EP0236647B1 - Générateur thermique à lit fluidisé à moyens améliorés d'évacuation des cendres et de récupération de chaleur - Google Patents

Générateur thermique à lit fluidisé à moyens améliorés d'évacuation des cendres et de récupération de chaleur Download PDF

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EP0236647B1
EP0236647B1 EP86402830A EP86402830A EP0236647B1 EP 0236647 B1 EP0236647 B1 EP 0236647B1 EP 86402830 A EP86402830 A EP 86402830A EP 86402830 A EP86402830 A EP 86402830A EP 0236647 B1 EP0236647 B1 EP 0236647B1
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EP
European Patent Office
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firebox
central
tubes
generator according
flue gas
Prior art date
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Expired
Application number
EP86402830A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0236647A1 (fr
Inventor
Guy Marlair
Alexandre Petrovic
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Charbonnages de France CDF
IFP Energies Nouvelles IFPEN
Original Assignee
Charbonnages de France CDF
IFP Energies Nouvelles IFPEN
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Publication date
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Publication of EP0236647A1 publication Critical patent/EP0236647A1/fr
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
    • F22B31/0007—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed
    • F22B31/0046—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the shell type, e.g. with furnace box
    • F22B31/0053—Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus with combustion in a fluidized bed for boilers of the shell type, e.g. with furnace box with auxiliary water tubes

Definitions

  • the subject of the invention is a moderate power thermal generator with a fluidized bed comprising improved means for evacuating the centers and recovering heat, usable in particular for solid fuels in particles (coals, granules of household waste, etc.). .) or pasty (heavy petroleum fractions, residual sludge, etc.).
  • a generator of this type operating according to the fluidized bed combustion technique has the advantage of using a wide range of fuels.
  • the production of such a generator poses construction and industrialization problems linked to the evacuation of the centers and the treatment of the fumes.
  • GB-A 2 109 096 discloses a steam locomotive boiler in which there is a vertical hearth with a fluidization grid in which water tubes pass; from the top of this hearth leave smoke tubes which, after a 90 ° bend, extend horizontally to feed from above a vertical ash separation chamber which is installed next to the hearth: from the upper part of this chamber vertical horizontal tubes which lead the smoke to a vertical smoke pipe; the whole of the hearth, the smoke tubes, the vertical chamber, the horizontal tubes leading to the smoke duct, is included in a general exterior envelope containing the water and the vapor. It is undeniable that this steam generator is of the type extended horizontally in one direction, from the loading opening of the hearth to the final flue, as is appropriate on a locomotive.
  • Another document known from GB-A 2 077 616 is another steam generator having a fluidized bed hearth; this generator is called in this document “horizontal boiler” to mean that it comprises several horizontal passages of the combustion gases, from the hearth to a smoke box.
  • the hearth is elongated in a horizontal direction and the fumes are directed first towards the rear below this hearth then forwards above the same hearth.
  • the main object of the invention is to achieve a generator of the type indicated above with which the difficulties set out above are overcome substantially if not totally, in a simple and effective manner.
  • the intermediate volume thus created is advantageously provided at its lower part with a collector for collecting and extracting the ash entrained by the fumes.
  • the intermediate volume constitutes a primary dust collector which is integrated into the generator upstream of the smoke tubes and which protects these tubes against the risks of fouling and premature erosion.
  • This arrangement avoids the use of a smoke box which is often produced by mechanical welding and which is attached using flanges on thermal generator.
  • the compactness of the generator according to the invention is improved and the prefabrication is facilitated.
  • the fluidized bed hearth has at least one side wall with water tubes surrounded by the peripheral envelope with a symmetrical arrangement which avoids the problems of differential expansion and resistance over time of the generator.
  • the vertical wall is made up of water tubes joined in a sealed manner by membranes; this construction method facilitates industrial production of the generator and improves heat transfer.
  • the fluidization grid is part of the enclosure filled with water which is placed in communication with the peripheral envelope.
  • This design allows a lowering of the temperature of the grid, which allows its manufacture in economical material.
