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La présente invention est relative à un réchauffeur du type tubulaire vertical qui est particulièrement bien adapté pour être utilisé dans les procédés de chauffage de l'huile.
L'invention a pour objet : - un réchauffeur du genre précité de conception simple et de construction économique; - une organisation simple et directe d'une disposition de col- lecteur à tubes, organisation qui évite les difficultés et inconvénients inhérents aux dispositifs de collecteur utilisés jusqu'ici; - des raccordements utilisant une disposition de collecteur qui présentent une disposition symétrique relativement simple, réalisée de ma- nière que la disposition de collecteur de chaque groupe de tubes correspon- de à la disposition de collecteur de chacun des autres groupes, grâce à quoi la longueur du trajet suivi par le courant dans chacun des groupes de tubes est sensiblement la même que celle du trajet suivi par le courant dans cha- cun des autres groupes.
Les coudes en U sont sensiblement les mêmes pour chaque voie ou passage et, de ce fait, lorsqu'on utilise la disposition de collecteur conforme à l'invention, les chutes de pression qui se produisent à travers les groupes de tubes pour les différents passages traversant le foyer sont égales entre elles et le fluide ou autre matière alimentant le réchauffeur est réparti de façon uniforme.
Dans les foyers à passages multiples construits et organisés jusqu'ici, la disposition de collecteur des divers passages, constitués chacun d'ordinaire par un groupe de tubes, se trouve à l'extérieur du fo- yer et, en particulier, dans les réchauffeurs de grandes dimensions ; disposition pose un problème en ce qui concerne la dilatation ainsi que les pertes de chaleur; elle occupe beaucoup d'espace et elle exige un isolement calorifique coûteux.
Le réchauffeur tubulaire vertical conforme à l'invention comprend: une chambre de combustion cylindrique de hauteur relativement grande et un faisceau circulaire de tubes échangeurs de chaleur placés dans la chambre de combustion au voisinage immédiat des parois de cette chambre; des raccordements d'admission à plusieurs tubes situés près du fond sur l'un des côtés du réchauffeur et des raccordements de sortie à plusieurs tubes adjacents placés près du fond sur le côté diamétralement opposé du réchauffeur ; enfin, des tubes de raccordement à enjambement ou en pont, situés au sommet du réchauffeur et servant à réunir les tubes entre eux par groupes, afin d'assurer un écoulement par plusieurs passages.
Afin de faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire celle-ci en se référant au dessin annexé, sur lequel s
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe d'un réchauffeur tubulaire vertical fonctionnant par convection et radiation, conforme à l'invention ;
La figure 2 est une coupe transversale par 2-2 de la fig. 1, montrant les raccordements servant à assurer un écoulement par quatre voies ou passages;
La figure 3 est une vue correspondant à la partie supérieure du réchauffeur représenté sur la fig. 1 et relative à un réchauffeur tubulaire vertical fonctionnant par radiation, dans lequel les tubes sont raccordés entre eux ainsi qu'aux collecteurs par des coudes en U ou des boîtes coudées comportant des bouchons de nettoyage;
La figure 4, est une vue en coupe transversale fait par 4-4 de la fig. 3, montrant les raccordements réalisés pour assurer un écoulement par six passages;
La fig. 5 est une coupe transversale, faite par 5-5 de la fig., 3, montrant les raccordements réalisés pour assurer un écoulement par huit
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passages.
Le réchauffeur tubulaire vertical fonctionnant par convection et radiation représenté sur les figs. 1 et 2 comprend un corps ou virole cylindrique 10 de foyer ; une paroi 11 constituant le fond et dans laquel- le se trouvent des brûleurs 12 à jet ascendant ; chicane cylindrique 13 ménageant un étroit passage annulaire 14, qui constitue la section de con- vection du réchauffeur ; déflecteur conique 15 suspendu à la chicane cy- lindrique 13 ; un faisceau circulaire de tubes 16 de transfert de chaleur, chacun de ces tubes comportant, sur la totalité de la longueur de la section de radiation du foyer, une surface extérieure lisse et, dans la section de convection, des ailettes ou d'autres éléments à grande surface soudés au tube ou faisant corps avec celui-ci.
