La présente invention a pour objet une chaudière multitubulaire à collecteurs longitudinaux et collecteurs transversaux pour la production d'eau surchauffée.
Les chaudières connues pour la production d'eau surchauffée reposent toutes, plus ou moins, sur les principes des chaudières à vapeur, dans lesquelles la circulation d'eau est naturelle et fonction de l'apport de calories.
Les chaudières connues pour eau surchauffée, en raison de leur analogie avec les chaudières à vapeur, sont souvent très hautes et encombrantes et, de ce fait, doivent être construites sur place, ce qui rend leur prix très élevé.
De plus, la circulation d'eau étant provoquée par des pompes, les débits ne s'équilibrent pas avec l'apport de calories, ce qui provoque des vaporisations locales.
L'invention remédie à ces inconvénients et apporte les avan
tages suivants par rapport à la technique antérieure: - tout le circuit d'eau est calculé pour une circulation forcée par
pompes; - de nombreux collecteurs répartissent rationnellement les débits
d'eau, afin que ceux-ci puissent absorber les calories trans
mises par convection ou radiation sans risque de vaporisation; - les longueurs de tubes entre collecteurs sont faibles, ce qui
permet d'obtenir de très nombreuses fois, dans ces collecteurs,
un mélange intensif de l'eau qui égalise les températures et les
pressions; - la sortie des fumées s'effectue à grande vitesse, directement,
sans chicanes, sur toute la surface du fond de la chambre de
combustion, entre des tubes verticaux très rapprochés assurant
un bon coefficient d'échange avec le minimum de pertes de
charge;
; - les chaudières selon Invention sont peu volumineuses, ce qui
permet de les construire en atelier et de les transporter, par
route ou par voie ferrée, entièrement construites, même s'il
s'agit de chaudières ayant une puissance supérieure à 60 mil
lions de kcal/h.
La chaudière multitubulaire selon l'invention, pour la production d'eau surchauffée, comportant une chambre de combustion qui comprend quatre collecteurs longitudinaux reliés par des collecteurs transversaux, et un faisceau de convection situé dans son prolongement et constitué de tubes d'eau verticaux, est caractérisée en ce que les collecteurs sont reliés entre eux par des tubes d'eau qui délimitent la chambre de combustion, ces tubes étant jointifs sur toutes les faces de cette chambre à l'exception de la face voisine du faisceau de convection qui constitue une sortie de fumée sur toute sa hauteur et où un tube sur deux est déporté vers ce faisceau, et en ce que les tubes d'eau verticaux relient des collecteurs transversaux formant départ et retour du faisceau de convection.
Les avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre
explicatif mais non limitatif, une forme de réalisation de la chau
dière avec des variantes.
Sur ces dessins:
la fig. 1 représente l'ensemble de la chaudière en coupe, suivant la ligne I-I de la fig. 3;
la fig. 2 est une vue en dessus avec demi-coupe suivant 2-2 de la fig. 1;
la fig. 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la fig. 1;
la fig. 4 est une vue de face, avec demi-coupe suivant 4-4 de la fig. 2;
la fig. 5 représente deux coupes respectivement suivant 5-5 de la fig. I et 1-1 de la fig. 3;
la fig. 6 représente deux coupes respectivement suivant 1-1 de lafig. 3 et 6-6 de la fig. 1;
la fig. 7 est une coupe suivant 1-1 de la fig. 3;
la fig. 8 représente deux coupes respectivement suivant 3-3 de la fig. 1 et 1-1 delafig. 3;
la fig. 9 est un détail des dispositions permettant une libre dilatation étanche de la plaque de façade supportant l'équipement de chauffe.
Sur la fig. 1, représentant une coupe longitudinale de la chaudière, on distingue les collecteurs latéraux 1 et 2 reliés par les collecteurs transversaux 3, 4, 5, 6, tous ces collecteurs étant reliés entre eux par les tubes 7 comportant les rétreints 8 pour former les parois jointives 9 ou décalées 10, pour constituer la chambre de combustion 11 avec à l'avant l'équipement de chauffe 12 et à l'arrière le carneau d'évacuation des fumées 13, l'ensemble se dilatant librement à l'intérieur du carter calorifugé démon
table 14. L'eau de retour de l'installation entre par la tubulure 15,
et elle sort par les tubulures de départ 16.
