EP2297517B1 - Paroi-membrane d'une chaudière à vapeur industrielle - Google Patents

Paroi-membrane d'une chaudière à vapeur industrielle Download PDF

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EP2297517B1
EP2297517B1 EP09772046.0A EP09772046A EP2297517B1 EP 2297517 B1 EP2297517 B1 EP 2297517B1 EP 09772046 A EP09772046 A EP 09772046A EP 2297517 B1 EP2297517 B1 EP 2297517B1
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Martin Becker
Ralf-Udo Husemann
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Mitsubishi Power Europe GmbH
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Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B21/00—Water-tube boilers of vertical or steeply-inclined type, i.e. the water-tube sets being arranged vertically or substantially vertically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/04—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler and characterised by material, e.g. use of special steel alloy

Claims (15)

  1. Paroi de membrane (1) d'un grand générateur de vapeur comprenant une pluralité de liaisons tube-entretoise-tube et/ou de liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles les tubes de la liaison tube-entretoise-tube ou les tubes à ailettes de la liaison de tubes à ailettes sont constituées d'un matériau de type acier avec une structure ferritique-bainitique, martensitique ou austénitique ou d'un alliage à base de nickel et l'entretoise reliant les tubes de la liaison tube-entretoise-tube ou de la liaison des tubes à ailettes est constituée, entièrement ou en combinaison, d'un matériau de type acier avec une structure ferritique-bainitique, austénitique ou martensitique ou d'un alliage à base de nickel, la paroi de membrane (1) comprenant au moins partiellement des zones dans lesquelles différents matériaux de type acier et/ou alliages à base de nickel sont reliées entre elles de manière adjacente sous la forme d'un matériau d'entretoise ou d'un matériau de tube ou sous la forme d'un matériau de tube à ailettes, et les zones adjacentes et reliées entre elles, constituées de différents matériaux d'entretoise et de matériaux de tube ou de matériaux d'ailettes, étant reliées entre elles au moyen d'une liaison soudée,
    caractérisée en ce que
    la paroi de membrane (1) comprend des zones adjacentes avec des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes constituées de différents matériaux et des zones adjacentes avec des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes constituées de matériaux identiques, plus particulièrement de même structure, et en ce que les différents matériaux d'entretoises ou de tubes ou les différents matériaux de tubes à ailettes présentent des coefficients de dilatation thermique comparables, ayant un écart entre eux de maximum +/- 20 %.
  2. Paroi de membrane selon la revendication 1, caractérisée en ce que les différents matériaux d'entretoises ou de tubes ou les différents matériaux de tubes à ailettes présentent des structures différentes.
  3. Paroi de membrane selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une portion d'entretoise d'une liaison tube-entretoise-tube ou d'une liaison de tubes à ailettes s'étend seulement sur une partie de la largeur de réglage de l'entretoise.
  4. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi de membrane (1) est constituée par endroits, plus particulièrement dans la zone partielle d'évacuation (2) du grand générateur de vapeur, de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles l'entretoise et le tube ou le tube à ailettes sont constitués d'un matériau de type acier avec une structure ferritique-bainitique, plus particulièrement de 7CrMoVTiB10-10 ou du T24,
    ou
    en ce que la paroi de membrane (1) est constituée par endroits, plus particulièrement dans une première zone partielle d'évaporateur (3) du grand générateur de vapeur au-dessus de la zone partielle d'évacuation (3), de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, chacune constituées d'un matériau de type acier martensitique, plus particulièrement de VM12 ou de T92 ou de X10CrWMoVNb9-2.
