CH199881A - Générateur de vapeur. - Google Patents

Générateur de vapeur.

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CH199881A
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CH
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tubes
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tube
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Inventor
Societe Francaise Des C Wilcox
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Const Babcock & Wilcox Soc Fr
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      Générateur    de vapeur.    L'invention a pour objet un générateur       d3        vapeur,    constitué par des     éléments        vapo-          risateurs,    un     séparateur,    un     économiseur,    un       surchauffeur    et un réchauffeur d'air, carac  térisé en ce qu'il     comporte    trois chambres  distinctes en     série,    dans     lesquelles        circulent     les gaz chauds,

   -dont les parois sont tapissées  de tubes     vaporisateurs    longs et de petit dia  mètre, la première constituant la chambre de  combustion, la chambre intermédiaire com  portant, outre ses     parois        tapissées    de tubes,  un écran en tubes     vaporisateurs,    la troisième  contenant, placés sur la circulation des gaz,  le     surchauffeur,    l'économiseur et le réchauf  feur d'air.  



       Certasnes        formes    d'exécution du généra  teur, objet de l'invention, présentent de pré  férence les     particularités    supplémentaires qui  sont     énumérées    dans ce qui ,suit.  



  Les     éléments        vaporisateurs    peuvent être  constitués par     deux    tubes alimentés en pa  rallèle, chaque     tube    étant courbé en éléments         horizontaux    superposés, les     éléments        d'un     tube     alternant        avanta.geuu,ement    avec ceux de  l'autre pour constituer     ainsi    des     surfaces     continues d'absorption     de    chaleur.  



  Les éléments ainsi superposés peuvent  être jointifs -et il en sera par exemple     ainsi     pour     une    paroi et l'écran de la chambre     in-          termédiaire.    Four une partie de ladite cham  bre,     les    parois     pourront        -être    avantageusement  constituées par des     éléments    superposés d'un  même     tube.     



  Dans les     formes        d'exécution    préférées, on  introduit le liquide ,à     une        extrémité    .de ces       tubes    et on     recueille    le mélange d'eau et de  vapeur     ià    l'autre     extrémité;

      l'eau et la va  peur sont alors     séparées,    la vapeur saturée  passe     ,dans    le     surchauffeur,    tandis que l'eau  en     excès    peut être évacuée après récupéra  tion de la     chaleur,    ou partiellement remise  en     circulation    avec une certaine     quantité     d'eau     supplémentaire.     



  Le     dessin        annexé    représente, à titre           d'exemple,    une forme d'exécution du généra  teur faisant     l'objet    de l'invention.  



       La        fig.    1 en est une     coupe        verticale    sché  matique montrant     les        passages    des gaz chauds  et la circulation du fluide;  La     fig.    la     est    une vue schématique en       coupe        verticale,    montrant la     combinaison    de  la chambre de combustion, de la     chambre        in-          termédiaire    et de la chambre de convection;

         La        fig.    2 est une     coupe        verticale    de ladite  forme d'exécution;       La        fig.    3 est une     coupe        verticale    suivant  la ligne 3-3 de la     fig.    2;       La        fig.    4 est une vue analogue à la     fig.    3.

    suivant la ligne 4-4 de la     fig.    2;       La        fig.    5 est une     coupe    transversale sui  vant la ligne 5-5 de la     fi.g.    2;       La        fig.    6     est    une vue en plan;  La     fig.    7     est    une vue     partielle    en     coupe     suivant la     ligne    7-7 de la     fig.    2;

    La     fig.    8 est une vue perspective de la       disposition    d'une     partie        des    deux     tubes    de       petit        diamètre    et de grande     longueur    qui       constituent    la surface     d'absorption    -de la cha  leur, et     dans        lesquels    passe le fluide.  



       Le        générateur    de vapeur     représenté,          comme    il ressort     clairement    des     figures    sché  matiques 1 et la.     comprend    trois     parties    dis  tinctes, à     savoir:

      une     chambre    de     combustion     A, une chambre     contenant    des     faisceaux    de  tubes ou     chambre    de     convection    C, et une       chambre        intermédiaire    B de     passage    de gaz.  



  La     chambre        intermédiaire    B     présente     une     ouverture    d'entrée E par laquelle elle       communique    avec la chambre A et une     ou-          verture    de sortie F allant à la     chambre    de  convection C,     ces        ouvertures    étant     directe-          ment        opposées    l'une à l'autre,

   mais séparées  l'une de     l'autre    par un écran formant cloison       refroidie    G     s'étendant        vers    le haut à partir  du     sol    de la chambre, et     qui,    étant maintenue  à. une     température    relativement     basse    par sa  surface absorbante de la chaleur, n'a pas de  radiation propre.  



