Brevet FR2009266A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne une chaudière de récupération, plus spécialement destinée à refroidir les gaz résultant du craquage d'hydrocarbures. On connaît différents modes de réalisation de ces chau aières, notamment ceux qui comprennent dans leur construction de principe une gaine de passage des gaz où sont incorporés des tubes échangeurs parallèles à l'axe de ladite gaine et servant à refroidir les gaz. Les chaudières de ce type sont peu propres à refroidir les gaz de craquage lorsqu'on y exige des températures de sortie précises et quand, d'autre part, les températures d'entrée des gaz à refroidir ou les conditions d'exploitation desdites chaudières varient. On demande en effet que la température de sortie des gaz soit bien définie quand il faut amener ceux-ci, une fois refroidis, avec des températures déterminées à des opérations chimiques ultérieures, pour lesquelles il faut respecter des conditions thermodynamiques bien définies de pression et température. L'invention a pour but la création d'une chaudiere de récupération où l'on puisse obtenir, sans difficulté et même avec fluctuation des températures d'entrée ou des conditions d'exploitation, des températures de sortie bien définies pour les gaz refroidis. Selon l'invention, une chaudière du type décrit se décompose en deux parties qui se succèdent dans le sens de circulation des gaz et dont l'une au moins présente un conduit de by-pass qui, exempt ou pratiquement exempt de tubes échangeurs incorporés, comporte une soupape ou une vanne à tiroir associée de commande. On parvient, grâce à l'invention, à mettre au point à des valeurs bien définies les températures de sortie en réglant Ya soupape ou la vanne selon la fluctuation des températures-d'en- trée ou des conditions d'exploitation. I1 passe en effet un courant dérivé de gaz à refroidir dans le conduit de by-pass, qui rejoint donc les gaz refroidis avec une température beaucoup plus élevée; on peut ainsi ajuster à la valeur voulue la température de sortie, qui n'est autre que celle du mélange de ces deux courants gazeux. I1 existe plus en détail plusieurs possibilités dans le cadre de l'invention. C'est ainsi que, dans une forme d'exécution préférentielle qui permet d'obtenir des conditions très nettes tant au point de vue construction qu'en ce qui concerne l'échange calorifique, le conduit de by-pass est un canal d'écoulement central, coaxial au corps de la chaudière quand les parties de celleci sont cylindriques. En général, on choisit une disposition telle que la deuxième partie de la chaudière comporte le conduit de dérivation, doté en bout de sa soupape ou vanne à tiroir de commande, dont le dispositif de manoeuvre se trouve hors du couvercle ou du fond de la partie correspondante. Cette forme a'exécution est excellente au point de vue régulation ou commande, parce que la mise au point de la température de sortie par mélange s'y effectue en fin de refroidissement. La configuration des diverses parties de la chaudière de récupération considérée est en principe auelconque. Dans un mode de réalisation préféré, avantageux parce qu'il est possible d'y obtenir un très grand refroidissement avec des chaudières très courtes et, ainsi, avec des durées très faibles de séjour des gaz à refroidir, les parties de la chaudière, outre leur configuration déjà décrite, comprennent du reste un corps externe, un corps interne assemblé par soudage de tubes échangeurs, des tubes de descente situés dans l'espace annulaire compris entre les corps interne et externe, ainsi que d'autres tubes échangeurs disposés dans l'enceinte du corps interne. Les tubes échangeurs sont alors joints par faisceaux à des collecteurs par exemple annulaires et l'enceinte du corps interne sert de canal d'écoulement. L'espace annulaire communique avec le canal d'écoulement au point de vue pression en étant dépourvu de gaz au moyen de chicanes directrices Ce dernier point est avantage parce que, sous cette forme, le canal d'écoulement constitué par assemblage de tubes échangeurs soudés doit certes supporter la pression de l'agent contenu dans ces tubes, mais n'a pas besoin d'hêtre réalisé pour sa part en tant que réservoir sous pression La pression est au contraire reprise par le corps externe q'on peut concevoir convenablement sans difficulté. Le conduit de by-pass est alors de préférence lui aussi assemblé par soudage de tubes échangeurs. En général, les deux parties de la chaudière sont adjacentes et jointes par un conduit de circulation en U. Les isolations, revêtements réfractaires et autres éléments analogues usuels dans la construction des chaudières, également adjoints à la chaudière conforme à l'invention, manquent généralement sur les tubes échangeurs et ne sont donc prévus que dans les zones d'entrée ou de sortie des gaz ou dans la région du conduit en U. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident surtout dans le fait qu'on peut garantir avec cette chaudière, indépendamment des fluctuations des températures d'entrée des gaz à refroidir , ainsi que des différences de conditions d'exploitation de ladite chaudière, une température de sortie donnée d l'avance, la soupape ou vanne de by-pass se commandant ou se réglant selon la valeur souhaitée pour ladite température de sortie. Cela s'effectue avec des moyens usuels dans les techniques de commande ou régulation et n'a pas besoin d'être décrit plis spécialement, d'autant que les commandes ou régulations de mélange correspondantes sont connues et ont fait leurs preuves en différents secteurs techniques. