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La présente invention se rapporte à un groupe générateur et chauffeur de vapeur du genre comprenant une paroi de foyer comportant des surfaces d'échan- ge de chaleur tubulaires d'un chauffeur de vapeur par radiation et à un procédé de génération et de chauffage de vapeur.
Des développements récents dans les stations de génération d'électri- cité ont conduit à des pressions et des températures de vapeur plus élevées et à des groupes générateurs et chauffeurs de vapeur de capacité plus grande. Lorsque la température finale de la vapeur augmente, la précision du réglage de la tempé- rature de la vapeur devient plus importante. De plus, l'importance du réglage de la température effective de la vapeur augmente avec les dimensions du groupe géné- rateur et chauffeur de vapeur, et le dispositif de turbine devient plus grand.
Lorsqu'un groupe générateur et chauffeur de vapeur est chauffé par un combustible formant de la suie, des dépôts sur les surfaces d'échange de chaleur peuvent affecter de façon appréciable la température finale de surchauffe ou/et de rechauffe. Des variations de la quantité de combustible brûlé peuvent également affecter la température finale de la vapeur. Il est par conséquent souhaitable de pouvoir parer à ces différentes éventualités.
Dans un groupe générateur et chauffeur de vapeur comprenant une paroi de foyer comportant des surfaces d'échange de chaleur tubulaires d'un chauffeur de vapeur par radiation suivant la-présente invention, des dispositifs propres à débiter du combustible fluide dans le foyer comprennent des brûleurs dont les axes de débit sont espacés différemment de la dite paroi et par conséquent des surfaces d'échange de chaleur, et des dispositifs sont prévus grâce auxquels les débits des brûleurs peuvent être commandés séparément.
Dans une forme de réalisation, les surfaces d'échange de chaleur tubu- laires s'étendent sur une partie de 'la paroi du foyer bordant une zone de combus- tion de ce foyer.
Ainsi dans une forme de réalisation de l'invention, le foyer est de forme allongée verticalement et comporte une sortie de gaz latérale d'une région supérieure du foyer et à l'opposé de la sortie une paroi latérale avec laquelle 'sont associés des tubes de chauffe de vapeur par radiation et des brûleurs dispo- sés de manière à débiter du combustible fluide dans une région inférieure du foyer, et dont les axes de débit sont espacés différemment de la dite paroi et comportent des dispositifs permettant de commander leur débit séparémento
L'invention comprend également un procédé de génération et de chauffa- ge de vapeur dans lequel on chauffe un foyer au moyen de combustible fluide débi- té par des brûleurs, on produit de la vapeur par la transmission de chaleur à des courants de liquide confinés,
on chauffe la vapeur en partie par transmission de chaleur des gaz du foyer, principalement par radiation, aux courants confinés de vapeur et en partie par transmission de chaleur, principalement par convection, des gaz du foyer à des courants de vapeur confinés, on règle la pression de vapeur en commandant le taux total de chauffage et en réglant l'emplacement de la flam- me par'rapport aux coupants de vapeur chauffés principalement par radiation en utilisant sélectivement des brûleurs plus ou moins rapprochés des dits courants et/ ou en variant le taux individuel de chauffe des dits brûleurs, en effectuant ain- si une commande de la température finale de la vapeur.
L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés partiellement schématiques, dans lesquels :
Figure 1 est une coupe verticale d'un groupe générateur et chauffeur de vapeur comportant une paroi revêtue de tubes de surchauffe ; Figure '2 est une coupe vue 'en' plan prise suivant la ligne II-II de la Figure 1, à plus grande échelle ;
Figure 3 est une vue de côté d'une variante de JaFigure 1 ;
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Figure 4 est une vue de côté d'une autre variante de la Figure 1, dans laquelle une seconde paroi est tapissée de tubes de rechauffe ; et
Figure 5 est une -vue de côté d'une variante de la Figure 4.
Les dessins représentent une chaudière allongée en hauteur, à circu- lation naturelle, supportée à la partie supérieure de façon conventionnelle par des dispositifs (non représentés) et comportant un corps d'eau et de vapeur 10 et un foyer 11.
