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Cette invention concerne un générateur de vapeur ayant un corps cylindrique de vapeur et de liquide dans une zone duquel débouchent un groupe de tubes vaporisants à forte charge et dans une autre zone duquel débouchent un groupe de tubes vaporisants à faible charge. Un tel corps cylindrique de vapeur et de liquide a une ouverture supérieure pour la sortie de la vapeur et une ouver- ture inférieure pour la sortie du liquide dans une colonne descen- dante qui est reliée à un corps cylindrique d'eau.
Un but de l'invention est de procurer un générateur de- vapeur tubulaire possédant un corps cylindrique de vapeur et de liquide pourvu d'un dispositif pour réduire la quantité de vapeur qui tend à se mélanger au liquide dans le corps cylindrique et, par conséquent, dans la colonne descendante.
La présente invention a pour objet un générateur compor-
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tant un corps cylindrique de vapeur et de liquide allongé, dans une première zone axiale duquel débouchent un groupe de tubes vapo-. risants à forte charge et dans une seconde zone axiale de laquelle débouchent un groupe de tubes vaporisants à faible charge, caracté- 'risé en ce que le-premier et le second compartiments sont destinés à recevoir les décharges des tubes à forte charge et des tubes à faible charge, respectivement, les compartiments s'étendant de bas en haut pour former, des ouvertures de sortie qui sont situées au- dessus du niveau normal du liquide dans le corps cylindrique, et des dispositifs sont associés aux ouvertures de sortie pour faire dévier vers le bas les courants passant par ces ouvertures, de telle sorte qu'en marche,
des mélanges de vapeur et de liquide sont déchargés latéralement dans la chambre de vapeur du corps cylindri- que où le liquide se sépare de la vapeur par gravité.
De préférence, les compartiments sont disposés côte à côte et en contact l'un avec l'autre, de telle sorte que l'ouver- ture de sortie du premier compartiment est située au-dessus de l'ouverture de sortie du second compartiment et des plaques déflec- trices sont disposées chacune au-dessus d'une ouverture de sortie pour diriger la décharge des tubes à forte charge et la décharge des tubes à faible charge latéralement dans des directions conver- gentes.
De préférence'aussi, la plaque déflectrice située au- dessus de l'ouverture de sortie du premier compartiment est destinée à diriger la décharge de celui-ci de haut en bas en travers du ' courant de décharge du second compartiment, ce qui a pour effet de réduire l'entraînement du liquide par la vapeur ascendante.
De préférence encore, le premier compartiment est formé par la paroi du corps cylindrique et la face convexe d'une première . cloison séparatrice de forme arquée, tandis que le second comparti- ment est formé par la face concave dé cette première cloison sépa- ratrice et la face convexe d'une seconde paroi séparatrice de for- me arquée.
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Une forme d'exécution de l'invention sera décrite ci- après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
Figure 1 est une vue en élévation de face et principale- ment en coupe verticale transversale du groupe générateur de va- peur comprenant un corps cylindrique de vapeur et d'eau;
Figure 2 est une vue partiellement en élévation de côté et partiellement en coupe verticale longitudinale du corps cylin- drique de vapeur et d'eau représenté sur la figure 1; et figures 3, 4 et 5 sont des coupes transversales suivant les lignes III-III, IV-IV et V-V, respectivement de la figure 2.
Comme le montrent ces dessins, le groupe générateur de vapeur comprend le gros-oeuvre 10 entourant une cavité 11 formant la chambre de combustion qui est chauffée par des brûleurs 12, et un parcours de gaz chauffé par convection 13. En outre, les parties sous pression du groupe générateur sont également situées à l'inté- rieur du gros-oeuvre. Le groupe est particulièrement agencé pour son application comme chaudière marine.
Les parties sous pression comprennent un corps cylindri- que principal supérieur de vapeur, et d'eau 14 qui, comme il sera décrit ci-après, est pourvu de dispositifs pour augmenter l'effica- cité de la séparation de la vapeur et,pour assurer une augmentation de la pression de circulation sur le groupe générateur. Le corps cylindrique 14 est en communication avec un corps cylindrique infé- rieur d'eau 15, par un groupe de tubes vaporisants à forte charge 16 et un groupe de tubes vaporisants à faible charge 17.
