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La présente invention concerne une chaudière à rayonnement à chauffage par brûleurs, particulièrement à chauffage au poussier de char- bon avec évacuation des scories liquides,dans laquelle les tuyères d'in- jection de combustible et d'air sont dirigées tangentiellement à un ou plusieurs cercles imaginaires à axe vertical.
On connait des formes d'exécution de chaudière de ce genre, dans lesquelles la chambre de combustion présentant éventuellement un étrangle- ment pour la sortie des flammes et exécutée d'une façon semblable à un séparateur de poussière cyclone, se raccorde dans le parcours montant des gaz de combustion à une chambre de rayonnement dans laquelle ces gaz de combustion sont refroidis à une températire inférieure à celle de solidi- fication des constituants solides, non combustibles, introduits par le com- bustible, avant d'entrer dans l'échangeur de chaleur tubulaire à convection, évasé et étroitement divisé dans le parcours des gaz de fumée.
Dans ces chaudières, la sortie des flammes et la partie inférieu- re de la chambre de rayonnement servent de chambre de post-combustion pour les constituants du poussier, semblables à du coke, qui sont difficilement combustibles, ce qui a pour effet de scorifier l'étranglement de sortie des flammes et certaines parties de la chambre de rayonnement, qui ne peut plus, de ce fait, se refroidir suffisamment.
Dans d'autres chaudières à rayonnement à foyer-cyclone, la cham- bre-cyclone de combustion ou le brûleur-cyclone se raccordent à une cham- bre de post-combustion spéciale qui, à son tour, se raccorde à une chambre de rayonnement spéciale, et ces deux dernières chambres sont prévues dans différents conduits montants et descendants, ce qui nécessite des chaudiè- res de formes compliquées.
La présente invention se rapporte aux chaudières du premier grou- pe mais avec la différence essentielle que le passage étranglé est suppri- mé et qu'une partie de la chambre de rayonnement est déplacée vers le cen- tre de la chambre de combustion dont elle est alors séparée sur les côtés par une cloison constituée par des tubes refroidis, ou faite en d'autres matières, et la chambre de combustion située en amont de celle de rayon- nement dans le sens de la circulation des gaz de combustion est exécutée de telle sorte que la combustion est déjà terminée en amont de la chambre de rayonnement.
De cette manière, l'écoulement des scories se fait plus près du point où la chaleur susceptible de se dégager du combustible est complètement libérée, c'est-à-dire à l'endroit le plus chaud du courant des gaz de combustion ce qui est un grand avantage pour assurer l'écoule- ment des scories même lorsque la chaudière.travaille à charge partielle.
Les particules de cendres tombant des flammes le long de la paroi, envi- ron dans la partie inférieure de la chambre de rayonnement, ne peuvent plus s'accumuler et entraver le fonctionnement, grâce au rayonnement particu- lièrement intense des flammes au-dessus du fond de la chambre de combus- tion et sous la chambre de rayonnement,
Suivant l'invention, les sections transversales de la partie in- férieure de la chambre de rayonnement en saillie dans la chambre de com- bustion, sont calculées de façon que le rapport entre la section transver- sale horizontale de la partie de la chambre de rayonnement située à l'in- térieur de la chambre de combustion (diamètre = d) et la section transver- sale horizontale de la chambre de combustion, considérée à l'endroit de son plus grand diamètre (D), soit égal ou supérieur à 0,3.
De ce fait les particules de cendres tombées en fusion dans la partie inférieure de la chambre de rayonnement peuvent également s'écouler sans être notablement gênées par les gaz de fumée montants,puisque la vitesse est fortement ré- duite par la terre section transversale de la chambre de rayonnement. Cette
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faible vitesse empêche en même temps dans une grande mesure l'entraînement de particules de cendres de la chambre de combustion vers là chambre de rayonnement.
Suivant l'invention, la partie de la chambre de rayonnement située à l'intérieur de la chambre de combustion est prolongée vers le haut sans augmentation sensible de sa section transversale, de sorte que la paroi de la chambre de rayonnement,n'offre pas de surfaces d'adhérence ou d'ap- pui pour le dépôt de cendres et son effet réfrigérant n'est donc pas al- téré.
La construction simple de la chaudière à rayonnement procure en- core d'autres avantages. Ceux-ci sont particulièrement intéressants lors- que, de façon connue, la chaudière à rayonnement est équipée de plusieurs chambres de combustion et qu'un écoulement des scories liquides peut alors se faire même si la chaudière travaille à charge partielle.