       Las        parois    de la. chambre     intermédiaire    B,  de même que la cloison     séparatrice    G     sont     des     surfaces    absorbant la chaleur,     telles    que       représentées    à la     fig.    8.

           Les        tubes        vaporisateurs    1 et 2, de faible       diamètre    et de     grande        longueur,    dans     les-          quels        passe    le fluide,     constituent    cette sur  face     absorbant    la chaleur et     reçoivent    le  liquide par     des        résistances    que l'on trouve       décrites    dans les brevets antérieurs au nom  du même inventeur,

       déposés    respectivement  le 8     décembre    1936,     Nc    193429 pour:     ,,Gé-          nérateur    à     circulation        forcée",    et le 15 dé  cembre     1M6,    Ne     194841    pour:     "Générateur     à circulation     forcée".     



  Le tube 1 suit le     sol    du     générateur     d'avant en arrière     dans        les        trois    chambres en       formant    des     boucles        jointives,    traverse la       chambre        intermédiaire        pour        constituer    la  partie     :

  inférieure    -de la cloison G,     puis    s'élève  dans la chambre de     combustion    A     jusqu'à     un     niveau        situé        au-dessus    de l'ouverture in  férieure E faisant     communiquer    la     chambre     de     combustion    A et la     chambre        intermédiaire     B;

   à partir de ce niveau, il     continue    à s'éle  ver vers le haut en hélice jusqu'au niveau  de la partie     supérieure    de la chambre     inter-          médiaire    B; de<B>là,</B> il va     transversalement          vers    l'avant et     vers        l'arrière,    de façon à for  mer des boucles horizontales pour     constituer     la     sufaoe    absorbant la chaleur formant un  plafond de     cette        chambre        intermédiaire    B,

    puis il     retourne    de     nouveau    à la     chambre    de       combustion    A où il     s'enroule        en,        hélices    et se  termine en     spirales    pour former une buse D  au     centre    de laquelle     se        place    le brûleur,       comme    ,indiqué,

   par lequel     arrive    un     com-          bustible    finement     divisé        tel    qu'huile ou char  bon     pulvérisé.     



       La        partie        supérieure    du     conduit    1 arrive       dans    un séparateur 3 de     vapeur    et d'eau,     ce          séparateur    ayant une     soupape    de     sûreté    4 et  un trou d'homme 5.     Le        séparateur        est    décrit  de façon     complète        darse'        les        brevets        cités    plus  haut.  



  Le     second    tube vaporisateur ? du     fluide     s'enroule     d'abord    sur la paroi interne de la  chambre     intermédiaire    B, traverse     ensuite          ladite        chambre    B pour former une     partie    de  la     cloison    refroidie G     comme    le fait le     con-          duit    1 dans la partie     inférieure    de     cette     cloison,

   puis forme     différentes        boucles    héli-           coïdales    autour de la chambre de     combustion     À jusqu'au niveau supérieur     -des        ouvertures     d'entrée et de     sortie    de la chambre intermé  diaire B où il commence     alors    un     trajet     sinueux en forme de "huit", de façon à pré  senter     alternativement        des        portions    sensible  ment     horizontales,    concourant avec le tube 1  à. la     formation    :

  de la paroi H séparant la cham  bre de     combustion    de la chambre intermé  diaire.     Les        parties    centrales. -des "huit" cons  tituent -des portions sensiblement horizontales  superposées formant le     reste    -de la     cloison    re  froidie G qui :divise la chambre     intermédiaire          B    de manière à séparer l'entrée E de la     sortie     <I>If'</I> et ainsi :

  d'éviter que la chaleur     radiante    ne  traverse     cette        chambre        intermédiaire,    le reste  du tube     -21    formant une surface absorbant la       chaleur        dans,    l'autre paroi I séparant la  chambre intermédiaire B de la chambre de  convection C.     Les    extrémités supérieures cl-es  tubes 1 et 2:     aboutissent    finalement au     sépa:          rateur    d'eau et :de vapeur 3.  



  Ainsi, comme il résulte de la description  ci-dessus, la     ,surface        d'absorption    de la cha  leur définit une chambre de combustion     .4     de     forme        sensiblement    cylindrique, compor  tant un brûleur pour combustible pulvérisé  à sa partie supérieure, produisant une  flamme dans une entrée     conique,    et la proje  tant vers le     bas,    le long des parois qui, tout  au     moine.    la     cloison    H, comportent une sur  face constituée par des tubes jointifs.

