Brevet FR2237136A1 — publié le 19750207

La présente invention pour objet une chaudière multitubulaire à collecteurs longitudinaux et collecteurs transversaux pour la production d'eau surchauffée, Les chaudières connues pour la production d'eau surchauffée reposent toutes, plus ou moins, sur les principes des chaudières à vapeur, dans lesquelles la circulation dteau est naturelle et fonction de l'apport de calories. Les chaudières connues pour eau surchauffée, en raison de leur analogie avec les chaudières à vapeur, sont souvent très hautes et encombrantes et, de ce fait, doivent être construites sur place, ce qui rend leur prix très élevé. De plus, la circulation dreau étant provoquée par des pompes, les débits ne stéquilibrent pas avec l'apport de calories, cequi provoque des vaporisations locales. L'invention remédie à ces inconvénients et apporte les avantages suivants par rapport à la technique antérieure - tout le circuit d'eau est calculé pour une circulation forcée par pompes; - de nombreux eolleeteurs répartissent rationnellement les débits d'eau, afin que ceux-ci puissent absorber les calories transmises par convection ou radia tion sans risque de vaporisation; - les longueurs de tubes entre collecteurs sont faibles, ce qui permet d'obtenir de très nombreuses fois, dans ces colecteùrs, un mélange intensif de l'eau qui égalise les températures et les pressions;; - la sortie des fumées s'effectue à grande vitesse, directement, sans chicanes, sur toute la surface du fond de la chambre de combustion, entre des tubes ver ticaux très rapprochés assurant un bon coefficient d'échange avec le minimum de pertes de charge; - les chaudières selon l'invention sont peu volumineuses, ce qui permet de les construire en atelier et de les transporter, par route ou par voie ferrée, en tiercement eonstruites, meme stil s'agit de chaudières ayant une puissance su périeure à 60 millions de kilocalories par heure. De façon plus précise, l'invention a pour objèt une chaudière multitubulaire pour la production d'eau surchauffée comportant une chambre de combustion et un faiseeau de convection, situé dans son prolongement, cette chaudière étant caractérisée en ce- que sa chambre de eombustion comporte quatre collec- teurs longitudinaux reliés par des collecteurs transversaux, ces collecteurs étant reliés entre eux par des tubes d'eau qui délimitent la chambre de combus tion,-ees tubes étant Jointifs sur toutes les faces de cette chambre à l'excep- tion de la face voisine du faisceau de convection qui. constitue une sortie de fumée sur toute sa hauteur et où un tube sur deux est déporté vers ce faisceau, et en ce que ledit faisceau de convection est constitué par des tubes d'eau verticaux très rapprochés reliant des collecteurs transversaux formant départ et retour du faisceau de convection. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif mais non limitatif, une forme de réalisation de la chaudière avec des variantes. Sur ces dessins - la figure 1 représente l'ensemble de la chaudière en coupe, suivant la ligne 1-1 de la figure 3; - la figure 2 est une vue en dessus avec demi-coupe suivant 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en couve suivant 3-3 de la figure 1; - la figure 4 est une vue de face, avec demi-coupe suivant 4-4 de la figure 2; - la figure 5 représente deux coupes respectivement suivant 5-5 de la figure 1 et 1-1 de la figure 3; - la figure 6 représente deux coupes respectivement suivant 1-1-de la figure 3 et 6-6 de la figure 1; - la figure 7 est une coupe suivant 1-1 de la figure 3; - la figure 8 représente deux coupes respectivement suivant 3-3 de la figure 1 et 1-1 de la figure 3; - la figure 9 est un détail des dispositions permettant une libre dilatation étanche de la plaque de façade supportant l'équipement de chauffe. Sur la figure 1, représentant une coupe longitudinale de la chaudière, on distingue les collecteurs latéraux 1 et 2 reliés par les collecteurs transversaux 3,4,5,6, tous ces collecteurs étant reliés entre eux par les tubes 7 comportant les rétreints 8 pour former les parois jointives 9 ou décalées 10, pour constituer la chambre de combustion 11 avec à l'avant l'équipement de chauffe 12 et à l'arrière le carneau d'évacuation des fumées 13, l'ensemble se dilatant librement à l'intérieur du carter calorifugé démontable 14. L'eau de retour de