Les tubes vaporisants à forte charge 16 consistent en un faisceau de tubes d'écran décalés entre eux 16A s'étendant de l'avant à l'arrière du gros-oeuvre 10 et séparant la chambre de combustion 11 du parcours de gaz à convection 13, les tubes d'écran 16A étant reliés directement aux corps cylindriques 14 et 15. Parmi les tubes à forte charge se trouvent aussi les tubes de parois de la chambre de combustion qui, comme c'est représenté, comprennent un groupe
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de tubes de paroi arrière de la chambre de combustion 16B, des tubes de parois latérales 16C de cette chambre, et des tubes 16D formant le ciel, des tubes 16D constituant un prolongement des tubes latéraux 16C.
Les tubes de montée l6B.de la paroi arrière de la chambre de combustion partent d'un collecteur inférieur 18 de- paroi arrière, qui est relié au corps cylindrique d'eau 15 par des tubes 19, et ils se raccordent à un collecteur supérieur 20 de paroi arrière. Le collecteur 20 est relié au corps cylindrique principal de vapeur 14 par une série de tubes 16E. Si on le désire, le collecteur supérieur 20 est pourvu de membranes appropriées (non représentées) pour former une série de compartiments d'où une série de tubes de sortie 16E déchargent un mélange de vapeur et d'eau en des points espacés longitudinalement le long du corps cy- lincrique 14. Les tubes de montée 16C de la paroi latérale partent verticalement d'un collecteur inférieur de paroi latérale 21 qui est relié au corps cylindrique d'eau 15 par une série de tubes 22.
Les parties supérieures des tubes 16C de la paroi latérale sont @ .recourbés pour suivre l'inclinaison de la partie formant ciel 23 de la monture 10 et les extrémités de décharge.des tubes 16C sont rac- cordées directement au corps cylindrique de vapeur 14.
Le groupe de tubes vaporisants à faible charge 17 est disposé dans le parcours des gaz à chauffage par convection 13, c'est-à-dire à la gauche des tubes d'écran 16A (par rapport à la fig. 1) et espacé de ceux-ci pour permettre le placement d'un fais- ceau de tubes de surchauffeur 24. Comme c'est représenta les tubes à faible charge 17 forment un faisceau incliné de dix rangées de tubes qui sont reliés directement aux corps cylindriques 14 et 15.
A la gauche des tubes à faible charge 17 et dans la par- tie plus froide du parcours de gaz à chauffage par convection 13 se trouve un faisceau de tubes de descente inclinés 25 reliant le corps cylindrique principal de vapeur 14 au corps d'eau cylindrique inférieur 15. La faisceau de tubes de descente comprend dix rangées de tubes s'étendant en travers du gros-oeuvre 10.
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Le corps cylindrique principal de vapeur 1.4 est pourvu de parois séparatrices 26 et 27 qui ont une forme arquée et s'éten- dent approximativement sur toute la longueur du corps cylindrique, divisant celui-ci en une chambre d'eau 28 et une série de comparti- ments juxtaposés 29 et 30 s'étendant circonférentiellement. Les com- partiments 29 et 30 sont distincts et séparés et forment des collec- teurs de sortie indépendants pour recevoir le mélange de vapeur et d'eau formé dans les tubes vaporisants à forte et faible charge 16 et 17, respectivement.
Comme le montrent particulièrement les figures 2 à 5, le corps cylindrique de vapeur 14 comprend une enveloppe cylindrique 31 à fond fermé et un tuyau de vapeur perforé 32 (Figs. 3 à 5) est disposé dans la région supérieure de cette enveloppe. Le tuyau de vapeur 32 communique'avec la sortie de vapeur 33.
Les deux compartiments collecteurs 29 et 30 sont formés entre une paire de plaques d'extrémité 34 et 35 reliées à la surface intérieure de la paroi du corps cylindrique à proximité des extré- mités de celui-ci et s'étendant vers l'intérieur à partir de ces extrémités sur une distance égale approximativement à un quart, du diamètre du corps cylindrique. Les cloisons séparatrices 26 et 27 sont reliées aux plaques 34 et 35 et s'étendent entre celles-ci.