Sur la fig. 2, on retrouve en plan, vus de dessus, la chambre de combustion 11, l'équipement de chauffe 12, les parois en tubes jointifs 7, le carter calorifugé démontable 14, les tubulures de départ 16.
Sur la fig. 3, les tubes 7 forment les parois jointives entre les collecteurs 1-2 et 17-18, sur lesquels ils sont soudés avec les rétreints 8; sur le collecteur transversal 5, sont soudés les collecteurs 20 qui reçoivent les tubes verticaux de convection 19.
Sur la fig. 4, les collecteurs 1 et 17 alimentent, par les tubes 21, les collecteurs 2 et 18, le collecteur transversal 22 reliant les deux tubes 21 alimente sur toute sa longueur le collecteur 6, par les tubes de liaison 23.
Sur la fig. 5, coupe 5-5, on retrouve les collecteurs 1 et 17 alimentant par les tubes 21 les collecteurs 2 et 18, et le collecteur transversal 22 alimentant sur toute sa longueur le collecteur 6, par les tubes de liaison 23. La coupe 1-1 permet de mieux comprendre les liaisons ci-avant.
Sur la fig. 6, coupe 1-1, les tubes 25 reliant le collecteur d'entrée 24 au collecteur 1, permettent de court-circuiter une partie du débit d'eau et de diminuer la perte de charge du faisceau de convection. La coupe 6-6 complète la précédente, avec les mêmes repères.
Sur la fig. 7, une cuvette en acier inoxydable 26 sous la chambre de combustion recueille, sous les tubes de sole 7, les eaux de lavage chimique ou le carburant pouvant s'écouler accidentellement dans le caniveau 27 muni d'une tubulure avec vanne extérieure pour évacuation. Une cuvette 28 en acier inoxydable placée sous le faisceau de convection 31, sur un lit de briques réfractaires 29, remplit le même usage, l'écoulement s'effectuant par le caniveau 30.
Sur la fig. 8, les coupes 3-3 et 1-1 donnent les détails du faisceau de convection, les tubes d'échange verticaux 19 reliant les collecteurs haut et bas 20 ont une circulation accélérée par les cloisonnements 32 et 33, en fonction de la quantité de calories à évacuer.
Sur la fig. 9, un cadre métallique 34 est destiné à supporter la
plaque de façade 35 recevant les ouvreaux 36 de l'équipement de chauffe. Ce cadre est renforcé par les goussets 37 soudés sur les fers 38 qui coulissent librement dans le cadre 39, les joints étant
assurés par les bourrages d'amiante 40 compressés par la garni
ture réfractaire 41.
The present invention relates to a multitubular boiler with longitudinal collectors and transverse collectors for the production of superheated water.
The boilers known for the production of superheated water are all based, more or less, on the principles of steam boilers, in which the water circulation is natural and depends on the supply of calories.
Boilers known for superheated water, due to their analogy with steam boilers, are often very tall and cumbersome and, therefore, have to be built on site, making their price very high.
In addition, the water circulation being caused by pumps, the flow rates do not balance with the supply of calories, which causes local vaporization.
The invention overcomes these drawbacks and brings the advantages
following stages compared to the prior art: - the entire water circuit is calculated for forced circulation by
pumps; - many collectors rationally distribute the flows
of water, so that they can absorb the trans calories
placed by convection or radiation without risk of vaporization; - the lengths of tubes between manifolds are short, which
allows to obtain many times, in these collectors,
an intensive mixing of water that equalizes temperatures and
pressures; - the smoke is released at high speed, directly,
without baffles, over the entire surface of the bottom of the
combustion, between vertical tubes very close together ensuring
a good exchange coefficient with the minimum loss of
charge;
; - the boilers according to the invention are not very bulky, which
allows them to be built in the workshop and transported, by
road or rail, completely built, even if
These are boilers with an output greater than 60 mil
kcal / hr lions.
