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Cette invention concerne des groupes générateurs et surchauf- feurs de vapeuro Dans le domaine de la construction des chaudières pour la propulsion marine. des problèmes difficiles ont été soulevés par la néces- sité de procurer des chaudières présentant des caractéristiques de rende- ment et d'encombrement ou de poids désirées et l'acuité de ces problèmes s'accroit lorsqu'il faut régler la surchauffée Un but de l'invention est de procurer des chaudières tubulaires perfectionnées propres à être employées pour la propulsion marine.
Un but plus spécifique est de procurer une con- struction de groupe générateur et surchauffeur de vapeur où l'entretien de chicanes séparant des parcours de gaz adjacents couplés en parallèle . con- tenant chacun une partie d'un faisceau de tubes vaporisants, est facilité,
L'invention comprend un groupe générateur et surchauffeur de vapeur comportant une chambre de combustion, des parcours de gaz couplés en parallèle allant de la chambre de combustion à un conduit unique et conte- nant chacun une partie d'un faisceau de tubes vaporisants. un dispositif de chicanes séparant les parcours et présentant sur toute ou en substance tou- te leur étendue des surfaces découvertes accessibles en vue des vérifica- tions ou des réparations. des dispositifs de chauffe de la valeur situés entièrement ou en substance entièrement dans l'un des parcours..
des dispositifs pour la chauffe de la chambre de combustion et des dispositifs régulateurs disposés du côté des tubes vaporisants opposé à celui où se trouve la chambre et agencés pour réglerla répartition des gaz chauds entre les par- cours.
L'invention comprend aussi un groupe générateur et surchauffeur de vapeur, caractérisé par une chambre de combustion. des parcours de gaz couplés en parallèle allant de la chambre de combustion à un conduit unique et contenant chacun une partie d'un faisceau de tubes vaporisants, un dispositif de chicane séparant les parcours adjacents et servant de paroi limitative à un espace d'accès s'étendant entre les parcours de gaz et permettant l'accès pour l'inspection ou les réparations à toutes ou en substance toutes les parties du dispositif de chicane, des dispositifs de chauffe de la vapeur situés entièrement ou 3n substance entièrement dans l'un des parcours,
un dispositif pour la chauffe de la chambre de combustion et des dispositifs à registres disposés du côté du faisceau de tubes vaporisants opposé à celui ou se trouve la chambre de combustion et destinés à régler la répartition des gaz chauds entre les parcours,
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins partiellement schématiques ci-annexés dans lesquels
Fig. 1 est une coupe verticale longitudinale d'une chaudière marine à deux corps cylindriques avec foyer solidaire, suivant la ligne I-I de la fig. 4, une paroi-chicane faisant partie de la chaudière ayant été omise sur cette figure;
Fig. 2. est une coupe verticale longitudinale d'une partie de la chaudière représentée sur la fig. 1 mais suivant la ligne II-II de la fig. 4;
Fig. 3 est une vue en plan du côté droit de la chaudière représentée sur la fig. 1 ;
Fig. 4 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne IV-IV de la fig. 1, mais ne montrant que les parties adjacentes au plan de coupe;
Fig. 5 est une coupe horizontale d'une partie de la paroi-chicane représentée sur la fig. 4 mais destinée à une plus grande échelle que sur cette figure;
Fige 6 est une coupe horizontale correspondant à la figo 4, d'une seconde forme d'exécution de la chaudière marine à deux corps cylindriques avec foyer solidaire, montrant une variante de la construction des figso 1 à 4;
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Fig. 7 est une coupe horizontale d'une partie de la paroi-chicane représentée sur la fig. 6. mais destinée à une plus grande échelle que sur cette figure. et
Fig. 8 est une coupe horizontale correspondant à la fig. 4. d'une troisième forme de construction d'une chaudière marine à deux corps cylindriques avec foyer solidaire montrant une autre variante de la construction représentée sur les figs. 1 à 4.
Sur les fig. 1 à 5 des dessins, la chaudière comprend un corps cylindrique supérieur d'eau et de vapeur horizontal 1. un corps cylindrique inférieur d'eau 3 et un faisceau 5 de tubes vaporisants inclinés, reliant les deux corps cylindriques. Un collecteur 7 parallèle au corps cylindrique 3 est relié au corps cylindrique supérieur 1 par des tubes de parois recourbés 9 disposés dans un même alignement.
Les dos des tubes 9 qui sont espacés les uns des autres sont garnis de matière réfractaire 13. telle que du minerai de chrome, appliquée à l'état plastique, qui remplit aussi les espaces intercalaires entre les tubes en formant ainsi le ciel 15 et une paroi latérale 17 de la chambre de combustion 19. Ceux des tubes 9 qui sont disposés près de la face avant ou extrémité de la chambre de combustion où se trouve le foyer ont leurs parties inférieures, qui constituent la paroi 17. couvertes de matière réfractaire comme c'est indiqué en 21. La face extérieure du ciel 15 et de la paroi 17 est couverte de matière calorifuge 23 qui se prolonge de manière à couvrir aussi les surfaces extérieures du corps cylindrique 1 et du collecteur 7.
Le fond 31 de la chambre de combustion 19 est de construction appropriée quelconque et les parties du corps cylindrique d'eau 3 et du collecteur 7 qui ne pourraient sans cela être exposées-à la chaleur de la chambre de combustion 19 sont protégées au moyen de matière réfractaire 33 et 35 respectivement.
Les parois d'extrémité avant et arrière 41 et 43 de la chambre de combustion 19 sont formées de maçonneries en briques réfractaires 45 dont la face postérieure est garnie de matière calorifuge 47, les briques et le calorifuge étant convenablement supportés de la manière connue.,
La paroi avant 41 est pourvue de lumières 48 équipées de brû- ieurs'à huile 49 agencés pour débiter le long de la chambre de combustion 19 vers la paroi arrière 43. La fig. 1 montre que des espaces considérables sont prévues pour le courant de gaz à la fois au-dessus et au-dessous du groupe des brûleurs en vue de ramener le courant de gaz vers l'avant de la chambre de combustion.,
La disposition des différents tubes inclinés qui constituent le faisceau peut sevoir plus clairement sur les figso 2 et 4.
Le faisceau tubulaire comprend un écran 51 forme de trois rangées.. décalées entre elles, de tubes inclinées de diamètre relativement grand et s'étendant le long d'un coté de la chambre de combustion de la paroi avant 41 à la paroi arrière 43.
Au delâ, c'est-à-dire à l'aval de cet écran, une paroi chicane 53 s'étendant de l'écran 51, transversalement aux corps cylindriques 1 et 3, vers une paroi latérale 59 du gros-oeuvre de la chaudiére, sert à diviser le restant des tubes du faisceau tubulaire en deux sections 61 et 63.
La paroi chicane 53 comprend des tubes inclinés 65 situés dans un même alignement. Ces tubes, qui font partie du faisceautubulaire 5. sont espacés les uns des autres, mais sont pourvus (voir fig. 5) d'ergots radiaux 67 soudés sur leurs faces extérieures, ces ergots s'étendant dans les espaces situés entre les tubes adjacents de la chicane et servant à supporter la matière réfractaire 69. telle que du minerai de chrome.. qui est appliquée à l'état plastique de manière à remplir l'espace entre les tubes, mais en laissant les faces extérieures 71 des tubes découvertes.