Pour rendre les cloisons séparatrices 26 et 27 plus rigides tout en facilitant en même temps leur construction et leur fabrication, on forme ces cloisons'de plusieurs tôles qui sont supportées par des plaques de support intermédiaires 36 espacées longitudinalement entre les plaques de support d'extrémités 34 et 35. En variante, les cloisons séparatrices sont établies sous forme d'ensembles soli- daires.
Comme le montrent les figures 2 et 5, la cloison sépara- trice 26 comprend une série de tôles 26A, 26B, 26C et 26D, reliées entre elles par des boulons 26E. Il est à remarquer que les tôles 26A à 26D sont fixées ensemble de manière à se trouver à peu près uniformément espacées de la'partie adjacente de la paroi du corps
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cylindrique et la face convexe de la cloison séparatrice coopère avec la paroi du corps cylindrique pour former le compartiment collecteur 29. Ce dernier se termine à la partie supérieure par une ouverture de sortie 37. Les plaques de support intermédiaires 36 sont pourvues chacune d'une échancrure découpée 36A pour.former un dispositif au moyen duquel chaque section du compartiment collec- t.eur peut être mise en communication avec les autres.
La seconde cloison séparatrice 27 qui est espacée de la cloison 26 et reliée aux parties saillantes 34A, 35A des plaques de support 34, 35, respectivement, forme le second compartiment collecteur 30. La seconde cloison séparatrice 27, également, est faite d'une série de tôles 27A, 27B et 27C qui sont espacées des tôles 26A à 26D de la cloison séparatrice 26. Le compartiment 30 est formé par la face concave de la cloison séparatrice 26 et la fa.ce convexe de la cloison séparatrice 27. Comme c'est représenté sur les figures 1 à 5, le second compartiment 30 se termine dans le haut par une ouverture de sortie 38 à une certaine distance en des- sous de l'ouverture 37 du compartiment 29.
Comme on le remarquera sur la figure 1, les deux ouvertures sont situées au-dessus du 'niveau normal de l'eau dans le compartiment d'eau 28, ce dernier étant formé entre la seconde paroi séparatrice décrite 27 et la paroi opposée 39 du corps cylindrique 14.
Des plaques déflectrices 40 et 41 sont disposées à une certaine distance au-dessus des ouvertures 37 et 38, .respectivement- pour former des lumières de décharge 42, 43 par lesquelles. un mélan- ge d'eau et de valeur est susceptible d'être déchargé des compar- timents correspondants vers l'extérieur, comme il sera décrit ci- après. Ainsi que c'est représenté, la plaque déflectrice supérieure 40 consiste en une tôle disposée entre le tuyau de vapeur 32 et une ouverture 37. Cette tôle est soudée hermétiquement au corps cylin- drique de manière à s'incliner de haut en bas vers l'intérieur pour former la lumière de décharge 42, l'extrémité intérieure de la tôle étant pourvue d'un rebord 40A tourné vers le haut.
A une certaine
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distance de la plaque 40 et reliée aux tôles 26A auxquelles elle est approximativement perpendiculaire, se trouve une seconde plaque déflectrice 41 située à une certaine distance au-dessus de l'ouver- ture 38 et formant avec celle-ci la lumière de décharge 43 du second compartiment 30.
Comme on le verra mieux sur la figure 1, les tubes à forte charge 16, c'est-à-dire les tubes d'écran 16A, les tubes de ciel 16D et les tubes 16E communiquent par leurs extrémités de dé- charge avec le compartiment 29. Les tubes à faible charge 17 se déchargent dans le second compartiment 30 et les tubes de descente 25 relient le compartiment d'eau 28 au corps cylindrique d'eau 15.
En marche, les brûleurs 12 étant en activité dans la cham- bre de combustion, les tubes d'écran 16a et les tubes 16B, 16C et 16D de la chambre de combustion sont exposés aux gaz de combustion chauds. La partie prédominante de la vapeur est engendrée dans ces tubes et est déchargée dans le compartiment 29 à l'état de mélange de faible densité de vapeur et d'eau à une vitesse relativement élevée. Lorsque les gaz passent dans le parcours de chauffe par convection 13, les tubes à faible charge 17 sont chauffés.
