FR2667133A1 - Device for cooling the wall of a fluidized-bed boiler combustion chamber in a middle zone - Google Patents

Device for cooling the wall of a fluidized-bed boiler combustion chamber in a middle zone Download PDF

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Abstract

Device for cooling the wall of a fluidized-bed boiler combustion chamber in a middle zone of inverted V-shaped overall vertical cross-section for joining between inverted truncted-pyramidal lower parts above two parallel sole plates (5, 6) and an upper part of rectangular cross-section, the front (1) and rear (2) faces of which are parallel to the ridge (11) of the inverted V, and the lateral faces (3, 4) of which are perpendicular to this ridge, the said wall being equipped with heat exchange tubes through which water or a water and steam emulsion flows, characterized in that the heat exchange tubes (16, 18, 21, 22) are essentially horizontal and located in the flanks of the lower inverted truncated-pyramidal parts in the extension of the inverted V, and emerging into tubes (17, 19, 23, 24) lining the lateral faces perpendicular to its ridge. Possibility of effecting cooling by natural circulation.

Description

Dispositif de refroidissement de la paroi d'un foyer de chaudière à lit fluidisé dans une zone médiane
La présente invention concerne un dispositif de refroidissement de la paroi d'un foyer de chaudière à lit fluidisé dans une zone médiane de section droite verticale en forme générale de V renversé de jonction entre des parties inférieures en tronc de pyramide renversé au-dessus de deux soles parallèles et une partie supérieure de section droite rectangulaire, à faces avant et arrière parallèles à l'arête du V renversé, et faces latérales perpendiculaires à cette arête, ladite paroi étant munie de tubes d'échange de chaleur parcourus par de l'eau ou une émulsion d'eau et de vapeur.Device for cooling the wall of a fluidized bed boiler hearth in a central zone
The present invention relates to a device for cooling the wall of a fluidized bed boiler hearth in a median zone of vertical cross section in the general shape of an inverted V junction between the lower parts in the trunk of an pyramid overturned above two parallel sole and an upper part of rectangular cross section, with front and rear faces parallel to the edge of the inverted V, and lateral faces perpendicular to this edge, said wall being provided with heat exchange tubes traversed by water or a water and steam emulsion.

On n'avait jusqu'ici pas trouvé de solution satisfaisante pour assurer le refroidissement de cette zone en circulation naturelle de l'eau ou de l'émulsion d'eau et de vapeur à réchauffer et vaporiser. Il fallait donc y disposer des tubes alimentés à l'aide de pompes en circulation forcée à partir des tubes tapissant les parois verticales du foyer par des tronçons comportant une partie descendante. Until now, no satisfactory solution has been found to ensure the cooling of this zone in natural circulation of water or of the emulsion of water and steam to be heated and vaporized. It was therefore necessary to have there tubes supplied with the aid of pumps in forced circulation from the tubes lining the vertical walls of the hearth by sections comprising a descending part.

La présente invention a pour but de procurer un dispositif de refroidissement d'une telle zone en circulation naturelle, à l'aide d'un système tubulaire continu ne comportant aucun élément descendant. The object of the present invention is to provide a device for cooling such a zone in natural circulation, using a continuous tubular system comprising no descending element.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les tubes d'échange de chaleur sont essentiellement horizontaux et disposés dans les flancs des parties inférieures en tronc de pyramide renversée dans le prolongement du V inversé, et débouchent dans des tubes tapissant les faces latérales perpendiculaires à son arête. The device according to the invention is characterized in that the heat exchange tubes are essentially horizontal and arranged in the sides of the lower parts in the form of an inverted pyramid trunk in the extension of the inverted V, and open into tubes lining the lateral faces perpendicular to its edge.

Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes - Les tubes d'échange de chaleur de la zone médiane sont reliés aux tubes disposés dans les flancs des parties inférieures en tronc de pyramide renversé par l'intermédiaire d'un collecteur disposé sous la paroi de la zone médiane, à la verticale de l'arête du V inversé. It also preferably meets at least one of the following characteristics - The heat exchange tubes in the middle zone are connected to the tubes arranged in the sides of the lower parts in the form of an inverted pyramid trunk by means of a collector placed under the wall of the middle zone, vertical to the edge of the inverted V.

- Au moins la majeure partie des tubes sont en forme d'épingle à cheveux.- At least most of the tubes are shaped like a hairpin.

- Les tubes en épingle à cheveux sont deux à deux symétriques par rapport au plan de symétrie parallèle aux faces latérales du foyer. - The hairpin tubes are two to two symmetrical about the plane of symmetry parallel to the side faces of the fireplace.

