Brevet FR2137034A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne un générateur de vapeur pressurisé, comprenant une chaudière suspendue au toit d'un bâtiment de chaufferie sur lequel reposent un (ou des) réchauffeur de l'air de combustion par échange de chaleur avec les fumées, au moins un ventilateur de refoulement de l'air frais de combustion, et une cheminée d'évacuation des fumées très proche du bâtiment, ou accolée ou intégrée à celui-ci. Elle s'applique plus particulièrement aux générateurs de vapeur de chaufferies de centrales thermiques. Les générateurs de vapeur pressurisés, dans lesquels le (ou les) réchauffeur de l'air de combustion est disposé sur le toit de la chaufferie, présentent toujours des difficultés d'installation du (ou des) ventilateur de refoulement de l'air frais de combustion. Si ceux-ci sont disposés sur le toit de la chaufferie, l'organe de liaison entre eux et le (ou les) réchauffeur d'air est très court, mais leurs vibrations et celles de leurs moteurs d'entrainement posent des problèmes pour la résistance et la tenue mécanique du briment de la chaufferie, qui doit oestre plus robuste qu'en l'absence de ces ventilateurs. Si ce (ou ces) ventilateur est installé au sol, la gaine de liaison de celui-ci (ou de ceux-ci) avec le (ou les) réchauffeur d'air est très longue et conteuse. I1 est également nécessaire d'installer des gaines de liaison longues et coûteuses pour ramener vers le voisinage du sol les fumées prises à la sortie des échangeurs- de réchauffage de la vapeur d'eau et de l'eau d'alimentation, plus spécialement à la sortie de ces derniers, appelés généralement et qui seront désignés ci-après "économiseurs", avant de les introduire dans les ventilateurs de recyclage. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus, et de procurer un générateur de vapeur pressurisé du type ci-dessus défini, qui ne présente pas ou présente moins de longues et lourdes gaines de liaison que les générateurs connus, et soit de ce fait moins coûteux que les générateurs connus, tout en présentant la meme sécurité. Selon l'invention, la cheminée est divisée en une partie inférieure et une partie supérieure par une cloison étanche au niveau du (ou des) réchauffeur d'air, le (ou les) ventilateur est disposé au voisinage du sol à l'extérieur du bâtiment de chaufferie, son refoulement débouchant à la base de la partie inférieure de la cheminée, la gaine d'alimentation en air frais du (ou des) réchauffeur d'air est reliée à la partie inférieure de la cheminée au voisinage de sa cloison, et la gaine d'évacuation des fumées sortant du (ou des) réchauffeur d'air est reliée à la partie supérieure de la cheminée au voisinage de la cloison. L'invention peut comporter en outre au moins l'une des caractéristiques suivantes : - La partie inférieure de la cheminée est divisée en au moins deux conduits par au moins une cloison étanche verticale, le refoulement du ventilateur d'air frais et la gaine d'alimentation en air frais du (ou des) réchauffeur d'air sont reliés à l'un de ces conduits et une tubulure ' rcyclago Ae fumée sortant de économiseurs est reliée à la partie supérieure d'un autre de ces conduits, et au moins un ventilateur do r^;yc7aze do es Sumdes dans la chaudière " la partie inférieure do ci > t autre conduit. - La partie inférieure de la cheminée est divise en au moins deu conduits par au moins une cloison étanche, le rcfoulrrnt du (ou des) ventilateur d'air frais et la gaine d'alimentation en air frais du (ou des) réchauffeur d'air sont reliés à l'un de ces conduits, et une tubulure d'admission d'air de combustion sortant de l'extrémité chaude du (ou des) réchauffeur d'air est reliée à la partie supérieure d'un autre de ces conduits, et au moins une tubulure d'admission de cet air réchauffé dans la chaudière à la partie inférieure de cet autre conduit. Il est décrit ci-après, à titre d'exemples et en référence aux figures du dessin annexé, des générateurs de vapeur pressurisés selon l'invention. la figure 1 représente en coupepir un plan vertical diamétral commun au bâtiment de chaufferie et à la cheminée un générateur de vapeur comportant une cheminée dont la partie