Brevet FR2324985A1 — publié le 19770415

L'invention concerne la fixation dgun surchauffeur qui est dispose dans un carneau d'arrivée des gaz situé au-dessus du foyer d'une chaudière a tubes d'eau, parcouru par les gaz chauds dans le sens horizontal et limité sur sa partie supérieure et sur sa partie inférieure par des sections de tubes faiblement inclinées dans le sens opposé, et qui est formé de serpentins placés transversalement par rapport à l'écoulement du gaz. Une chaudière à tubes d'eau de ce type équipée d'un surchauffeur est déjà connue (voir la revue "énergien décembre 3960 fascicule 12, page 547, figure 6). Si le surchauffeur repose sur les sections de tubes placées contre la partie inférieure du carneau de gaz, tuyaux qui constituent le plafond du foyer, alors ces sections de tubes doivent supporter une charge importante qui peut conduire à des déformations avec dégsst8 consécutifs sur les tuyaux par exemple sous lteffet de bulles de vapeur restant accrochées aux parois intérieures des tubes.En cas de grandes largeurs et profondeurs du carneau et aussi dans le cas-d'installation de plusieurs groupes de surchauffeurs dans le carneau horizontal, un tel système de support ne convient absolument pas. L'installation de fers de traction pour la fixation du surchauffeur est impossible par principe, car de tels fers seraient placés dans un courant de gaz chaud et de plus, devraient outre dirigées entre les sections de tubes situées à la partie supérieure du carneau de gaz vers les aupports extérieurs, ce qui exige non seulement que des passages soient créés entre ces sections de tubes, mais encore que ces passages devraient titre rendus à nouveau étanches. I1 y a encore un autre problème c'est de maintenir ensemble les faisceaux de serpentins de surchauffeur. L'invention a, par conséquent, pour objet de réaliser pour un surchauffeur de chaudière à tubes d'eau du type précité, une fixation qui eoit en mesure de soutenir les sections de tube situées a la partie inférieure du carneau de gaz et supportant le poids d'un groupe du surchauffeur et qui, de plus, puisse titre refroidie et maintenir en position le faisceau 4e surchauffeurs. Ce résultat est atteint selon î1in4tion par le fait qu'entre quelques sections de tubes faiblirent inclinées et situées contre la partie supérieure et la partie inférieure du carneau de gaz, on dispose des jambes de force tubulaires verticales traversant le carneau et incluses dans la circulation du fluide de travail. Par la réunion des sections supérieures et inférieures de tubes par des jambes de force tubulaires qui sont elles-m & es refroidies, les sections de tubes inférieures sont déjà maintenues dans leur position fixée à l'avance de telle sorte que les faisceaux de serpentins des surchauffeurs reposent sur elles. De préférence les sections de tubes limitant le carneau de gaz à sa partie supérieure sont reliées mécaniquement par des supports qui s'appuient sur les éléments de construction de la chaudière parcourus par le fluide de travail de sorte que la charge que l'on peut demander aux sections des tubes inférieures peut entre augmentée et la sécurité contre la déformation des sections de tubes porteuses se trouve augmentée.Si les jambes de force tubulaires traversant le carneau de gaz sont disposées en amont et en aval des serpentins d'un faisceau surchauffeur, elles forment des surfaces limites contre lesquelles reposent les serpentins extérieurs de surchauffeur du faisceau et celui-ci se trouve maintenu. Contre les jambes de force tubulaires, on place de préférence l'un au-dessus de l'autre des supports courts sur lesquels les serpentins les plus proches d'eux peuvent s'appuyer. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention seront mieux comprises à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple et illustré par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale verticale d'une chaudière à tubes d'eau représentée schématiquement; la figure 2 est une vue, partiellement arrachée du carneau de gaz horizontal avec les faisceaux surchauffeurs qui y sont logés la figure 3 est une coupe suivant III-III de La figure ? la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3. La chaudière à tubes d'eau comporte un foyer 1 qui est fermé sur la paroi avant par des tubes 2, sur la paroi arrière par des tubes 3 et sur les deux parois latérales par des tubes 4. Les tubes 2, 3, 4 sortent d'un système de distribution inférieur composé des distributeurs 5, 6, 7 et anoutis- sent à un système collecteur supérieur qui se compose des collecteurs 8, 9 et 10, ces derniers se trouvant à peu près à la hauteur du niveau d'eau moyen du ballon séparateur de vapeur 11. Des tubes de vapeur 12 vont du système collecteur au ballon 11 d'où l'eau revient au système distributeur inférieur par des tuyaux de descente 13. Entre le système collecteur et le système distributeur on a inséré des tuyaux de retour 14 qui amènent au système distributeur l'eau séparée dans le système collecteur et cela sans passer par le ballon (séparateur de va peur). Au-dessus du foyer I se trouve un carneau de gaz horizontal 15 limité, à sa partie inférieure, par les sections de tubes 3a , et à sa partie supérieure, par les sections de tubes 3b et dans lequel pénètrent les gaz chauds à travers le réseau de tubes 3c. Dans le carneau de gaz on a disposé deux groupes ou faisceaux de surchauffeurs 16, 17 ainsi qu'un groupe de surfaces de chauffe de vaporiseur 18, qui consiste en des tubes en U réunis aux tubes 4 des parois latérales. Selon l'invention, on a installé des jambes de force tubulaires verticales 19 entre les sections inférieures de tubes 3a en légère pente ascendante vers la grille 3c et les sections supérieure s de tubes 3b en légère pente ascendante