La paroi chicane com- prend une chicane métallique formée d'une tôle façonnée 73. convenablement
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retenue en place au moyen d'oreilles soudées au tube d'extrémité de la par- tie tubulaire de la paroi chicane 53 et d'oreilles fixées à la paroi laté- rale adjacente 59 du gros-oeuvre,, et servant à fermer l'intervalle entre ces deux éléments.
Les tubes vaporisants de la section 63 du faisceau tubulaire 5 sont disposés en deux groupes 75 et 77. espacés l'un de l'autre et également espacés de l'écran tubulaire 51 d'une part et de la paroi latérale 59 du gros-oeuvre d'autre part, comme c'est représenté sur la fig. 4. Chacun de ces groupes de tubes s'étend de la paroi chicane 53 à une paroi arrière 79 du gros-oeuvre, qui s'étend elle-même de la paroi latérale 59 à la paroi ar- rière 43 de la chambre de combustion 19 et est pourvue de portes d'accès en
81. 83 et 85 pour permettre l'accès aux espaces 87. 89 et 91. respectivement, entre l'écran 51 et le groupe de tubes 75.
entre les deux groupes de tubes et entre le groupe de tubes 77 et la paroi latérale 59 du gros-oeuvreo
Les tubes vaporisants inclinés de la section 61 du faisceau tu- bulaire 5 sont aussi disposés en deux groupes 95 et 97. espacés l'un de l'au- tre et décalés par rapport aux deux groupes de la section 63o Ainsi. le groupe 97 est placé plus près de la paroi latérale 59 du gros-oeuvre que le groupe 77. tandis que le groupe 95 est disposé en regard de l'espace qui sépare les groupes 75 et 77o Chacun de ces groupes de tubes 95. 97 s'étend de la paroi chicane 53 à une paroi avant 99 du gros-oeuvre, qui s'étend el- le-même de la paroi latérale 59 vers la paroi avant 41 de la chambre de com- bustion mais se termine à une courte distance de la paroi 41.
Entre la paroi avant 99 du gros-oeuvre et l'extrémité adjacente de la paroi avant 41 de la chambre de combustion se trouve une ouverture par laquelle on peut introduire et enlever un surchauffeur 105o Lorsque ce dernier est mis en place il occupe un espace 107 entre le groupe de tubes 95 et l'écran tubulaire 51.
Le surchauffeur comprend deux collecteurs inclinés 109.l 111 et un grand nombre de tubes en U 113 reliant les deux collecteurs et formant la surface de chauffe réelle. Ces collecteurs de surchauffeurs sont convenablement divisés par des membranes transversales de manière à produire un écoulement de la vapeur allant du collecteur 109 par un certain nombre de tubes 113 au collecteur 111 et revenant ensuite par un certain nombre de tubes 113 au collecteur 109. et ainsi de suite. Le jeu de tubes surchauffeurs 113 est supporté par diverses barres espacées verticalement et inclinés horizontalement 117 fixées par leurs extrémités à deux tubes à grand alésage 119 et 121 faisant partie du faisceau tubulaire 5 et disposés l'un dans l'écran tubulaire 51 et l'autre dans le groupe de tubes 95.
Le surchauffeur est placé à proximité directe de l'écran tubulaire 51. de façon à permettre l'accès par l'espace 107 à la paroi chicane 53 au moyen d'une porte 123 qui ferme l'intervalle entre le collecteur de surchauffeur 109 et l'extrémité adjacente de la paroi arrière 99 du gros-oeuvre.
Une seconde porte d'accès 127 est prévue dans la paroi avant 99 du gros-oeuvre en regard de l'espace 129 entre les groupes de tubes 95 et 970
On constatera que dans cette disposition des tubes qui forment le faisceau 5. pratiquement toutes les parties de la paroi chicane à tubes pourvus d'ergots sont facilement accessibles pour la vérification et les réparations de la matière réfractaire 69.
Un fond ou sole approprié 133 réunit la paroi latérale 59 du gros-oeuvre au corps cylindre inférieur d'eau 3 pour compléter les parois limitatives de deux parcours de gaz couplés en parallèle 135 et 137 s'étendant de la chambre de combustion 19 de bas en haut respectivement par les sections de faisceau tabulaire 61 et 63 jusqu'à deux sorties principales 139
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et 140 commandées par des papillons ou registres.. qui seront décrites ciaprès d'une manière plus détaillée,
La chaudière complète est enfermée dans une enveloppe en tôles. indiquée schématiquement en 141 sur les figs. 1, 2, 3 et 4, disposée à une certaine distance vers l'extérieur des parois 41, 43.
59, 79 et 99, et le fond 31 déjà mentionné précédemment.L'air de refroidissement pénètre dans l'enveloppe à l'arrière de la chaudière et passe soit sous le fond 31 par un conduit 143 ou entre la paroi latérale 59 et l'enveloppe 141 pour se rendre à l'avant de la chaudière où il est utilisé comme air comburant pour les brûleurs 49. - - -
Les parcours 135 et 137 se réunissent dans un conduit commun 143 s'étendant de bas en haut au-dessus des sorties 139., 140 des parcours de gaz, le parcours 135 étant pourvu, à la sortie 139, de registres ou papillons 145 pour régler l'écoulement des gaz dans le parcours et des registres ou papillons semblables 146 qui peuvent être actionnés séparément sont prévus dans le parcours 137.
Le conduit 143 qui est relié à la cheminée du navire, contient un économiseur (non représenté) et est associé à un conduit de dérivation 147 pourvu d'un registre ou papillon 149 et s'élevant d'un point situé à proximité de la sortie 140 du parcours 137 seulement, le conduit de dérivation permettant aux gaz du parcours 137 d'atteindre la cheminée sans passer par l'économiseur.
Des berceaux de supports 161 et 163 pour le corps cylindrique d'eau 3 et le collecteur 7, respectivement, et montés d'une manière appropriée sur la structure du navire servent à supporter le poids des corps cy- lindriques et des faisceaux tubulaires de la chaudière.,
Les hommes du métier constateront que beaucoup de détails qui ne sont pas indispensables pour comprendre l'invention ont été omis de la description qui précède d'une chaudière marine à foyer solidaire, tels que la disposition de colonnes ou de tubes de descente reliés au collecteur 7 et au corps cylindrique 3, et des dispositifs pour séparer la valeur de l'eau dans le corps cylindrique de vapeur et d'eau 1.
Pendant le fonctionnement normal de la chaudière décrite ci-dessus, l'huile combustible débitée par les brûleurs 49 est brûlée dans la chambre de combustion 19 et les produits chauds de la combustion passent en partie dans le parcours 135 contenant le surchauffeur 105 et les sections de faisceaux tubulaires 61 et en partie dans le parcours 137 contenant les sections de faisceaux tubulaires 63 pour se rendre aux sorties139. 140 commandées par les papillons ou registres régulateurs et de là à l'économiseur et à la cheminée.
Pendant la mise en marche de la chaudière à l'état froid, les papillons 145 situés à la sortie 139 du parcours 135 qui contient le surchauffeur sont fermés, de manière à empêcher toute circulation de gaz chauds sur le surchauffeur et protéger celui-ci contre une surélévation excessive de la température, Au début, on détourne les gaz chauds circulant dans le parcours 137 par le conduit de dérivation 147 de l'économiseur, en ouvrant le papillon 149 de la dérivation et en fermant les papillons principaux 146, de manière à éviter une condensation excessive sur l'économiseur, mais aussitôt que les gaz passant dans la cheminée ont atteint une température suffisamment élevée, on ouvre les papillons principaux 145 et on ferme le papillon 149 de la dérivation,
en obligeant ainsi la totalité des gaz chauds à passer par l'économiseur.