  • all the walls delimiting the fluidized bed, including the grid itself, thus participate in the heat exchange. This makes it possible to reduce the exchange surfaces to be immersed in the bed; it follows that the tubes constituting these exchange surfaces can be arranged more freely, avoiding the areas where a strong erosion would occur.
  • the fluidization grid used in the thermal generator according to the invention is in itself of a known type; this may in particular be a grid with openings flared upwards, such as those which are the subject of documents FR-A- Nos 2 171 945, 2 519 877, 85-08320, 85-15580.
  • At least one of the walls of the hearth has one (or more sieuurss) opening (s) provided (s) with a selective closing means; this opening makes it possible to regulate the level of the fluidized bed.
  • the ash collector contains a water circulation loop connected to the hollow peripheral envelope. This loop completes the thermal exhaustion of the ashes and further improves the efficiency of the unit.
  • the generator has a device for re-injecting the ash collected by a final dust collector (for example a multi-cyclone) connected to the smoke circuit at the outlet of the boiler.
  • a final dust collector for example a multi-cyclone
  • This device thus makes it possible to improve the desulfurization in situ, to reduce unburnt residues and to limit the extraction points of the ashes.
  • This device can be produced, for example, pneumatically, bypassing the arrival of fluidizing air or secondary air or mechanically by conveying using a conveyor screw.
  • a generator according to the invention comprises a hearth 1 with a fluidized bed, with side wall, of a type known per se and a peripheral casing 2 which envelops the hearth 1 by limiting with the side wall 3 of the latter an intermediate volume 4.
  • the hearth 1 could be cylindrical as well as the peripheral envelope 2, so that the intermediate volume 4 would be an annular volume.
  • openings 5 put it in communication with the intermediate volume 4.
  • the hearth 1 has a generally rectangular configuration; the peripheral envelope 2 is cylindrical and it limits, with the hearth 1, two separate and opposite intermediate volumes 4A, 4B which are each located on a long side of the hearth 1.
  • the two long sides 3A, 3B of the hearth 1 are formed by tubes of parallel, spaced 3C water, connected to each other in a sealed manner by 3D intermediate membranes, in a manner known per se.
  • certain tubes, preferably one out of two tubes are offset towards the outside of the hearth 1 and the intermediate 3D membranes are removed in the extreme offset part of each tube 3C.
  • the upper openings 5 are thus obtained through which the fumes from the hearth 1 can circulate.
  • the hearth 1 is closed at its upper part, at a level higher than that of the openings 5, by an upper wall 1A which projects beyond the hearth 1 and which also closes the intermediate volumes 4A, 4B.
  • the fumes can enter the latter only through the upper openings 5.
  • the peripheral envelope 2 also covers the hearth 1 above this upper wall 1A. In this way, the peripheral envelope extends around the side wall and the upper wall of the hearth 1; it wraps the latter completely on all sides.
  • the peripheral envelope 2 is closed by an upper wall 6.
  • the latter supports a smoke outlet duct 7.
  • the peripheral envelope 2 is divided by interior, radial partitions 6A, 6B, 6C, 6D forming four compartments opposite two by two.
  • Two opposite compartments, of larger dimension in circumferential direction 8A and 8C contain vertical tubes 9, spaced apart, which extend between the lower wall 10 of the peripheral envelope 2 and its upper wall 6. These tubes 9 pass through this upper wall 6 and open into the smoke outlet duct 7.
  • each tube 9 passes through the lower wall 10 and opens into an ash collector 11.
  • An ash collector 11 is provided under each of the two compartments 8A, 8C of the peripheral envelope 2.
  • Each manifold 11 extends below the lower wall 10 and it communicates by a lower passage 11 A with a corresponding intermediate volume 4A, 4B.
  • the combustion fumes coming from the upper passages 5 descend into the intermediate volumes 4A, 4B, pass through the collectors 11 and rise in the tubes 9 to reach the smoke outlet duct 7.
  • Each collector 11 has a depth sufficient for ashes to collect therein without the circulation of smoke being interrupted.
