Brevet FR2323950A1 — publié le 19770408

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux chaudières multitubulaires pour la production de vapeur saturée ou surchauffée, et notanent à la chaudière décrite et revendiquée dans le brevet français nO 69 01231. Ces perfectionnements se situent plus particulièrement au niveau du faisceau de convection à tubes inclinés. Traditionnellement en effet, et en particulier dans le brevet fran eais nO 69 01231 précité, le faisceau de convection situé à l'arrière de la chaudière est constitué d'une pluralité de grilles, chaque grille, dont le plan moyen est parallèle à la fois à l'axe longitudinal de la chaudière et à l'axe d'avancement des fumées, comprenant des tubes d'eau inclinés soudés à un tube d'eau vertical avant et à un tube d'eau vertical arrière. I1 a été remarqué dans certains cas, que ces tubes d'eau verticaux étaient le siège de surchauffe, et que cela conduisait même parfois à une destruction desdits tubes. La présente invention pallie cet inconvénient majeur en prévoyant un faisceau de convection où les tubes d'eau inclinés sont répartis en plusieurs nappes, chaque nappe étant reliée à une paroi avant de tubes verticaux et àune paroi arrière de tubes verticaux qui lui sont propres. En outre, le nombre de tubes inclinés est variable en fonction de la charge calorifique reçue, de fa çon à ce qu'ils reçoivent tous un débit d'eau d'alimentation suffisant pour éviter les surchauffes et destructions. D'autres perfectionnements ont été apportés au type de chaudière précité, notamment l'utilisation systématique de parois jointives pour la réalisation des diverses parois constituant la chaudière y compris le faisceau de convection susmentionné et le surchauffeur dont est éventuellement munie la chaudière. De plus, certaines parois peuvent être réalisées par emboîtage de tubes reliés à des collecteurs différents, ce qui permet1 en les déboîtant, de diviser la chaudière en plusieurs éléments transportables, répondant aux impératifs du gabarit routier. De façon plus précise, la chaudière perfectionnée selon l'invention est notamment remarquable en ce que le faisceau de convection est constitué d'une première série de parois composées de tubes verticaux, de hauteur décroissante dans le sens de l'avant vers l'arrière de la chaudière et d'une deuxième série de parois composées de tubes verticaux, de hauteur croissante dans le sens de l'avant vers l'arrière de la chaudière, des nappes de tubes inclinés reliant lesdites deux séries, de telle sorte que les tubes verticaux les plus longs d'une série soient reliés par ces nappes aux tubes verticaux les plus courts de l'autre série, les diverses parois étant préférentiellement disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal de la chaudière. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre faite en regard des figures données à titre indicatif et nullement limitatif parmi lesquelles - la figure 1 est une coupe longitudinale de la chaudière perfectionnée selon l'invention, - la figure 2 montre en détail la paroi jointive constituant le surchauffeur. - la figure 3 représente en coupe longitudinale le faisceau de convection constitué par des tubes inclinés soudés sur des séries de tubes verticaux. - la figure 4 illustre l'emboîtage des parois permettant de diviser le corps de chaudière en plusieurs éléments. En se référant à la figure 1, on voit très nettement la disposition générale de la chaudière avec l'entrée des gaz 1, le ballon eau-vapeur 2, la chambre de rayonnement 3, les parcours de convection entre parois jointives 4, 8, 9, 10, la paroi jointive constituant le surchauffeur 6 > le parcours à tubes de convection inclinés 11, le parcours avec économiseur 13, et la sortie des gaz en 16. I1 y a lieu de remarquer que la paroi 6 est réservée à la surchauffe et qu'elle n'a pas de communication avec les parois latérales des parcours 4 et 8. Les collecteurs transversaux 5 et 7 permettent de raccorder la sortie des tubes vaporisateurs supportant les plafonds réfractaires. L'alimentation d'eau s'effectue par la tubulure 18 d'entrée à lté- conomiseur incorporé 17, d'où l'eau alimente le collecteur longitudinal supérieur 14 par la tuyauterie 15, pour redescendre ensuite aux deux collecteurs longitudinaux inférieurs 19 en passant par deux gros tubes de descente formant support pour la chaudière et par les tubes jointifs formant les parois latérales de l'économiseur. Pour des raisons de clarté du dessin, les tubes de descente et les tubes jointifs précités n'ont pas été représentés à la figure 1. La figure 2 montre en détail la paroi jointive constituant le surchauffeur 6 avec l'entrée de la vapeur saturée 20, les différents diaphragmes 21 imposant les parcours de la vapeur, le désurchauffeur 22 et la sortie de vapeur surchauffée 23. De cette façon, on obtient un parcours primaire et un parcours secondaire pour la vapeur, ces deux parcours étant séparés par le désurchauffeur 22, et résultant de la présence des diaphragmes 21 disposés dans les collecteurs haut et bas du surchauffeur 6. Selon l'une des caractéristiques de la présente invention, le fais ceau de convection comprend une première série de parois composées de tubes d'eau verticaux, de hauteur décroissante dans le sens de l'avant vers l'arrière de la chaudière, et une deuxième série de parois composées de tubes d'eau verticaux, de hauteur croissante en prenant le même repère que précédemment. Des nappes de tubes inclinés relient ces deux séries de telle sorte que les tubes verticaux les plus longs d'une série soient-reliés aux tubes verticaux les plus courts de l'autre série. Préférentiellement, ces parois sont perpendiculaires à l'axe longitudinal de la chaudière. Selon la figure 3Z qui représente le faisceau de convection Il utilisé dans la chaudière illustrée à la figure 1, on peut noter que chaque série précitée comprend trois parois, 25, 26, 27 d'une part, et 29, 31,33 d'autre part. Préférentiellement, les parois de chaque série sont équidistantes, ce qui permet de