Normalement, les papillons qui règlent l'écoulement des gaz de la chambre de combustion sur le surchauffeur sont maintenus fermés jusqu'à ce que la vapeur soit produite dans la chaudière. Cette vapeur passe du corps cylindrique 1 dans le surchauffeur et de là à son point d'utilisation, et dès au'un courant de vapeur commence à se produire on peut ouvrir dans
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une mesure appropriée le papillon qui règle l'écoulement des gaz chauds par le surchauffeur.
On peut varier le degré de surchauffe transmis à la vapeur en ajustant les deux jeux de papillons réglant le courant de gaz respective- ment dans le parcours 135 et dans le parcours 1370 Ainsi. on obtient une température modérée de la vapeur pour une large gamme de charges lorsque les deux jeux de papillons 145. 146 sont ouverts; on peut obtenir une tem- pérature de vapeur plus élevée en fermant partiellement les papillons 146 associés au parcours de gaz 137 et une température de vapeur moindre, en fermant partiellement les papillons 145 associés au parcours de gaz 135.
Ceci constitue un avantage considérable dans une installation marine utili- sant des turbine Sa vu que de la vapeur à un degré de surchauffe relative- ment faible est habituellement exigée lorsque les¯turbines arrière sont en service,
On remarquera que, si les papillons sont actionnés dans l'ordre voulue pendant la mise en marche de la chaudière la circulation des gaz sur l'économiseur est empêchée et qu'une caractéristique importante de la con- struction est que les papillons ou registres prévus pour le réglage de la surchauffe servent en outre à protéger à la fois le surchauffeur et l'économiseur pendant les périodes de mise en marche.
La disposition de la dériva- tion de l'économiseur et du papillon correspondant permet d'assurer la propreté de l'économiseur. car c'est aux allures modérées, lorsque la chaudière est relativement froide que l'économiseur se souille de suiea Normalement,, il est avantageux de prévoir des dispositifs d'en- clenchement entre les trois jeux de registres ou de papillons mentionnés précédemment.
Une disposition convenable doit assurer effectivement l'ouverture de la dérivation de l'économiseur lorsque les papillons des deux parcours de gaz sont fermés tandis qu'elle doit obliger,,,, en cas de fermeture du papillon de la dérivation de l'économiseur,, les papillons de l'un des parcours de gaz à être complètement ouverts si les papillons de l'autre parcours de gaz sont partiellement ou complètement fermés. Il est évident qu'un tel enclenchement des trois jeux de papillons a pour effet de maintenir toujours ouvert un passage entre la chambre de combustion et la cheminée.
On comprendra que la disposition des tubes du faisceau tubulaire 5 décrite ci-dessus assure des facilités particulières pour le nettoyage des tubes du faisceau tubulaire et du surchauffeur,,, tandis qu'elle permet d'avoir accès facilement à la paroi chicane séparant les deux parcours de gaz en vue des vérifications et des réparationso
La chaudière décrite ci-dessus est particulièrement compacte et légère;
elle peut être mise en marche rapidement sans ennuis la température de surchauffe peut être réglée et l'entretien est considérablement fa- cilitéo
Un réchauffeur d'air peut être prévu au lieu ou en outre de l'économiseur, Dans l'un ou l'autre cas,. une dérivation peut être établie pour court-circuiter le réchauffeur d'airo
La forme d'exécution de l'invention représentée sur les figs.6 et 7 des dessins est également une chaudière marine à deux corps cylindriques avec foyer solidatre, et sauf la disposition des divers tubes du faisceau tubulaire 5. du surchauffeur associé,. la formation de la paroi chicane et l'aménagement des portes d'accès., la description ci-dessus avec référence aux figs. 1.
3 et 4 est aussi applicable à la figo 60
Sur la figo 6. le faisceau tubulaire 5. comprend un écran tubulaire 201 s'étendant le long d'un côté de la chambre de combustion de la paroi avant 41 à la paroi arrière 43 et formé par des rangées décalées entre elles de tubes inclinés de diamètre relativement grand,,
quatre de ces rangées se trouvant en avant du parcours 137 mais trois seulement se trouvant
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en avant du parcours avec surchauffeur 1350
A l'aval de cet écran une paroi-chicane 203 s'étendant transversalement par rapport aux corps cylindriques 1 et 3 dans un plan plus rap- proché de la paroi 41 que de la paroi 43. sert à diviser le restant des tubes du faisceau tubulaire 5 en deux sections 205 et 207 l'une plus rapprochée l'autre plus éloignée de la paroi avant 41 de la chambre de combustion.,
Une partie de la paroi chicane 203 est formée par des tubes inclinés 209 faisant partie du faisceau tubulaire 5. ces tubes étant espacés les uns des autres mais étant pourvus de dispositifs pour fermer les espaces entre les tubes de manière à former,
conjointement avec une chicane en tôle 211 convenablement fixée au tube d'extrémité de la paroi chicane 203 et à la paroi adjacente 59 du gros-oeuvre, une chicane continue entre la paroi latérale 59 et un point situé à proximité de l'écran 201 mais espacé de celui-ci.
La chicane est établie de telle manière qu'elle comprend deux saillies latérales 215. 217 partant de sa face avant, c'est-à-dire de la face de la chicane la plus rapprochée de la paroi 41. chaque saillie étant constituée par une paire de tubes inclinés 225 s'étendant parallèlement au restant des tubes de la paroi chicane mais déportés latéralement par rapport au plan de celle-ci. Les espaces intercalaires entre les tubes de la paroi chicane sont fermés par de la matière réfractaire 227, telle que du minerai de chrome, qui est appliquée à l'état plastique de manière à remplir les espaces entre les tubes mais à laisser découvertes les faces extérieures 229 des tubes. Les tubes 209 et 225 sont pourvus d'ergots radiaux 235 soudés à leurs faces extérieures et s'étendant dans les espaces entre les tubes adjacentes de la chicane.
La face arrière de la paroi chicane comprend un certain nombre de tôles minces plates 239 (voir figo 7) s'étendant sur une partie de la distance entre les tubes, chaque tôle étant soudée le long d'un bord à un tube 209 ou 205 et à proximité du bord opposé, à la pointe d'au moins l'un des ergots 235. De préférence., les tôles sont divisées en sections dans la direction de l'axe du tube pour éviter des efforts préjudicia- bleso Ces tôles 239 par leur juxtaposition ferment pratiquement les espaces entre les tubes et servent de plaques d'appui, contre lesquelles la matière réfractaire 227 peut être tassée ; elles coopèrent en outre avec les ergots 235 pour retenir la matière réfractaire en place.
Les tubes vaporisants de la section 205 du faisceau tubulaire sont montés en deux groupes espacés 243 et 245, l'un rapproché et l'autre éloigné de la chambre de combustion, chaque groupe de tubes s'étendant de la paroi avant 99 du gros-oeuvre à la paroi chicane 203 mais se terminant à proximité de la pointe de l'une des saillies latérales 215, 217 de la chicane, qui sont disposées de manière à se trouver sur toute leur longueur à proximité du milieu de la largeur des groupes de tubes 243. 245, respectivement. Ainsi, les tubes des deux groupes sont quelque peu distants du plan de la paroi chicane, mais les saillies latérales 215, 217 empêchent pratiquement le court-circuitage des groupes de tubes par les gaz circulant dans le parcours des gaz.