The multitubular boiler according to the invention, for the production of superheated water, comprising a combustion chamber which comprises four longitudinal collectors connected by transverse collectors, and a convection bundle located in its extension and consisting of vertical water tubes, is characterized in that the collectors are interconnected by water tubes which delimit the combustion chamber, these tubes being contiguous on all faces of this chamber except for the face adjacent to the convection bundle which constitutes a smoke outlet over its entire height and where every other tube is offset towards this bundle, and in that the vertical water tubes connect transverse collectors forming the flow and return of the convection bundle.
The advantages of the invention will emerge from the description which follows, given with reference to the appended drawings and giving, by way of
explanatory but not limiting, one embodiment of the heat
dier with variants.
On these drawings:
fig. 1 represents the whole of the boiler in section, along line I-I of FIG. 3;
fig. 2 is a top view with a half-section along 2-2 of FIG. 1;
fig. 3 is a sectional view along 3-3 of FIG. 1;
fig. 4 is a front view, with a half-section along 4-4 of FIG. 2;
fig. 5 shows two sections respectively along 5-5 of FIG. I and 1-1 of fig. 3;
fig. 6 represents two sections respectively along 1-1 of lafig. 3 and 6-6 of fig. 1;
fig. 7 is a section on 1-1 of FIG. 3;
fig. 8 shows two sections respectively along 3-3 of FIG. 1 and 1-1 delafig. 3;
fig. 9 is a detail of the arrangements allowing free leaktight expansion of the facade plate supporting the heating equipment.
In fig. 1, showing a longitudinal section of the boiler, one distinguishes the side manifolds 1 and 2 connected by the transverse manifolds 3, 4, 5, 6, all these manifolds being interconnected by the tubes 7 comprising the constrictions 8 to form the walls contiguous 9 or offset 10, to form the combustion chamber 11 with the heating equipment 12 at the front and the smoke evacuation flue 13 at the rear, the assembly expanding freely inside the casing demon heat insulated
table 14. The return water from the installation enters through pipe 15,
and it exits through the starting pipes 16.
In fig. 2, we find in plan, seen from above, the combustion chamber 11, the heating equipment 12, the walls in contiguous tubes 7, the removable insulated casing 14, the starting pipes 16.
In fig. 3, the tubes 7 form the adjoining walls between the collectors 1-2 and 17-18, on which they are welded with the necks 8; on the transverse manifold 5, are welded the manifolds 20 which receive the vertical convection tubes 19.
In fig. 4, the collectors 1 and 17 feed, via the tubes 21, the collectors 2 and 18, the transverse collector 22 connecting the two tubes 21 feeds the collector 6 over its entire length, via the connecting tubes 23.
In fig. 5, section 5-5, we find the manifolds 1 and 17 supplying the manifolds 2 and 18 through the tubes 21, and the transverse manifold 22 feeding over its entire length the manifold 6, through the connecting tubes 23. The section 1- 1 makes it possible to better understand the above connections.
In fig. 6, section 1-1, the tubes 25 connecting the inlet manifold 24 to the manifold 1, make it possible to short-circuit part of the water flow and reduce the pressure drop of the convection bundle. Cut 6-6 completes the previous one, with the same marks.
In fig. 7, a stainless steel bowl 26 under the combustion chamber collects, under the sole tubes 7, the chemical washing water or the fuel that may accidentally flow into the channel 27 provided with a pipe with an external valve for evacuation. A stainless steel bowl 28 placed under the convection beam 31, on a bed of refractory bricks 29, fulfills the same purpose, the flow taking place through the channel 30.
In fig. 8, sections 3-3 and 1-1 give the details of the convection bundle, the vertical exchange tubes 19 connecting the top and bottom collectors 20 have an accelerated circulation through the partitions 32 and 33, depending on the quantity of calories to be removed.
In fig. 9, a metal frame 34 is intended to support the
facade plate 35 receiving the opening 36 of the heating equipment. This frame is reinforced by the gussets 37 welded to the irons 38 which slide freely in the frame 39, the joints being
provided by 40 asbestos fillings compressed by the lining
refractory ture 41.