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Perfectionnements aux générateur. de vapeur .
L'invention concerne dos générateurs de vapeur à un soûl passage et à circulation forcée et, en particulier,des générateurs de vapeur dans lesquels un passage réserve aux gaz est tapissé d'une paroi-écran, c'est-à-dire d'une paroi consti- tuée de tubes juxtaposés reliés de façon à former un écran étanche aux gaz.
Un des problèmes qui se posent dans l'étude de telles parois réside dans le refroidissement convenable des tubes, même sous faible charge, problème qu'on a tenté de résoudre de différentes façons..
Suivant l'une des solutions proposées, la paroi est .
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formés de tl1bes 'l(ï,'i;cn1i.X parallèle relies de façon à former un passage- :""ou' 'l J rJ" '1,; sous faible charge, le débit mas- sique soit su&":.'. s=x.i,; pour refroidir les tubes de façon convenable, il faut que le disMotre interne do ceux-ci soit petit.
Toutefois, non seulement :.1 .1 onf;.',;Y'': ,:<j fabriquer de tels tubes en res- pectant dos 1;,:." .' >, 1").3 "1\ :"'. >:Ál1".1ünt étroites riats, au cours do leur ut3...:: t ;' .i" \ ,'< ',3.,,{-, tn1-,I'nC> 1;><,i: accroître sensible- ment les ohnx.? j?'.i ;,:0:,.;'..)/1 f1U 3' i 1. s onu Afin dQ p"11\Vn'.\" j\1.ÍJs(!,' < 4 0.:: de grand dimuètre,on a proposé, ':':J.l ."1, "'(11 .'1\;';' i ji. l' .' =..;r:ïG3rtlG'Tlr convenable de oeux...Ci,Eh)11<1 ,17i,'.,Ù' \Jl,j\O, :..',)J ," ,""1O en dassous de 70%,NCR, d'y remettrez, i,1 .....:u."¯ s' o : ','.' ,(3 :H.'' 1) du fluide les ayant tra- verses* Toutt)j"J, ..\.'1 <il"a.à aZi'pu3 nlua faible détermine des tempdraturos du f11) ;.Ù 7',,: ,1 'L tV":,'10d t. ! "OVi; ',,1 'il1:.) la chambre de oom'bUstion';loD ';t.I.'b',,:1 aAc;.: f..,rv: .. :ca; ;
à den ternpÓratures voisines des lim1.to$ 'iJluX;l(3,1:."l'\I > :>=- .'I.\ ...'. ;rr..v être do meilleure qualité.
Pour ;I01VC ..' '.z,.rr: <1 ; tun'Jf iltl plus crand diamètre, on peut également !';.< rlt;nO.1e" ft \ t;',j.::1 1 es tubes de l'un de ces pn:t1ar'J;' .'...;.-'i..n. H'''Ù'' e. du deuxième et les tu- 'bes des deux :>:\'\tt1;j"o'i.. 80 'c:. ax:; en Ùv$IWu'S des tubes du trois- 3.éme.outafa.; ,1/ . . '. :,;ca,,:'c;,.ra :, >"..u d prévoir un r:1é1ange,ce qui est onérow: ..', .< ii; ',,\,),'1 ,1\ >',i .i:J:.. <1.) combustion travaille à une pro:,d.un e.j'-'.u 70 1 :1 V"f1J",(Y'À ri.tiquo, ce qui entraîne que les pOr:1pô:1 (l,.', 't:f'-;l ","(lr: rc, ,c t:i. 'Yik;ri, à l'encontre de vannes fe,uc'oN .r'ii L'\)1 T; 1>rrl.>,; un tube de vaporation instan- tanée vers lequel 1:, Üli. 4f- z1,c. ,.vit détourné pendant la mise en r't..v'i..' " " ' -..'. ii :.. l.'" " .;.>M .
Tous rt'. d:"'''' '1,G On": 'C1..'" !.r.N.,r,vûn1ent corouun que les tubas ra# w. f . ',)'- r!:au t:, . J.TCIw'iü^illfM'I1t car les tubes des ro1gJ.O, Ü>v.L l'H;3&C: 1. ga;>; <.h section transversale rectangulaire ont t.('nc1n.n((> A être mO:1nf> fortRNent chauffés
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que ceux qui se trouvent au milieu des côtés du passage.
La présente invention vise à procurer un générateur de vapeur à un seul passage et à circulation forcée comportant un passage à gaz vertical délimité par un écran constitué de tubes raccordés de façon à permettre une circulation on parallè- le, les intervalles entre les tubes étant formés et chaque tube étant disposé latéralement dans le passage à gaz et s'élevant progressivement.
Dans un tel générateur, la longueur des tubes ne dépend pas du passage à gaz vertical qui les contient. On dispose donc d'une certaine liberté dans le choix de la dimension des tubes; on peut en effet modifier l'inclinaison des tubes et la largeur de l'écran de façon que ls dimension des tubes satifasse aux exigences d'absorption de chaleur do façon économique. Do plus, le fluide monte progressivement en passant dans les tubes de l'écran.
