WO2003081128A1 - Foyer de chaudière a lit fluidise comprenant deux soles séparées par un entrejambe - Google Patents

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Alstom (Switzerland) Ltd.
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    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B31/00Modifications of boiler construction, or of tube systems, dependent on installation of combustion apparatus; Arrangements of dispositions of combustion apparatus
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    • F22B31/0015Modifications 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 water tube type
    • F22B31/003Modifications 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 water tube type with tubes surrounding the bed or with water tube wall partitions
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C10/00Fluidised bed combustion apparatus
    • F23C10/005Fluidised bed combustion apparatus comprising two or more beds

Definitions

  • Fluidized bed boiler hearth comprising two hearths separated by a crotch
  • the invention relates to a fluidized bed boiler hearth comprising two hearths separated by a crotch at the bottom of the hearth, and at least one panel of heat exchange tubes.
  • a stove of the type indicated above for a circulating fluidized bed boiler is known in particular from patent applications FR-9103700 and FR-9011859. It is known practice to install inside a fluidized bed boiler hearth one or more panels of heat exchange tubes through which a heat transfer fluid such as water or an emulsion of water and steam passes. Each panel of tubes is arranged conventionally perpendicular to the side walls of the hearth, being fixed or not. However, in the case of a hearth comprising two hearths separated by a crotch, such an arrangement has the disadvantage of limiting the number of panels that can be installed on the side walls of the hearth without hindering the circulation of particles towards the cyclones provided on these side walls.
  • the object of the invention is to provide another arrangement of the panels of heat exchange tubes which takes advantage of the structure of a fireplace having in its lower part a crotch.
  • the hearth for a fluidized bed boiler according to the invention is characterized in that the panel of heat exchange tubes is arranged vertically above said crotch and perpendicular to the longitudinal direction of said hearths. In this way, it does not interfere with the balance of the load in the hearth.
  • a plurality of panels can be arranged in a row on the top of the crotch, being regularly spaced from each other in said longitudinal direction so as to leave sufficient circulation spaces for particles not creating pressure imbalances at the inside the home.
  • the tubes forming a panel are the extension of the tubes forming the crotch which avoids the formation of bushings in the crotch.
  • a hearth according to the invention can also comprise an alternation of panels whose tubes are the extension of the tubes forming the crotch and of panels whose tubes are connected to a collector arranged under the crotch. There will therefore be panels powered by the fluid circulating in the walls of the hearth and panels supplied either by the same fluid or by another heat transfer fluid.
  • each tube panel is fixed to the ceiling of the hearth so that the tube panel can, if necessary, be put in traction between the crotch and the ceiling of the hearth to limit the vibrations produced by the circulation of the fluid of the the panel tubes.
  • FIG. 1 is a very schematic view of a hearth according to the invention in longitudinal section showing a panel of tubes disposed on the crotch of the hearth.
  • Figure 2 is a very schematic top view of the hearth showing the arrangement of several tube panels on the crotch of the hearth.
  • Figure 3 illustrates very schematically the formation of a tube panel with the tubes forming the crotch of the hearth.
  • the hearth illustrated in FIG. 1 is a hearth for a circulating fluidized bed (LFC) boiler, the lower part of which forms a crotch 1 separating two floors 2,3 of the hearth. Exits from the hearth to cyclones are indicated by the references 4,5. The exits to the cyclones are usually arranged on the side walls of the hearth and a crotch hearth may have four or more exits to the cyclones arranged on either side of the crotch.
  • LFC circulating fluidized bed
  • the hearth according to the invention is equipped with at least one panel 6 of heat exchange tubes which is arranged vertically on the top of the crotch 1 and perpendicular to the longitudinal direction A of the floors 2 and 3 which does not interfere not the flow of gases and particles indicated by the arrows GP and does not create a pressure imbalance in the fireplace.
  • Each panel 6 of heat exchange tubes is fixed to the ceiling 7 of the hearth and is put in tension between the ceiling and the crotch to avoid untimely vibrations of the tubes of the panel during the operation of the hearth.
  • FIG. 1 shows an inlet manifold 8 placed under the crotch 6 and an outlet manifold 9 placed on top of the ceiling 7 of the hearth to which the tubes of the panel 6 are connected.
  • a large number of panels 6 of tubes can be arranged in a row on top of the crotch 1, being evenly spaced from one another along the crotch 1.
  • the tubes forming the heat exchange panels 6 can be an extension of the tubes forming the crotch of the hearth. It is also possible to have an alternation of panels 6 whose tubes are the extension of the tubes forming the crotch of the hearth and of panels whose tubes are connected to the inlet manifold 8.
  • FIG. 3 illustrates a panel 6A (seen from above), the tubes 10 of which are the extension of the tubes 11 forming the crotch 1 and a panel 6B (seen from above), the tubes 12 of which are connected to the inlet manifold 8 (not shown).
  • the topology of the tubes forming the crotch 1 shown in FIG. 3 is only a nonlimiting example for the invention.
  • the arrangement of the panels 6 according to the invention is suitable both for a flat crotch as illustrated in FIG. 1 and for an inverted V-shaped crotch. Furthermore, in the example shown, the exits 4,5 to the cyclones are located on the lateral faces 13,14; they could be located on the transverse lateral faces 15 and 16