   Les  autres     parois    comportent     des    tubes présentant       des    saillies     retenant    une     mince    couche de  produit réfractaire 29     recouvrant    les tubes  et qui     comporte    une     matière        dorsale    réfrac  taire légère     30,    de faible     conductibilité    ther  mique,     emmagasinant    peu de chaleur, et qui,  à son tour,

   est également protégée par     une          matière        isolante    légère     M    résistant aux  basses     températures    et     constituée    par exem  ple par     .des    blocs à 85 % de magnésie ou ana  logue, le tout étant supporté par une     arma-          ture    d'acier appropriée, comme indiqué par  ticulièrement en     fig.    3.  



  Le séparateur 3, placé juste au-dessus  de la     partie    supérieure de la     chambre    inter  médiaire B, comporte un     trop-plein    qui per-    met     l'évacuation    :de l'eau en -excès,     séparée     de la vapeur     saturée    dans .des     conditions    dé  terminées qui sont     données    dans les     brevets     ci-dessus indiqués.

   Cette eau passe     dans    un  échangeur de chaleur 28 constitué par un ser  pentin situé     partiellement    dans l'ouverture  d'entrée :de la     partie    supérieure 23     -d'un    ré  chauffeur d'air tubulaire et partiellement  dans le passage d'air prenant     naissance    dans  la     partie        inférieure    24 dudit réchauffeur et  allant au     brûleur;

      ces différentes     parties    ,du  réchauffeur d'air sont reliées entre elles par  un passage d'air     2i5,    un     passage    2-6 condui  sant à une boîte à vent 2 7     située    à l'entrée  -du     brûleur.     



  La boîte à vent 27     est    pourvue :de vannes  pour     régler    le débit d'air et modifier sa di  rection à l'entrée du brûleur.  



       Le        réchauffeur    d'air est placé     -dans,    la       partie    la plus froide de la chambre .de con  vection C. Dans la partie chaude de     cette     chambre se trouve un     faisceau    -de     tubes    sur  chauffeurs 8 recevant la vapeur saturée -du       séparateur    3 par une tubulure :de     :distribu-          tion    6 qui conduit .à un collecteur d'entrée 7;

    à     partir    -de     ce    collecteur, la vapeur saturée  traverse     des    boucles vers le haut     dans    une  moitié de     :surohauffeur    pour arriver à un       collecteur    9 et     @de    là vers le bas à travers  l'autre moitié     -du    surchauffeur pour aboutir  à un     collecteur    10, et     sortir    par un     tube    11  pour arriver à un appareil d'utilisation;

   la  place de ce surchauffeur est     au-dessus    du  niveau :du sommet :de l'ouverture de commu  nication de la chambre de gaz intermédiaire  B avec la     chambre    de convection C.  



  Le     surchauffeur    est supporté par une po  tence 12 fixée aux tubes de la cloison     sépara-          trioe    I et .sur     laquelle    s'appuient des     crochets     13 articulés sur des     organes    verticaux 14 re  liant les uns aux     autres        les    tubes du     faisceau     de     surchauffeur;

      -des     organes    15, soudés  entre les     boucles    du surchauffeur, fixent     l'au-          tre    côté du     surchauffeur    au collecteur supé  rieur     9,.     



  A une certaine     :distance        au-dessus        -du          faisceau    de     tubes    8 du     surchauffeur        .dans.    la  chambre de convection C     est    placé     un    écono-           mineur    16 comprenant     plusieurs        spires        verti-          cales        d'allée    et de retour reliant un     collec-          teur    d'entrée d'eau 17 et.

   un     collecteur    de       sortie    19.     Le        faisceau    de tubes de l'écono  miseur 16 est     porté    par sa boucle plate infé  rieure 18, du     côté    opposé au     collecteur,    par  des organes     verticaux    22 boulonnés en 21 sut       des        potences    20     supportées    par les     tubes    de  la cloison     séparatrice    1.  



  L'accès de la     chambre    de gaz     intermé-          diaire    B est     constitué    par un     panneau    amo  vible J indiqué aux fis. 2 et 7.  



       Lorsqu'on        utilise    du charbon     pulvérisé     pour le fonctionnement de     ce        générateur,    on       prévoit    une ouverture d'extraction     des    sco  ries, soit dans le sol, soit dans une paroi la  térale du foyer dans une partie     fortement     chauffée,     comme    indiqué schématiquement  en     K    à la fis. 1.

   les     tubes        vaporisateurs        étant          disposés,        lors    de la     fabrication    du généra  teur. de     façon    à former cette     ouverture.     



