EP0852314B1 - Foyer pour chaudière à LFC à sole améliorée - Google Patents

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EP0852314B1
EP0852314B1 EP97403176A EP97403176A EP0852314B1 EP 0852314 B1 EP0852314 B1 EP 0852314B1 EP 97403176 A EP97403176 A EP 97403176A EP 97403176 A EP97403176 A EP 97403176A EP 0852314 B1 EP0852314 B1 EP 0852314B1
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EP
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hearth
sole
floor
fluidized bed
circulating fluidized
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EP97403176A
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EP0852314A1 (fr
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Jean Aubry
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Alstom Power Boiler SA
Original Assignee
Alstom Energy Systems SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/02—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed
    • F23C10/04—Fluidised bed combustion apparatus with means specially adapted for achieving or promoting a circulating movement of particles within the bed or for a recirculation of particles entrained from the bed the particles being circulated to a section, e.g. a heat-exchange section or a return duct, at least partially shielded from the combustion zone, before being reintroduced into the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00—Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/18—Details; Accessories
    • F23C10/20—Inlets for fluidisation air, e.g. grids; Bottoms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2206/00—Fluidised bed combustion
    • F23C2206/10—Circulating fluidised bed
    • F23C2206/101—Entrained or fast fluidised bed

Definitions

  • the invention relates to a fireplace for a circulating fluidized bed boiler, comprising a sole formed by a set of tubes. These tubes are intended to be connected to the inlet and outlet manifolds of a heat transfer fluid.
  • the efficiency of fluidization of solids at the bottom of the hearth is a function of the shape of the sole and subsequently the shape of the screens forming the junction between this hearth and the upper part of the hearth.
  • the sole has a form essentially rectangular, square or circular.
  • Document EP-A-0349030 describes a circulating fluidized bed reactor in which one or more separating elements are placed at the interior of the fireplace, at its base, so as to have a unique background of focus, in several segments, but communicating with each other other.
  • the outer perimeter of the fireplace, at its base, is rectangular.
  • the object of the invention is to provide a hearth for a bed boiler fluidized with an improved shaped bottom allowing to increase the number of connections that can be made on its external perimeter, while taking into account the production constraints indicated above.
  • the subject of the invention is therefore a hearth for a fluidized bed boiler circulating, comprising a sole made up of a set of sole smaller elementaries each having a shape substantially rectangular, these elementary sole being juxtaposed with such that the hearth floor is in one piece, characterized in that it is formed by a set of tubes and that it has a surface section whose external perimeter results from the use a combination of vertical hearth faces inclined towards the interior by producing a sole whose external perimeter defined by more than four sides, has inside corners.
  • the sole has a H-shaped surface section particularly suitable for fireplaces whose upper section is rectangular or square.
  • the sole has a section cross-shaped surface particularly suitable for homes whose upper section is octagonal.
  • Figure 1 very schematically shows a bed boiler hearth fluidized with an H-shaped sole
  • FIG. 2 shows in more detail the realization of the hearth and its hearth using tubes.
  • Figure 3 very schematically shows a bed boiler hearth fluidized with a cross-shaped sole.
  • FIG. 1 the top 1 of a fireplace for a CFL boiler presents here a rectangular section.
  • This hearth comprises a hearth 4 formed by a set of tubes 5 connected to fluid inlet and outlet manifolds such as 6.
  • Sole 4 is consisting of a set of elementary sole 4A, 4B, 4C of smaller size each having a substantially rectangular shape. These smaller soles 4A, 4B, 4C are juxtaposed edge to edge and constitute a sole 4 in a single room.
  • the surface section of the sole has a perimeter which is defined here by 12 sides which increases the number of connections that can be made on the perimeter of the sole in relation to an equivalent surface sole but rectangular in shape with 4 sides.
  • FIG 2 we partially see the focal point of Figure 1.
  • the vertical screens as 2 and inclined as 3 are made by an assembly of tubes 5 to fins welded together to form a tight wall. They are powered by the collectors 6.
  • the tubes 5 are connected to the collectors 6 and bent so as to form a sealed wind box which allows the primary air supply of the hearth and also to form the hearth 4 of the hearth H-shaped
  • the junction between the hearth 4 and the top of the rectangular hearth is still provided by the tubes 5 which are assembled with more or less spacing less important between them.
  • the cased sides are protected inside the fireplace with a layer of refractory concrete 7.
  • the hearth 4 of the hearth is constituted by a set of elementary sole 4'A, 4'B, 4'C, 4'D, 4'E of form substantially rectangular.
  • the elementary soles 4'A to 4'E are juxtaposed edge to edge to form the sole 4.
  • the sole 4 has a surface section in form of cross, the perimeter of which is further defined by 12 sides.