  5. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi de membrane (1), plus particulièrement dans la première zone partielle d'évaporateur (3), comprend au moins par endroits des liaisons tube-entretoise-tube, qui comprennent au moins un tube (9) présentant une structure martensitique, plus particulièrement de VM12 ou de T92, avec une entretoise (15, 16) soudée ou une ailette soudée constituée d'un alliage à base de nickel, de préférence avec une structure austénitique, plus particulièrement de A617 ou de HR6W,
    ou
    en ce que la paroi de membrane (1), plus particulièrement dans la première zone partielle d'évaporateur (3), comprend au moins par endroits des liaisons tube-entretoise-tube, qui comprennent une entretoise (10) avec une structure martensitique, plus particulièrement en VM12 ou en T92, avec un tube soudé constitué d'un alliage à base de nickel, de préférence avec une structure austénitique, plus particulièrement de A617 ou de HR6W.
  6. Paroi de membrane selon la revendication 5, caractérisée en ce que les zones des entretoises (15, 16) soudées ou des ailettes ou des tubes sont constituées, au niveau des côtés longitudinaux, d'un segment partiel de paroi de membrane (8, 8') constitué globalement d'un matériau de type acier avec une structure martensitique, plus particulièrement de VM12 ou de T92.
  7. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi de membrane (1), plus particulièrement dans la première zone partielle d'évaporateur (3), est constituée au moins par endroits de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles, au niveau de portions tube-entretoise-tube ou de portions de tubes à ailettes constituées d'un matériau à structure martensitique, plus particulièrement de VM12 ou de T92, sont soudées des portions de tubes (13) ou des portions de tubes à ailettes et/ou des portions d'entretoises (14) constituées d'un alliage à base de nickel, de préférence avec une structure austénitique, plus particulièrement de A617 ou de HR6W,
    de préférence
    les zones des portions de tubes (13) soudées ou les portions de tubes à ailettes et/ou les portions d'entretoises (14) sont formées le long du côté supérieur et/ou inférieur (11, 12) d'un segment partiel de paroi de membrane (8, 8') avec une structure martensitique, plus particulièrement de VM12 ou de T92.
  8. Paroi de membrane selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisée par un segment partiel de paroi de membrane (8, 8') constitué globalement d'un matériau de type acier avec une structure martensitique, qui comprend, le long de son côté supérieur et inférieur (11, 12), des portions de tubes (13) et/ou des portions d'entretoises (14) ou des portions de tubes à ailettes soudées et, le long de ses côtés longitudinaux, des zones d'entretoises ou d'ailettes (15, 16) en matériau de type alliage à base de nickel,
    de préférence
    les portions ou zones de la paroi de membrane (1) ou des segments partiels de la paroi de membrane (8, 8'), comprenant un tube constitué d'un matériau de type alliage à base de nickel et/ou une entretoise constitué d'un matériau de type alliage à base de nickel, comprenant chacune plusieurs tubes et/ou entretoises.
  9. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi de membrane (1) est constituée par endroits, plus particulièrement dans une deuxième zone partielle d'évaporateur (4) du grand générateur de vapeur, de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles l'entretoise et le tube ou le tube à ailettes sont constitués chacun d'un alliage à base de nickel avec une structure austénitique, plus particulièrement de A617 ou de HR6W,
    ou
    en ce que la paroi de membrane (1), plus particulièrement dans la zone de transition entre la première zone partielle d'évaporateur (3) et la deuxième zone partielle d'évaporateur (4), est constituée au moins par endroits d'un segment partiel de paroi de membrane (8, 8') constitué d'un matériau de type acier avec une structure martensitique, plus particulièrement de VM12 ou de T92, avec une zone ou portion soudée en alliage à base de nickel, de préférence avec une structure austénitique, plus particulièrement en A617 ou en HR6W,