Le déflecteur 15 est conique à sa partie inférieure et il détourne progressivement les gaz chauds vers le tubes lorsqu'ils se rapprochent de la zone de convection, grâce à quoi les flammes et les gaz chauds provenant des brûleurs ne viennent pas rencontrer les tubes situés dans la partie inférieure du foyer, mais leur communiquent la chaleur par radiation d'une manière extrêmement efficace.
A l'extrémité supérieure du réchauffeur est montée une cheminée 17. L'ensemble du dispositif porte sur des montants 18, de sorte que la paroi 11 constituant le fond du réchauffeur se trouve suffisamment élevée audessus des fondations pour permettre au personnel de passer en dessous du fond et de vérifier les brûleurs. On peut monter une plate-forme de visite 20 sur le foyer, au voisinage de l'extrémité supérieure des tubes, afin de pouvoir examiner les raccordements transversaux ou bien remplacer les tubes de transfert de chaleur, si nécessaire.
Le dispositif représenté sur la f ig. 3 diffère de celui qui est représenté sur la fig. 1 en ce qu'il ne comprend pas de section de convection ni de chicane cylindrique, bien que le déflecteur conique 15 se trouve à quelque distance en-dessous du débouché des flammes.
Dans cette variante, les tubes, au lieu d'être soudés entre eux ainsi qu'aux collecteurs sont raccordés entre eux par des coudes en U 52 comportant des bouchons de nettoyage 53, et les tubes sont raccordés aux collecteurs par des boites coudées 54 comportant des bouchons de nettoyage 55 placés sur la partie supérieure en face des tubes verticaux et comportant également des tubes de nettoyage 56 placés sur le côté qui fait face au tube de raccordement à enjambement auquel le tube est raccordé.
Il est bien entendu que le réchauffeur fonctionnant par convection et radiation représenté sur la fig. 1 peut comporter un dispositif se vant au nettoyage des tubes, tel que celui qui est représenté sur la fig. 3 et que, d'autre part, le réchauffeur représenté sur la fige 3, qui est du type fonctionnant par radiation, peut comporter des raccords soudés, tels que ceux qui sont représentés sur la fige 1, suivant l'utilisation à laquelle le réchauffeur est destiné.
Les raccordements qui assurent l'écoulement par quatre, six ou huit passages, comme représenté respectivement sur les figs. 2, 4 et 5, peuvent être utilisés avec le réchauffeur du type fonctionnant par convection et radiation représenté sur la fig. 1 ou avec le réchauffeur du type fonctionnant par radiation représenté sur la fig. 3. Le corps ou virole du foyer comporte un revêtement 21 fait d'une matière résistant à la chaleur, par exemple de briques réfractaires, qui renvoie la chaleur provenant de la paroi du foyer contre les surfaces extérieures des tubes de transfert de chaleur.
La section de radiation du réchauffeur est d'ordinaire de grande hauteur par rapport au diamètre et les flammes et les gaz chauds provenant des brûleurs se déplacent vers le haut à travers le faisceau tubulaire circulaire et ils transfèrent aux tubes de la chaleur par radiation d'une
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manière très efficace.
Après que les gaz se sont quelque peu refroidis, du fait qu'ils ont abandonné leur chaleur aux tubes dans la section de radiation, ces gaz sont déviés vers l'extérieur contre les tubes par le déflecteur conique 15 et ils s'écoulent alors, avec une vitesse augmentée par la présence du pas- sage annulaire relativement étroit, à travers la section de convection où ils sont obligés de venir en contact avec les ailettes ou les éléments de grande surface des tubes.
Dans leurs applications industrielles, les réchauffeurs ont des dimensions et des capacités très variables, le diamètre du réchauffeur pouvant atteindre jusqu'à 9,14 m et sa hauteur jusqu'à 27,43 m, non compris la cheminée.
Une des caractéristiques importantes de l'invention réside dans l'organisation d'un ensemble nouveau et efficace de raccordements de collecteurs grâce auxquels on peut diviser les éléments du réchauffeur en groupes distincts et les raccorder de manière à obtenir des écoulements parallèles, et grâce auxquels on peut en même temps placer les raccordements d'admission auvoisinage immédiat les uns des autres sur l'un des côtés du réchauffeur, près du fond de ce dernier, et les raccordements de sortie dans un autre groupe sur le côté opposé du réchauffeur, tout en maintenant une répartition uniforme des tubes dans la totalité du faisceau tubulaire circulaire et en évitant en même temps d'exposer les canalisations de raccordement à une chaleur excessive.