Alors que les chaudières connues de ce type sont compliquées et coûteuses, la présente invention permet une construction simple, peu coû- teuse et peu encombrante, étant donné que les chambres de rayonnement en- ferment entre elles des surfaces de chauffe secondaires montées dans un prolongement des conduits de gaz de fumée. De cette manière l'encombrement en surface des installations de chaudières peut être réduit aux dimensions des chambres de combustion, sans nécessiter pour autant des constructions exagérément élevées, comme les chaudières à simple passage.
Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de 1' invention, les surfaces de chauffe secondaires sont disposées entre deux chambres de rayonnement à passage de flammes montant, dans un passage de gaz descendant.
L'invention sera décrite plus en détail ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels la fig. 1 est une coupe verticale d'une chaudière à rayonnement, transversalement au corps cylindrique de la chaudière, la fig. 2 est une coupe transversale d'une chaudière à rayonnement suivant la ligne A-B de la fig. 1 la fig. 3 est une coupe transversale d'une chaudière à rayonnement suivant la ligne C-D de la fig. 1, la fig. 4 est une coupe verticale de la partie supérieure d'une chaudière, parallèlement au corps cylindrique et suivant la ligne G-H de la fige 1, la fig. 5 est une coupe verticale d'un foyer de forme différente, la fig. 6 est une coupe trànsversale de la partie inférieure de la chambre de rayonnement suivant la ligne E-F de la fig. 1 ou de la fig. 5, la fig.
7 est une coupe verticale d'une chaudière à rayonnement, transversalement au corps cylindrique, la fig. 8 montre schématiquement la disposition des conduits de gaz de fumée d'une chaudière à rayonnement à quatre chambres de combustion, la fig. 9 est une coupe suivant la ligne a-b de la fig. 8, la fig. 10 est une coupe suivant la ligne c-d de la fig. 8 et la fige 11 est une coupe suivant la ligne e-f de la fig. 8.
La chaudière montrée sur les figs. 1 à 6 est équipée d'une chambre de combustion et de fusion 1 à laquelle se raccorde une chambre de rayonne- ment 2 dont l'extrémité inférieure fait saillie dans la chambre de combustion.
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Cette dernière et celle de rayonnement sont limitées de toute part par des tubes 3 à circulation d'eauo Dans la partie supérieure de la chambre de rayonnement, sont montées les parois tubulaires 4 d'un surchauffeur à rayon- nement. A la chambre de rayonnement se raccorde un passage horizontal al- lant au surchauffeur à convection 5. Le passage de gaz descendant 6 sert à loger le préchauffeur d'eau 7 et le préchauffeur d'air, non représenté.
L'eau d'alimentation pénètre dans la chaudière par le groupe de vannes 8, puis arrive par les tubes porteurs 9 dans le collecteur de ré- partition 10 du préchauffeur d'eâu 7, -dont les serpentins forment d'abord les surfaces de chauffe puis la paroi postérieure 11 du passage de gaz des- cendant et, sous forme de tube de ciel 12, établissant la liaison entre le corps cylindrique 13 et le préchauffeur d'eau. Les tubes de ciel servent en même temps de support au revêtement réfractaire du ciel de la chaudiè- re.
Du corps cylindrique 13, l'eau arrive par les tubes descendants principaux 14 dans le collecteur annulaire 15 et se rend par de nombreux tubes descendants 16 dans le collecteur inférieur 17. Dans cette forme de réalisation, toute la chambre de combustion est suspendue à l'aide de ti- rants d'ancrage 28 au collecteur annulaire qui, à son tour, est suspendu par les tubes descendants 14 au ciel de la chaudière.
Du collecteur 17 l'eau monte par les tubes 3 dans le corps cylin- drique de la chaudière où le mélange vapeur-eau se sépare, la vapeur for- mée se rendant par les tubes de raccordement 18 au surchauffeur à convec- tion 5. Après avoir circulé dans les serpentins de ce surchauffeur, la va- peur est rassemblée dans le colecteur 19 et en passant par le désurchauf- feur à injection d'eau 20, elle arrive, éventuellement après désurchauffe par l'eau injectée, dans le surchauffeur 4 dit "de Schott", d'où par la conduite 22, pourvue de la vanne d'arrêt de vapeur chaude 21, elle se rend à la turbine.