simplifier la technologie de construction de la chaudière, puisque les nappes 30, 32 et 34 de tubes inclinés reliant les diverses parois auront alors la même longueur. Toujours selon la figure 3, on remarquera que les parois 25, 26, 27 aboutissent à un collecteur transversal inférieur 24 > alors que les parois 29 > 31, 33 sont raccordées à un collecteur transversal supérieur 28. De plus, un espace est ménagé, par décalage de tubes, dans la partie supérieure de la paroi 25, et la paroi 33 ne descend pas jusqu'à la sole de la chaudière, de fagon à permettre le passage des fumées. Afin de bien délimiter le faisceau 11, on choisira les parois extrêmes 25, sauf dans sa partie supérieure, et 33 à tubes jointifs; préférentiellement les autres parois sont également jointives, étant entendu que pour permettre le passage des fumées dans le faisceau 11, certains tubes verticaux constituant les diverses parois sont exempts de tubes inclinés formant les nappes 30, 32 et 34 On remarquera que les nappes de tubes inclinés 34 ont plus de tubes superposés que les nappes 32 qui elles-mêmes en ont plus que les nappes 30, ceci pour équilibrer les débits d'eau de vaporisation en fonction de la charge motrice. Cette disposition consistant à relier les nappes de tubes inclinés à des parois verticales distinctes permet d'équilibrer les débits d'eau d'alimentation et l'évacuation de la vapeur en fonction des caloriesregues par les tubes inclinés. Il est bien évident que la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation de trois nappes 30, 32 et 34, le nombre de nappes utilisées variant notamment avec les résultats recherchés, et avec la quantité de calories disponibles. La figure 4 illustre l'assemblage des parois permettant de diviser le corps de chaudière en plusieurs éléments; sur le collecteur inférieur 39 sont soudés les tubes 35, avec un espace de un tube entre chaque tube 35, lesdits tubes 35 aboutissant au collecteur supérieur 7. Sur le collecteur inférieur 40 sont soudés les tubes 37 pour passer dans les espaces libres entre les tubes 35, afin de former une paroi jointive et ces tubes 37 sont soudés sur le collecteur supérieur 38. Dans les collecteurs 19 et 14 il est effectué les coupes 41 et 36 qui permettent de séparer la construction en deux éléments par déboîtage des tubes 35 et 37. REVENDICATIONS 1) Chaudière multitubulaire pour la production de vapeur saturée ou surchauffée du type comprenant notamment un ballon eau-vapeur, une pluralité de collecteurs longitudinaux inférieurs, une double pluralité de collecteurs longitudinaux supérieurs, l'une étant située dans le plan médian du ballon eauvapeur et l'autre étant située au-dessus dudit plan, des tubes de liaison verti caux faisant communiquer les collecteurs appartenant à cette double pluralité. des collecteurs transversaux, des parois délimitant une chambre de rayonnement, des parois internes d'un conduit sinueux alternativement dirigé vers le haut et le bas pour les flammes et les fumées, un faisceau de convection > et éventuellement un économiseur placé en aval dudit faisceau, chaudière caractérisée en ce que ledit faisceau de convection est constitué d'une première série de parois composées de tubes verticaux de hauteur décroissante dans le sens de l'avant vers l'arrière de la chaudière, et d'une deuxième série de parois composées de tubes verticaux de hauteur croissante dans le sens de l'avant vers l'arrière de la chaudière, des nappes de tubes inclinés reliant lesdites deux séries de telle sorte que les tubes verticaux les plus longs d'une série soient reliés par ces nappes aux tubes verticaux les plus courts de l'autre série > les diverses parois étant préférentiellement disposées perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal de la chaudière. 2) Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que le nombre de tubes inclinés constituant chacune des nappes augmente dans le sens d'avancement des fumées. 3) Chaudière selon l'une des revendications 1 ou 2 > caractérisée en ce que les tubes d'eau verticaux constituant les parois extrêmes du faisceau de convection sont jointifs, sauf dans la partie supérieure de la paroi de la première série où les tubes sont décalées, un sur deux par exemple. 4) Chaudière selon la revendication 3, caractérisée en ce que la paroi extrême de la deuxième série a une hauteur inférieure à la hauteur interne de la chaudière. 5) Chaudière selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les parois autres que les parois extrêmes sont également constituées de tubes verticaux jointifs. 6) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 > caractérisée en ce que les parois de chaque série sont équidistantes. 7) Chaudière selon la revendication 6 > caractérisée en ce que chaque série comprend trois parois 8) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 > ca ractérisée en ce qu'elle comprend en outre un surchauffeur disposé en amont du faisceau de convection, et constitué d'une paroi de tubes d'eau verticaux jointifs, reliés à un collecteur transversal supérieur et à un collecteur transversal inférieur. 9) Chaudière selon la revendication 8, caractérisée en ce que des diaphragmes sont disposés dans lesdits collecteurs supérieur et inférieur de façon à constituer pour la vapeur un circuit'primaire et un circuit secondaire. 10) Chaudière selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un désurchauffeur est intercalé entre lesdits circuits primaire et secondaire. 11) Chaudière selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, ca caractérisée en ce qu'elle est sectionnable en plusieurs éléments deux éléments contigus étant notamment constitués, sur leurs faces en regard, de tubes d'eau verticaux décalés de façon à venir s'emboîter les uns dans les autres lorsque lesdits deux éléments sont rapprochés, et de façon à former une paroi jointive interne permettant d'obtenir ledit circuit sinueux des fumées, des coupes étant en outre prévues au niveau des divers collecteurs longitudinaux supérieurs et inférieurs.