Une forme d'exécution de 1'invention est décrite ci- après à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés,dans lesquels: la Fgi.1 est une coupe verticale plus ou moine schémait- que d'un générateur de vapeur et surchauffeur à un soul passage et à circulation forcée; les fig.2a et 2b forment une vue schématique développée des parois de la chambre de combustion verticale do ce généra- tour.6, la Fig.3 est une vue do détail, à plus gronde échelle et de l'arrière, d'une disposition de tubes type de l'extrémité supérieure de la paroi postérieure de la chambre de combustion; la Fig.4 est une vue schématique on perspective repré- sentant certains détails de la paroi antérieure ot do l'une des parois latérales du générateur de vapeur;
la Fig.5 est une vue schématique on perspective repré-
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sentant certains détails de la paroi postérieure,du passage à gaz latéral et de l'une des parois latérales d'une variante 'du générateur de vapeur, et la Fig.6 représente une jonction de tubes du générateur ',-de vapeur représenté sur la fig.5
Le générateur de vapeur et surchauffeur à un seul pas- sage et à circulation forcée représenté sur les Fig.1 et 2 com- prend une chambre de combustion 1,formant l'extrémité inférieure d'un passage à gaz vertical 2; cette chambre est chauffée par trente brûleurs circulaires 3, montés dans les parois antérieure, '.et postérieure 4 et 5 du passage à gaz 2.
L'extrémité inférieure du passage 2 se termine par un fond 6, en forme de trémie dont les parois antérieure 4a et postérieure 5a convergent, les parois latérales étant parallèles. Le fond 6 est décrit de façon plus complète dans'le brevet belge de même date.. de la
Demanderesse Correspondant à la demande de brevet anglais n 37.044/65.
Un passage à gnx latéral 7, contenant des tubes de ré- chauffeur 7a, part de 1)extrémité supérieure de la paroi posté- rieure 5 et décharge les gaz do combustion dans le passage de descente 9, contenant des tubes d'économiseur 9a. Les parois du passage à gaz 2 sont tapissées, comme il sera décrit plus loin de façon détaillée, jusqu'au niveau de l'admission vers le 1 passage à gaz latéral 7, de tubes à ailettes disposés latéralement et s'élevant progressivement. Au niveau de l'admission' ers le passage à gaz latéral 7, chacun de ces tubes est raccordé à un tube vertical,les tubes verticaux des parois antérieure et latérales étant juxtaposer en groupes 10.
Chaque groupe de tubes 10 s'ouvre dans un collecteur 14 (voir Fig.4) et chaque collecteur 14 est raccordé par un conduit 14a à un collecteur principal 15, prévu transvaerslement dans l'extrémité supérieure du passage à gaz ot au millsu de celle-ci. Les conduits 14a qui portent des cotés opposés du passage à gaz et qui sont dirigés l'un
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vers l'autre sont reliés comme il est décrit de façon plus com- plète dans le brevet belge de même date de la Demanderesse cor- respondant à la demande de brevet anglais n 37.046/65 et leur rôle est donc de résister aux pressions régnant dans le passage à gaz.
Les intervalles compris entre les groupes 10 sont remplie par d'autres groupes 11 de tubes verticaux (voir Fig.2 et 4) les tubes de ces groupes étant alimentés do fluide par le collec- teur principal 15.
Les parois antérieure et latérales sont suspendues par un dispositif comportant des éléments de traction verticaux ou tirants 12, qui se trouvent à l'extérieur des parois du passage à gaz 2, qui sont reliés à leur extrémité inférieure à ces parois et qui sont supportés à leur extrémité supérieure par un ressort 13. Chacun des tirants 12 coopérant avec les parois antérieure et latérales longe l'un des groupes 10 de tubos verticaux; un agence- ment judicieux de tels tirants est décrit de façon détaillée dans le brevet belge de même date de la Demanderesse correspon- dant à la demande de brevet anglais n 37.040/65. Des tirants semblables coopèrent avec la paroi postérieure d'une manière qui sera décrite de façon plus détaillée dans la suite.
, Les tirants 12 longent l'écran de tubas, à l'intérieur du revêtement calorifuge, et sont supportés par des éléments de charpente placés à l'extérieur de ce revêtement. La charpente comporte des traverses horizontales 17, reliées ,comme il est décrit dans le brevet belge de même date de la Demanderesse correspondant à la demande de brevet anglais n 37.045/65, aux tubes transversaux de l'écran, de sorte que ces tubes eux-mème résistent aux efforts tendant à séparer les traverses opposées*
Des panneaux de tubes de surchauffeur en U 15 sont sus- pendus dans l'extrémité supérieure du passage, à des traverses 16 reliées à-certains des ressorts 13,
comme il est décrit dans le brevet belge de même date de la Demanderesse correspondant à la demande de brevet anglais n 37.041/65.