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Description

L'invention concerne un foyer pour chaudière à lit fluidisé circulant, comprenant une sole formée par un ensemble de tubes. Ces tubes sont destinés à être reliés à des collecteurs d'entrée et de sortie d'un fluide caloporteur.
L'efficacité de la fluidisation des solides en bas de foyer est fonction de la forme de la sole et par la suite de la forme des écrans formant la jonction entre cette sole et la partie supérieure du foyer.
Dans les arrangements connus de bas de foyer, la sole a une forme essentiellement rectangulaire, carrée ou circulaire.
On connaít bien les contraintes de réalisation d'une sole de foyer pour chaudière à lit fluidisé circulant On sait en particulier que les dimensions de la sole doivent tenir compte de l'existence d'une valeur maximale de longueur de dissipation des jets d'air secondaire. Par ailleurs, le périmètre de la sole doit être suffisant pour réaliser le portage du foyer s'il est du type suspendu ou la reprise des charges si le foyer est du type posé. Enfin, dans tous les cas, la sole doit être raccordée à la partie haute du foyer par des faces planes.
L'augmentation de puissance des installations à lit fluidisé circulant conduit à une multiplication des raccordements à faire sur le périmètre extérieur de la sole notamment pour l'installation d'injections supplémentaires d'air secondaire, de retours de solides provenant des cyclones, etc. Ces raccordements supplémentaires sont difficilement réalisables sur les soles actuelles de forme rectangulaire notamment du fait du manque de place.
Le document EP-A-0349030 décrit un réacteur à lit fluidisé circulant dans lequel un ou plusieurs éléments séparateurs sont placés à l'intérieur du foyer, à sa base, de façon à avoir un fond unique de foyer, en plusieurs segments, mais communiquant les uns avec les autres. Le périmètre exteme du foyer, à sa base, est rectangulaire.
Le but de l'invention est de proposer un foyer pour chaudière à lit fluidisé ayant une sole de forme améliorée permettant d'augmenter le nombre de raccordement pouvant être fait sur son périmètre externe, tout en tenant compte des contraintes de réalisation indiquées ci-dessus.
L'invention a ainsi pour objet un foyer pour chaudière à lit fluidisé circulant, comprenant une sole constituée d'un ensemble de soles élémentaires de plus petite taille ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire, ces soles élémentaires étant juxtaposées de telle manière que la sole du foyer soit en une seule pièce, caractérisée en ce qu'elle est formée par un ensemble de tubes et qu'elle présente une section de surface dont le périmètre externe résulte de l'utilisation d'une combinaison de faces de foyer verticales et inclinées vers l'intérieur en produisant une sole dont le périmètre externe défini par plus de quatre côtés, présente des angles rentrants.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la sole a une section de surface en forme de H particulièrement adaptée à des foyers dont la section supérieure est rectangulaire ou carrée.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la sole a une section de surface en forme de croix particulièrement adaptée à des foyers dont la section supérieure est octogonale.
Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après en relation avec les dessins.
La figure 1 représente très schématique un foyer de chaudière à lit fluidisé présentant une sole en forme de H.
La figure 2 montre plus en détails la réalisation du foyer et de sa sole à l'aide de tubes.
La figure 3 représente très schématiquement un foyer de chaudière à lit fluidisé présentant une sole en forme de croix.
Figure 1, le haut 1 d'un foyer pour chaudière à LFC présente ici une section rectangulaire. Pour la bonne marche du foyer, il est nécessaire de disposer de longueurs importantes de faces de foyer verticales 2 ou inclinées 3 pour la réintroduction des solides venant des cyclones et des lits extérieurs dont le nombre augmente avec la puissance du lit fluidisé circulant.
Ce foyer comprend un sole 4 formée par un ensemble de tubes 5 reliés à des collecteurs d'entrée et de sortie d'un fluide tels que 6. La sole 4 est constituée d'un ensemble de soles élémentaires 4A,4B,4C de plus petite taille ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire. Ces plus petites soles 4A,4B,4C sont juxtaposées bord à bord et constituent une sole 4 en une seule pièce. La section de surface de la sole a un périmètre qui est défini ici par 12 côtés ce qui permet d'augmenter le nombre de raccordements pouvant être réalisés sur le périmètre de la sole par rapport à une sole de surface équivalente mais de forme rectangulaire à 4 côtés.
Cette forme de sole ne pose pas de problème pour être réalisée à l'aide de tubes.
Figure 2, on voit en partie le foyer de la figure 1. Les écrans verticaux comme 2 et inclinés comme 3 sont réalisés par un assemblage de tubes 5 à ailettes soudés entre eux pour former une paroi étanche. Ils sont alimentés par les collecteurs 6. Dans la partie basse du foyer, les tubes 5 sont raccordés aux collecteurs 6 et cintrés de telle manière à former une boíte à vent étanche qui permet l'alimentation en air primaire du foyer et à former aussi la sole 4 du foyer en forme de H.
La jonction entre la sole 4 et le haut du foyer de forme rectangulaire est encore assurée par les tubes 5 qui sont assemblés avec un espacement plus ou moins important entre eux. Les faces tubées sont protégées à l'intérieur du foyer par une couche de béton réfractaire 7.
Figure 3, selon un autre mode de réalisation, la sole 4 du foyer est constituée par un ensemble de soles élémentaires 4'A,4'B,4'C,4'D,4'E de forme sensiblement rectangulaire. Les soles élémentaires 4'A à 4'E sont juxtaposées bord à bord pour constituer la sole 4. Ici, la sole 4 a une section de surface en forme de croix dont le périmètre est défini encore par 12 côtés.

Claims (3)

  1. Foyer pour chaudière à lit fluidisé circulant, comprenant une sole (4) constituée d'un ensemble de soles élémentaires (4A à 4C ; 4'A à 4'E) de plus petite taille ayant chacune une forme sensiblement rectangulaire, ces soles élémentaires étant juxtaposées de telle manière que la sole (4) du foyer soit en une seule pièce, caractérisée en ce qu'elle est formée par un ensemble de tubes (5) et qu'elle présente une section de surface dont le périmètre externe résulte de l'utilisation d'une combinaison de faces de foyer verticales (2) et inclinées vers l'intérieur (3) en produisant une sole (4) dont le périmètre externe défini par plus de quatre côtés, présente des angles rentrants.
  2. Foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sole (4) a une section de surface en forme de H.
  3. Foyer selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sole (4) a une section de surface en forme de croix.
EP97403176A 1997-01-02 1997-12-30 Foyer pour chaudière à LFC à sole améliorée Expired - Lifetime EP0852314B1 (fr)

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