Tous les passages de la chaudière sont, de manière connue, entou- rés d'une enveloppe 23 en chamotte et blocs réfractaires habillée de tôle.
Le combustible et l'air de combustion pénètrent parlles tuyères 24 dans la chambre de combustion l, tangentiellement à un cercle-imaginaire autour de l'axe central de cette chambre. Le combustible brûle sur une tra- jectoire hélicoïdale et à une température telle que ses cendres se liqué- fient. Sous l'effet de la force centrifuge, les scories liquides sont pro- jetées sur les parois de la chambre de combustion, descendant le long de celles-ci et s'évacuent par l'ouverture 25 dans l'installation d'évacuation des scories travaillant par voie humide et non représentée dans les dessins.
Pour réduire la capacité d'absorption des tubes de la chambre de combus- tion, on peut les munir d'ergots, de façon connue, et les revêtir de pisé réfractaire On peut procéder de même pour la partie de la chambre de rayon- nement, en saillie dans la chambre de combustion,
Les gaz de combustion, débarrassés des scories liquides, sortent de la chambre de fusion, cèdent leur chaleur aux surfaces de chauffe et sont évacués à l'air libre par une installation d'aspiration, non repré- sentée.
Comme le montrent les figs. 3 et 4 la chambre de rayonnement s'é- vase à sa partie supérieure et passe de sa section transversale initiale à celle des surfaces de chauffe secondaires. Le passage 26 s'évase progres- sivement afin de ne pas perturber l'écoulement des gaz de fumée, et d'em- pêcher le dépôt de cendres.
La fig. 5 montre la partie inférieure d'une chaudière à rayonne- ment, dans laquelle la partie 29 de la chambre de rayonnement, située en
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dehors de la chambre de combustion., a une section transversale moindre que la partie de la chambre de rayonnement située à l'intérieur de la chambre de combustion.
Dans la forme de réalisation montrée sur les figs. 5 et 6, la par- tie de la chambre de rayonnement en saillie dans la chambre de combustion, comporte des parois déflectrices 27 formées par des tubes, qui arrêtent les particules de scories éventuellement présentes dans les couches margi- nales du courant de gaz de combustion et les renvoient dans la chambre de fusion.
La chaudière à rayonnement suivant la fig. 7 est équipée de deux chambres de combustion cyclone ou chambres de fusion 1, auxquelles se rac- cordent les chambres de rayonnement 2 dont la section transversale est plus petite que celle des chambres de combustion dans lesquelles elles font sail- lie. Les chambres de combustion et celles de rayonnement sont entourées de toute part par des tubes 3 à circulation d'eau. Dans la partie supérieure de la chambre de rayonnement sont montés les groupes de tubes 4 et 4' d'un surchauffeur dit "de Schott". Entre les chambres de rayonnement 2 est pré- vu ùn passage descendant 6 à sortie latérale des gaz 43, dans lequel sont logés un surchauffeur à convection 5 et un préchauffeur d'eau 7. Les sur- faces de chauffe du surchauffeur 5 et du préchauffeur d'eau 7 sont décalées de 90 .
L'eau d'alimentation arrivant par la conduite 44 passe, par le groupe de vannes 44, dans le collecteur 30 des tubes porteurs 9, circule dans ces derniers vers le collecteur de répartition 10 et passe dans le pré- chauffeur d'eau 7. Après avoir formé les surfaces de chauffe, les tubes du préchauffeur d'eau constituent la paroi postérieure du passage de gaz des- cendant et montent vers le ciel de la chaudière où sous forme de tubes de ciel 12, ils établissent la liaison avec le corps cylindrique 13. Ces tu- bes 12 servent en même temps de support au revêtement réfractaire de la par- tie antérieure du ciel de la chaudière.
Du corps cylindrique, l'eau passe dans les tubes descendants principaux 14-puis dans le collecteur annulaire 15 de ces derniers d'où, par un grand nombre de tubes descendants 16, elle descend dans le Collecteur inférieur 17 de la chaudière.
Du collecteur 17 l'eau se rend par les tubes 3 au corps cylindri- que. A cet endroit, la vapeur se sépare du mélange vapeur-eau, pour se ren- dre par les tubes de raccordement 18 vers le surchauffeur à convection 5.