  • each collector 11 is equipped at 12 with pneumatic means known per se, for extracting the ashes and for reintroducing these ashes inside the fluidized bed, to ensure their recycling.
  • the two other opposite compartments 8B, 8D are provided, respectively, with a water inlet 13 and a water outlet 14.
  • these two compartments are connected directly, through the hearth 1, by tubes of water 15 (visible only in FIG. 1) which are drowned during operation in the bed 16 of fluidized combustible material.
  • tubes of water 15 visible only in FIG. 1
  • a pipe 18 crosses from top to bottom the smoke outlet duct 7, the upper wall 6 of the peripheral envelope 2, the upper wall 1A of the hearth 1 to extend inside the latter and stop at the above the upper level of the fluidized bed 16.
  • This pipe 18 serves to supply the hearth 1 with fuel. It will be noted that the invention is compatible with other modes of supplying the hearth 1 with fuel.
  • the pipe 18 is cooled by a forced water circulation loop connected in bypass to the general supply input / output circuit.
  • the grid 19 is represented as a hollow grid having an internal volume 19A into which the water tubes 3 open, by their lower end. These tubes 3 are therefore joined to the peripheral envelope 2 at the level of the grid 19.
  • the fluidization grid 19 ′ is of conventional construction and it rests on a hollow enclosure 20 which supports it and whose internal volume is placed in communication with the internal volume of the peripheral envelope 2.
  • this hollow enclosure 20 is traversed in a sealed manner by tubes 21 which supply fluidization gas to the usual orifices of the grid 19 ' .
  • the grid is of conventional construction; it is neither cooled nor supported by a cooled hollow enclosure.
  • the ashes are collected without bulky material means and can then be disposed of easily, either to dispose of them definitively or to recycle them in the fluidized bed.
  • the compartments 8B, 8D can also be eliminated; the peripheral envelope 2 then becomes a single envelope annularly surrounding the side wall of the hearth 1.
  • the latter can be cylindrical and the intermediate volume 4 can also annularly surround the side wall of the hearth 1.

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Description

  • L'invention a pour objet un générateur thermique de puissance modérée à lit fluidisé comportant des moyens améliorés d'évacuation des centres et de récupération de chaleur, utilisable notamment pour des combustibles solides en particules (charbons, granulés d'ordures ménagères, etc...) ou pâteux (fractions lourdes pétrolières, boues résiduaires, etc...).
  • Un générateur de ce type fonctionnant selon la technique de combustion en lit fluidisé a l'avantage d'utiliser une gamme étendue de combustibles. Mais la réalisation d'un tel générateur pose des problèmes de construction et d'industrialisation liés à l'évacuation des centres et au traitraitement des fumées.
  • Jusqu'à présent ces problèmes ont été résolus partiellement et de façon imparfaite ; les générateurs connus existants sont mal adaptés à la combustion de produits cendreux et ils nécessitent la mise en place de boîtes à fumées encombrantes et onéreuses.
  • Pour cette raison, les générateurs connus de construction monobloc ont une puissance faible ; les générateurs plus puissants utilisent généralement en association une ou plussieurs cellules à tubes d'eau (foyers), connectées à une cellule distincte à tubes de fumées, dont l'encombrement d'ensemble est par conséquent important. La préfabrication en usine et le montage de tels systèmes sont par ailleurs relativement longs.
  • Par exemple, on connaît par le document GB-A 2 109 096 une chaudière de locomotive à vapeur dans laquelle il existe un foyer vertical à grille de fluidisation dans lequel passent des tubes d'eau; du sommet de ce foyer partent des tubes de fumées qui, après un coude à 90°, s'étendent horizontalement pour alimenter par le haut une chambre verticale de séparation des cendres qui est installée à côté du foyer: de la partie supérieure de cette chambre verticale partent des tubes horizontaux qui conduisent les fumées à un conduit de fumées vertical; l'ensemble du foyer, des tubes de fumées, de la chambre verticale, des tubes horizontaux menant au conduit de fumées, est inclus dans une enveloppe générale extérieure contenant l'eau et la vapeur. Il est indéniable que ce générateur de vapeur est du type allongé en sens horizontal dans une direction, de l'ouverture de chargement du foyer jusqu'au conduit final des fumées, ainsi qu'il est approprié sur une locomotive.