Toute- fois, comme une certaine partie de la chaleur des gaz a déjà été absorbée par le surchauffeur 24, etc., les tubes 17 n'absorbent pas autant de chaleur que les tubes d'écran et ceux des parois de la chambre de combustion et, par conséquent, la quantité de vapeur en- gendrée dans ]Les tubes 17 est inférieure à. celle produite dans les tubes de haute capacité. En conséquence, la proportion de vapeur par rapport à l'eau dans les tubes 16 est plus élevée que dans les tubes 17, ces derniers se déchargeant dans le compartiment 30 à une vitesse inférieure à celle du mélange se déchargeant dans le compar- timent 29. Comme c'est indiqué sur les figures 1 et 5, les mélanges de vapeur et d'eau à haute proportion et à basse proportion pénètrent dans les compartiments séparés 29 et 30, respectivement.
Les courants s"échappent des compartiments par les lumières 42 et 43 et sont déviés par les plaques 40 et 41, respectivement. En raison du change-
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ment de direction du courant lorsque les mélanges se déchargent et par suite du poids plus élevé de l'eau il se produit une séparation du mélange par gravité. On a découvert qu'en faisant dévier vers le bas le mélange animé de la plus grande vitesse et en faisant conver- ger les courants comme c'est indiqué par les flèches sur les figures 2 et 5, l'entraînement de l'eau par la-vapeur c'est-à-dire le pri- mage, lorsque la vapeur s'élève pour atteindre la sortie de vapeur 33, est du moins notablement réduit.
Le mélange qui se décharge du compartiment 30 est animé d'une vitesse relativement plus faible et la gravité sépare effecti- vement ce mélange en ses éléments liquide et vapeur. En porportion- nant convenablement les ouvertures des lumières 42 et 43, on peut régler les vitesses des deux mélanges de manière à réduire la ten- dance de l'eau, qui se sépare du mélange de la lumière la plus éle- vée 42,à être entraînée ou emportée par la vapeur se séparant du mélange, qui se décharge de la lumière inférieure 43.
On remarquera que l'aménagement perfectionné ci-dessus décrit du corps cylindrique assure une meilleure circulation de la chaudière. Comme les mélanges venant des tubes à forte charge et des tubes à faible charge sont déchargés dans des compartiments séparés et distincts et sont séparés au-dessus du niveau normal de l'eau, la quantité de vapeur dans l'eau se trouvant dans le corps cylindrique est au moins réduite. Comme l'eau qui circule dans les tubes de descente possède ainsi un volume spécifique minimum, le poids de 1' eau. en circulation est plus élevé et la chaleur absorbée par unité de poids de l'eau circulant dans la colonne ou les tubes de descente est réduite.
Ainsi,, comme la vitesse de l'eau dans les tubes de descente est augmentée, la pression de circulation agissant sur la chaudière est accrue: Pour maintenir cet avantage, les lu- mjères 42 et 43 sont proportionnées de manière à maintenir la chute de pression ou perte de charge à l'ouverture de la lumière suffi- ' samment basse pour -empêcher de gêner cette circulation.
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On remarquera aussi que l'aménagement perfectionné sui- vant l'invention réduit les fluctuations du niveau de l'eauà l'in- térieur du carps cylindrique 14, vu que le volume spécifique de l'eau est maintenu à un minimum.
En outre, il est clair que la présente invention donne les moyens d'assurer une séparation plus complète de la vapeur d'une manière relativement simple, efficace et pratique tout en augmentant en même temps la pression de circulation du groupe géné- rateur de vapeur.
REVENDICATIONS}!:
1.- Générateur de vapeur ayant un corps cylindrique de vapeur et de liquide allongé, dans une première zone de direction axiale duquel débouchent un groupe de tubes vaporisants à forte charge et dans une.seconde zone de direction axiale duquel débou- chent un groupe de tubes vaporisants à faible capacité de vapori- sation, caractérisé en ce qu'un premier et un second compartiment sont aménagés dans ce corps cylindrique pour recevoir les décharges des tubes à forte charge et des tubes à faible charge, respective- ment, ces compartiments s'étendant de bas en haut pour former des ouvertures de sortie qui sont situées au-dessus du niveau normale du liquide dans le corps cylindrique,
et des dispositifs sont asso- ciés aux ouvertures de sortie pour faire dévier dans une direction descendante les courants passant par ces ouvertures de telle sorte qu'en marche, les mélanges de vapeur et de liquide sont déchargés latéralement dans la chambre de vapeur du corps cylindrique où le liquide est séparé de la vapeur par gravité.