Le groupe de tubes 243 est séparé de l'écran tubulaire 201 par une chambre d'accès 247 pourvue d'une porte d'accès 249 dans la paroi avant 99 du gros-oeuvre. Une seconde porte d'accès 251 dans la paroi 99 donne accès à l'espace 253 entre les groupes de tubes 243 et 245 et une autre porte d'accès 255 dans la paroi latérale 59 du gros-oeuvre donne accès à l'espace 257 délimité par la paroi chicane 203, la paroi latérale de gros-oeuvre 59 et le groupe de tubes 2450
Les tubes vaporisants de la section 207 du faisceau tubulaire sont montés en trois groupes relativement rapprochés 261, 263 et 265. chaque groupe s'étendant de la paroi arrière 79 du gros-oeuvre jusqu'à la paroi chicane 203.
Le groupe 261 est celui qui se trouve le plus près de l'écran tubulaire 201 dont il est séparé par un espace 267 dans lequel sont placés les tubes en U 269 d'un surchauffeur 271.
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Ce surchauffeur comprend deux collecteurs inclinés verticale- ment 273. disposés dans le plan de la paroi arriàre 79 du gros-oeuvre, et dans lesquels les extrémités des tubes en U 269 sont dudgeonnéso Les bran- ches rectilignes de ces tubes s'étendent jusqu'au plan de la paroi chicane
203 de telle sorte que les coudes de retour pénètrent en réalité au-delà de cette dernière dans la chambre d'accès 2470
Un porte-tubes 281 fait en tôles et servant à supporter les tu- bes du surchauffeur forme un prolongement de la paroi chicane ces tôles étant elles-mêmes supportées par une colonne descendante de grand diamètre
283 s'étendant entre le corps cylindrique supérieur et le corps cylindrique inférieure
La disposition des tubes et du surchauffeur décrite ci-dessus avec référence aux fige.
6 et 7 permet d'entretenir facilement la paroi chi- cane 203 grâce à l'aménagement des portes d'accès 249. 251. 255 et des es- paces 247 253 et 2570
Il est évident qu'une fois que la colonne descendante 283 est dudgeonnée en position voulue dans les corps cylindriques supérieur et infé- rieur, le surchauffeur ne peut plus être enlevé d'un seul bloc.
Toutefois, par suite de la présence de la chambre d'accès 247. on peut couper tout tube de surchauffeur défectueux des collecteurs 273 et le retirer vers l'avant par l'espace 247 et la porte d'accès 2490
Le fonctionnement de cette forme de construction de la chaudière est semblable à celui de la chaudière décrite précédemment avec référence aux figs. 1 à 5;
bien qu'une petite partie de la surface de chauffe du surchauffeur soit exposée aux gaz chauds lors de la mise en marche de la chaudière à l'état froid. cette surface est placée de telle manière qu'aucun échauffement dangereux ne soit susceptible de se produire pendant la période de mise en marcheo
La forme d'exécution de l'invention représentée sur la figo 8 des dessins est aussi une chaudière marine à deux corps cylindriques avec foyer solidaire, et sauf la disposition des différents tubes du faisceau tubulairele surchauffeur associé, la constitution de la paroi chicane et l'établissement des portes d'accès la description donnée ci-dessus avec référence aux fige, 1. 3 et 4 s'applique aussi à l'installation suivant la fig. 8.
Comme le montre la fig. 8. le faisceau tubulaire 5 comprend un écran tubulaire 301 s'étendant le long d'un côté de la chambre de combustion. de la paroi avant 41 à la paroi arrière 43. et formé de trois rangées décalées entre elles de tubes inclinés à large alésage,
Au delà de cet écran, une chambre d'accès 303 délimitée par une paroi 305 formée en partie par des tubes inclinés 306 faisant partie du faisceau tubulaire 5. s'étend transversalement par rapport aux corps cylindriques 1 et 3 et sert à diviser le restant des tubes du faisceau tubulaire 5 en deux sections 307 et 309.
disposées dans les parcours de gaz 137 et 135 dont l'un est rapproché et l'autre éloigné de la paroi avant 41 de la chambre de combustiono
Les tubes 306 sont espacés les uns par rapport aux autres mais sont pourvus de dispositifs 313 pour fermer les espaces intercalaires des tubes de façon à former une paroi continue.
Le dispositif employé pour fermer les espaces intercalaires des tubes comprend des ergots., des plaques en tôles minces divisées en sections et de la matière réfractaire disposée et fixée comme décrit précédemment pour la paroi chicane des figs. 6 et 7, les tôles étant placées sur la surface extérieure 315 de la paroi 305 par rapport à la chambre d'accès 3030
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La chambre d'accès 303 s'étend de la paroi latérale adjacente 59 du gros-oeuvre vers l'écran 301.mais se termine par une paroi plate 317 à une certaine distance de ce dernier.
La partie 319 de la chambre d'accès la plus rapprochée de la chambre de combustion est plus étroite que la par- tie 321 la plus rapprochée de la paroi latérale 59 du gros-oeuvre Des pla- ques de chicane en tôles 325 s'étendent entre cette paroi 59 et les extré- mités adjacentes de la partie tubulaire de la paroi 305. tandis que des por- tes d'accès 327 et 329 aménagées dans la paroi latérale 59 du gros-oeuvre et dans l'enveloppe 141. respectivement.,, permettent d'avoir accès à l'espace 303. de telle sorte que la paroi 305 peut être vérifiée et réparée par un ouvrier de l'intérieur de la chambre d'accèso
Les tubes vaporisants de la section 307 du faisceau tubulaire sont disposés en deux groupes relativement rapprochés 331.
333.s'étendant chacun de la paroi avant 99 du gros-oeuvre à la paroi 305 qui entoure la chambre d'accès 303,et les tubes vaporisants de la section 309 sont dispo- sés d'une manière similaire en deux groupes relativement rapprochés 335, 337 s'étendant chacun de la paroi arrière 79 du gros-oeuvre à la paroi 305.
Comme le montre le dessin, les groupes de tubes 331. 335 et les parties latérales de la paroi 305 de la chambre d'accès 303 sont tous dispo- sés de manière à se terminer à la même distance environ de l'écran tubulai- re 301. en ménageant ainsi un espace libre 339. s'étendant de la paroi avant 99 à la paroi arrière 79 du gros-oeuvre,. et dans lequel les tubes en U 341 d'un surchauffeur 343 s'étendent de la paroi arrière 79 à la même distance de celle-ci que la paroi 347 de la chambre d'accès.
Les extrémités des tubes de surchauffeur 341 sont dudgeonnées dans deux collecteurs inclinés 345 disposés à l'extérieur de la paroi arriè- re 79 du gros-oeuvre et les tubes sont supportés près de leurs coudes par des supports 347 montés sur deux tubes inclinés à large alésage 349 qui re- lient les corps cylindriques 1 et 3.