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Des collecteurs d'entrée ) 20 sont disposes autour de . , , l'extrémité inférieure du fond en trémie 6, un espace étant réservé à l'extrémité inférieure pour la remise en circulation ,,-des gaz- Des tubes s'élèvent des'collecteurs 20 pour tapisser le fond en trémie 6 et chacun d'eux aboutit à un tube 21 allant .
du niveau a au niveau B. Les tubes 21 sont des tubes à alésage vérifié d'un diamètre externe de 1,5 pouce (3,75cm), distants de 1/2 pouce (1,27cm), les intervalles compris entre les tubes étant fermés par des ailettes soudées les unes aux autres suivant leur bords. Entre les niveaux A et B, les tubes 21 s'enroulent plus d'une fois dans le passage à gaz et s'élèvent progressivement, à un angle de 15 sur l'horizontale, sauf aux endroits où leur trajet doit être modifié pour laisser place aux brûleurs 3.
Au niveau B, chacun des tubas inclinés 21 aboutit à .'-.' un tube vertical. Les tubes verticaux s'ouvrent dans un collec- tour commun, le fluide s'écoulant dans un second passage par les tubes disposés en groupes 11 entre les tubes verticaux des parois antérieure et latérales) comma il sera décrit avec référen' ce à la Fig.4.
Une disposition type des tubes verticaux de la ' paroi postérieur sera décrite de façon plus détaillée avec référence à la Fgi.3
Au niveau B, chacun des tubas 21 qui se termine a la paroi postérieure est raccordé à un tube vertical 30 (voir fig.3) les extrémités inférieures des différents tubes 30 étant uni- formément espacées. Les tubas 30 sont formés et disposés de façon laisser place à dos moyens supportant les tubes inclinés qui se trouvent au-dessous d'eu-
Dans la forme l'exécution particulière représentée sur la Fig.3, trente-neuf tubes voisins 30 forment un groupe compre- nant dos séries de crois tubas adjacents de même forme.
Les tubes
30a s'élèvent jusqu'au niveau Y et sont coudés entre le niveau
X et le niveau Y pour s'écarter du passage à gaz et contourner la membrure 32. Les tubes 30a s'étendent alors horizontalement sui-
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i vant le niveau Y vers le point central A où ils se trouvent dans p. an para. .è3.a seno a. raula.tian deo gazes casbue dans un plan parallèle au sens de circulation des gaz de combus- tion traversant le passage à gaz 7 pour atteindre un collecteur 33 raccordé à la partie supérieure de la chambre de combustion, au collecteur 15.
Les trois tubes de la série suivante,soit les tubes 30b, s'élèvent jusqu'au niveau Z et sont également coudas entre la ni- veau X et la niveau Z pour s'écarter du passage à gaz et contour- ! non la membrure 32. Ils l'étendent ensuite horizontalement suivant le niveau X jusqu'au point B, où ils prennent la même allure que les tubes 30a au point A.
Les tubes 30c, 30d, 30e et 30g atteignent respective- ment de la même manière les -pointu C, D, E,F et G. Les parties horizontales des tubes 30a, 30c, 30e et 30g sont juxtaposées au niveau Y et les parties horizontales des tubes 30b, 30d et 30f sont juxtaposées au niveau Z.
Les tubes 30 qui se trouvent à droite do l'axe central atteignent de façon semblable dos points situés à gaucho do cet axe. Ainsi,les tubes 30h,30j et 30l atteignent rospectivement les points H, J et L, et ils comportant des sections horizontales se plaçant au niveau Y, tandis que los tubes 30, 30b et 30m atteignent les points I, K et M et comportent des sections hori- zontales au niveau Z.
Pour contourner les membrures 32, les tubes 30h - 30m présentent,entre les niveaux X, Y et Z, des coudes orientés vers la chambre do combustion et les section* horizontales de ces tubes sont disposées du cote des sections horizontales des tubes 30a - 30g qui est tourné vers la chambre do combustion.
Chacune des membrures 32a, 32b, 32c et 32d forme un caisson et joue le rôle de support pour un tirant 12. Les extré- mités inférieures des tirants 12 sont reliées à l'écran qui tapis-
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se la partie inférieure de la paroi postérieure comme il est décrit de façon détaillée dans le brevet belge de même date de
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la Demanderesse corresporidant à la demande de brevet anglais n 37.040/65'Comme l'indique la Fig.3 certains des tubes 30 devient pour laisser place aux tirants 12. La membrure 32a est soutenue par les parties des tubes 30 qui vont aux points H et J.
Les membrures 32b, 32c et 32d coopèrent de même avec les parties des tubes 30 qui vont aux points K et M,A et C, et E et C respectivement. Los sections dos tubos atteignant le point D no sont pas utilisées pour supporter la paroi. Aux points I, L,B et F, les tubes maintiennent également la paroi postérieure.
Aux points Il et J les tubes 30 sont pourvus chacun d'une
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'traverse 35 a' dtondant sur les trois tubes et reposant sur des oreilles 36 soudées à coux-ci.Des barres 37,fixées aux traverses 35 par une articulation oscillante 38, descendent jusqu'aux extrémités de la membrure 32a et y sont fixées par des articu- lations 39, qui permettent un pivotement limité de la barre 37 par rapport à la membrure 32a.