Le foyer 11 est rectangulaire en plan, chauffé par les parois oppo- sées 12 et 14 de plus petite largeur,que les autres parois 16 et 18. Un passage latéral 20 de gaz, contenant des faisceaux de tubes de surchauffe par convection 22, 24 et 26, débouche dans une région supérieure du foyer 11 au-dessus de la pa- roi 18 et mène à un passage dirigé vers le bas 28 contenant des éléments économi- seurs 30 et 32. Au fond du foyer Il, des parties inférieures 34 et 36 des parois 16 et 18 sont inclinées vers l'intérieur pour former un fond en goulotte 38 com- portant une sortie 40 pour les déchets.
Une partie inférieure de la paroi 12 comporte une série de seize brûleurs commandés séparément 42 disposés en quatre rangées horizontales et qua- tre rangées verticales, la série étant plus écartée de la paroi 16 que' de la paroi 18. Les brûleurs sont des brûleurs à combustible pulvérisé et des groupes des brûleurs, à la même distance ou approximativement la même distance de la pa- roi 16, sont reliés par des dispositifs (non représentés) à des pulvérisateurs respectifs. En variante, des brûleurs à huile ou autres combustibles convenables peuvent être utilisés.
Une rangée de tubes de génération de vapeur 44 tapissent la paroi 12 et s'étendent entre un collecteur inférieur 46 ou un collecteur par- tiel 48, et un collecteur supérieur 50, une partie des tubes étant convenable- ment coudée pour laisser des lumières pour les brûleurs 42.
Une partie inférieure de la paroi 14 comporte une seconde rangée de seize brûleurs 52, commandés séparément, disposés en quatre rangées horizontales et quatre rangées verticales, la série étant plus écartée de la paroi 16 que de la paroi 18. Les brûleurs sont des brûleurs à combustible pulvérisé et des grou- pes de brûleurs, à la même distance ou approximativement à la même distance de- la paroi 16, sont reliés par des dispositifs (non représentés) à des pulvérisa' teurs respectifs. En variante, des brûleurs à huile ou autre combustible convena- ble peuvent être utilisés. Une rangée de tubes générateurs de vapeur 54 contigus tapissent la paroi 14, une partie des tubes étant convenablement coudée pour mé- nager des lumières pour les brûleurs 52.
Dans la forme de réalisation représentée sur les Figures 1 et 2, la paroi 16 est tapissée d'une rangée intérieure de tubes contigus 60 de petit dia- mètre formant un sur chauffeur par radiations s'étendant entre un collecteur in- férieur 62 et un collecteur supérieur 64 disposés pour une circulation de vapeur de bas en haut. La rangée de tubes 60 est maintenue par une rangée extérieure distante de tubes de plus grand diamètre, des tubes d'alimentation de vapeur satu- rés 66 s'étendant entre un collecteur supérieur 68, relié¯au corps d'eau et de vapeur 10, et le collecteur inférieur 62. Les tubes comportent des ailettes 70, qui servent à maintenir les réfractaires de la paroi.
La paroi 18 est tapissée d'une rangée de tubes générateurs de vapeur contigus 72 s'étendant d'un collecteur inférieur 74 à un collecteur supérieur 75 le long de la partie inclinée 36 et de la partie verticale de la paroi 18, le long du sol 76 du passage latéral de gaz 20 et le long du toit 78 du passage laté- ral de gaz et du foyer 11. Des parties intermédiaires verticales de la rangée de tubes 72 s'étendent en formation ouverte dans une sortie de gaz 80 du passage la- téral de gaz 20 menant au passage 28.
Les faisceaux de tubes de surchauffe par convection 22, 24 et 26 sont disposés en séries, un collecteur d'admission 82 reliant les faisceaux aux collec- teurs supérieurs 64 des tubes de surchauffe par radiation 60, de la vapeur à la
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température finale de surchauffe étant débitée par le collecteur de sortie 84.
Dans la forme de réalisation représentée sur les Figures 1 et 2, de la vapeur à chauffer circule vers le haut dans les tubes 60 de surchauffe par ra- diation de la paroi latérale en entrant par le collecteur d'admission 62 sous la goulotte 38, vers le collecteur supérieur 64 et ensuite dans les faisceaux 22, 24 et 26 de tubes de surchauffe par convection disposés dans le passage latéral de gaz 20.