On comprendra que lorsque les tubes 349 sont dudgeonnés en pla- ce dans les corps cylindriques supérieur et inférieur.. le surchauffeur ne peut plus être enlevé d'un seul bloc. Toutefois,,, par suite de la présence de l'espace 339. on peut couper tout tube de surchauffeur défectueux des col- lecteurs 345 du surchauffeur et le retirer vers l'avant par l'espace 339 et par les portes d'accès 351 et 353 aménagées en regard l'une de l'autre.
res- pectivement dans la paroi avant 99 du gros-oeuvre et dans l'enveloppe 1410
Une série de plaques verticales 357 fixées d'une manière amovi- ble par des pinces métalliques aux coudes des tubes de surchauffeur 341 si- tués le plus à l'extérieur et à des oreilles fixées à un tube adjacent de la paroi tubulaire 317 forment un prolongement de la chicane formée par la paroi 305 de la chambre d'accès 303. Immédiatement en avant des tôles les espaces entre trois tubes adjacents de l'écran sont convenablement fermés par des ergots et de la matière réfractaire, comme c'est indiqué en 359. de la manière décrite ci-dessus pour la paroi chicane 53 et representée qur la fig. 5.
On remarquera que dans cette forme d'exécution de l'invention la paroi chicane peut être facilement vérifiée et entretenue et que le rem- placement des tubes de surchauffeur est notablement facilité.
Suivant une autre forme d'exécution de l'invention, les extré- mités inférieures des tubes formant l'écran tubulaire débouchent dans un col- lecteur additionnel espacé latéralement du corps cylindrique inférieur 3, et le surchauffeur est formé de tubes en U groupés,. inclinés verticalement, qui s'élèvent dans l'espace ménagé entre l'écran tubulaire et les tubes adjacents du parcours de gaz 135 et sont raccordés par leurs extrémités inférieures à des collecteurs d'entrée et de sortie verticaux disposés dans l'espace entre le corps cylindrique inférieur et le collecteur additionnel.
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Dans cette disposition,, le surchauffeur entier peut être purgé et on peut le retirer d'un seul bloc par les portes d'accès aménagées en regard l'une de l'autre dans la paroi avant 99 du gros-oeuvre et l'enveloppe
1410
Il peut être désirable de prolonger une certaine partie de la surface du surchauffeur à l'intérieur ou en travers du parcours de gaz 137, bien que ceci ait pour effet de réduire l'efficacité des registres ou papil- lons en faisant varier le degré de surchauffe obtenu.
Ainsi. lorsque les tubes du surchauffeur sont supportés à proximité de la paroi chicane,. une partie des tubes peuvent s'étendre dans le parcours de gaz 137. comme il a été décrit ci-dessus avec référence à la figo 6; quelques uns des tubes du surchauffeur peuvent être prolongés en travers du parcours de gaz 137 en vue de refroidir une partie de la paroi avant 99 du gros oeuvre, par exemple dans la chaudière de la figo 8;
ou bien les extrémités d'un groupe de tubes de surchauffeur situés dans le parcours adjacent à la paroi arrière 79 de la figo 8 peuvent être prolongées en travers du parcours de gaz 137 jusqu'à des collecteurs de surchauffeur situés à l'extérieur de la paroi avant 99 du gros- oeuvre
L'emploi de plaques métalliques en tôles minces. convenablement fixées à la face inaccessible d'une paroi chicane comme c'est représenté sur la'fig. 7. facilite considérablement l'entretien de la matière réfractaire remplissant les espaces intercalaires des tubes de la paroi chicane et ce type de support réfractaire entre tubes peut être applique à la paroi chicane 53 représentée sur les figs. 2 et 40
REVENDICATIONS.
1. Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, caractérisé par une chambre de combustion. des parcours de gaz couplés en parallèle allant de celle-ci à un conduit unique et contenant chacun une partie d'un faisceau tubulaire de tubes vaporisants, une chicane séparant ces parcours et présentant sur toute ou en substance toute son étendue des surfaces découvertes auxquelles on peut avoir accès pour effectuer une inspection ou des réparations.
des dispositifs de chauffe de la vapeur situés entièrement ou en substance entièrement dans l'un des parcours, un dispositif pour chu@fier la chambre de combustion et des dispositifs régulateurs disposés du côté des tubes vaporisants opposé à celui où se trouve la chambre et destinés à régler la répartition des gaz chauds entre les parcourso
2o Groupe générateur et surchauffeur de vapeur suivant la revendication 1. caractérisé en ce qu'au moins un brûleur à combustible est agencé de manière à débiter d'une extrémité vers l'autre extrémité de la chambre de combustion, et les parcours de gaz couplés, en parallèle partent latéralement de la chambre de combustion,, ss.
Groupe générateur et surchauffeur de vapeur, suivant les revendications 1 ou 2. caractérisé en ce qu'une paroi chicane située entre les parcours comprend une partie s'étendant entre des sections du faisceau tubulaire et comportant des tubes agencés pour être refroidis par circulation d'un fluide.
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This invention relates to steam generator and superheater units in the field of construction of boilers for marine propulsion. Difficult problems have been raised by the need to provide boilers with desired performance and size or weight characteristics, and the acuteness of these problems increases when superheating has to be controlled. the invention is to provide improved tubular boilers suitable for use in marine propulsion.
A more specific object is to provide a steam generator and superheater group construction where the maintenance of baffles separating adjacent gas paths coupled in parallel. each containing a part of a bundle of vaporizing tubes, is facilitated,
The invention comprises a steam generator and superheater unit comprising a combustion chamber, gas paths coupled in parallel running from the combustion chamber to a single duct and each containing a part of a bundle of vaporizing tubes. a device of baffles separating the routes and presenting over all or substantially all of their extent uncovered surfaces accessible for checks or repairs. value heaters located wholly or substantially wholly in one of the paths.
devices for heating the combustion chamber and regulating devices arranged on the side of the vaporizing tubes opposite to that where the chamber is located and arranged to regulate the distribution of the hot gases between the paths.
The invention also includes a steam generator and superheater, characterized by a combustion chamber. gas paths coupled in parallel going from the combustion chamber to a single duct and each containing a part of a bundle of vaporizing tubes, a baffle device separating the adjacent paths and serving as a limiting wall to an access space s 'extending between the gas paths and allowing access for inspection or repair to all or substantially all parts of the baffle device, steam heaters located wholly or substantially wholly within one of the course,
a device for heating the combustion chamber and register devices arranged on the side of the bundle of vaporizing tubes opposite to that where the combustion chamber is located and intended to adjust the distribution of the hot gases between the paths,
The invention will be described below by way of example, with reference to the attached partially schematic drawings in which
Fig. 1 is a longitudinal vertical section of a marine boiler with two cylindrical bodies with an integral hearth, along the line I-I of FIG. 4, a baffle wall forming part of the boiler having been omitted in this figure;
Fig. 2. is a longitudinal vertical section through part of the boiler shown in FIG. 1 but along line II-II of FIG. 4;
Fig. 3 is a plan view of the right side of the boiler shown in FIG. 1;
Fig. 4 is a horizontal sectional view along the line IV-IV of FIG. 1, but showing only the parts adjacent to the section plane;
Fig. 5 is a horizontal section of part of the baffle wall shown in FIG. 4 but intended on a larger scale than in this figure;
Fig. 6 is a horizontal section corresponding to Fig. 4, of a second embodiment of the marine boiler with two cylindrical bodies with integral hearth, showing a variant of the construction of Figs 1 to 4;
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Fig. 7 is a horizontal section of part of the baffle wall shown in FIG. 6. but intended on a larger scale than in this figure. and
Fig. 8 is a horizontal section corresponding to FIG. 4. of a third form of construction of a marine boiler with two cylindrical bodies with integral hearth showing another variant of the construction shown in FIGS. 1 to 4.