Les tirants 12 suspendue aux membrures 32a et 32c
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maintiennont la paroi PQnt61'.l(¯rt'(} dans la région inférieure des brûleurs et les membrures 32b out bd maintiennent la paroi postérieure dans la rlgLon llVltuc3l.tttt3Ma;sYtt supérieure. IJaJCtr6M.té supérieure de la pÍ.1'():t. p-l;. t; LÜU1O du passage à gaz tapissé de tubes inclinés est r.nsaCn t tâ..i.r ße:o.ao au moyen dos tubes situés aux points 1. L, D et 7. Au 001nt Il par exemple, les tubes 30 sont pourvu:; "."'H" iutro tl'lWC:rSO 40, prenant appui sur des oreilles 41 SO\1ûÔo'J diz. =.01.': :.l?QS.
Des barres 42 sont suspendues par dos ;,\;t.'; ..('.:.,,",:;..':)n.;3 oscillantes 43 il la traverse 40,chacune d"ollo" )';.,.1\: -: ..,. ,.'. Üd 'f4 ; un tirant 42a soudé à son oxtrômità i;'':;:-i')l1.i::: " un 'JJOC ,',5 Boudé entre dos tubes voisins 21.
COlll.":Jo l' 'ndi'4u,) la i',à*- , .. les tubes 30 sont coudés
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à leur extrémité supérieure pour rejoindre les collecteurs principaux 33 et les ressorts par lesquels les tubes sont suspend- dus sont fixés aux tubes plutôt qu'au collecteur principal; le coude des tubes leur permet de se déplacer pendant que le
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6.érateur fonctionne. Les ressorts par lesquels les tubes sont soutenus aux points H, ', K, Me A, C, 2, et 0 sont semblables @ les ressorts par lesquels les tubes sont soutenus aux points I, L B et F sont, bien que semblables entre eux, prévue puor supporter une charge plus faible que les ressorts par les. quels les tubes sont soutenus aux points M, J etc.
Comme l'indique la Fig.l les croupes de tubes aux pointe
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gaz M Il10ntent à travers l'encorbellement 50 et devant l'admission du passages gaz latéral, l'écart entre los groupes de tubes étant suffisant pour laisser circuler les gaz librement.Si lbn e3uicm 3 es tubes 30 do la manière décrite, non seulement on .t,Lrrw wx support pour la paroi postérieure sans que la libre circulation dos gaz de combustion ne soit entravée maia les l)é\rt <}) horizontales des tubes pormottont que les dilatations zot les contractions relatives se produisant taciler.'1ent.On : smpacrdr r quo l'agencement particulier représente sur la Fig.3 pui3Ho être modifie pour qU'il s'adnpto à un nombre do tubes bupt.'ricnr ou inférieur à trente-neuf.
Il est également évident que, lus r,irabrures 32 se trouvant en quoique sorte dana un tunnel, leurs longueurs peuvent ne pas être égales, chaque mem- brure pouvant porter doux tirants ou davantage au lieu d'un seul. Do telles membrures plus longues sont représentées sur la Fig. 2
Les tubes 51 formant l'encorbellement 50 partent en @ parallèle des collecteurs horizontaux 52 alimentés par les con- duits 52a et un dispositif d'étanchéité est prévu entre ces tubes . et le tube 21,comme la Fig.3 l'indique de façon détaillée.
Des blocs verticaux 53 sont soudés aux surfaces externes des tubes 51 . pour former une surface plane continue, tandis que des blocs 54,
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parallèles aux tubes 21, sont soudés aux surfaces internes des tubes 21 pour former une surface plane continue en contact de
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.Ffi., ". . > ''''' ' -,'frottement avec celle que forment les blocs 54. es autres blocs ! 55,qui sont reliés aux tubes 21 forment une surface en alignement ! à laquelle peut être fixée l'enveloppe.
Comme l'indique la Fig.4,les tubes verticaux auxquels sont reliés les tubes inclinés 21 des parois antérieure et latérales sont disposés par groupes 10. Chaque groupe 10 s'ouvre
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dans le collecteur. relié par un conduit 14a à un collecteur principal. 15 prévu transversalement au-dessus du passage à gaz et au milieu de celui-ci. Le collecteur 15 communique avec deux
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descentes lea et les descentes 15a alimentent un groupe de pool- "P"Iootouro denrr 60. Chaque collectour 60 se trouve à l'exté- ,.rieur do la paroi correspondante du paseage à gaz et est racoor" dé à un groupe 11 de tubes verticaux dont les collecteurs de sortie 61 mènent éventuellement aux plateaux do surchauffeur.
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Les intervalles entre les tuboo dos groupes 10 et 11 sont fermés ) par des "bandes, de sorte que cas tubas foyMont une paroi-6cran.
Les tubes des groupes 10 et 11 peuvent âtre de même diamètre maïs$ pour tenir compte du volume do fluide plus .important traversant les tubes des groupes 11, on peut donner à
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ceux-ci un diamètre supérieur à C<eiuî dos tubas des groupes 10.
Dans 1)agenceinont rel)r6sc;,ritd sur la Fîg-4e le mélange . a$efteotuo de faqon simple et un second passage est avantageuse- : ment prévu. De plus., les collecteurs 60 par lesquels les tubes du second passacû 5o,it 11,illent±- peuvent être prévus à lyextérieur du pas:,c gaz, ce qui les rand accessible et ne les expose pas diroctcnent ..'!..t il> iJ.:>ii;' -j la chanbra de combtis- tion.