Un désurchauffeur à arrosage 86 placé entre les faisceaux de tubes 24 et 26 et commandé automatiquement, par exemple en réponse à la température finale de surchauffe et à une indication de température intermédiaire de surchauffe et/ou à une mesure de charge ou demande de vapeur,est propre à effectuer le réglage de la température finale de surchauffe.
Un degré de réglage de la température finale de surchauffe peut égale- ment être obtenu par le fonctionnement sélectif des brûleurs.
Ainsi, en utilisant les brûleurs plus rapprochés de la paroi 16 compor- tant les tubes de surchauffe 60, et plus éloignés de la paroi 18, la chaleur ab- sorbée à la paroi 18 pour produire de la vapeur est réduite et la chaleur absor- bée par le chauffage de la vapeur dans les tubes de surchauffe par radiation 60 de la paroi 16 augmente, tandis qu'en faisant fonctionner les brûleurs plus éloi- gnés de la paroi 16 comportant des tubes de surchauffe 60, et plus rapprochés de la paroi 18, la chaleur absorbée à la paroi 18 pour produire de la vapeur augmen- te, et la chaleur absorbée pour le chauffage de la vapeur par transmission de cha- leur à la paroi 16 diminue.
A titre d'exemple, si quatre brûleurs fonctionnent, le degré maximum de surchauffe est obtenu en faisant fonctionner les quatre brûleurs de la rangée verticale 86 la plus proche de la paroi 60 des tubes de surchauffe par radiation, et le plus faible degré de surchauffe est obtenu en faisant fonctionner la rangée verticale 88 de brûleurs les plus éloignés des tubes de surchauffe 60. D'autres degrés intermédiaires de surchauffe peuvent être obtenus en faisant fonctionner les brûleurs de l'une ou l'autre des rangées verticales comprises entre les ran- gées 86 et 88.
Les variations soudaines du degré de surchauffe produites par le changement des brûleurs d'une rangée verticale à une rangée verticale adjacente peuvent être amoindries si les brûleurs ou une partie des brûleurs des deux ran- gées fonctionnent simultanément et si la chauffe totale est transférée graduelle- ment d'une rangée à l'autre.
Un certain degré de réglage de la température finale de surchauffe peut également être obtenu en faisant fonctionner sélectivement les brûleurs dans les rangées horizontales. Par exemple, si quatre brûleurs de la seconde rangée de tubes de surchauffe par radiation 60 de la paroi fonctionnent en même temps que deux brûleurs de la rangée 86 les plus rapprochés de ces tubes, on obtiendra un de- gré de surchauffe légèrement plus élevé si les deux brûleurs les plus bas de la rangée verticale 86 fonctionnent, que si les deux brûleurs supérieurs de cette rangée sont en fonctionnement.
Dans la variante représentée sur la Figure 3, la paroi 16 est tapis- sée d'une rangée intérieure de tubes contigus 90 de petit diamètre formant un ré- chauffeur par radiation s'étendant entre un collecteur inférieur 92 et un collec- teur supérieur 940 La rangée de tubes 90 est supportée par la partie supérieure et maintenue par une rangée extérieure de tubes d'eau 96 de plus grand diamètre s'étendant entre un collecteur supérieur 98 relié au corps de vapeur et d'eau 10 et un collecteur inférieur 100.
Le collecteur supérieur 94 des tubes de réchauffe par radiation 90 est relié à un collecteur d'admission 102 d'un faisceau de tubes de rechauffe par con- vection 104 comportant un collecteur d'admission 106 et placé dans le passage la- téral des gaz 20 éloigné du foyer 11 au-dessus d'un by-pass de gaz 108. Le by-pass de gaz 108 est formé dans le passage latéral 20 en coudant vers le haut de façon
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convenable un tube sur deux de la rangée de tubes 72 pour former un écran d'admis- sion 110, et ensuite vers la sortie des gaz 80 pour former un ciel 112 rendu étan- che aux gaz par de la matière réfractaire. Une sortie de gaz 114 du by-pass du gaz forme une partie de la sortie de gaz 80 pour le passage latéral de gaz, et est com- mandée par un clapet 116.