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Abstract

Le foyer de chaudière à lit fluidisé ayant deux soles (2,3) séparées par un entrejambe (1) à la partie inférieure du foyer comprend un ou plusieurs panneaux (6) de tubes d'échange de chaleur disposés chacun verticalement au dessus de l'entrejambe du foyer et perpendiculairement à la direction longitudinale (A) desdites soles.

Description

Foyer de chaudière à lit fluidisé comprenant deux soles séparées par un entrejambe
L'invention concerne un foyer de chaudière à lit fluidisé comprenant deux soles séparées par un entrejambe à la partie inférieure du foyer, et au moins un panneau de tubes d'échange de chaleur.
Un foyer du genre indiqué ci-dessus pour chaudière à lit fluidisé circulant est connu notamment des demandes de brevet FR-9103700 et FR-9011859. Il est connu d'installer à l'intérieur d'un foyer de chaudière à lit fluidisé un ou plusieurs panneaux de tubes d'échange de chaleur parcourus par un fluide caloporteur comme de l'eau ou une émulsion d'eau et de vapeur. Chaque panneau de tubes est disposé conventionnellement perpendiculairement aux parois latérales du foyer en y étant fixé ou non. Toutefois, pour le cas d'un foyer comprenant deux soles séparées par un entrejambe, une telle disposition a pour inconvénient de limiter le nombre de panneaux pouvant être installés sur les parois latérales du foyer sans entraver la circulation des particules vers les cyclones prévues sur ces parois latérales.
L'objet de l'invention est de proposer une autre disposition des panneaux de tubes d'échange de chaleur qui tire profit de la structure d'un foyer ayant dans sa partie inférieure un entrejambe. Le foyer pour chaudière à lit fluidisé selon l'invention est caractérisé en ce que le panneau de tubes d'échange de chaleur est disposé verticalement au-dessus dudit entrejambe et perpendiculairement à la direction longitudinale desdites soles. De cette façon, ça ne gène pas l'équilibre de la charge dans le foyer. Une pluralité de panneaux peuvent être disposés en une rangée sur le dessus de l'entrejambe en étant espacés régulièrement les uns des autres selon ladite direction longitudinale de manière à laisser des espaces de circulation suffisants pour les particules ne créant pas de déséquilibres de pression à l'intérieur du foyer.
Dans un mode de réalisation particulier du foyer selon l'invention, les tubes formant un panneau sont le prolongement des tubes formant l'entrejambe ce qui évite la formation de traversées dans l'entrejambe. Un foyer selon l'invention peut également comprendre une alternance de panneaux dont les tubes sont le prolongement des tubes formant l'entrejambe et de panneaux dont les tubes sont raccordés à un collecteur disposé sous l'entrejambe. Il y aura donc des panneaux alimentés par le fluide circulant dans les parois du foyer et des panneaux alimentés soit par le même fluide soit par un autre fluide caloporteur.
De préférence, chaque panneau de tubes est fixé au plafond du foyer de telle manière que le panneau de tubes puisse, si nécessaire, être mis en traction entre l'entrejambe et le plafond du foyer pour limiter les vibrations produites par la circulation du fluide des les tubes des panneaux.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures schématiques du dessin annexé, un foyer pour chaudière à lit fluidisé selon l'invention. La figure 1 est une vue très schématique d'un foyer selon l'invention en coupe longitudinale montrant un panneau de tubes disposé sur l'entrejambe du foyer.
La figure 2 est une vue très schématique du dessus du foyer montrant la disposition de plusieurs panneaux de tubes sur l'entrejambe du foyer. La figure 3 illustre de façon très schématique la formation d'un panneau de tubes avec les tubes formant l'entrejambe du foyer.