In fig. 1 to 5 of the drawings, the boiler comprises an upper cylindrical body of water and horizontal steam 1. a lower cylindrical body of water 3 and a bundle 5 of inclined vaporizing tubes, connecting the two cylindrical bodies. A manifold 7 parallel to the cylindrical body 3 is connected to the upper cylindrical body 1 by curved wall tubes 9 arranged in the same alignment.
The backs of the tubes 9 which are spaced apart from each other are lined with refractory material 13. such as chromium ore, applied in the plastic state, which also fills the spaces between the tubes thus forming the sky 15 and a side wall 17 of the combustion chamber 19. Those of the tubes 9 which are arranged near the front face or end of the combustion chamber where the hearth is located have their lower parts, which constitute the wall 17. covered with refractory material as this is indicated at 21. The outer face of the cover 15 and of the wall 17 is covered with heat-insulating material 23 which extends so as to also cover the outer surfaces of the cylindrical body 1 and of the collector 7.
The bottom 31 of the combustion chamber 19 is of any suitable construction and the parts of the cylindrical water body 3 and the collector 7 which could not otherwise be exposed to the heat of the combustion chamber 19 are protected by means of refractory material 33 and 35 respectively.
The front and rear end walls 41 and 43 of the combustion chamber 19 are formed of refractory brick masonry 45, the rear face of which is lined with heat-insulating material 47, the bricks and the heat-insulating material being suitably supported in the known manner.
The front wall 41 is provided with slots 48 equipped with oil burners 49 arranged to discharge along the combustion chamber 19 towards the rear wall 43. FIG. 1 shows that considerable spaces are provided for the gas stream both above and below the burner group in order to return the gas stream to the front of the combustion chamber.
The arrangement of the different inclined tubes that make up the bundle can be seen more clearly on figs 2 and 4.
The tube bundle comprises a screen 51 in the form of three rows, offset from one another, of inclined tubes of relatively large diameter and extending along one side of the combustion chamber from the front wall 41 to the rear wall 43.
Beyond, that is to say downstream of this screen, a baffle wall 53 extending from the screen 51, transversely to the cylindrical bodies 1 and 3, towards a side wall 59 of the structural work of the boiler, is used to divide the rest of the tubes of the tube bundle into two sections 61 and 63.
The baffle wall 53 comprises inclined tubes 65 located in the same alignment. These tubes, which form part of the tube bundle 5. are spaced from each other, but are provided (see fig. 5) with radial lugs 67 welded to their outer faces, these lugs extending into the spaces between the adjacent tubes. baffle and serving to support the refractory 69. such as chromium ore, which is applied in the plastic state so as to fill the space between the tubes, but leaving the outer faces 71 of the tubes exposed.
The baffle wall comprises a metal baffle formed from suitably shaped sheet 73.
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retained in place by means of lugs welded to the end tube of the tubular part of the baffle wall 53 and lugs attached to the adjacent side wall 59 of the shell, and serving to close the baffle wall. interval between these two elements.
The vaporizing tubes of the section 63 of the tube bundle 5 are arranged in two groups 75 and 77. spaced from each other and equally spaced from the tube screen 51 on the one hand and from the side wall 59 of the large- work on the other hand, as shown in FIG. 4. Each of these groups of tubes extends from the baffle wall 53 to a rear wall 79 of the shell, which itself extends from the side wall 59 to the rear wall 43 of the combustion chamber. 19 and is fitted with access doors in
81. 83 and 85 to allow access to spaces 87. 89 and 91. respectively, between the screen 51 and the group of tubes 75.
between the two groups of tubes and between the group of tubes 77 and the side wall 59 of the shell
The inclined vaporizing tubes of section 61 of tubular bundle 5 are also arranged in two groups 95 and 97. spaced apart from each other and offset from the two groups of section 63 ° Thus. the group 97 is placed closer to the side wall 59 of the structural work than the group 77. while the group 95 is placed opposite the space which separates the groups 75 and 77o. Each of these groups of tubes 95. 97 extends from the baffle wall 53 to a front wall 99 of the shell, which itself extends from the side wall 59 to the front wall 41 of the combustion chamber but ends at a short distance distance from wall 41.
Between the front wall 99 of the shell and the adjacent end of the front wall 41 of the combustion chamber is an opening through which a 105o superheater can be inserted and removed. When the latter is in place, it occupies a space 107 between the group of tubes 95 and the tube screen 51.
The superheater comprises two inclined collectors 109.1 111 and a large number of U-shaped tubes 113 connecting the two collectors and forming the actual heating surface. These superheater manifolds are suitably divided by transverse membranes so as to produce a flow of steam from manifold 109 through a number of tubes 113 to manifold 111 and then back through a number of tubes 113 to manifold 109. and so right now. The superheater tube set 113 is supported by various vertically spaced and horizontally inclined bars 117 attached by their ends to two large bore tubes 119 and 121 forming part of the tube bundle 5 and arranged one in the tube screen 51 and the other in the group of tubes 95.
The superheater is placed in direct proximity to the tubular screen 51 so as to allow access through the space 107 to the baffle wall 53 by means of a door 123 which closes the gap between the superheater manifold 109 and the adjacent end of the rear wall 99 of the shell.
A second access door 127 is provided in the front wall 99 of the shell facing the space 129 between the groups of tubes 95 and 970
It will be seen that in this arrangement of the tubes which form the bundle 5, practically all the parts of the baffle wall with tubes provided with lugs are easily accessible for checking and repairing the refractory 69.
A suitable bottom or sole 133 joins the side wall 59 of the shell to the lower water cylinder body 3 to complete the limiting walls of two gas paths coupled in parallel 135 and 137 extending from the combustion chamber 19 at the bottom. at the top respectively by the tabular beam sections 61 and 63 up to two main outlets 139
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and 140 controlled by butterflies or registers .. which will be described below in more detail,
The complete boiler is enclosed in a sheet metal enclosure. indicated schematically at 141 in figs. 1, 2, 3 and 4, arranged at a certain distance towards the outside of the walls 41, 43.
59, 79 and 99, and the bottom 31 already mentioned above. The cooling air enters the casing at the rear of the boiler and passes either under the bottom 31 through a duct 143 or between the side wall 59 and the envelope 141 to get to the front of the boiler where it is used as combustion air for the burners 49. - - -
The paths 135 and 137 meet in a common duct 143 extending from bottom to top above the outlets 139., 140 of the gas paths, the path 135 being provided, at the outlet 139, with registers or butterflies 145 for regulating the flow of gases in the path and similar dampers or butterflies 146 which can be actuated separately are provided in the path 137.
The duct 143 which is connected to the chimney of the ship, contains an economiser (not shown) and is associated with a bypass duct 147 provided with a damper or butterfly 149 and rising from a point located near the outlet 140 of route 137 only, the bypass allowing gas from route 137 to reach the chimney without going through the economiser.
Support cradles 161 and 163 for the cylindrical water body 3 and the collector 7, respectively, and suitably mounted on the structure of the vessel serve to support the weight of the cylindrical bodies and tube bundles of the vessel. boiler.,
Those skilled in the art will find that many details which are not essential to understand the invention have been omitted from the foregoing description of a marine boiler with an integral hearth, such as the arrangement of columns or down tubes connected to the manifold. 7 and the cylindrical body 3, and devices for separating the value of the water in the cylindrical body of steam and water 1.