Après avoir circulé dans les serpentins du surchauffeur à convection, la vapeur passe dans un désurchauffeur 20 qui a la forme d'un U couché et dont la branche inférieure porte la tête d'injection-collectrice avec le dispo- sitif d'injection et la branche supérieure, le collecteur de répartition.
Du collecteur de répartition, la vapeur gagne les tubes de raccordement 31, puis les parois tubulaires d'entrée du surchauffeur 4 dit "de Schott", qui elle traverse pour pénétrer dans les tubes 32 vers le surchauffeur 4' dit "de Schott", d'où par les conduites 33 elle passe dans le collecteur de sortie 34. Ce dernier est raccordé par des tubes 35 à la conduite principa- le de vapeur 22, comportant la vanne d'arrêt de vapeur chaude 21.
Il n'est évidemment pas indispensable que, comme décrit, les pa- rois tubulaires du surchauffeur 4 dit "de Schott" soient montées en série avec celles sur surchauffeur 4' du même type. Au contraire, les parois tu- bulaires peuvent aussi être parcourues en parallèle par la vapeur. D'autre part, il n'est pas non plus nécessaire de ne prévoir qu'un seul corps cy- lindrique 13 pour toutes les chambres de combustion et de rayonnement. On peut aussi prévoir un corps cylindrique différent pour chacune de ces cham- bres. Ces corps cylindriques sont alors reliés entre eux par des tubes, tant du côté vapeur que du côté eau.
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Tous les passages de la chaudière sont de façon connue délimités par une enveloppe 23 en chamotte et blocs réfractaires, habillée d'un re- vêtement en tôle.
Les chambres de fusion 1 reçoivent le combustible par les tuyères
24 et l'air de combustion par les tuyères 36, et ce sous forme de courants dirigés tangentiellement à des cercles imaginaires autour des axes cen- traux des .chambres de combustion. Le combustible brûle sur une trajectoi- re hélicoïdale et à une température telle que ses cendres se liquéfient.
La force centrifuge projette les scories liquides sur les parois de la chambre de combustion, d'où elles tombent pour s'écouler par l'ouverture d'évacuation 25 dans des installations d'évacuation de scories travaillant par voie humide, non représentées,
Pour réduire la capacité d'absorption des tubes de la chambre de combustion on peut, de manière connue, les munir d'ergots et les revêtir de pisé réfractaire, On peut faire de même pour la partie de la chambre de rayonnement en saillie dans les chambres de combustion.
Les gaz de combustion, débarrassés des scories liquides, sortent des chambres de fusion, cèdent leur chaleur aux surfaces de chauffe et au moyen d'une installation d'aspiration, non représentée, ils sont évacuas à l'air libre, éventuellement après avoir été épurés. On peut alors ren- voyer de façon connue dans le foyer les particules de coke séparées dans l'installation d'épuration des gaz de fumée.
Les figs. 8 à 11 montrent une chaudière à rayonnement équipée de quatre chambres de combustion et des chambres de rayonnement correspondan- tes. Toutes les chambres de rayonnement présentent à leur extrémité supé- rieure un surchauffeur 4, 4', 36 et 37 dit "de Schott". Les surchauffeurs 4 et 37 ou 4' et 36 de deux chambres de rayonnement opposées entre elles en diagonale, sont montés perpendiculairement l'un à l'autre, afin d'as- surer la libre circulation des gaz de combustion sur les surfaces de chauf- fage secondaires. Entre les chambres de rayonnement sont prévus le passa- ge de gaz descendant 6 contenant les surfaces de chauffe du surchauffeur à convection 5 et le préchauffeur d'eau 7, et le passage de gaz montant 38, où est logé par exemple, un préchauffeur d'air.
Les passages de gaz 6 et 38 sont reliés entre eux par des conduits 39 pourvus de trémies 40 pour les cendres volantes.
Comme le montrent les figs. 8 et 9, le passage de gaz descendant 6 et le passage de gaz montant 38 sont divisés, dans la zone des surfaces de chauffe secondaires, par une cloison intermédiaire 41, de façon à for- mer deux passages parallèles dont chacun est pourvu à son extrémité infé' rieure de clapets de réglage 42, de sorte qu'on groupe des surfaces de chauf- fe secondaires se trouve dans le passage de gaz d'une partie de la chambre de combustion ou de celle de rayonnement, tandis que l'autre groupe des surfaces de chauffe secondaires se trouve dans le passage de gaz d'une au- tre partie de la chambre de combustion ou de la chambre de rayonnement.