inférieure est utilisée comme gaine d'amenée de l'air frais de combustion au (ou aux) réchauffeur de celui-ci. La figure 2 représente en plan le générateur de vapeur de la figure 1. La figure 3 représente en coupe par un plan vertical diamétral commun au batiment de chaufferie et à la cheminée un générateur de vapeur dont la partie inférieure de la cheminée sert de gaine à la fois pour l'amenée de l'air frais au (ou aux) réchauffeur d'air et pour le recyclage des fumées prélevées à la sortie de l'économiseur du générateur. La figure 4 représente en coupe par un plan diamétral commun au batiment de chaufferie et à la cheminée un générateur de vapeur dont la partie inférieure de la cheminée sert de gaine à la fois pour l'amenée de l'air frais au (ou aux) réchauffeur d'air et pour l'amenée aux brûleurs de la chaudière de l'air de combustion chaud pris à la sortie du (ou des) réchauffeur d'air. Dans l'installation représentée en figures 1 et 2, la chaudière pressurise 1 du type "tour" comporte de la manière habituelle des surchauffeurs 2, des resurchauffeurs 3 et des économiseurs 4, qui sont des appareils à tubes horizontaux placés au-dessus de la chambre de combustion de la chaudière et empilés les uns au-dessus des autres. Le (ou les) réchauffeur 5 de l'air de combustion est posé sur le toit du bâtiment de chaufferie 6, qui sert de pou trage-support à la chaudière. Le (ou les) réchauffeur d'air 5 est constitué de préférence par un (ou des) appareil régénératif alternativement traversé par l'air frais de combustion et les fumées de la chaudière.Le batiment 6 a la forme d'un énorme silo cylindrique en béton, dans lequel s'encastre la cheminée cylindrique 7 exécutée elle-mFme en béton ; cette cheminée fait ainsi partie intégrante au bâtiment et participe mme à sa résistance. Ia cheminée ost divisee en deux parties inférieure et supérieure par une cloison étanche horizont ln en béton 8 située à la hauteur du (ou des) réchauffeur d'air. Cette cheminée importe trois fortes d'ouvertures : - Une ouverture à la base 9 par lanuellr entr l'air froid de combustion refoulé par les ventilateurs de soufflage 10. - Une ouverture 11 à la hauteur du (ou de) réchauffeur d'air 5 d'où sort l'air froid pour être envoyé à l'entrée du (ou des) réchauffeur d'air. - Deux ouvertures 12 au-dessus de la cloison étanche 8, par lesquelles entrent dans la partie supérieure de la cheminée les fumées de la chaudière provenant de la sortie du (ou des) réchauffeur d'air 5, et dirigées vers ces ouvertures par une courte gaine 14. L'air frais de combustion monte par la partie inférieure de la cheminée 7 jusqu'au niveau du (ou des) réchauffeur d'air 5, en sort par l'ouverture 11, puis parvient par une courte gaine 15 au (ou aux) réchauffeur 5. Il se rend ensuite par une gaine 16 aux brûleurs de la chaudière. On voit qu'un réseau très limité de gaines permet de raccorder aux trois sortes d'ouvertures le (ou les) réchauffeur d'air et les ventilateurs de soufflage d'air froid. Dans sa partie supérieure qui reçoit les fumées de la chaudière, la cheminée comporte une gaine métallique calorifugée 13 qui protège le béton de la cheminée de toute détérioration par les fumées chaudes et corrosives. Par contre, aucun gainage n'est nécessaire dans la partie inférieure, puisqu'il n'y circule que de l'air relativement froid qui n'a aucune action corrosive sur le béton de la cheminée. Dans le générateur de vapeur représenté en figure 3, la partie inférieure de la cheminée 7 est divisée en deux conduits par une cloison verticale 17. Un premier conduit 7 A sert comme dans le générateur des figures 1 et 2 à envoyer au niveau du (ou des) rechauffeur l'air frais de combustion refoulé par les ventilateurs 10. Un second conduit 7B sert à ramener au niveau du sol les fumées recyclées prises à la sortie de l'conomiseur 4. Celles-ci parviennent par une courte tubulure T8 à l'ouverture 19, descendent dans la section 7B de la cheminée, en sortent par l'ouverture 20, puis sont refoulées par un (ou des) ventilateur de recyclage 21 vers la partie inférieure de la chambre de combustion de la chaudière. Les circulations de l'air sortant du haut de la partie inférieure