Le collecteur d'admission 82 des faisceaux de tubes de surchauffe par convection 22 et 24 est relié directement à l'espace de vapeur du corps de vapeur et d'eau 10, et aucune surface de surchauffe par radiation n'est prévue.
Dans cette variante, la vapeur part du corps de vapeur et d'eau 10 et est surchauffée par convection dans les faisceaux de tubes 22 et 24 et débitée à un collecteur de sortie 118, la température finale de surchauffe étant commandée par un désurchauffeur (non représenté). La vapeur à réchauffer entre dans le chauffeur par le collecteur inférieur 92, est rechauffée par radiation dans les tubes 90 et par convection dans le faisceau de tubes 104. La commande de la tempé- rature de rechauffe de la vapeur dans les tubes de chauffe par radiation 90 s'ef- fectue en faisant fonctionner sélectivement les brûleurs comme décrit ci-dessus en relation avec le réglage de la température finale de surchauffe.
Un fin réglage de la température finale de rechauffe s'obtient en actionnant le clapet 116, com- mandant ainsi l'écoulement des gaz sur le faisceau de tubes chauffés par convec- tion 104.
Dans la variante représentée sur la Figure 4, les tubes de surchauffe par radiations 60 sont supportés par la partie supérieure et s'étendent sur une partie supérieure de la paroi 16,les tubés de génération de vapeur 96 étant bifur- qués de façon convenable pour permettre aux tubes de surchauffe 60 de passer à travers un collecteur 120 relié par des tubes 122 à l'espace de vapeur du corps de vapeur et d'eau 10.
Le ciel 78 du foyer 11 et du passage latéral de gaz 20 et le sol 76 du passage latéral de gaz 20 sont tapissés de tubes de ,surchauffe 124, des parties droites intermédiaires des tubes s'étendant en formation ouverte à travers la sor- tie de gaz 80 à partir du passage latéral de gaz. Un tube 124 sur deux s'étend en- tre le collecteur supérieur 64 et un collecteur de retour 126, de la vapeur circu- lant du collecteur supérieur 64 au collecteur de retour 126, tandis que les autres tubes 124 s'étendent entre le collecteur de retour 126 et un collecteur de ciel 128, de la vapeur circulant du collecteur de retour 126 au collecteur de ciel 128.
Le collecteur de ciel 128 est relié au collecteur d'admission 82 des faisceaux de tubes de surchauffe par convection 22,24 et 26. On voit que la vapeur est sur- chauffée dans l'ensemble par transfert de chaleur par convection et que le régla- ge de la température finale de surchauffe est effectué par le désurchauffeur 86.
La paroi 18 est tapissée d'une rangée de tubes de rechauffe par radi- ation contigus 130 s'étendant d'un collecteur inférieur 132 à un collecteur supé- rieur de sortie 134 le long de la partie inclinée 36 et de la partie verticale de la paroi 18, la partie supérieure de la rangée de tubes 130 étant disposée en for- mation ouverte pour former un écran de tube 136 à l'admission du passage latéral de gaz 20. De la vapeur à rechauffe entre dans le réchauffeur par le collecteur 132 et est chauffée dans l'ensemble dans les tubes 130 d'échange de chaleur par radiation et débitée par le collecteur supérieur de sortie 134. Le réglage final de la température de rechauffe peut être affecté en faisant fonctionner sélecti- vement les brûleurs comme décrit en relation avec le réglage de la température fi- nale de surchauffe.
Dans la variante représentée sur la Figure 5 les deux parois 16 et 18 seront tapissées de tubes de chauffe de vapeur par radiation.
La paroi 16 est tapissée de tubes de rechauffe par radiation 90 com- me décrit avec référence à la Figure 3, d'autres tubes de rechauffe 138 tapissant le ciel 78 du foyer 11 et le passage latéral de gaz 20, le toit 112 du by-pass de gaz 108, et le sol 76 du passage latéral de gaz 20, des parties droites intermé-
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diaires de tubes s'étendant en formation ouverte dans les sorties de gaz 80 et 114 du passage latéral de gaz et du by-pass de gaz 118, respectivement, et la sor- tie 110 vers le by-pass de gaz. Un tube 138 sur deux s'étend entre le collecteur supérieur 94 et un collecteur de retour 140, tandis que les autres tubes 138 s'é- tendent entre le collecteur de retour 140 et un collecteur supérieur de ciel 142.