Dans cette forme de réalisation les surfaces de chauffe secondai- res correspondant à une des parties du système de rayonnement peuvent, du côté vapeur et du côté eau, et de préférence également du côté air, être fermées ou avoir leur section de passage réduite, relativement aux surfaces de chauffe secondaires de l'autre partie du système de rayonnement.
Grâce à cette mesure, lorsqu'on travaille à faible charge et qu' on n'utilise pas une partie de la chambre de combustion et de la chambre de rayonnement , on peut également mettre hors service le groupe corres- pondant des surfaces de chauffe secondaires, et maintenir ainsi pour l'au- tre groupe de ces surfaces la même vitesse de circulation et la même tempé- rature des gaz, que lorsque toute la chaudière est en fonctionnement.
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Cette mesure n'est pas seulement avantageuse pour les chaudières du type représenté sur les figs. 8 à 11. Elle peut tout aussi bien être appliquée aux chaudières du type montré sur la fig. 7 et éventuellement à celles à chambre unique,
Ceci vaut également pour le montage en série de plusieurs sur- chauffeurs dit "de Schott" montés dans différentes chambres de combustion et de rayonnement, et de façon générale pour les chaudières tubulaires à rayonnement.
Bien que l'invention ait été décrite dans ce qui précède, en re- lation avec une chaudière à rayonnement, à circulation naturelle et à chauf- fage au poussier de charbon, elle n'y est pas limitée pour autant. L'in- vention peut être appliquée avec le même succès aux chaudières à rayonne- ment à oirculation forcée ou à passage forcé. De même on peut dans tous les tubes de la chaudière, ou seulement dans une partie, chauffer un autre agent de travail, par exemple de l'air comprimé, de la vapeur , etc. et utiliser comme combustible les lessives cellulosiques, ou d'autres combus- tibles susceptibles d'être introduits sous une forme finement divisée. En- fin, la combustion du combustible peut se faire sous une pression supérieu- re à la pression atmosphérique.
REVENDICATIONS.'
1.- Chaudière tubulaire à rayonnement pour installations de for- ce thermique, à chauffage par brûleurs et particulièrement au poussier de charbon avec évacuation des scories liquides, dans laquelle les tuyères d' injection de combustible et d'air sont dirigées tangentiellement à un ou plusieurs cercles imaginaires autour d'un axe vertical, tandis que, dans dans le passage montant des gaz de fumée, une chambre de-rayonnement succède à la chambre de combustion agencée de façon que la combustion soit terminée en amont de la chambre de rayonnement qui, de son côté, est agen- cée de façon à refroidir les gaz de combustion jusqu'en dessous de la tem- pérature de solidification des matières solides introduites par le combus- tible,
caractérisée en ce que la chambre de rayonnement se trouve en partie au milieu de la chambre de combustion dont elle est séparée latéralement par une paroi en tubes refroidis ou en matières réfractaires.
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The present invention relates to a radiant boiler with burner heating, particularly with coal dust heating with discharge of liquid slag, in which the fuel and air injection nozzles are directed tangentially to one or more. imaginary circles with vertical axis.
Embodiments of this type of boiler are known, in which the combustion chamber, possibly having a throttle for the exit of the flames and executed in a manner similar to a cyclone dust separator, is connected in the ascending path. combustion gases to a radiation chamber in which these combustion gases are cooled to a temperature lower than that of solidification of the solid, non-combustible constituents introduced by the fuel, before entering the heat exchanger. tubular convection heat, flared and tightly divided in the path of the flue gases.
In these boilers, the flame outlet and the lower part of the radiation chamber serve as a post-combustion chamber for the constituents of the dust, similar to coke, which are hardly combustible, which has the effect of slagging the dust. 'flame outlet throttling and certain parts of the radiation chamber, which can no longer, therefore, cool sufficiently.
In other radiant cyclone furnace boilers, the combustion cyclone chamber or cyclone burner connects to a special post-combustion chamber which in turn connects to a radiation chamber. special, and these last two chambers are provided in different ascending and descending ducts, which necessitates boilers of complicated shapes.
The present invention relates to the boilers of the first group, but with the essential difference that the constricted passage is eliminated and that part of the radiation chamber is moved towards the center of the combustion chamber of which it is. then separated on the sides by a partition formed by cooled tubes, or made of other materials, and the combustion chamber located upstream of the radiating chamber in the direction of the circulation of the combustion gases is executed in such a manner. so that the combustion is already completed upstream of the radiation chamber.