During normal operation of the boiler described above, the fuel oil supplied by the burners 49 is burned in the combustion chamber 19 and the hot products of combustion partly pass through the path 135 containing the superheater 105 and the sections tube bundles 61 and partly in the path 137 containing the tube bundle sections 63 to get to the outlets139. 140 controlled by the butterflies or regulating registers and from there to the economiser and the chimney.
While the boiler is being started up in the cold state, the butterflies 145 located at the outlet 139 of the path 135 which contains the superheater are closed, so as to prevent any circulation of hot gases on the superheater and protect it against an excessive rise in temperature, At the start, the hot gases circulating in the path 137 are diverted by the bypass duct 147 of the economizer, by opening the butterfly 149 of the bypass and by closing the main butterflies 146, so as to avoid excessive condensation on the economizer, but as soon as the gases passing through the chimney have reached a sufficiently high temperature, the main throttles 145 are opened and the throttle 149 of the bypass is closed,
thus forcing all of the hot gases to pass through the economizer.
Normally, the throttles which regulate the flow of gases from the combustion chamber to the superheater are kept closed until steam is produced in the boiler. This steam passes from the cylindrical body 1 into the superheater and from there to its point of use, and as soon as a stream of steam begins to occur it can be opened in
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a suitable measure the throttle which regulates the flow of hot gases through the superheater.
The degree of superheat imparted to the steam can be varied by adjusting the two sets of throttles controlling the gas flow in path 135 and path 1370, respectively. a moderate temperature of the vapor is obtained for a wide range of loads when the two sets of butterflies 145, 146 are open; a higher vapor temperature can be obtained by partially closing the butterflies 146 associated with the gas path 137 and a lower vapor temperature by partially closing the butterflies 145 associated with the gas path 135.
This is a considerable advantage in a marine installation employing Sa turbines since steam at a relatively low superheat degree is usually required when the stern turbines are in service.
It will be noted that, if the butterflies are actuated in the desired order during the start-up of the boiler, the circulation of gases on the economizer is prevented and that an important characteristic of the construction is that the butterflies or dampers provided for the superheat control are also used to protect both the superheater and the economizer during switch-on periods.
The arrangement of the bypass of the economiser and the corresponding throttle ensures the cleanliness of the economiser. because it is at moderate speeds, when the boiler is relatively cold that the economizer becomes dirty with soot. Normally, it is advantageous to provide interlocking devices between the three sets of dampers or butterflies mentioned above.
A suitable arrangement must effectively ensure the opening of the economizer bypass when the throttles of the two gas paths are closed while it must force ,,,, in the event of closing of the butterfly of the economizer bypass, , the throttles of one of the gas paths to be fully open if the throttles of the other gas path are partially or completely closed. It is obvious that such engagement of the three sets of butterflies has the effect of always keeping a passage open between the combustion chamber and the chimney.
It will be understood that the arrangement of the tubes of the tube bundle 5 described above ensures particular facilities for cleaning the tubes of the tube bundle and of the superheater ,,, while it allows easy access to the baffle wall separating the two. gas path for checks and repairs o
The boiler described above is particularly compact and light;
it can be started up quickly without hassle the overheating temperature can be regulated and maintenance is considerably easier.
An air heater may be provided instead of or in addition to the economizer. In either case. a bypass can be made to bypass the airo heater
The embodiment of the invention shown in Figs.6 and 7 of the drawings is also a marine boiler with two cylindrical bodies with integral hearth, and except for the arrangement of the various tubes of the tube bundle 5. of the associated superheater. the formation of the baffle wall and the arrangement of the access doors., the description above with reference to figs. 1.
3 and 4 is also applicable to figo 60
In Fig. 6, the tube bundle 5. comprises a tubular screen 201 extending along one side of the combustion chamber from the front wall 41 to the rear wall 43 and formed by rows offset from each other of inclined tubes. relatively large in diameter,
four of these rows being in front of course 137 but only three being
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in front of the route with superheater 1350
Downstream of this screen, a baffle wall 203 extending transversely with respect to the cylindrical bodies 1 and 3 in a plane closer to the wall 41 than to the wall 43. serves to divide the remainder of the tubes of the bundle. tubular 5 in two sections 205 and 207, one closer to the other further away from the front wall 41 of the combustion chamber.,
Part of the baffle wall 203 is formed by inclined tubes 209 forming part of the tube bundle 5. these tubes being spaced from each other but being provided with devices for closing the spaces between the tubes so as to form,
together with a sheet metal baffle 211 suitably attached to the end tube of the baffle wall 203 and to the adjacent shell wall 59, a continuous baffle between the side wall 59 and a point near the screen 201 but spaced from it.
The baffle is established in such a way that it comprises two lateral projections 215. 217 starting from its front face, that is to say from the face of the baffle closest to the wall 41. each projection being constituted by a pair of inclined tubes 225 extending parallel to the remainder of the tubes of the baffle wall but offset laterally with respect to the plane thereof. The spaces between the tubes of the baffle wall are closed by refractory material 227, such as chromium ore, which is applied in the plastic state so as to fill the spaces between the tubes but to leave the outer faces uncovered. 229 tubes. The tubes 209 and 225 are provided with radial lugs 235 welded to their outer faces and extending into the spaces between the adjacent tubes of the baffle.
The rear face of the baffle wall comprises a number of thin flat sheets 239 (see fig. 7) extending part of the distance between the tubes, each sheet being welded along one edge to a tube 209 or 205 and near the opposite edge, at the tip of at least one of the lugs 235. Preferably, the sheets are divided into sections in the direction of the axis of the tube to avoid prejudicial forces. These sheets 239 by their juxtaposition practically close the spaces between the tubes and serve as support plates, against which the refractory material 227 can be packed; they further cooperate with the lugs 235 to retain the refractory material in place.
The vaporizing tubes of the section 205 of the tube bundle are mounted in two spaced groups 243 and 245, one close and the other away from the combustion chamber, each group of tubes extending from the front wall 99 of the large- works at the baffle wall 203 but terminating near the tip of one of the side projections 215, 217 of the baffle, which are arranged so as to lie along their entire length near the middle of the width of the groups of tubes 243, 245, respectively. Thus, the tubes of the two groups are somewhat distant from the plane of the baffle wall, but the side projections 215, 217 practically prevent the short-circuiting of the groups of tubes by the gases circulating in the path of the gases.
The group of tubes 243 is separated from the tubular screen 201 by an access chamber 247 provided with an access door 249 in the front wall 99 of the shell. A second access door 251 in the wall 99 gives access to the space 253 between the groups of tubes 243 and 245 and another access door 255 in the side wall 59 of the shell gives access to the space 257 delimited by the baffle wall 203, the shell side wall 59 and the group of tubes 2450
The vaporizing tubes of the section 207 of the tube bundle are mounted in three relatively close groups 261, 263 and 265. each group extending from the rear wall 79 of the shell to the baffle wall 203.
Group 261 is the one that is closest to the tubular screen 201 from which it is separated by a space 267 in which the U-shaped tubes 269 of a superheater 271 are placed.
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This superheater comprises two vertically inclined collectors 273. arranged in the plane of the rear wall 79 of the shell, and in which the ends of the U-shaped tubes 269 are extended. The straight branches of these tubes extend up to in line with the chicane wall
203 such that the return elbows actually penetrate beyond the latter into the access chamber 2470
A tube holder 281 made of sheet metal and used to support the superheater tubes forms an extension of the baffle wall, these sheets being themselves supported by a descending column of large diameter.