de la cheminée et des fumées sont les mêmes que précédemment. L'air passe par une gaine 15 au (ou aux) réchauffeur d'air 5, puis de là par une gaine 16 auXbrûleurs. Les fumées passent par une gaine 14 du (ou des) réchauffeur d'air à l'ouverture 12 de la partie supérieure de la cheminée. Cette utilisation encore plus complète de la cheminée permet de réaliser une économie supplémentaire en supprimant la gaine de recyclage habituelle qui relie la sortie de l'économiseur au (ou aux) ventilateur de recyclage. Dans le générateur de vapeur représenta en figure 4,' la partie inférieure de la cheminée est également divisée en deux conduits par une cloison verticale 17. Le premier conduit 7A sert comme dans le générateur de la figure 3 à envoyer au niveau du (ou des) réchauffeur d'air 5 l'air frais de combustion. Le second conduit 7C sert par contre de gaine d'air pour amener vers les brûleurs de la chaudière l'air de combustion chaud pris à la sortie du (ou des) réchauffeur d'air. A cet effet, celui-ci est envoyé par une courte gaine 22 à l'ouverture 23 dans le haut de la section 7C de la cheminée, descend dans celle-ci et en sort à son extrémité inférieure par les ouvertures 24 pour être admise aux brûleurs. La circulation des fumées est identique à ce qui a été décrit précé damnent. On supprime ainsi la gaine d'air habituelle véhiculant vers les brû- leurs de la chaudière l'air de combustion pris à la sortie du (ou des) réchauffeur d'air. Bien que les structures de générateurs de vapeur qui ont été décrites et représentées soient préférables, on comprendra que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains de leurs organes peuvent entre remplacés par d'autres qui y joueraient le même rôle technique. En particulier, la cheminée cylindrique peut ne pas entre encastrée dans le batiment de chaufferie, mais en être seulement très proche ou au contraire y être complètement intégrée. Revendications 1.- Générateur de vapeur pressurisé comprenant une chaudière suspendue au toit d'un bâtiment de chaufferie sur lequel reposent un (ou des) réchauffeur de l'air de combustion par échange de chaleur avec les fumées, au moins un ventilateur de refoulement de l'air frais de combustion et une cheminée d'évacuation des fumées très proche du batiment, ou accolée ou intégrée à celui-ci, caractérisé en ce que la cheminée est divisée en une partie inférieure et une partie supérieure par une cloison étanche au niveau du (ou des) réchauffeur d'air, en ce que le (ou les) ventilateur est disposé au voisinage du sol à l'extérieur du bâtiment de chaufferie, son refoulement débouchant à la base de la partie inférieure de la cheminée, en ce que la gaine d'alimentation en air frais du (ou des) réchauffeur d'air est reliée à la partie inférieure de la cheminée au voisinage de la cloison, et en ce que la gaine d'évacuation des fumées sortant du (ou des) réchauffeur d'air est reliée à la partie supérieure de la cheminée au voisinage de la cloison. 2.- Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure de la cheminée est divisée en au moins deux conduits par au moins une cloison étanche verticale, en ce que le refoulement du (ou des) vantilateur d'air frais. et la gaine d'alimentation en air frais du (ou des) réchauffeur d'air sont relié à l'un de ces conduits, et en ce qu'une tubulure de recyclage de fumées sortant des économiseurs est reliée à la partie supérieure d'un autre de ces conduits et au moins un ventilateur de recyclage de ces fumées dans la chaudière à la partie inférieure de cet autre conduit. 3,- Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure de la cheminée est divisée en au moins deux conduits par au moins une cloison étanche verticale, en ce que le refoulement du (ou des) ventilateur d'air frais et la gaine d'alimentation en air frais du (ou des) réchauffeur d'air sont reliés à l'un de ces conduits, et en ce qu'une tubulure d'admission d'air de combustion sortant de l'extrémité chaude du (ou des) réchauffeur d'air est reliée à la partie supérieure d'un autre de ces conduits, et au moins une tubulure d'admission de cet air réchauffé dans la chaudière à la partie inférieure de cet autre conduit.