Ce résultat est obtenu dans l'organisation à quatre voies ou passages que représente la fige 2, sur laquelle 25 désigne les quatre canalisations d'admission et 26 les quatre canalisations de sortie qui, comme on l'a représenté sur la fige 1, sont situées en dessous du fond 11 du foyer et se prolongent vers l'extérieur où l'on peut-les raccorder facilement à l'ensemble des canalisations du système dans lequel on utilise le réchauffeur.
Les extrémités supérieures des tubes, au-dessus de la section de convection, sont raccordées entre elles de façon appropriée par des tubes de raccordement à enjambement 27 et 28. Les flèches portées sur la f ig.
2 indiquent la direction de l'écoulement du fluide soumis au réchauffage.
Dans le dispositif représenté sur la fig. 4, le dispositif d'écoulement à six voies comporte, de façon similaire, des conduits d'admission 30 et des conduits de sortie 31 situés à la partie inférieure du réchauffeur, au même emplacement que celui qui est représenté sur la fig. 1 pour les conduits d'admission 25 et les conduits de sortie 26. Dans l'exemple représenté sur la fig. 4, les tubes de raccordement à enjambement sont indiqués en 32 et 33 et en 34 et 35.
Dans le dispositif d'écoulement à huit voies constitué par l'organisation représentée sur la fig. 5, il y a huit conduits d'admission 40 et huit conduits de sortie 41, situés à la partie inférieure du foyer et correspondant aux conduits d'admission 25 et aux conduits de sortie 26 du dispositif représenté sur la fig. 1 et, dans cet exemple, on utilise des tubes de raccordement à enjambement 42, 43 et 44 et des tubes de raccordement à enjambement 45, 46 et 47.
Un des avantages importants de l'organisation représentée et décrite apparaît clairement sur les figs. 2, 4 et 5 qui montrent nettement la disposition symétrique adoptée pour assurer le raccordement à une disposition de collecteurs pour chacun des groupes de tubes. Cette disposition réduit le nombre des différents tubes de raccordement à enjambement et pemet en outre d'assurer à tous les trajets à écoulements multiples du réchauffeur une même longueur et, de ce fait, d'y réaliser une chute de pression uniforme et de faciliter une répartition uniforme du fluide ou du produit d'alimentation lorsqu'on les introduit dans les tubes du foyer en vue
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de leur chauffage.
Un autre avantage de l'organisation représentée et décrite,qui est particulièrement important dans les réchauffeurs de grandes dimensions, tient au fait que tous les raccordements d'admission pour les réchauffeurs à passages multiples sont situés au voisinage immédiat l'un de l'autre, en dessous du fond du foyer, sur l'un des côtés de ce dernier et que, par conséquent, les instruments servant à contrôler le débit ainsi que les autres instruments placés sur les conduits d'admission peuvent être montés en ce point sur un panneau de contrôle unique, au lieu d'être espacés les uns des autres autour du réchauffeur, ainsi qu'on l'a fait couramment antérieurement à la présente invention.
De même, tous les instruments de contrôle de la température ou les autres instruments de contrôle associés aux conduits de sortie du réchauffeur peuvent être rassemblés en un autre remplacement commode situé sur l'autre côté du réchauffeur.
D'autres modes de réalisation de l'invention viendront à l'esprit des hommes de métier, la présente invention n'étant pas limitée aux dispositions décrites ou représentées sur le dessin.
REVENDICATIONS.
1. Réchauffeur tubulaire vertical comportant une chambre de com- bustion cylindrique de hauteur relativement grande et un faisceau circulaire de tubes échangeurs de chaleur situés dans la chambre de combustion, au voisinage immédiat des parois de cette chambre, caractérisé en ce qu'il comprend des raccordements d'admission à plusieurs tubes situés près du fond sur l'un des côtés du réchauffeur, des raccordements de sortie à plusieurs tubes adjacents placés sur le côté diamétralement opposé du réchauffeur, au voisinage du fond de ce dernier, et des tubes de raccordement en pont ou à enjambement situés à la partie supérieure du réchauffeur qui servent à relier:les tubes entre eux sous forme de groupes, ce qui assure un écoulement multiple.