced tubes.
The operation of the embodiment shown in FIGS. 9 and 10 and that comprising the variant where the bottom 65b is established in the form of a tubular grid, is the same as that described above with reference to FIGS. 1 to 8.
In the arrangements described, the combustion gases can safely be admitted into the side passage at an elevated temperature and an adequate heat exchange surface is provided to ensure adequate cooling of the gases before they reach the temperature. descending route. The high temperature of the gases at the inlet of the superheater, the transverse circulation of the gases on all the steam heating tubes and the prolongation of the lateral path above the descending path make it possible to obtain a relatively compact installation. .
The described arrangement of the steam heating surface, using a large spacing of the tubes and the vertical tubes hanging in the path 60, allows suitable cleaning or sweeping devices to be installed and used effectively and measures Suitable for removal of material dislodged from the steam heater tubes in gas path 60.
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