Dans la L.1 > P.j., ', ,: '.¯;.: on utilisi des'tubes inclina:; ,1s7?1' t.'.-.H.-?r ',n;< ; 1.i, ;:,;:üt,,',E3 à gaz vertical ' et le passage à gaz wa,c:x,.z.. t.u :x.vaau i3, les tubes 21 qui se
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terminent dans la paroi postérieure sont reliés à des tubes (non représentée sur la Fig.5) qui s'élèvent devant le passage à gaz latéral 7 de la manière déjà décrite. Chacun dos tubes 21 qui se termine à la paroi antérieure et aux parois latérales est raccordé par un prolongement 65 à un collecteur 66 longeant extérieurement et latéralement ces parois. Le collecteur 66 s'ouvre dans un distributeur parallèle 67, qui alimente les tubes 210 par des conduits 68.
Cornue l'indique la Fig.6, chaque tube 21 est raccordé à son extrémité de sortie à un élément do jonction 69 forme de deux culots placés fond contre fond de facon à ne laisser subais- ter aucun passage entre eux. L'intérieur de l'un des culots a le même .diamètre que le tube 21 et s'ouvre dans la prolongement latéral 65. L'intérieur de l'autre culot 69b est do plus grand diamètre c'est-à-dire d'un diamètre égal à celui du tube 210,où il est alimenté par le conduit 68 partant latéralement du oulet 69b.
Immédiatement avant son raccord à l'élément de jonction 69, chaque tube 21 est légèrement coudé en 21b, de façon que l'inclinaison du tube 210 colt supérieure à celle do la majeure partie du tube 21 auquel il est raccordé . Grâce à cotte inclinai son plus prononcée, l'espace entre les tubes 210 est le môme que celui qui sépare les tubes 21, bien quo le diamètre des premiers soit supérieur à celui des seconds. En utilisant des démonta de jonction tels que l'élément 69, on obtient une sur- face lisse à l'intérieur du passage à gaz.
Dans la forme d'exécution qui a été décrite, l'écran est formé par les tubes 21 dont les ailettes sont soudées entre elles. On peut toutefois envisager de souder des borda d'organes d'espacement aux tubes voisins ou de former un écran de tubes tancent .
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Improvements to generator. of steam.
The invention relates to steam generators with a single passage and forced circulation and, in particular, steam generators in which a passage reserved for gases is lined with a screen wall, that is to say of a wall made up of juxtaposed tubes connected so as to form a gas-tight screen.
One of the problems which arise in the study of such walls lies in the suitable cooling of the tubes, even under low load, a problem which has been tried to solve in different ways.
According to one of the proposed solutions, the east wall.
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formed of tl1bes' l (ï, 'i; cn1i.X parallel connected so as to form a passage-: "" or' 'l J rJ "' 1 ,; under low load, the mass flow is su &": . '. s = xi ,; to cool the tubes properly, the internal disMotre of these must be small.
However, not only: .1 .1 onf;. ',; Y' ':,: <j make such tubes by respecting back 1;,:. ".' >, 1 "). 3" 1 \: "'. >: Ál1 ".1ünt narrow riats, during their ut3 ... :: t; ' .i "\, '<', 3. ,, {-, tn1-, I'nC> 1;> <, i: significantly increase ohnx.? j? '. i;,: 0:,.;' ..) / 1 f1U 3 'i 1. s onu Order dQ p "11 \ Vn'. \" j \ 1.ÍJs (!, '<4 0 . :: of large dimension, we have proposed, ':': Jl. "1," '(11 .'1 \;'; 'i ji. l'. '= ..; r: ïG3rtlG'Tlr suitable for oeux ... Ci, Eh) 11 <1, 17i, '., Ù' \ Jl, j \ O,: .. ',) J, "," "1O below 70%, NCR, y put back, i, 1 .....: u. "¯ s 'o:', '.' , (3: H. '' 1) of the fluid having crossed them * Toutt) j "J, .. \. '1 <il" a.à aZi'pu3 nlua weak determines tempdraturos of f11); .Ù 7 ',,:, 1' L tV ":, '10d t.!" OVi; ',, 1' il1 :.) oom'bUstion 'chamber; loD'; t.I.'b ',,: 1 aAc;.: F .., rv: ..: ca; ;
to neighboring lim1.to $ 'iJluX; l (3,1:. "l' \ I>:> = - .'I. \ ... '.; rr..v be of better quality.