In this way, the slag flow is closer to the point where the heat likely to be released from the fuel is completely released, i.e. at the hottest point of the flue gas stream, which is a great advantage in ensuring the slag flow even when the boiler is working at part load.
The ash particles falling from the flames along the wall, approximately in the lower part of the radiation chamber, can no longer accumulate and hamper the operation, thanks to the particularly intense radiation of the flames above the bottom of the combustion chamber and under the radiation chamber,
According to the invention, the cross sections of the lower part of the protruding radiation chamber in the combustion chamber are calculated so that the ratio between the horizontal cross section of the part of the combustion chamber radiation located inside the combustion chamber (diameter = d) and the horizontal cross section of the combustion chamber, considered at the location of its largest diameter (D), ie equal to or greater than 0.3.
As a result the ash particles which have melted in the lower part of the radiation chamber can also flow without being significantly hampered by the rising flue gases, since the velocity is greatly reduced by the earth's cross section of the radiation chamber. This
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At the same time, low speed largely prevents the entrainment of ash particles from the combustion chamber to the radiation chamber.
According to the invention, the part of the radiation chamber located inside the combustion chamber is extended upwards without appreciable increase in its cross section, so that the wall of the radiation chamber does not offer adhesion or support surfaces for ash deposit and its cooling effect is therefore not impaired.
The simple construction of the radiant boiler provides further advantages. These are particularly advantageous when, in a known manner, the radiation boiler is equipped with several combustion chambers and a flow of liquid slag can then take place even if the boiler operates at part load.
While the known boilers of this type are complicated and expensive, the present invention allows a simple, inexpensive and space-saving construction, since the radiation chambers enclose secondary heating surfaces between them mounted in an extension. flue gas pipes. In this way, the surface area of the boiler installations can be reduced to the dimensions of the combustion chambers, without necessarily requiring excessively large constructions, such as single-pass boilers.
In a particularly advantageous embodiment of the invention, the secondary heating surfaces are arranged between two radiation chambers with an ascending flame passage, in a descending gas passage.
The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a vertical section of a radiating boiler, transversely to the cylindrical body of the boiler, FIG. 2 is a cross section of a radiation boiler taken along the line A-B of FIG. 1 in fig. 3 is a cross section of a radiation boiler taken along line C-D in FIG. 1, FIG. 4 is a vertical section of the upper part of a boiler, parallel to the cylindrical body and along line G-H of fig 1, FIG. 5 is a vertical section through a fireplace of different shape, FIG. 6 is a cross section of the lower part of the radiation chamber along the line E-F of FIG. 1 or fig. 5, fig.
7 is a vertical section of a radiation boiler, transversely to the cylindrical body, FIG. 8 schematically shows the arrangement of the flue gas ducts of a radiant boiler with four combustion chambers, FIG. 9 is a section taken along line a-b of FIG. 8, fig. 10 is a section taken along line c-d of FIG. 8 and the pin 11 is a section along the line e-f of FIG. 8.
The boiler shown in figs. 1 to 6 is equipped with a combustion and melting chamber 1 to which is connected a radiating chamber 2, the lower end of which projects into the combustion chamber.
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The latter and that of radiation are limited on all sides by tubes 3 with water circulation. In the upper part of the radiation chamber, are mounted the tubular walls 4 of a radiant superheater. A horizontal passage leading to the convection superheater 5 is connected to the radiation chamber. The descending gas passage 6 serves to house the water preheater 7 and the air preheater, not shown.
The feed water enters the boiler through the group of valves 8, then arrives through the supporting tubes 9 into the distribution manifold 10 of the water preheater 7, the coils of which first form the surfaces of then heats the rear wall 11 of the descending gas passage and, in the form of an overhead tube 12, establishing the connection between the cylindrical body 13 and the water preheater. At the same time, the roof tubes serve as a support for the refractory lining of the boiler roof.
From the cylindrical body 13, the water arrives through the main down tubes 14 into the annular manifold 15 and goes through numerous down tubes 16 into the lower manifold 17. In this embodiment, the entire combustion chamber is suspended from it. The aid of tie rods 28 to the annular manifold which, in turn, is suspended by the down tubes 14 from the top of the boiler.