  Le     générateur    représenté, lorsqu'il     est     bien réglé, est     capable    de     conserver    une     tem-          pérature    et une pression de vapeur     sensible-          ment    uniforme pour     des        variations    de     charge          importantes    et     rapides.    L'eau passe à     travers     les tubes vaporisateurs en volume suffisant  et de manière telle que la     concentration    en       

  substances        susceptibles    de     se    déposer soit ré  duite, la vapeur et l'eau     étant    séparées à  l'extrémité de la     section        génératrice    et la  vapeur saturée passant au surchauffeur, l'eau  en     excès        étant    retirée de la     circulation    après  récupération de la chaleur,     mais    pouvant     âtre,     dans     certaines    formes d'exécution,

       remise    en  circulation en partie avec une quantité d'eau  complémentaire     nécessaire.    En même     temps,     l'eau maintient     efficacement    la     température     du métal     dans    les     limites    de     sécurité.     



  Les     parois    de la chambre     intermédiaire,     de même que sa     cloison        séparatrice,        consti-          tuent        des        surfaces    d'absorption de chaleur  abaissant la température des gaz chauds de  la     combustion    au degré     désiré    avant qu'ils  ne     viennent    en contact avec les     faisceaux    de  tubes     contenus    dans la chambre de convec  tion.

   Ainsi, la chambre     intermédiaire    a le  triple effet de protéger les     faisceaux    de         tubes        contre    la     radiation    du foyer, d'abaisser  la     température    des gaz chauds de     la        combus-          tion    et de mélanger     ces    gaz pour     rendre    plus  uniforme la     température    sur toute la     section     du     courant        gazeux.    En     même    temps,

       la          chambre        intermédiaire    n'offre pas de     résis-          tance    supplémentaire     appréciable    à l'écoule  ment     des    gaz, ni     des        pertes    de     tirage.     



       On        observera    que le     passage    du courant  des gaz     n'est        traversé    par aucun tube dans  les     passages        faisant        communiquer    la cham  bre     intermédiaire        avec,        @    la     chambre    de com  bustion ou avec la     ejlâbrê    de     convection,

            ceci        étant        obtenu    sans la     prâsenoe    de     collec-          teur    dans la chambre de combustion ou     dans     la chambre     intermédiaire.    Ces     collecteurs          constitueraient        nécessairement    des     parties          métalliques        è,    paroi plus     épaisse,        étant    donné       leurs        dimensions,

      que la paroi     métallique    des  tubes     vaporisateurs.     



  Le     générateur        représenté    et     décrit    est à       circulation        forcée.    Il     est    léger et     compact,        et          présente    le minimum de     réserve    de liquide  et de chaleur pour la surface maxima de va  peur     surchauffée    avec     maintien    d'une tem  pérature et d'une     pression        @,

          pratiquement    uni  forme pour des     variations        considérables    et       presque        instantanées    de la     charge.    Ce     généra-          teur    de vapeur     convient    donc à     des        applica-          tions    comme     générateur    de     puissance    à     vi-          tesse        variable    et peut     être     <RTI  

   ID="0004.0185">   construit    en des       dimensions        permettant    son     utilisation    sur les  locomotives,     automotrices,    navires et     autres          applications,        dans        lesquels        le    poids d'un tel       générateur        doit        être        réduit    et les     dépenses          d'entretien    très     faibles.  

Claims (1)

  1. REVENDICATION Générateur de vapeur, constitué par des -éléments vaporisateurs,, <B>un</B> séparateur, un économiseur, un surnffeur et un réchauf feur d'air, caractérisé en<B>ce</B> qu'il comporte trois chambras distinctes en série, dans les- quelles circulent les gaz chauds,
    dont les pa rois sont tapissées de tubes, vaporisateurs longs et de petit diamètre, la première cons- tituant la chambre de combustion, la cham bre intermédiaire comportant, outre ses <B>pa-</B> rois tapissées de tubes, un @écrari en tubes vaporisateurs, la troisième contenant,
    placés sur la circulation .des gaz, le surchauffeur, l'économiseur et le réchauffeur d'air. SOUS-REVENDICATION S 1 Générateur suivant la revendication, ca ractérisé en ce que les éléments vaporisa- teurs sont constitués par deux tubes ali mentés en parallèle, chaque tube étant courbé en éléments horizontaux superposés,
    les éléments d'un tube alternant avec ceux de l'autre pour constituer des surfaces con tinues d'absorption de chaleur. 2 Générateur suivant la revendication et la sous-revendication 1, caractérisé en ce qu'une paroi et l'écran de la chambre in termédiaire sont constitués par -des Mé- ments tubulaires jointifs. 3 Générateur suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 2,
    caractérisé en ce que dans une partie .de la chambre in- termédiaire les parois sont constituées par .des éléments superposés d'un même tube.
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