- Certains des tubes, disposés au voisinage de l'arête du V inversé, sont rectilignes et alimentés par leur milieu.- Some of the tubes, arranged in the vicinity of the edge of the inverted V, are rectilinear and supplied by their center.

- Les tubes en épingle à cheveux sont alimentés par leurs extrémités au voisinage des faces latérales du foyer.- The hairpin tubes are supplied by their ends in the vicinity of the side faces of the hearth.

- Les flancs de la partie de la zone médiane les plus proches de l'arête font un angle plus élevé avec un plan vertical que ceux de la partie de la zone médiane plus éloignée de l'arête.- The sides of the part of the median zone closest to the edge make a higher angle with a vertical plane than those of the part of the median zone more distant from the edge.

Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures schématiques du dessin annexé, un dispositif de refroidissement selon l'invention. It is described below, by way of example and with reference to the schematic figures of the accompanying drawing, a cooling device according to the invention.

La figure 1 représente la disposition générale de la zone médiane séparant les deux jambages inférieurs d'un foyer de chaudière à deux soles séparées comportant le dispositif de l'invention. FIG. 1 represents the general arrangement of the middle zone separating the two lower legs of a boiler hearth with two separate hearths comprising the device of the invention.

La figure 2 représente à plus grande échelle la disposition d'un collecteur et des tubes dans cette zone. Figure 2 shows on a larger scale the arrangement of a collector and tubes in this area.

Dans la figure 1, le foyer comporte les deux faces avant 1 et arrière 2, et les faces latérales 3 et 4. Ses deux soles sont séparées par un intervalle 7, de sorte que les deux parties inférieures du foyer en forme de jambages comportent des flancs inclinés 8 et 9 se raccordant dans la zone supérieure 10 le long d'une arête 11, parallèle aux faces avant et arrière du foyer. In FIG. 1, the hearth comprises the two front 1 and rear 2 faces, and the lateral faces 3 and 4. Its two hearths are separated by an interval 7, so that the two lower parts of the hearth in the form of jambs have inclined sides 8 and 9 connecting in the upper zone 10 along an edge 11, parallel to the front and rear faces of the hearth.

Dans la figure 2, le collecteur 12 d'alimentation en eau ou émulsion d'eau et de vapeur de refroidissement est disposé dans le plan de symétrie du foyer parallèle à ses faces avant et arrière 1 et 2, à l'abri des fumées du foyer. Il est relié de part et d'autre à des tubes d'arrivée 13, 14 disposés sur les flancs 8, 9, appelés "rampants de voûte", inclinés à 240 sur la verticale, et il alimente lui-même des tubes tels que 15 de liaison avec des tubes en épingle à cheveux tels que 16, 18 disposés sur la paroi de la zone supérieure. Les tubes 16, 18 sont reliés de façon connue par des ailettes soudées, non représentées, et se raccordent à des tubes verticaux tels que 17, 19 qui s'élèvent le long des faces latérales 3, 4 du foyer. In FIG. 2, the manifold 12 for supplying water or an emulsion of water and cooling vapor is arranged in the plane of symmetry of the hearth parallel to its front and rear faces 1 and 2, away from the smoke of the foyer. It is connected on both sides to inlet tubes 13, 14 arranged on the sides 8, 9, called "vault crawlers", inclined at 240 on the vertical, and it itself feeds tubes such as 15 for connection with hairpin tubes such as 16, 18 arranged on the wall of the upper zone. The tubes 16, 18 are connected in a known manner by welded fins, not shown, and are connected to vertical tubes such as 17, 19 which rise along the lateral faces 3, 4 of the hearth.

Le collecteur 12 est également relié au voisinage du plan de symétrie parallèle aux faces latérales 3, 4 du foyer par des tubes verticaux tels que 20 à des tubes droits horizontaux tels que 21, 22 divergeant de part et d'autre de ce plan de symétrie, et disposés dans la zone 10 près de l'arête supérieure 11, qui débouchent dans les tubes verticaux 23, 24 des faces latérales. Les tubes tels que 21, 22 sont disposés de préférence sur des portions de face faisant un angle plus élevé, par exemple de 550, avec la verticale, de sorte que l'arête 11 de la figure 1 est alors une arête virtuelle. Ces tubes sont également reliés par des ailettes, non représentées. The manifold 12 is also connected in the vicinity of the plane of symmetry parallel to the lateral faces 3, 4 of the hearth by vertical tubes such as 20 to straight horizontal tubes such as 21, 22 diverging on either side of this plane of symmetry , and arranged in the area 10 near the upper edge 11, which open into the vertical tubes 23, 24 from the side faces. The tubes such as 21, 22 are preferably arranged on face portions making a greater angle, for example of 550, with the vertical, so that the edge 11 of FIG. 1 is then a virtual edge. These tubes are also connected by fins, not shown.