From the collector 17 the water rises through the tubes 3 into the cylindrical body of the boiler where the steam-water mixture separates, the steam formed passing through the connection tubes 18 to the convection superheater 5. After having circulated in the coils of this superheater, the steam is collected in the manifold 19 and passing through the water injection desuperheater 20, it arrives, possibly after desuperheating by the injected water, in the superheater. 4 known as "de Schott", from where through line 22, provided with the hot steam stop valve 21, it goes to the turbine.
All the passages of the boiler are, in a known manner, surrounded by a casing 23 made of chamotte and refractory blocks clad in sheet metal.
The fuel and the combustion air enter parles nozzles 24 into the combustion chamber 1, tangentially to an imaginary circle around the central axis of this chamber. The fuel burns along a helical path and at a temperature such that its ash liquefies. Under the effect of centrifugal force, the liquid slag is thrown onto the walls of the combustion chamber, descending along them and is discharged through opening 25 into the slag discharge system. wet working and not shown in the drawings.
To reduce the absorption capacity of the tubes of the combustion chamber, they can be fitted with pins, in a known manner, and coated with refractory rammed earth. The same can be done for the part of the radiating chamber , protruding into the combustion chamber,
The combustion gases, freed from liquid slag, exit the melting chamber, transfer their heat to the heating surfaces and are evacuated into the open air by a suction installation, not shown.
As shown in figs. 3 and 4 the radiation chamber splits at its upper part and passes from its initial cross section to that of the secondary heating surfaces. The passage 26 widens progressively so as not to disturb the flow of the flue gases and to prevent the deposit of ash.
Fig. 5 shows the lower part of a radiant boiler, in which the part 29 of the radiation chamber, located in
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outside the combustion chamber., has a smaller cross section than the part of the radiation chamber located inside the combustion chamber.
In the embodiment shown in figs. 5 and 6, the part of the radiation chamber protruding into the combustion chamber, has baffle walls 27 formed by tubes, which stop the slag particles possibly present in the marginal layers of the gas stream. combustion and return them to the melting chamber.
The radiant boiler according to fig. 7 is equipped with two cyclone combustion chambers or melting chambers 1, to which are connected the radiation chambers 2, the cross section of which is smaller than that of the combustion chambers in which they protrude. The combustion chambers and those of radiation are surrounded on all sides by tubes 3 with water circulation. In the upper part of the radiation chamber are mounted the groups of tubes 4 and 4 'of a so-called "Schott" superheater. Between the radiation chambers 2 is provided a downward passage 6 with a lateral gas outlet 43, in which are housed a convection superheater 5 and a water preheater 7. The heating surfaces of the superheater 5 and of the preheater of water 7 are offset by 90.
The feed water arriving through the pipe 44 passes, through the group of valves 44, into the manifold 30 of the carrier tubes 9, circulates in the latter towards the distribution manifold 10 and passes into the water preheater 7 After having formed the heating surfaces, the tubes of the water preheater constitute the rear wall of the downward gas passage and rise towards the top of the boiler where, in the form of top tubes 12, they establish the connection with the cylindrical body 13. These tubes 12 serve at the same time as a support for the refractory lining of the front part of the boiler head.
From the cylindrical body, the water passes through the main descending tubes 14-then into the annular collector 15 of the latter from where, through a large number of descending tubes 16, it descends into the lower collector 17 of the boiler.
From the collector 17 the water flows through the tubes 3 to the cylindrical body. At this point, the steam separates from the steam-water mixture, to return through the connection tubes 18 to the convection superheater 5.
After having circulated in the coils of the convection superheater, the steam passes into a desuperheater 20 which has the shape of a lying U and whose lower branch carries the injection-manifold head with the injection device and the upper branch, the distribution manifold.
From the distribution manifold, the steam gains the connection tubes 31, then the tubular inlet walls of the so-called "Schott" superheater 4, which it passes through to enter the tubes 32 towards the "Schott" superheater 4 ', from where through the pipes 33 it passes into the outlet manifold 34. The latter is connected by tubes 35 to the main steam pipe 22, comprising the hot steam shut-off valve 21.
It is obviously not essential that, as described, the tubular walls of the so-called "Schott" superheater 4 be mounted in series with those of the superheater 4 'of the same type. On the contrary, the tubular walls can also be traversed in parallel by the vapor. On the other hand, it is also not necessary to provide only one cylindrical body 13 for all the combustion and radiation chambers. It is also possible to provide a different cylindrical body for each of these chambers. These cylindrical bodies are then interconnected by tubes, both on the steam side and on the water side.