Le collecteur supérieur de ciel 142 est relié au collecteur d'admission 102 du faisceau de tubes de réchauffe par convection 104 situé au-dessus du by-pass de gaz 108.
La paroi 18 est tapissée d'une rangée de tubes de surchauffe par radi- ation 144 s'étendant d'un collecteur inférieur 146, relié au corps de vapeur et d'eau 110 par des tubes de raccord 148, à un collecteur supérieur 150 le long de la partie inclinée 36 et de la partie verticale de la paroi 18, la partie supérieu- re de la rangée 144 étant disposée en formation ouverte pour former un écran de tubes 136 à l'admission du passage latéral de gaz 20. Le collecteur supérieur 150 est relié à un collecteur d'admission des faisceaux de surchauffe par convection 22 et 24 et un désurchauffeur 86 est relié entre les deux faisceauxo
Dans cette variante, de la vapeur du corps de vapeur et d'eau 10 est chauffée en premier lieu par radiation dans les tubes 144 et ensuite par convec- tion dans les faisceaux de tubes 22 et 24, et débitée par un collecteur de sortie 152.
La vapeur à rechauffer entre dans le réchauffeur par le collecteur 92 et est chauffée par radiation dans les tubes 90 et par convection dans les tubes 138 et le faisceau de tubes 104.
Un certain degré de réglage de la température finale de rechauffe peut être obtenu en faisant fonctionner. sélectivement les brûleurs, comme décrit ci- dessus à propos du réglage de la température finale de surchauffe.Dans la varian- te,. un changement du fonctionnement sélectif des brûleurs, ¯pour amener la flamme plus près ou plus loin de la rangée de tubes de rechauffe par radiation 90, affec- te différemment les températures .finales de rechauffe et de surchauffe.
Un fin réglage de la température finale de surchauffe est obtenu par le désurchauffeur 86.tandis qu'un fin réglage de la température finale et rechauf- fe est obtenu par l'actionnement du clapet 116 commandant l'écoulement des gaz dans le faisceau de tubes de réchauffe 104.
REVENDICATIONS.
1.- Groupe générateur et chauffeur de vapeur comportant une paroi de foyer comprenant des surfaces d'échange de chaleur tubulaires d'un chauffeur de vapeur par radiation, caractérisé en ce que des dispositifs placés de manière à dé- biter du combustible fluide dans le foyer comprennent des brûleurs dont les axes de débit sont espacés différemment de la dite paroi, .et par conséquent, les dites surfaces d'échange de chaleur, des dispositifs étant prévus pour commander séparé- ment le débit des dits brûleurs.
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The present invention relates to a steam generator and heater group of the kind comprising a hearth wall having tubular heat exchange surfaces of a radiation steam heater and to a method of generating and heating steam. .
Recent developments in power generation stations have led to higher steam pressures and temperatures and larger capacity steam generator and heater units. As the final steam temperature rises, the precision of the steam temperature control becomes more important. In addition, the importance of controlling the effective temperature of the steam increases with the dimensions of the steam generator and heater group, and the turbine device becomes larger.
When a steam generator and heater group is heated by a soot-forming fuel, deposits on the heat exchange surfaces can appreciably affect the final overheating and / or reheating temperature. Variations in the amount of fuel burned can also affect the final vapor temperature. It is therefore desirable to be able to deal with these different eventualities.
In a steam generator and heater group comprising a hearth wall comprising tubular heat exchange surfaces of a radiation steam heater according to the present invention, devices suitable for delivering fluid fuel into the hearth comprise burners the flow axes of which are spaced differently from said wall and therefore from the heat exchange surfaces, and devices are provided by which the flow rates of the burners can be controlled separately.
In one embodiment, the tubular heat exchange surfaces extend over a portion of the fireplace wall bordering a combustion zone of that fireplace.