l'installation entre par la tubulure 15, et elle sort par les tubulures de départ 16. Sur la figure 2, on retrouve en plan, vu de dessus, la chambre de combustion 11, l'équipement de chauffe 12, les parois en tubes jointifs 7, le carter calorifugé démontable 14, les tubulures de départ 16. Sur la figure 3, les tubes 7 forment les parois jointives entre les collecteurs 1-2 et 17-18, sur lesquels ils sont soudés avec les rétreints 8; sur le collecteur transversal 5, sont soudés les collecteurs 20 qui reçoivent les tubes verticaux de convection 19. Sur la figure 4, les collecteurs 1 et 17 alimentent, par les tubes 21, les collecteurs 2 et 18, le collecteur transversal 22 reliant les deux tubes 21 alimente sur toute sa longueur le collecteur 6, par les tubes de liaison 23. Sur la figure 5, coupe 5-5, on retrouve les collecteurs I et 17 alimentant par les tubes 21 les collecteurs 2 et 18, et le collecteur transversal 22 alimentant sur toute sa longueur le collecteur 6, par les tubes de liaison 23. La coupe 1-1 permet de mieux comprendre les liaisons ci-avant. Sur la figure 6, coupe 1-1, les tubes 25 reliant le collecteur d'entrée 24 au collecteur 1, permettent de court-circuiter -une partie du débit d'eau et -de diminuer la perte de charge du faisceau de eonvection. La coupe 6-6 complète la précédente, avec les mêmes repères. Sur la figure 7, une cuvette en acier inoxydable 26 sous la chambre de combustion, recueille sous les tubes de sole 7, les eaux de lavage chimique ou le carburant pouvant s'écouler -accidentellement dans le caniveau 27 muni d'une tubulure avec vanne extérieure pour évacuation Une cuvette 28 en acier inoxydable placée sous le faisceau de convection 31, sur un lit de briques réfractaires 29, remplit le même usage, l'écoulement s'effectuant par le caniveau 30. Sur la figure 8, les coupes 3-3 et 1-1 donnent les détails du fais eeau- de convection, les tubes d'échange verticaux 19 reliant les collecteurs haut et bas 20, ont une circulation accélérée par les cloisonnements 32 et 33, en fonction de la quantité- de calories a évacuer Sur la figure 9, un cadre métallique 34 est destiné à supporter la plaque de façade 35 recevant les ouvreaux 36 de l'équipement de chauffe, Ce cadre est renforcé par les goussets 37 goudés sur les fers 38 qui coulissent librement dans le cadre 39, les joints étant assurés par les bourrages d'amiante 40 compressés par la garniture réfractaire 41. REVENDICATIONS 1) Chaudière multitubulaire pour la production d'eau surchauffée, comportant une chambre de combustion qui comprend notamment quatre collecteurs longitudinaux reliés par des collecteurs transversaux, et un faisceau de convection situé dans son prolongement et constitué de tubes d'eau verticaux, ladite chaudière étant caractérisée en ce que lesdits collecteurs sont reliés entre eux par des tubes d'eau qui délimitent la chambre de combustion, ces tubes étant jointifs sur toutes les faces de cette chambre à l'exception de la face voisine du faisceau de convection qui constitue une sortie de fumée sur toute sa hauteur et où un tube sur deux est déporté vers ce faisceau, et en ce que lesdits tubes d'eau verticaux.sont très rapprochés et relient des collecteurs transversaux formant départ et retour du faisceau de convection. 2) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tubes d'eau verticaux du faisceau de convection sont des tubes lisses 3) Chaudière selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les tubes d'eau verticaux du faisceau de convection sont alignés 4) Chaudière selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les tubes d'eau verticaux du faisceau de convection sont en quinconce 5), Chaudière selon l'une queleonque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte des collecteurs disposés spécialement pour 11é- quilibre des températures, des pressions et des débits d'eau servant à répartir l'enlèvement des calories par les différents tubes qui constituent le faisceau. de convection, les parois latérales, ainsi que dans la façade avant, le plafond et la sole de la chambre.de combustion 6) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, garae- térisée en ce qu'elle est enfermée dans un carter -ca'lorifugé démontable, constitué par des panneaux aux nervures soudées intérieurement, pour augmenter leur résistance à la pression intérieure des gaz de combustion.