For; I01VC .. '' .z, .rr: <1; tun'Jf iltl larger diameter, one can also! ';. <rlt; nO.1e "ft \ t;', j.::1 1 the tubes of one of these pn: t1ar'J; ' .'...; .- 'i..n. H' '' Ù '' e. of the second and the tubes of both:>: \ '\ tt1; j "o'i .. 80' vs:. ax :; in Ùv $ IWu'S of the tubes of the third- 3.outafa .; , 1 /. . '. :,; ca ,,: 'c;,. ra:,> ".. ud provide a r: 1 mix, which is onerow: ..',. <ii; ',, \,),' 1, 1 \> ', i .i: J: .. <1.) combustion works at a pro :, d.un e.j' - '. u 70 1: 1 V "f1J", (Y'À ri.tiquo , which implies that the pOr: 1pô: 1 (l ,. ',' t: f '-; l "," (lr: rc,, ct: i.' Yik; ri, against valves fe , uc'oN .r'ii L '\) 1 T; 1> rrl.> ,; a tube of instantaneous vaporization towards which 1 :, Üli. 4f- z1, c., .vit diverted during the setting in r't..v'i .. '""' - .. '. ii: .. l.' "".;.> Mr.
All rt '. d: "'' '' '1, G On":' C1 .. '"! .rN, r, vûn1ent corouun that tubas ra # w. f.',) '- r!: au t :,. J.TCIw'iü ^ illfM'I1t because the tubes of the ro1gJ.O, Ü> vL H; 3 & C: 1. ga;>; <.h rectangular cross section have t. ('Nc1n.n ((> A be mO: 1nf> strongRNent heated
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than those in the middle of the sides of the passage.
The present invention aims to provide a forced circulation single-pass steam generator comprising a vertical gas passage delimited by a screen made up of tubes connected so as to allow circulation or in parallel, the intervals between the tubes being formed. and each tube being disposed laterally in the gas passage and rising progressively.
In such a generator, the length of the tubes does not depend on the vertical gas passage which contains them. We therefore have a certain freedom in the choice of the size of the tubes; the inclination of the tubes and the width of the screen can in fact be modified so that the dimension of the tubes meets the heat absorption requirements in an economical manner. Moreover, the fluid rises gradually while passing through the tubes of the screen.
An embodiment of the invention is described below by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which: the Fgi.1 is a vertical section more or less schematically of a steam generator and single passage and forced circulation superheater; Figs. 2a and 2b form a developed schematic view of the walls of the vertical combustion chamber of this generator. 6, Fig. 3 is a detail view, on a larger scale and from the rear, of a typical tube arrangement of the upper end of the rear wall of the combustion chamber; Fig. 4 is a schematic perspective view showing some details of the front wall and one of the side walls of the steam generator;
Fig.5 is a schematic perspective view shown
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feeling some details of the rear wall, the side gas passage and one of the side walls of a variant 'of the steam generator, and Fig. 6 shows a junction of the tubes of the steam generator', shown in fig. 5
The forced circulation single-pass steam generator and superheater shown in Figs. 1 and 2 comprises a combustion chamber 1, forming the lower end of a vertical gas passage 2; this chamber is heated by thirty circular burners 3, mounted in the anterior and posterior walls 4 and 5 of the gas passage 2.
The lower end of the passage 2 ends in a bottom 6, in the form of a hopper, the front 4a and rear 5a walls of which converge, the side walls being parallel. The bottom 6 is more fully described in the Belgian patent of the same date.
Applicant Corresponding to English Patent Application No. 37.044 / 65.
A side passage 7, containing heater tubes 7a, starts from the upper end of the rear wall 5 and discharges the combustion gases into the descent passage 9, containing economizer tubes 9a. The walls of the gas passage 2 are lined, as will be described in detail below, up to the level of the inlet to the side gas passage 1 7, with finned tubes arranged laterally and rising progressively. At the level of the admission to the side gas passage 7, each of these tubes is connected to a vertical tube, the vertical tubes of the front and side walls being juxtaposed in groups 10.
Each group of tubes 10 opens into a manifold 14 (see Fig. 4) and each manifold 14 is connected by a conduit 14a to a main manifold 15, provided transvaerslement in the upper end of the gas passage ot at the millsu of that -this. The conduits 14a which carry opposite sides of the gas passage and which are directed one
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towards the other are connected as is more fully described in the Belgian patent of the same date by the Applicant corresponding to English patent application No. 37,046 / 65 and their role is therefore to resist the pressures prevailing in the passage to gas.
The intervals between the groups 10 are filled by other groups 11 of vertical tubes (see Figs. 2 and 4) the tubes of these groups being supplied with fluid by the main manifold 15.
The front and side walls are suspended by a device comprising vertical traction elements or tie rods 12, which are located outside the walls of the gas passage 2, which are connected at their lower end to these walls and which are supported at their upper end by a spring 13. Each of the tie rods 12 cooperating with the front and side walls runs along one of the groups 10 of vertical tubos; a judicious arrangement of such tie-rods is described in detail in the Belgian patent of the same date by the Applicant, corresponding to the English patent application No. 37,040 / 65. Similar tie rods cooperate with the rear wall in a manner which will be described in more detail below.
, The tie rods 12 run along the snorkel screen, inside the heat-insulating coating, and are supported by structural members placed outside this coating. The frame comprises horizontal crossbars 17, connected, as described in the Belgian patent of the same date by the Applicant, corresponding to English patent application No. 37.045 / 65, to the transverse tubes of the screen, so that these tubes themselves -meme resist forces tending to separate opposing cross members *
Panels of U-shaped superheater tubes 15 are suspended in the upper end of the passage from cross members 16 connected to some of the springs 13,
as described in the Belgian patent of the same date by the Applicant corresponding to the English patent application No. 37,041 / 65.