Thus in one embodiment of the invention, the hearth is of vertically elongated shape and comprises a lateral gas outlet from an upper region of the hearth and opposite the outlet a side wall with which tubes are associated. steam heating by radiation and burners arranged so as to deliver fluid fuel to a lower region of the furnace, the flow axes of which are spaced differently from said wall and include devices for controlling their flow separately.
The invention also comprises a method of generating and heating steam in which a furnace is heated by means of fluid fuel supplied by burners, and steam is produced by the transmission of heat to confined liquid streams. ,
the steam is heated in part by transmission of heat from the gases in the furnace, mainly by radiation, to confined steam streams and in part by transmission of heat, mainly by convection, from the furnace gases to confined steam currents, we regulate the vapor pressure by controlling the total rate of heating and by adjusting the location of the flame with respect to the vapor cutters heated mainly by radiation by selectively using burners more or less close to said currents and / or by varying the individual rate of heating of said burners, thus controlling the final temperature of the steam.
The invention will be described below by way of example, with reference to the partially schematic accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a vertical section of a steam generator and heater group comprising a wall lined with overheating tubes; Figure '2 is a sectional plan view taken along the line II-II of Figure 1, on a larger scale;
Figure 3 is a side view of a variant of JaFigure 1;
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Figure 4 is a side view of another variant of Figure 1, in which a second wall is lined with heating tubes; and
Figure 5 is a side view of a variant of Figure 4.
The drawings show a boiler elongated in height, with natural circulation, supported at the top in a conventional manner by devices (not shown) and comprising a body of water and steam 10 and a hearth 11.
The hearth 11 is rectangular in plan, heated by the opposite walls 12 and 14 of smaller width, than the other walls 16 and 18. A lateral gas passage 20, containing bundles of overheating tubes by convection 22, 24 and 26, opens into an upper region of hearth 11 above wall 18 and leads to a downward passage 28 containing economizer elements 30 and 32. At the bottom of hearth II, lower parts 34 and 36 of the walls 16 and 18 are inclined inwardly to form a chute bottom 38 having an outlet 40 for the waste.
A lower portion of wall 12 comprises a series of sixteen separately controlled burners 42 arranged in four horizontal rows and four vertical rows, the series being further apart from wall 16 than from wall 18. The burners are gas burners. atomized fuel and groups of the burners, at the same or approximately the same distance from wall 16, are connected by devices (not shown) to respective atomizers. Alternatively, burners for oil or other suitable fuels can be used.
A row of steam generating tubes 44 line wall 12 and extend between a lower manifold 46 or a partial manifold 48, and an upper manifold 50, some of the tubes being suitably bent to leave openings for. the burners 42.
A lower part of the wall 14 comprises a second row of sixteen burners 52, ordered separately, arranged in four horizontal rows and four vertical rows, the series being further apart from the wall 16 than from the wall 18. The burners are gas burners. atomized fuel and groups of burners, at the same or approximately the same distance from wall 16, are connected by devices (not shown) to respective atomizers. Alternatively, burners for oil or other suitable fuel can be used. A row of contiguous steam generator tubes 54 line wall 14, some of the tubes being suitably bent to provide lumens for the burners 52.
In the embodiment shown in Figures 1 and 2, the wall 16 is lined with an inner row of adjoining tubes 60 of small diameter forming a radiation overheater extending between a lower manifold 62 and a radiant heater. upper manifold 64 arranged for circulation of steam from the bottom to the top. Row of tubes 60 is held by a distant outer row of larger diameter tubes, saturated steam feed tubes 66 extending between an upper manifold 68, connected to the body of water and steam 10 , and the lower manifold 62. The tubes have fins 70, which serve to hold the refractories from the wall.
The wall 18 is lined with a row of adjoining steam generator tubes 72 extending from a lower manifold 74 to an upper manifold 75 along the inclined portion 36 and the vertical portion of the wall 18, along the floor 76 of the side gas passage 20 and along the roof 78 of the side gas passage and fireplace 11. Vertical intermediate portions of the row of tubes 72 extend openly into a gas outlet 80 of the passage. gas side 20 leading to passage 28.