  • On connaît encore par le document GB-A 2 077 616 un autre générateur de vapeur ayant un foyer à lit fluidisé; ce générateur est appelé dans ce document "chaudière horizontale" pour signifier qu'il comprend plusieurs passages horizontaux des gaz de combustion, à partir du foyer jusqu'à une boîte à fumées. Le foyer est allongé dans une direction horizontale et les fumées sont dirigées d'abord vers l'arrière en-dessous de ce foyer puis vers l'avant au-dessus du même foyer.
  • En fait, les chaudières décrites dans ces deux documents n'échappent pas aux inconvénients mentionnés plus haut; elles sont conçues pour être du type allongé horizontalement et sont composées d'organes encombrants qui se raccordent les uns aux autres de manière plutôt complexe et coûteuse.
  • Le but principal de l'invention est de parvenir à un générateur du type indiqué ci-dessus avec lequel sont surmontées substantiellement sinon totalement les difficultés exposées ci-dessus, de façon simple et efficace.
  • Un générateur thermique comprenant:
    • - un foyer central vertical à paroi latérale et à grille de fluidisation pour supporter un lit fluidisé, avec des ouvertures supérieures de sortie des fumées,
    • - une enveloppe périphérique creuse à paroi supérieure et à moyens d'arrivée et de sortie d'eau de circulation, enveloppant le foyer central,
    • - un conduit de sortie de fumées relié au foyer central, est caractérisé, selon l'invention, en ce que l'enveloppe périphérique est substantiellement concentrique au foyer central et elle limite avec ce dernier au moins un volume intermédiaire qui est mis en communication avec le foyer central dans sa partie supérieure par lesdites ouvertures pour fumées et qui est raccordé à sa partie inférieure au niveau de la grille de fluidisation à des tubes de fumées verticaux par une première extrémité inférieure de ceux-ci, ces tubes de fumées s'étendant vers le haut parallèlement audit foyer central à grille de fluidisation, à l'intérieur de ladite enveloppe périphérique, et étant raccordés à leur seconde extrémité supérieure avec le conduit de sortie de fumée, ce dernier étant supporté au-dessus du foyer central par la paroi supérieure de l'enveloppe périphérique.
  • Le volume intermédiaire ainsi créé est muni avantageusement à sa partie inférieure d'un collecteur de rassemblement et d'extraction des cendres entraînées par les fumées.
  • Le volume intermédiaire constitue un dépoussiéreur primaire qui est intégré au générateur en amont des tubes de fumées et qui protège ces tubes contre les risques d'encrassement et d'érosion prématurée. Cette disposition permet d'éviter l'utilisation d'une boîte à fumées qui est souvent réalisée par mécano-soudure et qui est rapportée à l'aide de brides surie générateur thermique.
  • La compacité du générateur conforme à l'invention s'en trouve améliorée et la préfabrication en est facilitée.
  • Selon une caractéristique particulière le foyer à lit fluidisé a au moins une paroi latérale à tubes d'eau entourée par l'enveloppe périphérique avec une disposition symétrique qui évite les problèmes de dilatation différentielle et de tenue dans le temps du générateur.
  • Selon une caractéristique plus particulière, la paroi verticale est composée de tubes d'eau réunis de manière étanche par des membranes ; ce mode de construction facilite la réalisation industrielle du générateur et améliore le transfert de chaleur.
  • Dans un exemple de réalisation de l'invention, la grille de fluidisation fait partie de l'enceinte remplie d'eau qui est mise en communication avec l'enveloppe périphérique. Cette conception permet un abaissement de la température de la grille, ce qui autorise sa fabrication en matériau économique. De plus, toutes les parois délimitant le lit fluidisé, y compris la grille elle-même, participent ainsi à l'échange thermique. Ceci permet de réduire les surfaces d'échange à immerger dans le lit ; il en résulte que les tubes constituant ces surfaces d'échange peuvent être disposés plus librement, en évitant les zones où se produirait une forte érosion.