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Inlet collectors) 20 are arranged around. ,, the lower end of the bottom in hopper 6, a space being reserved at the lower end for the recirculation, - of the gases- Tubes rise from the collectors 20 to line the bottom in hopper 6 and each from them results in a tube 21 going.
from level a to level B. Tubes 21 are tubes with verified bore having an external diameter of 1.5 inches (3.75cm), spaced 1/2 inch (1.27cm) apart, the intervals between the tubes being closed by fins welded to each other along their edges. Between levels A and B, the tubes 21 wind more than once in the gas passage and rise gradually, at an angle of 15 to the horizontal, except in places where their path must be modified to allow place for burners 3.
At level B, each of the inclined tubas 21 ends at .'-. ' a vertical tube. The vertical tubes open into a common collector, the fluid flowing in a second passage through the tubes arranged in groups 11 between the vertical tubes of the front and side walls) as will be described with reference to FIG. .4.
A typical arrangement of the vertical tubes of the posterior wall will be described in more detail with reference to Fgi. 3
At level B, each of the tubas 21 which terminates at the rear wall is connected to a vertical tube 30 (see fig.3) the lower ends of the different tubes 30 being evenly spaced. The snorkels 30 are formed and arranged so as to leave room for medium backs supporting the inclined tubes which lie below them.
In the particular embodiment shown in Fig. 3, thirty-nine neighboring tubes 30 form a group comprising series of adjacent cross tubas of the same shape.
Tubes
30a rise to level Y and are angled between level
X and level Y to move away from the gas passage and bypass the frame 32. The tubes 30a then extend horizontally following
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i vant level Y towards the central point A where they are in p. an para. .è3.a seno a. raula.tian deo gazes casbue in a plane parallel to the direction of flow of the combustion gases passing through the gas passage 7 to reach a manifold 33 connected to the upper part of the combustion chamber, to the manifold 15.
The three tubes of the next series, that is to say tubes 30b, rise up to level Z and are also angled between level X and level Z to move away from the gas passage and bypass! not the frame 32. They then extend it horizontally along the level X up to point B, where they take the same shape as the tubes 30a at point A.
The tubes 30c, 30d, 30e and 30g reach respectively in the same manner the -pointed C, D, E, F and G. The horizontal parts of the tubes 30a, 30c, 30e and 30g are juxtaposed at the level Y and the parts horizontal tubes 30b, 30d and 30f are juxtaposed at level Z.
The tubes 30 which lie to the right of the central axis similarly reach points situated to the left of this axis. Thus, the tubes 30h, 30j and 30l reach rospectively the points H, J and L, and they comprising horizontal sections placed at the level Y, while the tubes 30, 30b and 30m reach the points I, K and M and comprise horizontal sections at level Z.
To bypass the frames 32, the 30h - 30m tubes have, between the X, Y and Z levels, elbows oriented towards the combustion chamber and the horizontal sections * of these tubes are arranged on the side of the horizontal sections of the 30a - 30g tubes. which is turned towards the combustion chamber.
Each of the frames 32a, 32b, 32c and 32d forms a box and acts as a support for a tie rod 12. The lower ends of the tie rods 12 are connected to the screen which covers.
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is the lower part of the posterior wall as described in detail in the Belgian patent of the same date of
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the Applicant corresponding to the English patent application n ° 37.040 / 65 'As shown in Fig.3 some of the tubes 30 becomes to make room for the tie rods 12. The frame 32a is supported by the parts of the tubes 30 which go to the H points and J.
The frames 32b, 32c and 32d likewise cooperate with the parts of the tubes 30 which go to points K and M, A and C, and E and C respectively. The dos tubos sections reaching point D are not used to support the wall. At points I, L, B and F, the tubes also support the posterior wall.
At points II and J the tubes 30 are each provided with a
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'cross-member 35 a' dtondant on the three tubes and resting on ears 36 welded together. Bars 37, fixed to the cross-members 35 by an oscillating articulation 38, descend to the ends of the frame 32a and are fixed there by articulations 39, which allow limited pivoting of the bar 37 relative to the frame 32a.
Tie rods 12 suspended from frames 32a and 32c
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keep the wall PQnt61'.l (¯rt '(} in the lower region of the burners and the frames 32b out bd keep the posterior wall in the rlgLon llVltuc3l.tttt3Ma; upper sYtt. IJaJCtr6M.té upper of the pÍ.1' ( ): t. pl ;. t; LÜU1O of the gas passage lined with inclined tubes is r.nsaCn t t..ir ße: o.ao by means of tubes located at points 1. L, D and 7. At 001nt Il for example, the tubes 30 are provided with :; "." 'H "iutro tl'lWC: rSO 40, resting on ears 41 SO \ 1ûÔo'J diz. = .01.':: .l? QS.