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All the passages of the boiler are in a known manner delimited by a casing 23 made of chamotte and refractory blocks, covered with a sheet metal coating.
The melting chambers 1 receive the fuel through the nozzles
24 and the combustion air through the nozzles 36, in the form of streams directed tangentially to imaginary circles around the central axes of the combustion chambers. The fuel burns on a helical path and at a temperature such that its ash liquefies.
The centrifugal force projects the liquid slag onto the walls of the combustion chamber, from where it falls to flow through the discharge opening 25 into wet slag discharge installations, not shown.
To reduce the absorption capacity of the tubes of the combustion chamber, it is possible, in a known manner, to provide them with lugs and to coat them with refractory rammed earth. The same can be done for the part of the radiation chamber projecting into the combustion chambers.
The combustion gases, freed from liquid slag, exit the melting chambers, give up their heat to the heating surfaces and by means of a suction installation, not shown, they are evacuated into the open air, possibly after having been refined. The coke particles separated in the flue gas cleaning plant can then be returned to the combustion chamber in a known manner.
Figs. 8 to 11 show a radiation boiler equipped with four combustion chambers and the corresponding radiation chambers. All the radiation chambers have at their upper end a so-called "Schott" superheater 4, 4 ', 36 and 37. The superheaters 4 and 37 or 4 'and 36 of two radiation chambers opposite each other diagonally, are mounted perpendicular to each other, in order to ensure the free circulation of combustion gases on the heating surfaces. - secondary fage. Between the radiation chambers are provided the descending gas passage 6 containing the heating surfaces of the convection superheater 5 and the water preheater 7, and the ascending gas passage 38, where, for example, a preheater is housed. 'air.
The gas passages 6 and 38 are interconnected by conduits 39 provided with hoppers 40 for the fly ash.
As shown in figs. 8 and 9, the descending gas passage 6 and the ascending gas passage 38 are divided, in the area of the secondary heating surfaces, by an intermediate partition 41, so as to form two parallel passages, each of which is provided with its lower end of control valves 42, so that one group of secondary heating surfaces is in the gas passage of one part of the combustion or radiation chamber, while the other The group of secondary heating surfaces is located in the gas passage of another part of the combustion chamber or the radiation chamber.
In this embodiment, the secondary heating surfaces corresponding to one of the parts of the radiation system can, on the steam side and the water side, and preferably also on the air side, be closed or have their passage section reduced, relatively. to the secondary heating surfaces of the other part of the radiation system.
Thanks to this measure, when working at a low load and not using part of the combustion chamber and the radiation chamber, the corresponding group of secondary heating surfaces can also be taken out of service. , and thus maintain for the other group of these surfaces the same circulation speed and the same temperature of the gases as when the whole boiler is in operation.
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This measure is not only advantageous for boilers of the type shown in figs. 8 to 11. It can equally well be applied to boilers of the type shown in fig. 7 and possibly those with single chamber,
This also applies to the series connection of several so-called "Schott" superheaters mounted in different combustion and radiation chambers, and in general to tubular radiation boilers.
Although the invention has been described in the foregoing, in connection with a radiant boiler, with natural circulation and heating with coal dust, it is not however limited thereto. The invention can be applied with the same success to boilers with forced circulation or forced circulation. Likewise it is possible in all the tubes of the boiler, or only in one part, to heat another working medium, for example compressed air, steam, etc. and using as fuel cellulose liquors, or other fuels capable of being introduced in a finely divided form. Finally, the combustion of the fuel can take place at a pressure above atmospheric pressure.
CLAIMS. '
1.- Radiant tubular boiler for thermal power installations, heating by burners and particularly coal dust with evacuation of liquid slag, in which the fuel and air injection nozzles are directed tangentially to one or several imaginary circles around a vertical axis, while, in the rising passage of the smoke gases, a radiation chamber succeeds the combustion chamber arranged so that the combustion is completed upstream of the radiation chamber which , for its part, is arranged so as to cool the combustion gases to below the solidification temperature of the solids introduced by the fuel,
characterized in that the radiation chamber is located partly in the middle of the combustion chamber from which it is separated laterally by a wall made of cooled tubes or of refractory materials.