  • La grille de fluidisation mise en oeuvre dans le générateur thermique selon l'invention est en elle-même d'un type connu ; ce peut être en particulier une grille à ouvertures évasées vers le haut, telle que celles qui font l'objet des documents FR-A- Nos 2 171 945, 2 519 877, 85-08320, 85-15580.
  • De préférence, une au moins des parois du foyer a une (ou plussieuurss) ouverture(s) munie(s) d'un moyen sélectif de fermeture ; cette ouverture permet de réguler le niveau du lit fluidisé.
  • Selon une variante, le collecteur des cendres contient une boucle de circulation d'eau raccordée à l'enveloppe périphérique creuse. Cette boucle complète l'épuisement thermique des cendres et améliore encore le rendement de l'unité.
  • Selon une autre caractéristique particulière, le générateur possède un dispositif de réinjection des cendres collectées par un dépoussiéreur final (multicyclone par exemple) raccordé sur le circuit des fumées en sortie de chaudière.
  • Ce dispositif permet ainsi d'améliorer la désulfuration in situ, de réduire les imbrûlés et de limiter les points d'extraction des cendres.
  • Ce dispositif peut être réalisé, par exemple, par voie pneumatique, par une dérivation de l'arrivée d'air de fluidisation ou d'air secondaire ou par voie mécanique par convoyage à l'aide d'une vis transporteuse.
  • En complément de cette réinjection, il est possible de recycler les cendres recueillies au niveau du dépoussiéreur interne, en totalité ou en partie, par exemple comme moyen d'auto-alimentation du lit en matériaux inertes.
  • On donnera maintenant, sans intention limitative et sans exclure aucune variante, une description d'un exemple de réalisation de l'invention. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
    • - la figure 1 est une représentation schématique en coupe par un plan vertical selon I-I de la figure 2 d'un générateur thermique conforme à l'invention ;
    • - la figure 2 est une vue en coupe par un plan horizontal selon II-II de la figure 1,
    • - la figure 3 est une vue partielle en coupe montrant une variante de réalisation de la partie inférieure du générateur de la figure 1.
  • Un générateur conforme à l'invention comprend un foyer 1 à lit fluidisé, à paroi latérale, de type connu en soi et une enveloppe périphérique 2 qui enveloppe le foyer 1 en limitant avec la paroi latérale 3 de ce dernier un volume intermédiaire 4. Le foyer 1 pourrait être cylindrique ainsi que l'enveloppe périphérique 2, de sorte que le volume intermédiaire 4 serait un volume annulaire. A la partie supérieure du foyer 1, des ouvertures 5 le mettent en communication avec le volume intermédiaire 4.
  • Dans le présent exemple, comme le montre la figure 2, le foyer 1 a une configuration rectangulaire dans l'ensemble ; l'enveloppe périphérique 2 est cylindrique et elle limite avec le foyer 1 deux volumes intermédiaires 4A, 4B distincts et opposés qui sont situés chacun sur un grand côté du foyer 1. Les deux grands côtés 3A, 3B du foyer 1 sont constitués par des tubes d'eau 3C parallèles, espacés, reliés entre eux de façon étanche par des membranes intermédiaires 3D, de manière connue en soi. A la partie extrême supérieure du foyer 1 certains tubes, de préférence un tube sur deux, sont déportés vers l'extérieur du foyer 1 et les membranes intermédiaires 3D sont supprimées dans la partie extrême déportée de chaque tube 3C. On obtient ainsi les ouvertures supérieures 5 par lesquelles peuvent circuler les fumées qui proviennent du foyer 1.