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment-la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 montre une vue en coupe partielle d'une chaudière de récupération conforme à l'invention. La figure 2 en est la coupe A-A. La figure 3 représente, en demi-coupeg une vue en plan, selon la flèche B de la chaudière de la figure 1. La chaudière qu'indiquent les figures est notamment destinée à refroidir des gaz de craquage. Elle comprend essentiellement un conduit 1 de gaz dans lequel sont disposés des tubes échangeurs 2 parallèles à son axe et baignés par le courant gazeux qu'on veut refroidir. La chaudière de récupération est alors divisée en deux parties 3, 4 qui se succèdent dans le sens de circulation des gaz. L'une au moins de ces parties, dans cet exemple la deuxième, désignée par le chiffre 4, possède un conduit de bypass ou déviation 5 exempt de tubes 2 incorporés et comportant une soupape ou une vanne à tiroir associée de commande 6. Le conduit 5 est dans cet exemple de réalisation un canal d'écoulement central et coaxial au corps 7 de la chau dièrex La vanne ou soupape 6 est située en bout de conduit 5; son dispositif de manoeuvre 8 sort du fond 15 de cette partie de chaudière 4. La soupape 6 est indiquée en position fermée sur la figure l. Si l'on abaisse la tige 8 de la soupape de bypass, cette dernière s'ouvre. Il y a donc ouverture d'un chemin de circulation pour une part plus ou moins grande des gaz à refroidir, avec contournement de l'éangeur de chaleur de la deuxième partie de la chaudière. On peut par conséquent mettre au point par mélange à toute valeur souhaitée la température de sortie. Les deux parties de la chaudière se composent pour leur part d'un corps externe 7, d'un corps interne 9 constitué par assemblage de tubes 2 soudés, de tubes de descente 10 disposés dans l'espace annulaire 12 intermédiaire entre.les corps 7 et 9, ainsi que d'autres tubes échangeurs 2 situés dans l'enceinte du corps-interne 9, ces derniers tubes étant joints par faisceaux aux collecteurs 11, dans cet exemple annulaires. L'enceinte du corps interne est agencée sous forme de canal 1 de passage des gaz, I'espace annulaire 12 étant exempt de ces gaz au moyen de chicanes directrices 16. Cet éspace 12 communique cependant avec le canal 1 au point de vue pression, si bien qu'on n'est pas oblige de consbruire ie corps 9 sous forine de réservoir résistajt à la pression. La disposition des collecteurs 11 se fait selon les conceptions généralement admises pour construire les chaudières et n'a pas besoin d'être traitée ici en particulier. Le conduit de dérivation 5 est également constitué par soudage de tubes 2 dans cet exemple. Les parties 3, 4 de la chaudière sont adjacentes et sont reliées par un conduit de circulation 13 en U. Les isolations et revêtements réfractaires 14 sont prévus comme à l'ordinaire. - REVENDICATIONS 1.- Chaudière de récupération, plus spécialement destinée à refroidir des gaz de craquage, comportant un conduit de passage des gaz, où sont incorporés des tubes échangeurs parallèles à l'axe dudit condudtet servant à refroidir les gaz, chaudière caractérisée par sa division en deux parties (3, 4) qui se succèdent dans le sens de circulation des gaz et dont l'une au moins présente un conduit de by-pass (5) exempt de tu bes échangeurs (2) et comportant une soupape ou vanne à tiroir (6) associée de commande. 2.- Chaudière selon la revendication 1, caractérisée par un conduit de by-pass (5) central et coaxial au corps de chaudière quand les parties (3, 4) de celles-ci sont cylindriques. 3. - Chaudière selon les revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que sa deuxième partie (4) comporte le conduit de by-pass (5), doté en bout-de la soupape ou de la van ne (6) dont le dispositif de manoeuvre (8) sort du couvercle ou du fond (15) de la partie Correspondante (4) de la chaudière. 4.- Chaudière selon les revendications 1 à 3, carac triste par le fait que ses parties (3,4) se composent du reste d'un corps externe (7), d'un corps interne (9) constitué par assemblage de tubes échangeurs (2) soudés entre eux, de tubes de descente (10) situés dans l'espace annulaire (12) compris entre les corps interne (9) et externe (7), ainsi que d'autres tubes échangeurs (2) disposés dans l'enceinte du corps interne (9), les tubes échangeurs (2) étant joints par faisceaux à des collecteurs (11), l'enceinte du corps interne (9) étant agencée sous forme de canal d'écoulement, l'espace annulaire (12) étant exempt de gaz au moyen de chicanes directrices (16), mais communiquant au point de vue pression avec le canal d'écoulement(l). 5.- Chaudière selon la revendication 4, caractéri sée par le fait que le conduit de by-pass (5) est également cons titué par soudage de tubes échangeurs (2). 6.- Chaudière selon la revendication 4, caractérisée par le fait que ses parties (3, 4) sont adjacentes et reliées par un conduit de circulation (13) en U.