283 extending between the upper cylindrical body and the lower cylindrical body
The arrangement of the tubes and the superheater described above with reference to the freezes.
6 and 7 allow easy maintenance of the baffle wall 203 thanks to the arrangement of access doors 249. 251. 255 and spaces 247 253 and 2570
It is evident that once the downcomer 283 is expanded to the desired position in the upper and lower cylindrical bodies, the superheater cannot be removed as a single unit.
However, due to the presence of the access chamber 247. any defective superheater tube can be cut from the manifolds 273 and removed forward through the space 247 and the access door 2490.
The operation of this form of construction of the boiler is similar to that of the boiler previously described with reference to figs. 1 to 5;
although a small part of the heating surface of the superheater is exposed to hot gases when the boiler is started in the cold state. this surface is placed in such a way that no dangerous heating is likely to occur during the start-up period.
The embodiment of the invention shown in Fig. 8 of the drawings is also a marine boiler with two cylindrical bodies with an integral hearth, and except for the arrangement of the various tubes of the tube bundle, the associated superheater, the constitution of the baffle wall and the Establishment of access doors the description given above with reference to figs, 1, 3 and 4 also applies to the installation according to fig. 8.
As shown in fig. 8. the tube bundle 5 comprises a tube screen 301 extending along one side of the combustion chamber. from the front wall 41 to the rear wall 43. and formed of three rows offset from one another of inclined tubes with a large bore,
Beyond this screen, an access chamber 303 delimited by a wall 305 formed in part by inclined tubes 306 forming part of the tubular bundle 5. extends transversely with respect to the cylindrical bodies 1 and 3 and serves to divide the remainder. tubes of the tube bundle 5 in two sections 307 and 309.
arranged in the gas paths 137 and 135, one of which is close together and the other remote from the front wall 41 of the combustion chamber
The tubes 306 are spaced with respect to each other but are provided with devices 313 for closing the spaces between the tubes so as to form a continuous wall.
The device used to close the interposed spaces of the tubes comprises lugs, thin sheet metal plates divided into sections and refractory material arranged and fixed as described above for the baffle wall of Figs. 6 and 7, the sheets being placed on the outer surface 315 of the wall 305 relative to the access chamber 3030
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The access chamber 303 extends from the adjacent side wall 59 of the shell to the screen 301, but ends in a flat wall 317 at a certain distance from the latter.
The portion 319 of the access chamber closest to the combustion chamber is narrower than the portion 321 closest to the side wall 59 of the shell structure. Sheet baffle plates 325 extend between this wall 59 and the adjacent ends of the tubular part of the wall 305. while access doors 327 and 329 provided in the side wall 59 of the shell and in the casing 141. respectively. ,, allow access to space 303. so that the wall 305 can be checked and repaired by a worker from inside the access chamber.
The vaporizing tubes of the section 307 of the tube bundle are arranged in two relatively close groups 331.
333.Each extending from the front wall 99 of the shell to the wall 305 which surrounds the access chamber 303, and the vaporizing tubes of section 309 are similarly arranged in two relatively close groups. 335, 337 each extending from the rear wall 79 of the shell to the wall 305.
As shown in the drawing, the groups of tubes 331. 335 and the side portions of the wall 305 of the access chamber 303 are all arranged so as to terminate at approximately the same distance from the tube screen. 301. thus leaving a free space 339. extending from the front wall 99 to the rear wall 79 of the shell ,. and wherein the U-tubes 341 of a superheater 343 extend from the rear wall 79 the same distance therefrom as the wall 347 of the access chamber.
The ends of the superheater tubes 341 are expanded in two inclined manifolds 345 arranged outside the rear wall 79 of the shell and the tubes are supported near their elbows by supports 347 mounted on two wide inclined tubes. bore 349 which connect the cylindrical bodies 1 and 3.
It will be understood that when the tubes 349 are expanded into place in the upper and lower cylindrical bodies, the superheater can no longer be removed as a single unit. However,, due to the presence of space 339. any defective superheater tube can be cut from the superheater manifolds 345 and removed forward through space 339 and through access doors 351. and 353 arranged opposite one another.
respectively in the front wall 99 of the shell and in the casing 1410
A series of vertical plates 357 removably attached by metal clips to the elbows of the outermost superheater tubes 341 and to ears attached to an adjacent tube of the tubular wall 317 form a extension of the baffle formed by the wall 305 of the access chamber 303. Immediately in front of the sheets, the spaces between three adjacent tubes of the screen are suitably closed by lugs and refractory material, as indicated in 359. in the manner described above for the baffle wall 53 and shown in FIG. 5.
It will be noted that in this embodiment of the invention the baffle wall can be easily checked and maintained and that the replacement of the superheater tubes is notably facilitated.
According to another embodiment of the invention, the lower ends of the tubes forming the tubular screen open into an additional manifold spaced laterally from the lower cylindrical body 3, and the superheater is formed of grouped U-shaped tubes, . inclined vertically, which rise in the space formed between the tubular screen and the adjacent tubes of the gas path 135 and are connected by their lower ends to vertical inlet and outlet manifolds arranged in the space between the lower cylindrical body and additional manifold.
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In this arrangement, the entire superheater can be purged and can be removed in a single block through the access doors arranged opposite one another in the front wall 99 of the shell and the casing.
1410
It may be desirable to extend some portion of the superheater surface in or across gas path 137, although this will have the effect of reducing the efficiency of the dampers or butterflies by varying the degree of damping. overheating obtained.
So. when the superheater tubes are supported near the baffle wall ,. a part of the tubes may extend into the gas path 137. as described above with reference to figo 6; some of the tubes of the superheater can be extended across the gas path 137 with a view to cooling part of the front wall 99 of the shell, for example in the boiler of FIG. 8;
or the ends of a group of superheater tubes located in the path adjacent to the rear wall 79 of Fig. 8 may be extended across the gas path 137 to superheater manifolds located outside the front wall 99 of the shell
The use of metal plates made of thin sheets. suitably attached to the inaccessible face of a baffle wall as shown in la'fig. 7. considerably facilitates the maintenance of the refractory material filling the spaces between the tubes of the baffle wall and this type of refractory support between tubes can be applied to the baffle wall 53 shown in Figs. 2 and 40
CLAIMS.
1. Steam generator and superheater, characterized by a combustion chamber. gas paths coupled in parallel going from the latter to a single duct and each containing a part of a tubular bundle of vaporizing tubes, a baffle separating these paths and having over all or substantially all of its extent exposed surfaces to which one may have access to perform inspection or repairs.
steam heating devices located entirely or substantially entirely in one of the paths, a device for heating the combustion chamber and regulating devices arranged on the side of the vaporizing tubes opposite to that where the chamber is located and intended to adjust the distribution of hot gases between the routes
2o generator group and steam superheater according to claim 1. characterized in that at least one fuel burner is arranged so as to deliver from one end to the other end of the combustion chamber, and the coupled gas paths , in parallel start laterally from the combustion chamber ,, ss.
Steam generator and superheater unit, according to claims 1 or 2, characterized in that a baffle wall situated between the paths comprises a part extending between sections of the tube bundle and comprising tubes arranged to be cooled by circulation of a fluid.
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