  • Dans l'exemple décrit ici, le foyer 1 est fermé à sa partie supérieure, à un niveau supérieur à celui des ouvertures 5, par une paroi supérieure 1A qui déborde en dehors du foyer 1 et qui ferme aussi les volumes intermédiaires 4A, 4B. Les fumées ne peuvent entrer dans ce dernier que par les ouvertures supérieures 5. En outre, du fait de l'existence de cette paroi supérieure 1A, l'enveloppe périphérique 2 couvre aussi le foyer 1 au-dessus de cette paroi supérieure 1A. De cette façon, l'enveloppe périphérique s'étend autour de la paroi latérale et de la paroi supérieure du foyer 1 ; elle enveloppe ce dernier complètement sur tous ses côtés. A son sommet, l'enveloppe périphérique 2 est fermée par une paroi supérieure 6. Cette dernière supporte un conduit de sortie des fumées 7.
  • Dans le présent exemple, l'enveloppe périphérique 2 est divisée par des cloisons intérieures, radiales 6A, 6B, 6C, 6D formant quatre compartiments opposés deux à deux. Deux compartiments opposés, de plus grande dimension en sens circonférentiel 8A et 8C contiennent des tubes verticaux 9, espacés, qui s'étendent entre la paroi inférieure 10 de l'enveloppe périphérique 2 et sa paroi supérieure 6. Ces tubes 9 traversent cette paroi supérieure 6 et débouchent dans le conduit de sortie des fumées 7. A son extrémité opposée inférieure chaque tube 9 traverse la paroi inférieure 10 et débouche dans un collecteur de cendres 11. Un collecteur de cendres 11 est prévu sous chacun des deux compartiments 8A, 8C de l'enveloppe périphérique 2. Chaque collecteur 11 s'étend en-dessous de la paroi inférieure 10 et il communique par un passage inférieur 11 A avec un volume intermédiaire correspondant 4A, 4B. Les fumées de la combustion qui viennent des passages supérieurs 5 descendent dans les volumes intermédiaires 4A, 4B, empruntent les collecteurs 11 et montent dans les tubes 9 pour atteindre le conduit de sortie des fumées 7.
  • Chaque collecteur 11 a une profondeur suffisante pour que des cendres s'y rassemblent sans que la circulation des fumées soit interrompue. En outre, comme représenté seulement sur la partie gauche de la figure 1, chaque collecteur 11 est équipé en 12 d'un moyen pneumatique connu en soi, d'extraction des cendres et de réintroduction de ces cendres à l'intérieur du lit fluidisé, pour assurer leur recyclage.
  • Les deux autres compartiments opposés 8B, 8D sont pourvus, respectivement, d'une arrivée d'eau 13 et d'une sortie d'eau 14. En outre, ces deux compartiments sont reliés directement, à travers le foyer 1, par des tubes d'eau 15 (visibles seulement sur la figure 1) qui sont noyés pendant le fonctionnement dans le lit 16 de matière combustible fluidisée. Au niveau supérieur souhaité que peut atteindre le lit 16, il est prévu dans la paroi latérale 3 du foyer 1 au moins une ouverture de trop plein 17, connue en soi, qui débouche dans un compartiment 4B de descente des fumées et des cendres entraînées avec celles-ci. Une canalisation 18 traverse de haut en bas le conduit de sortie des fumées 7, la paroi supérieure 6 de l'enveloppe périphérique 2, la paroi supérieure 1A du foyer 1 pour s'étendre à l'intérieur de ce dernier et s'arrêter au-dessus du niveau supérieur du lit fluidisé 16. Cette canalisation 18 sert à alimenter le foyer 1 en combustible. On remarquera que l'invention est compatible avec d'autres modes d'alimentation du foyer 1 en combustible. De préférence, la canalisation 18 est refroidie par une boucle de circulation d'eau forcée branchée en dérivation sur le circuit entrée/sortie d'alimentation générale.