Cette disposition des tubes d'échange de chaleur dans la partie supérieure de la zone en forme de V renversé séparant les deux parties inférieures du foyer permet d'assurer une circulation naturelle de l'eau ou de l'émulsion d'eau et de vapeur dans les tubes, tout en protégeant complètement les parois correspondantes et le collecteur d'alimentation du rayonnement du foyer.  This arrangement of the heat exchange tubes in the upper part of the inverted V-shaped zone separating the two lower parts of the hearth ensures natural circulation of water or of the emulsion of water and steam in the tubes, while completely protecting the corresponding walls and the supply collector from the radiation of the hearth.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1/ Dispositif de refroidissement de la paroi d'un foyer de chaudière à lit fluidisé dans une zone médiane de section droite verticale en forme générale de V inversé de jonction entre des parties inférieures en tronc de pyramide renversé au-dessus de deux soles parallèles (5, 6) et une partie supérieure de section droite rectangulaire, à faces avant (1), et arrière (2) parallèles à l'arête (11) du V inversé, et faces latérales (3, 4) perpendiculaires à cette arête, ladite paroi étant munie de tubes d'échange de chaleur parcourus par de l'eau ou une émulsion d'eau et de vapeur, caractérisé en ce que les tubes d'échange de chaleur (16, 18, 21, 22) sont essentiellement horizontaux et disposés dans les flancs des parties inférieures en tronc de pyramide renversée dans le prolongement du V inversé, et débouchent dans des tubes (17, 19, 23, 24) tapissant les faces latérales perpendiculaires à son arête.1 / Device for cooling the wall of a fluidized bed boiler hearth in a median section of vertical cross section in the general shape of an inverted V junction between lower parts in the trunk of an inverted pyramid above two parallel hearths ( 5, 6) and an upper part of rectangular cross section, with front (1) and rear (2) faces parallel to the edge (11) of the inverted V, and lateral faces (3, 4) perpendicular to this edge, said wall being provided with heat exchange tubes traversed by water or a water and steam emulsion, characterized in that the heat exchange tubes (16, 18, 21, 22) are essentially horizontal and arranged in the sides of the lower parts in the trunk of an inverted pyramid in the extension of the inverted V, and open into tubes (17, 19, 23, 24) lining the lateral faces perpendicular to its edge. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes d'échange de chaleur de la zone médiane sont reliés aux tubes disposés dans les flancs des parties inférieures en tronc de pyramide renversé par l'intermédiaire d'un collecteur (12) disposé sous la paroi de la zone médiane, à la verticale de l'arête du V inversé.2 / Device according to claim 1, characterized in that the heat exchange tubes of the middle zone are connected to the tubes arranged in the sides of the lower parts in the trunk of an inverted pyramid by means of a collector (12) placed under the wall of the middle zone, vertical to the edge of the inverted V. 3/ Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'au moins la majeure partie des tubes (16, 18) sont en forme d'épingle à cheveux.3 / Device according to claims 1 or 2, characterized in that at least the major part of the tubes (16, 18) are in the form of a hairpin. 4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les tubes en épingle à cheveux sont deux à deux symétriques par rapport au plan de symétrie parallèle aux faces latérales (3, 4) du foyer.4 / Device according to claim 3, characterized in that the hairpin tubes are two by two symmetrical with respect to the plane of symmetry parallel to the side faces (3, 4) of the hearth. 5/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que certains des tubes (21, 22), disposés au voisinage de l'arête du V inversé, sont rectilignes et alimentés par leur milieu.5 / Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that some of the tubes (21, 22), arranged in the vicinity of the edge of the inverted V, are rectilinear and supplied by their middle. 6/ Dispositif selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les tubes en épingle à cheveux (16, 18) sont alimentés par leurs extrémités au voisinage des faces latérales du foyer.6 / Device according to claims 2 and 3, characterized in that the hairpin tubes (16, 18) are fed by their ends in the vicinity of the side faces of the hearth. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les flancs de la partie (10) de la zone médiane les plus proches de l'arête font un angle plus élevé avec un plan vertical que ceux de la partie de la zone médiane plus éloignée de 1' arête. 7 / Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the sides of the part (10) of the middle zone closest to the edge make a higher angle with a vertical plane than those of the part from the middle zone further from the edge.
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