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This invention relates to a steam generator having a cylindrical body of steam and liquid in one area from which a group of high-load vaporizing tubes emerge and into another area from which a group of low-load vaporizing tubes emerge. Such a cylindrical body of vapor and liquid has an upper opening for the exit of the vapor and a lower opening for the exit of the liquid in a downcomer which is connected to a cylindrical body of water.
An object of the invention is to provide a tubular steam generator having a cylindrical body of steam and liquid provided with a device for reducing the amount of steam which tends to mix with the liquid in the cylindrical body and hence , in the descending column.
The present invention relates to a generator comprising
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both a cylindrical body of vapor and elongated liquid, in a first axial zone from which a group of vapor tubes emerge. risers at high load and in a second axial zone from which a group of low load vaporizing tubes emerge, characterized in that the first and second compartments are intended to receive the discharges of the high load tubes and tubes at low load, respectively, the compartments extending from bottom to top to form, outlet openings which are located above the normal level of liquid in the cylindrical body, and devices are associated with the outlet openings for deflecting downward the currents passing through these openings, so that in operation,
mixtures of vapor and liquid are discharged laterally into the vapor chamber of the cylindrical body where the liquid separates from the vapor by gravity.
Preferably, the compartments are arranged side by side and in contact with each other, such that the outlet opening of the first compartment is located above the outlet opening of the second compartment and baffle plates are each disposed above an outlet opening to direct the discharge of the high load tubes and the discharge of the low load tubes laterally in converging directions.
Preferably also, the baffle plate located above the outlet opening of the first compartment is for directing the discharge thereof from top to bottom across the discharge current of the second compartment. effect of reducing the entrainment of the liquid by the ascending vapor.
More preferably, the first compartment is formed by the wall of the cylindrical body and the convex face of a first. arched-shaped dividing wall, while the second compartment is formed by the concave face of this first dividing wall and the convex face of a second arched-shaped dividing wall.
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One embodiment of the invention will be described below by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a front elevational view mainly in transverse vertical section of the steam generator assembly comprising a cylindrical body of steam and water;
Figure 2 is a view partially in side elevation and partially in longitudinal vertical section of the cylindrical body of steam and water shown in Figure 1; and Figures 3, 4 and 5 are cross sections taken along lines III-III, IV-IV and V-V, respectively of Figure 2.
As shown in these drawings, the steam generator unit comprises the shell 10 surrounding a cavity 11 forming the combustion chamber which is heated by burners 12, and a gas path heated by convection 13. In addition, the parts under pressure of the generator set are also located inside the structural work. The group is particularly well suited for its application as a marine boiler.
The pressurized parts comprise an upper main cylindrical body of steam, and water 14 which, as will be described hereinafter, is provided with devices to increase the efficiency of the steam separation and, for ensure an increase in the circulation pressure on the generator group. The cylindrical body 14 is in communication with a lower cylindrical body of water 15, by a group of high load vaporizing tubes 16 and a group of low load vaporizing tubes 17.
The high load vaporizing tubes 16 consist of a bundle of offset shield tubes 16A extending from the front to the rear of the shell 10 and separating the combustion chamber 11 from the convection gas path 13 , the screen tubes 16A being connected directly to the cylindrical bodies 14 and 15. Among the tubes with high load are also the wall tubes of the combustion chamber which, as shown, comprise a group
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rear wall tubes of the combustion chamber 16B, side wall tubes 16C of this chamber, and tubes 16D forming the ceiling, tubes 16D constituting an extension of the side tubes 16C.
The riser tubes 16B of the rear wall of the combustion chamber start from a lower rear wall manifold 18, which is connected to the cylindrical water body 15 by tubes 19, and connect to an upper manifold. 20 rear wall. The manifold 20 is connected to the main cylindrical vapor body 14 by a series of tubes 16E. If desired, the upper manifold 20 is provided with suitable membranes (not shown) to form a series of compartments from which a series of outlet tubes 16E discharge a mixture of steam and water at points spaced longitudinally along the length. of the cylindrical body 14. The side wall risers 16C extend vertically from a lower side wall manifold 21 which is connected to the cylindrical water body 15 by a series of tubes 22.