Le foyer illustré sur la figure 1 est un foyer pour chaudière à lit fluidisé circulant (LFC) dont la partie inférieure forme un entrejambe 1 séparant deux soles 2,3 du foyer. Les sorties du foyer vers des cyclones sont indiquées par les références 4,5. Les sorties vers les cyclones sont habituellement disposées sur les parois latérales du foyer et un foyer à entrejambe peut comporter quatre ou plus sorties vers les cyclones disposées de part et d'autre de l'entrejambe.
Le foyer selon l'invention est équipé d'au moins un panneau 6 de tubes d'échange de chaleur qui est disposé verticalement sur le dessus de l'entrejambe 1 et perpendiculairement à la direction longitudinale A des soles 2 et 3 ce qui ne gêne pas la circulation des gaz et particules indiquée par les flèches GP et ne crée pas de déséquilibre de pression dans le foyer. Chaque panneau 6 de tubes d'échange de chaleur est fixé au plafond 7 du foyer et est mis en traction entre le plafond et l'entrejambe pour éviter les vibrations intempestives des tubes du panneau lors du fonctionnement du foyer.
Sur la figure 1 , on a représenté un collecteur d'entrée 8 placé sous l'entrejambe 6 et un collecteur de sortie 9 placé sur le dessus du plafond 7 du foyer auxquels sont raccordés les tubes du panneau 6. Comme visible sur la figure 2, un grand nombre de panneaux 6 de tubes peuvent être disposés en rangée sur le dessus de l'entrejambe 1 en étant espacés régulièrement les uns des autres le long de l'entrejambe 1.
Les tubes formant les panneaux 6 d'échange de chaleur peuvent être le prolongement des tubes formant l'entrejambe du foyer. Il est également possible d'avoir une alternance de panneaux 6 dont les tubes sont le prolongement des tubes formant l'entrejambe du foyer et de panneaux dont les tubes sont raccordés au collecteur d'entrée 8. La figure 3 illustre un panneau 6A (vu de dessus) dont les tubes 10 sont le prolongement des tubes 11 formant l'entrejambe 1 et un panneau 6B (vu de dessus) dont les tubes 12 sont raccordés au collecteur d'entrée 8 (non représenté). Bien entendu, la topologie des tubes formant l'entrejambe 1 montrée sur la figure 3 n'est qu'un exemple non limitatif pour l'invention. La disposition des panneaux 6 selon l'invention convient tant pour un entrejambe plan comme illustré sur la figure 1 qu'un entrejambe en forme de V inversé. Par ailleurs, dans l'exemple représenté, les sorties 4,5 vers les cyclones sont situées sur les faces latérales 13,14 ; elles pourraient être situées sur les faces latérales transversales 15 et 16

Claims

REVENDICATIONS
1/ Un foyer de chaudière à lit fluidisé comprenant deux soles (2,3) séparées par un entrejambe (1 ) à la partie inférieure du foyer, et au moins un panneau (6) de tubes d'échange de chaleur, caractérisé en ce que le panneau de tubes est disposé verticalement au-dessus dudit entrejambe et perpendiculairement à la direction longitudinale (A) des dites soles.
2/ Le foyer selon la revendication 1 , comprenant une rangée de panneaux (6) de tubes espacés régulièrement les uns des autres selon ladite direction longitudinale.
3/ Le foyer selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel les tubes formant un panneau (6A) sont le prolongement des tubes formant l'entrejambe.
4/ Le foyer selon la revendication 1 à 3, comprenant une alternance de panneaux (6A) dont les tubes sont le prolongement des tubes formant l'entrejambe et de panneaux (6B) dont les tubes sont raccordés à un collecteur (8) disposé sous l'entrejambe.
5/ Le foyer selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant un plafond (7) auquel est fixé chaque panneau (6,6A,6B) de tubes de telle manière que le panneau de tubes puisse être mis en traction entre l'entrejambe et le plafond du foyer.
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