The convection superheat tube bundles 22, 24 and 26 are arranged in series, an intake manifold 82 connecting the bundles to the upper collectors 64 of the radiation superheat tubes 60, from steam to steam.
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final superheating temperature being discharged by the outlet manifold 84.
In the embodiment shown in Figures 1 and 2, steam to be heated flows upwardly through the superheat tubes 60 by radiation from the side wall entering through the intake manifold 62 under the chute 38, to the upper manifold 64 and then into the bundles 22, 24 and 26 of convection superheating tubes arranged in the lateral gas passage 20.
A sprinkler desuperheater 86 placed between the tube bundles 24 and 26 and controlled automatically, for example in response to the final superheat temperature and an intermediate superheat temperature indication and / or a load measurement or steam demand, is suitable for adjusting the final superheating temperature.
A degree of control of the final superheat temperature can also be obtained by the selective operation of the burners.
Thus, by using the burners closer to the wall 16 having the superheating tubes 60, and further from the wall 18, the heat absorbed at the wall 18 to produce steam is reduced and the heat absorbed. the heating of the steam in the overheating tubes by radiation 60 of the wall 16 increases, while by operating the burners farther from the wall 16 with the overheating tubes 60, and closer to the wall 18, the heat absorbed at wall 18 to produce steam increases, and the heat absorbed for heating the steam by transmitting heat to wall 16 decreases.
As an example, if four burners are operating, the maximum degree of superheat is obtained by operating the four burners in the vertical row 86 closest to the wall 60 of the radiation superheat tubes, and the lowest degree of superheat. is obtained by operating the vertical row 88 of burners furthest from the superheat tubes 60. Other intermediate degrees of superheat can be obtained by operating the burners of either of the vertical rows between the ranges. - aged 86 and 88.
The sudden variations in the degree of superheat produced by changing the burners from one vertical row to an adjacent vertical row may be lessened if the burners or part of the burners in both rows are operated simultaneously and if the total heat is transferred gradually. ment from row to row.
Some degree of final superheat temperature control can also be achieved by selectively operating the burners in the horizontal rows. For example, if four burners in the second row of radiation superheat tubes 60 from the wall are operating at the same time as two burners in row 86 closest to these tubes, a slightly higher degree of superheat will be obtained if the two lower burners of the vertical row 86 operate, only if the two upper burners of this row are in operation.
In the variant shown in Figure 3, the wall 16 is lined with an inner row of adjoining small diameter tubes 90 forming a radiation heater extending between a lower manifold 92 and an upper manifold 940. The row of tubes 90 is supported by the top and held by an outer row of larger diameter water tubes 96 extending between an upper manifold 98 connected to the steam and water body 10 and a lower manifold 100 .
The upper manifold 94 of the radiation reheat tubes 90 is connected to an intake manifold 102 of a bundle of convection reheat tubes 104 having an intake manifold 106 and placed in the side gas passage. 20 away from hearth 11 above a gas bypass 108. Gas bypass 108 is formed in the side passage 20 by bending upwardly.
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Suitable every other tube of the row of tubes 72 to form an inlet screen 110, and then to the gas outlet 80 to form a sky 112 made gas-tight by refractory material. A gas outlet 114 from the gas bypass forms part of the gas outlet 80 for the lateral passage of gas, and is controlled by a valve 116.
The inlet manifold 82 of the convection superheat tube bundles 22 and 24 is connected directly to the vapor space of the steam and water body 10, and no radiation superheat surface is provided.
In this variant, the steam leaves the body of steam and water 10 and is superheated by convection in the tube bundles 22 and 24 and delivered to an outlet manifold 118, the final superheating temperature being controlled by a desuperheater (not represented). The steam to be heated enters the heater through the lower manifold 92, is reheated by radiation in the tubes 90 and by convection in the bundle of tubes 104. The control of the reheating temperature of the steam in the heating tubes by radiation 90 is effected by selectively operating the burners as described above in relation to the setting of the final superheat temperature.
Fine adjustment of the final reheating temperature is obtained by actuating the valve 116, thereby controlling the flow of gases over the bundle of convection heated tubes 104.