Bars 42 are suspended from the back;, \; t. '; .. ('.:. ,, ",:; ..' :) n.; 3 oscillating 43 it crosses 40, each of" ollo ") ';.,. 1 \: -: ..,., . '. Üd' f4; a tie rod 42a welded to its oxtrômità i; '':;: - i ') l1.i ::: "a' JJOC, ', 5 Bored between neighboring tubes 21.
COlll. ": Jo l '' ndi'4u,) la i ', at * -, .. the tubes 30 are bent
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at their upper end to join the main manifolds 33 and the springs by which the tubes are suspended are fixed to the tubes rather than to the main manifold; the elbow of the tubes allows them to move while the
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6.erator is working. The springs by which the tubes are supported at points H, ', K, Me A, C, 2, and 0 are similar @ the springs by which the tubes are supported at points I, LB, and F are, although similar to each other , designed to support a lower load than the springs by. which tubes are supported at points M, J etc.
As shown in Fig. L the rumps of tubes at the tips
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The gas M passes through the cantilever 50 and in front of the inlet of the side gas passages, the distance between the groups of tubes being sufficient to allow the gases to flow freely. If the tubes 30 do so as described, not only on .t, Lrrw wx support for the posterior wall without the free circulation of the combustion gas being impeded but the horizontal l) é \ rt <}) of the tubes pormottont that the expansions and the relative contractions occur. .On: smpacrdr r quo the particular arrangement shown in Fig. 3 can be modified so that it adnpto a number of bupt.'ricnr tubes or less than thirty-nine.
It is also evident that, since the abrasions 32 are somehow in a tunnel, their lengths may not be equal, each member being able to carry soft ties or more instead of a single one. Such longer chords are shown in Fig. 2
The tubes 51 forming the cantilever 50 run parallel to the horizontal collectors 52 supplied by the conduits 52a and a sealing device is provided between these tubes. and the tube 21, as shown in Fig.3 in detail.
Vertical blocks 53 are welded to the outer surfaces of the tubes 51. to form a continuous flat surface, while blocks 54,
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parallel to the tubes 21, are welded to the internal surfaces of the tubes 21 to form a continuous flat surface in contact with
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.Ffi., "..> '' '' '' -, 'friction with that formed by the blocks 54. The other blocks! 55, which are connected to the tubes 21 form an aligned surface! To which can be attached the 'envelope.
As shown in Fig.4, the vertical tubes to which are connected the inclined tubes 21 of the front and side walls are arranged in groups 10. Each group 10 opens.
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in the collector. connected by a conduit 14a to a main manifold. 15 provided transversely above and in the middle of the gas passage. The collector 15 communicates with two
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descents lea and the descents 15a feed a group of pool- "P" Iootouro denrr 60. Each collector 60 is located outside the corresponding wall of the gas passage and is connected to a group 11 of vertical tubes whose outlet manifolds 61 eventually lead to the superheater trays.
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The intervals between tuboo dos groups 10 and 11 are closed by "bands, so that in the case of tubas foyMont a wall-6cran.
The tubes of groups 10 and 11 can be of the same diameter corn $ to take account of the larger volume of fluid passing through the tubes of groups 11, it is possible to give
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these a diameter greater than C <eiuî dos tubas of groups 10.
In 1) matched rel) r6sc;, ritd on the Fig-4e the mixture. a $ efteotuo in a simple way and a second pass is advantageously planned. In addition., The collectors 60 through which the tubes of the second pass 5o, it 11, illent ± - can be provided outside the pitch:, c gas, which makes them accessible and does not expose them directly .. '!. .t he> iJ.:>ii; ' -j the combtis- tion chanbra.
In L.1> P.j., ',,:' .¯;.: We use inclina tubes :; , 1s7? 1 't .'.-. H .-? R', n; <; 1.i,;:,;: üt ,, ', E3 vertical gas' and the gas passage wa, c: x, .z .. t.u: x.vaau i3, the tubes 21 which are
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terminate in the rear wall are connected to tubes (not shown in Fig.5) which rise in front of the side gas passage 7 in the manner already described. Each of the tubes 21 which terminates at the front wall and at the side walls is connected by an extension 65 to a manifold 66 running along these walls externally and laterally. The manifold 66 opens into a parallel distributor 67, which supplies the tubes 210 through conduits 68.
As shown in Fig. 6, each tube 21 is connected at its outlet end to a junction element 69 in the form of two caps placed bottom against bottom so as not to allow any passage between them. The inside of one of the bases has the same diameter as the tube 21 and opens into the lateral extension 65. The inside of the other base 69b is of greater diameter, that is to say d 'a diameter equal to that of the tube 210, where it is supplied by the duct 68 starting laterally from the oulet 69b.
Immediately before its connection to the junction element 69, each tube 21 is slightly bent at 21b, so that the inclination of the tube 210 is greater than that of the major part of the tube 21 to which it is connected. Thanks to its more pronounced slope, the space between the tubes 210 is the same as that which separates the tubes 21, although the diameter of the former is greater than that of the latter. By using junction pieces such as element 69, a smooth surface is obtained inside the gas passage.
In the embodiment which has been described, the screen is formed by the tubes 21, the fins of which are welded together. However, it is possible to envisage welding the edges of spacer members to neighboring tubes or to form a screen of tancing tubes.