  • Sur la figure 1, la grille 19 est représentée comme une grille creuse ayant un volume intérieur 19A dans lequel débouchent les tubes d'eau 3, par leur extrémité inférieure. Ces tubes 3 sont donc réunis à l'enveloppe périphérique 2 au niveau de la grille 19. En variante, comme le montre la figure 3, la grille de fluidisation 19' est de construction classique et elle repose sur une enceinte creuse 20 qui la supporte et dont le volume intérieur est mis en communication avec le volume intérieur de l'enveloppe périphérique 2. Bien entendu, cette enceinte creuse 20 est traversée de façon étanche par des tubes 21 qui alimentent en gaz de fluidisation les orifices habituels de la grille 19'. Selon une autre variante, la grille est de construction classique ; elle n'est pas refroidie, ni supportée par une enceinte creuse refroidie.
  • Dans les deux cas de la figure 1 où la grille 19 est creuse et de la figure 3 où la grille 19' repose sur une enceinte creuse 20, on obtient pendant le fonctionnement un abaissement de la température moyenne de la grille, ce qui permet d'employer pour sa réalisation, une matière plus économique.
  • Dans toutes les circonstances, même si on ne prévoit pas d'utiliser une grille creuse 19 ou une grille 19' supportée par une enceinte creuse 20, il existe en un point inférieur de l'enveloppe périphérique 2 une entrée d'eau 22 et en un point supérieur une sortie d'eau 23. Pendant le fonctionnement, l'eau circule dans les tubes 3 qui constituent la paroi latérale du foyer 1 ; elle circule aussi le long de la paroi supérieure 1A du même foyer ; elle circule encore le long de la paroi extérieure qui limite le volume intermédiaire 4 et autour des tubes 9 où circulent les fumées ; elle circule en plus, de préférence à travers la grille creuse 19 ou à travers l'enceinte creuse 20 qui supporte la grille 19'. De cette façon, la chaleur contenue dans les fumées et les cendres est récupérée. Il est possible, en outre, de placer dans la partie interne inférieure de chaque collecteur de cendres 11 une bouche 24 de circulation d'eau raccordée au volume intérieur de l'enveloppe périphérique 2 comme on peut le voir sur les figures 1 et 3.
  • Ainsi, les calories contenues dans les cendres peuvent être récupérées en presque totalité. En même temps, les cendres sont recueillies sans moyens matériels encombrants et ont peut en disposer ensuite facilement, soit pour les évacuer définitivement, soit pour les recycler dans le lit fluidisé.
  • Dans certaines circonstances, on peut être conduit à supprimer les tubes 15 qui traversent le lit fluidisé 16. Dans ce cas, les compartiments 8B, 8D peuvent être supprimés aussi ; l'enveloppe périphérique 2 devient alors une enveloppe unique entourant annulairement la paroi latérale du foyer 1. Ce dernier peut être cylindrique et le volume intermédiaire 4 peut aussi entourer annulairement la paroi latérale du foyer 1.

Claims (14)

1. Générateur thermique comprenant:
- un foyer central vertical (1) à paroi latérale et à grille de fluidisation (19, 19') pour supporter un lit fluidisé, avec des ouvertures supérieures (5) de sortie des fumées,
- une enveloppe périphérique (2) creuse à paroi supérieure (6) et à moyens d'arrivée et de sortie d'eau de circulation, enveloppant le foyer central (1
- un conduit de sortie de fumées (7) relié au foyer central (1),

caractérisé en ce que l'enveloppe périphérique (2) est substantiellement concentrique au foyer central (1) et elle limite avec ce dernier au moins un volume intermédiaire (4) qui est mis en communication avec le foyer central (1) dans sa partie supérieure par lesdites ouvertures pour fumées (5) et qui est raccordé à sa partie inférieure au niveau de la grille de fluidisation (19, 19') à des tubes de fumées verticaux (9) par une première extrémité inférieure de ceux-ci, ces tubes de fumées (9) s'étendant vers le haut parallèlement audit foyer central (1) à grille de fluidisation (19, 19') à l'intérieur de ladite enveloppe périphérique (2) et étant raccordés à leur seconde extrémité supérieure avec le conduit de sortie de fumée (7), ce dernier étant supporté au-dessus du foyer central (1) par la paroi supérieure (6) de l'enveloppe périphérique (2).
2. Générateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le volume ou chaque volume intermédiaire (4) est muni à sa partie inférieure d'au moins un collecteur (11) de rassemblement et d'extraction des cendres entraînées par les fumées.
3. Générateur selon la revendication 1 dans lequel le foyer central (1) a une grille de fluidisation (19,19'), une paroi latérale et une paroi supérieure, caractérisé en ce que l'enveloppe périphérique (2) enveloppe le foyer central (1) autour de la paroi latérale (3) et de la paroi supérieure (1 A) de ce dernier.
4. Générateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le foyer central (1) a une paroi latérale constituée par des tubes d'eau (3C) proches les uns des autres, réunis de manière étanche par des membranes intermédiaires (3D) et mis en communication par leurs extrémités opposées avec l'enveloppe périphérique (2).
5, Générateur selon la revendication 1 caractérisé ce que au moins un passage de communication (17) est prévu à travers la paroi latérale (3) du foyer central (1) pour faire communiquer sélectivement le volume intérieur de ce foyer central (1) avec le volume intermédiaire (4) sensiblement au niveau maximum du lit fluidisé pendant le fonctionnement.
6. Générateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi latérale (3) du foyer central (1) est constituée par des tubes d'eau (3C) proches les uns des autres réunis de manière étanche par des membranes intermédiaires (3D), et la mise en communication du volume intermédiaire (4) avec le foyer central (1) est réalisé par une déviation d'une partie de la longueur de certains desdits tubes d'eau (3C) par rapport à l'ensemble des autres tubes d'eau (3C), cette déviation supprimant localement l'étanchéité entre lesdits tubes d'eau (3C).
7. Générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le collecteur ou chaque collecteur (11) contient un circuit (24) de circulation d'eau raccordé à l'enveloppe périphérique (2).
8. Générateur selon les revendications 3,4 réunies caractérisé en ce que les tubes d'eau (3C) sont raccordés avec l'enveloppe périphérique (2) par leur extrémité supérieure qui est éloignée de la grille (19) et qui s'ouvre dans la zone de ladite enveloppe périphérique (2) couvrant la paroi supérieure du foyer central (1).
9. Générateur selon la revendication 8 caractérisé en ce que certains des tubes d'eau (3C) ont une partie extrême supérieure déviée vers l'extérieur par rapport au foyer central (1), la déviation supprimant l'étanchéité entre lesdits tubes à partie extrême déviée et les autres tubes d'eau (3C) pour mettre en communication le foyer central (1) avec le volume intermédiaire (4).
10. Générateur selon la revendication 8 caractérisé en ce que le conduit de sortie des fumées (7) est situé immédiatement au-dessus de la zone du volume intermédiaire qui couvre La paroi supérieure (1 A) du foyer central (1) et les tubes de fumées (9) s'étendent sur toute leur longueur dans l'enveloppe périphérique (2) en étant raccordés par leurs extrémités opposées d'une part au volume intermédiaire (4), d'autre part au conduit de sortie des fumées (7)
11. Générateur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la grille de fluidisation (19) est creuse avec un volume intérieur (19A) raccordé à l'enveloppe périphérique (2) cependant que Les tubes d'eau (3C) s'étendent à partir de cette grille (19) et sont mis en communication avec le volume intérieur de cette dernière, leur raccordement avec l'enveloppe périphérique (2) étant réalisé par l'intermédiaire du volume intérieur de ladite grille (19).
12. Générateur selon la revendication 4 caractérisé en ce que la grille de fluidisation (19') est supportée par une enceinte creuse (20) qui est mise en communication avec l'enveloppe périphérique (2)
13. Générateur selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un dépoussiéreur finalmonté sur le circuit de sortie (7) des fumées pour recueillir au moins une partie des cendres entrainées par ces dernières et un dispositif de réinjection dans le foyer (1) des cendres collectées.
14. Générateur selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réintroduction à l'intérieur du lit fluidisé des cendres recueillies par ledit collecteur (11).
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