    ou
    en ce que la paroi de membrane (1) est constituée par endroits, plus particulièrement dans une première zone partielle (5) du grand générateur de vapeur avec un tubage vertical, est constitué de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles l'entretoise et le tube ou le tube à ailettes sont constitués chacun d'un alliage à base de nickel, de préférence avec une structure austénitique, plus particulièrement de A617 ou de HR6W, ou
    en ce que la paroi de membrane (1) est constituée par endroits, plus particulièrement dans une deuxième zone partielle (6) du grand générateur de vapeur avec un tubage vertical, de préférence au niveau des surchauffeurs, au moins par endroits de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, qui comprennent chacune un tube en alliage à base de nickel, plus particulièrement de A617, avec une entretoise soudée constituée d'un alliage à base de nickel différent de celui-ci, plus particulièrement du HR6W, les deux matériaux présentant de préférence une structure austénitique,
    ou
    en ce que la paroi de membrane (1) est constituée par endroits, plus particulièrement dans une troisième zone partielle (7) du grand générateur de vapeur, au moins par endroits de liaisons tube-entretoise-tube ou de liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles l'entretoise et le tube adjacent ou les tubes à ailettes adjacents sont constitués chacun d'un matériau de type acier avec une structure ferritique-bainitique, plus particulièrement de 7CrMoVTiB10-10.
  10. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans la zone partielle d'évacuation (2) et/ou dans la première zone partielle d'évaporateur (3) et/ou dans la deuxième zone partielle d'évaporateur (4) et/ou dans la première zone partielle (5) avec tubage vertical et/ou dans la deuxième zone partielle (6) avec tubage vertical et/ou dans la troisième zone partielle (7) du grand générateur de vapeur, se trouvent respectivement des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles une entretoise et un tube adjacent à celle-ci ou deux zones à entretoises adjacentes de la liaison tube-entretoise-tube ou deux tubes à ailettes adjacents de la liaison de tubes à ailettes sont soudés entre eux à l'aide d'un matériau de type acier différent et/ou d'un alliage à base de nickel différent et/ou de matériaux avec des structures différentes.
  11. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans la zone partielle d'évacuation (2) et/ou dans la première zone partielle d'évaporateur (3) et/ou dans la deuxième zone partielle d'évaporateur (4) et/ou dans la première zone partielle (5) avec tubage vertical et/ou dans la deuxième zone partielle (6) avec tubage vertical et/ou dans la troisième zone partielle (7), se trouvent respectivement des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles une entretoise et un tube adjacent à celle-ci ou deux zones à entretoises adjacentes de la liaison tube-entretoise-tube ou deux tubes à ailettes adjacents de la liaison de tubes à ailettes sont soudés entre eux à l'aide du même matériau de type acier et/ou du même alliage à base de nickel et/ou de matériaux avec la même structure.
  12. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans au moins une des zones partielles d'évaporateur (3, 4) et des zones partielles (5, 6) avec tubage vertical, se trouvent respectivement des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles une entretoise et un tube adjacent à celle-ci ou deux zones d'entretoises adjacentes de la liaison tube-entretoise-tube ou deux tubes à ailettes adjacents de la liaison de tubes à ailettes sont respectivement soudés entre eux à l'aide d'un matériau de type acier différent et/ou d'un alliage à base de nickel différent, mais avec une structure identique ou similaire.
  13. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans la zone de transition entre la zone partielle d'évacuation (2) et la première zone partielle d'évaporateur (3) et/ou dans la zone de transition entre la première zone partielle d'évaporateur (3) et la deuxième zone partielle d'évaporateur (4) et/ou dans la zone de transition entre la deuxième zone partielle d'évaporateur (4) et la première zone partielle (5) avec tubage vertical et/ou dans la zone de transition entre la première zone partielle (5) avec tubage vertical et la deuxième zone partielle (6) avec tubage vertical et/ou dans la zone de transition entre la deuxième zone partielle (6) avec tubage vertical et la troisième zone partielle (7) du grand générateur de vapeur, se trouvent respectivement des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles une entretoise et un tube d'une zone partielle (2 à 6) sont respectivement soudés avec une entretoise adjacente et/ou un tube adjacent d'une autre zone partielle (3 à 7) à l'aide d'un matériau de type acier différent et/ou d'un alliage à base de nickel différent et/ou de matériaux de structures différentes.
  14. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans la zone de transition entre la deuxième zone partielle d'évaporateur (4) et la première zone partielle (5) avec tubage vertical et/ou dans la zone de transition entre la première zone partielle (5) avec tubage vertical et la deuxième zone partielle (6) avec tubage vertical, se trouvent respectivement des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles une entretoise et un tube d'une zone partielle (4, 5) sont respectivement soudés avec une entretoise adjacente et/ou un tube adjacent d'une autre zone partielle (5, 6) à l'aide du même matériau de type acier et/ou du même alliage à base de nickel et/ou d'un matériau de structure identique.
  15. Paroi de membrane selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que, dans au moins une zone de transition entre une zone partielle d'évaporateur (4) ou une zone partielle (5) avec tubage vertical et une zone partielle (5, 6) avec tubage vertical, se trouvent respectivement des liaisons tube-entretoise-tube ou des liaisons de tubes à ailettes, dans lesquelles une entretoise et/ou un tube d'une zone partielle (4, 5) sont respectivement soudés avec une entretoise adjacente et/ou un tube adjacent d'une autre zone partielle (5, 6) à l'aide d'un matériau de type acier différent et/ou d'un alliage à base de nickel différent, mais avec une structure identique ou similaire.
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