vers le groupe de surface de chauffe de vaporiseur~l8 ; ces jam- bes de force tubulaires 19 sont parcourues par le fluide de travail. Les Jambes de force tubulaires 19 sont situées en amont et en aval des faisceaux surchauffeurs 16 et 17 formés de tubes en forme de serpentins disposés dans des plans horizontaux, ces serpentins étant en pile l'un au-dessus de l'autre et se touchant aux coudes de renversement de sens . De préférence, on place sur les Jambes de force tubulaires 19 et à un certain intervalle dans le sens vertical des consoles ou des appuis en position parallèle au courant gazeux et qui portent respectivement les serpentins extrêmes voisins. Ainsi, les Jambes de force tubulaires 19 soutiennent les serpentins de surchauffeurs non seulement dans le sens vertical, mais encore ils maintiennent aussi le faisceau de surchauffeur dans le sens horizontal. Comme on peut le voir sur la figure t la mtme section verticale du carneau de gaz 15 il y a plusieurs jambes de force 19 coordonnées ensemble à un certain intervalle latéral Si les sections de tubes supérieures et inférieures 3a et 3b font partie de la mEme ligne de tubes 3, comme le montrent les figures 1 et 2, alors on met de préférence dans cette ligne de tubes une seule jambe de forces 19. Sur les figures 2 et 3 on peut voir que les sections de tubes inférieures 3a portent à leur sommet des traverses 20 dirigées vers le haut qui servent d'appui pour le serpentin inférieur 16 ou 17. Ces traverses 20 sont placées contre une section de tubes 3a d'où part une Jambe de force tubulaire 19. Le bord supérieur des traverses 20 est horizontal c'est-à-dire que les traverses doivent avoir une certaine forme en coin, de façon que la pente ascendante de la section des tubes 3a soit compensée, Pour tenir compte des allongements thermiques, les traverses 20 sont à une petite distance l'une de l'autre dans le sens de l'axe du tube. Au-dessus des sections de tubes 3b on a disposé transversalement des supports 21, auxquels sont suspendues les sections de tubes dans lesquelles aboutit une Jambe de force tubulaire ; par exemple au sommet du tube on a placé un boulon fileté qui est alors maintenu dans le support 21 par un écrou. Les support s 21 eux-m & es sont fixés respectivement à un autre support transversal 23 par l'intermédiaire de barres de traction 22 ; ce support transversal est logé sur des éléments de construction de la chaudière à tubes d'eau parcourus par le fluide de travail, par exemple sur les collecteurs 9 ; on se sert pour cela de semelles d'appui 24. Comme le montrent la figure 1 et la figure 4, les tubes4d'une paroi latérale sont interrompus dans la zone des groupes de surchauffe 16, 17 et aboutissent au-dessous du sur chauffeur dans un tube transversal 25 . Par cette ouverture constituéç de cette manière dans la paroi latérale on peut mon ter/: et ter/les groupes de surchauffe ; on a mené aussi à travers ces ouvertures les raccordements des serpentins de surchauffeur. BEVENDICBIONS le Dispositif de fixation pour un surchauffeur qui est disposé- dans un carneau de gaz situé au-dessus du foyer d'une chaudière à tubes d'eau1 parcouru par les gaz chauds dans le sens horizontal et limité sur sa partie supérieure et sa partie inférieure par des sections de tubes faiblement imclinés dans le sens opposé, et qui est formé de serpentins placés transversalement par rapport à l'écoulement des gaz, caractérisé par le fait qu'entre quelques-unes des sections de tubes faiblement inclinées on dispose des Jambes de force tubulaires verticales traversant le carneau de gaz et incluses dans la circulation du fluide de travail. 2. Fixation suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les jambes de force traversant le carneau de gaz sont disposées en amont et en aval des faisceaux de serpentins de surchauffeurs. 3. Fixation suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les Jambes de force tubulaires sont munies de plusieurs supports placés les uns au-dessus des autres sur lesquels les serpentins de sur chauffeurs les Flus proches d'eux peuvent s'appuyer. 4, Fixation suivant ltune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que dans le meme plan transversal vertical du carneau de gaz on place plusieurs Jambes de force tubulaires à une certaine distance l'une de l'autre. 5. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 pour chaudière dans laquelle les sections de tubes placées à la partie supérieure et à la partie inférieure du carneau de gaz appartiennent respectivement à une mtme ligne de tubes, caractérisée par le fait que dans chaque ligne de tubes il n'y a qu'une seule Jambe de force tubulaire. 6. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par le fait qu'au sommet des sections de tubes limitant le carneau de gaz à sa partie inférieure on place comme supports des serpentins de surchauffeurs les plus bas, des traverses dirigées vers le haut et disposées parallèlement à l'axe des sections de tubes 7. Fixation suivant la revendication 6, Ca- ractérisée par le fait que les traverses sont placées sur une section de tubes dEoù part une jambe ? force tubulaire. 8. Fixation suivant la revendication 6 ou 7, caractérisée par le fait que le bord supérieur des traverses est horizontal 9. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée par le fait que plusieurs traverses sont disposées dans le sens d'écoulement du gaz l'une derrière l'autre à une petite distance l'une de l'autre sur toute la profondeur des faisceaux de surchauffe. 10. Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que les sections de tubes limitant le carneau de gaz à sa partie supérieure sont reliées mécaniquement à des supports appuyés sur des éléments constructifs de la chaudière parcourus par le fluide dé travail.