The upper portions of the side wall tubes 16C are curved to follow the inclination of the canopy portion 23 of the frame 10 and the discharge ends of the tubes 16C are connected directly to the cylindrical vapor body 14.
The group of low load vaporizing tubes 17 is disposed in the convection heated gas path 13, i.e. to the left of the screen tubes 16A (with respect to Fig. 1) and spaced apart from these to allow placement of a bundle of superheater tubes 24. As shown the light load tubes 17 form an inclined bundle of ten rows of tubes which are connected directly to the cylindrical bodies 14 and 15.
To the left of the light load tubes 17 and in the cooler part of the convection heated gas path 13 is a bundle of inclined downpipes 25 connecting the main cylindrical vapor body 14 to the cylindrical water body. lower 15. The down tube bundle comprises ten rows of tubes extending across the shell 10.
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The main cylindrical steam body 1.4 is provided with dividing walls 26 and 27 which have an arcuate shape and extend approximately the full length of the cylindrical body, dividing the latter into a water chamber 28 and a series of juxtaposed compartments 29 and 30 extending circumferentially. The compartments 29 and 30 are distinct and separate and form independent outlet manifolds for receiving the steam and water mixture formed in the high and low load vaporizing tubes 16 and 17, respectively.
As shown particularly in Figures 2 to 5, the cylindrical steam body 14 comprises a cylindrical shell 31 with a closed bottom and a perforated steam pipe 32 (Figures 3 to 5) is disposed in the upper region of this shell. The steam pipe 32 communicates with the steam outlet 33.
The two collecting compartments 29 and 30 are formed between a pair of end plates 34 and 35 connected to the inner surface of the wall of the cylindrical body near the ends thereof and extending inwardly thereto. from these ends a distance equal to approximately one quarter of the diameter of the cylindrical body. The dividing walls 26 and 27 are connected to the plates 34 and 35 and extend between them.
To make the partitions 26 and 27 more rigid while at the same time facilitating their construction and manufacture, these partitions are formed from several sheets which are supported by intermediate support plates 36 spaced longitudinally between the end support plates. 34 and 35. As a variant, the dividing walls are established in the form of solid assemblies.
As shown in Figures 2 and 5, the partition wall 26 comprises a series of plates 26A, 26B, 26C and 26D, connected together by bolts 26E. Note that the plates 26A to 26D are fastened together so as to be approximately evenly spaced from the adjacent portion of the body wall.
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cylindrical and the convex face of the dividing wall cooperates with the wall of the cylindrical body to form the collector compartment 29. The latter ends at the upper part with an outlet opening 37. The intermediate support plates 36 are each provided with a cutout 36A to form a device by means of which each section of the collector compartment can be put in communication with the others.
The second partition wall 27 which is spaced from the partition 26 and connected to the protrusions 34A, 35A of the support plates 34, 35, respectively, forms the second manifold compartment 30. The second partition wall 27, too, is made of a series of sheets 27A, 27B and 27C which are spaced from the sheets 26A to 26D of the dividing wall 26. The compartment 30 is formed by the concave face of the dividing wall 26 and the convex face of the dividing wall 27. As c 'is shown in Figures 1 to 5, the second compartment 30 terminates at the top with an outlet opening 38 at a distance below the opening 37 of the compartment 29.
As will be seen in Figure 1, the two openings are located above the normal water level in the water compartment 28, the latter being formed between the second described divider wall 27 and the opposite wall 39 of the water chamber. cylindrical body 14.
Baffle plates 40 and 41 are disposed some distance above openings 37 and 38, respectively, to form discharge ports 42, 43 through which. a mixture of water and value is likely to be discharged from the corresponding compartments to the outside, as will be described below. As shown, the upper baffle plate 40 consists of a sheet disposed between the steam pipe 32 and an opening 37. This sheet is hermetically welded to the cylindrical body so as to tilt up and down towards the bottom. 'interior to form the discharge lumen 42, the interior end of the sheet being provided with a rim 40A facing upward.