In the variant shown in Figure 4, the radiation superheating tubes 60 are supported by the upper part and extend over an upper part of the wall 16, the steam generating tubes 96 being bifurcated suitably for allow the superheat tubes 60 to pass through a manifold 120 connected by tubes 122 to the vapor space of the steam and water body 10.
The top 78 of the hearth 11 and the side gas passage 20 and the floor 76 of the side gas passage 20 are lined with overheating tubes 124, intermediate straight portions of the tubes extending in open formation through the outlet. of gas 80 from the side gas passage. Every other tube 124 extends between upper manifold 64 and return manifold 126, with steam flowing from upper manifold 64 to return manifold 126, while the other tubes 124 extend between manifold. return 126 and a sky collector 128, steam flowing from the return collector 126 to the sky collector 128.
The overhead manifold 128 is connected to the intake manifold 82 of the convection superheat tube bundles 22, 24, and 26. It is seen that the steam is generally superheated by convection heat transfer and controlled. - ge of the final superheating temperature is carried out by the desuperheater 86.
Wall 18 is lined with a row of contiguous radiant reheat tubes 130 extending from a lower manifold 132 to an upper outlet manifold 134 along inclined portion 36 and vertical portion of the wall. the wall 18, the upper part of the row of tubes 130 being arranged in open form to form a tube screen 136 at the inlet of the side gas passage 20. Steam to be reheated enters the heater through the manifold 132 and is heated throughout in the radiation heat exchange tubes 130 and supplied by the upper outlet manifold 134. The final reheat temperature setting can be affected by selectively operating the burners as described. in connection with the setting of the final superheating temperature.
In the variant shown in Figure 5 the two walls 16 and 18 will be lined with steam heating tubes by radiation.
The wall 16 is lined with radiation reheating tubes 90 as described with reference to Figure 3, other reheating tubes 138 lining the sky 78 of the fireplace 11 and the side gas passage 20, the roof 112 of the by -gas passage 108, and the floor 76 of the lateral gas passage 20, of the intermediate straight parts
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Diaries of tubes extending in open formation into gas outlets 80 and 114 of the side gas passage and gas bypass 118, respectively, and outlet 110 to the gas bypass. Every other tube 138 extends between upper manifold 94 and a return manifold 140, while the other tubes 138 extend between return manifold 140 and an upper header 142.
The upper sky manifold 142 is connected to the intake manifold 102 of the convection heating tube bundle 104 located above the gas bypass 108.
The wall 18 is lined with a row of radiant superheat tubes 144 extending from a lower manifold 146, connected to the steam and water body 110 by connecting pipes 148, to an upper manifold 150. along the inclined portion 36 and the vertical portion of the wall 18, the upper portion of the row 144 being disposed in an open formation to form a screen of tubes 136 at the inlet of the side gas passage 20. The upper manifold 150 is connected to an intake manifold of the convection superheat bundles 22 and 24 and a desuperheater 86 is connected between the two bundles.
In this variant, steam from the steam and water body 10 is heated first by radiation in tubes 144 and then by convection in tube bundles 22 and 24, and delivered through an outlet manifold 152. .
The steam to be reheated enters the heater through the manifold 92 and is heated by radiation in the tubes 90 and by convection in the tubes 138 and the tube bundle 104.
A certain degree of control of the final reheat temperature can be achieved by operating. selectively the burners, as described above in connection with the setting of the final superheat temperature. In the variant ,. a change in the selective operation of the burners, to bring the flame closer to or farther from the row of radiant reheat tubes 90, affects the final reheat and superheat temperatures differently.
A fine adjustment of the final superheating temperature is obtained by the desuperheater 86, while a fine adjustment of the final and reheating temperature is obtained by the actuation of the valve 116 controlling the flow of gases in the tube bundle. reheat 104.
CLAIMS.
1.- Steam generator and heater group comprising a hearth wall comprising tubular heat exchange surfaces of a radiation steam heater, characterized in that devices placed so as to discharge fluid fuel into the hearths comprise burners whose flow axes are spaced differently from said wall, and therefore said heat exchange surfaces, devices being provided for separately controlling the flow rate of said burners.