To a certain
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distance from the plate 40 and connected to the plates 26A to which it is approximately perpendicular, is a second deflector plate 41 located at a certain distance above the opening 38 and forming with it the discharge port 43 of the second compartment 30.
As will be better seen in Figure 1, the heavy load tubes 16, that is to say the screen tubes 16A, the sky tubes 16D and the tubes 16E communicate through their discharge ends with the compartment 29. The low load tubes 17 discharge into the second compartment 30 and the down tubes 25 connect the water compartment 28 to the cylindrical water body 15.
In operation, with the burners 12 active in the combustion chamber, the shield tubes 16a and the combustion chamber tubes 16B, 16C and 16D are exposed to the hot combustion gases. The predominant part of the steam is generated in these tubes and is discharged into compartment 29 as a low density mixture of steam and water at a relatively high speed. As the gases pass through the convection heating path 13, the low load tubes 17 are heated.
However, since some of the heat from the gases has already been absorbed by superheater 24, etc., the tubes 17 do not absorb as much heat as the shield tubes and those on the walls of the combustion chamber. and, therefore, the amount of steam generated in the tubes 17 is less than. that produced in high capacity tubes. Consequently, the proportion of steam to water in tubes 16 is higher than in tubes 17, the latter discharging into compartment 30 at a slower rate than that of the mixture discharging into compartment 29. As shown in Figures 1 and 5, the high proportion and low proportion steam and water mixtures enter separate compartments 29 and 30, respectively.
The streams escape from the compartments through ports 42 and 43 and are deflected by plates 40 and 41, respectively.
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direction of the flow when the mixtures discharge and due to the increased weight of the water there is a separation of the mixture by gravity. It has been found that by deflecting the animated mixture at the highest speed downwards and converging the currents as indicated by the arrows in Figures 2 and 5, the water entrained by the vapor, ie the priming, when the vapor rises to reach the vapor outlet 33, is at least markedly reduced.
The mixture discharging from compartment 30 is driven at a relatively slower velocity and gravity effectively separates this mixture into its liquid and vapor components. By properly proportioning the apertures of lumens 42 and 43, the speeds of the two mixtures can be adjusted so as to reduce the tendency of water, which separates from the mixture of the higher lumen 42, to be entrained or carried away by the vapor separating from the mixture, which discharges from the lower lumen 43.
It will be noted that the improved arrangement described above of the cylindrical body ensures better circulation of the boiler. As the mixtures from high load tubes and low load tubes are discharged into separate and distinct compartments and are separated above the normal water level, the amount of vapor in the water in the body cylindrical is at least reduced. Since the water flowing through the downpipes thus has a minimum specific volume, the weight of the water. circulation is higher and the heat absorbed per unit weight of the water circulating in the column or downpipes is reduced.
Thus, as the speed of the water in the down pipes is increased, the circulation pressure acting on the boiler is increased: To maintain this advantage, the lights 42 and 43 are proportioned so as to maintain the drop in pressure or pressure drop on opening of the lumen sufficiently low to prevent obstructing this circulation.
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It will also be appreciated that the improved arrangement according to the invention reduces fluctuations in the level of the water within the cylinder carps 14, since the specific volume of the water is kept to a minimum.
Further, it is clear that the present invention provides the means to ensure a more complete separation of the steam in a relatively simple, efficient and practical manner while at the same time increasing the circulating pressure of the steam generator group. .
CLAIMS} !:
1.- Steam generator having an elongated cylindrical body of steam and liquid, in a first zone of axial direction from which emerge a group of vaporizing tubes at high load and in a second zone of axial direction from which emerge a group of vaporizing tubes with low vaporization capacity, characterized in that a first and a second compartment are arranged in this cylindrical body to receive the discharges from the high load tubes and from the low load tubes, respectively, these compartments s 'extending from bottom to top to form outlet openings which are located above the normal level of liquid in the cylindrical body,
and devices are associated with the outlet openings to deflect in a downward direction the streams passing through these openings so that in operation the vapor and liquid mixtures are discharged laterally into the vapor chamber of the cylindrical body. where the liquid is separated from the vapor by gravity.