Brevet FR2458747A1 — publié le 19810102

BOITE A FUMEES ARRIERE POUR CHAUDIERE A TUBES DE FUMEES La présente invention concerne la réalisation d'une botte à fumées à l'arrière du foyer dans une chaudière horizontale à tubes de fumées et à foyer intérieur et comportant au moins deux parcours de fumées. Une chaudière à tubes de fumées et foyer intérieur est constituée d'un corps cylindrique dans lequel sont prévus un ou plusieurs foyers cylindriques entourés d'un faisceau tubulaire formant un ou plusieurs parcours de fumées. En raison de la multiplicité des parcours de fumées, il y a lieu de séparer ceux-ci au moyen de chicanes. Comme les chaudières modernes fonctionnent habituellement avec une combustion en surpression, il est nécessaire que la séparation entre les différents parcours de fumées soit étanche et puisse résister à des différences de pression appréciables, de l'ordre de plusieurs dizaines de millibars. Deux procédés ont principalement été utilisés jusqu'à présent pour réaliser la séparation des parcours de fumées. Suivant un premier procédé, la paroi de la botte à fumées ou chicane est réalisée en matière réfràctaire (briques préfabriquées ou matière coulée ou damée) entourée ou non d'une enveloppe métallique. Une telle réalisation a pour inconvénient de constituer une zone très chaude, non refroidie, qui nécessite un allongement du foyer afin de maintenir les fumées à l'entrée des tubes du deuxième parcours à une température ne dépassant guère 1050 OC. Suivant le second procédé connu, la boîte à fumées est réalisée à l'intérieur du corps principal et est entièrement noyée dans de l'eau. Cette solution a certes un avantage par rapport à la précédente, en ce sens que la paroi de la botte à fumées est en tous points refroidie. Cet avantage est cependant fortement limité par l'épaisseur des tôles devant être utilisées. Cette épaisseur des tôles limite de surcroît la pression de fonctionnement de la chaudière. Les inconvénients de cette solution sont les suivants 1) l'épaisseur des tales requise limite la pression de fonctionnement de la chaudière, 2) un système d'entretoises est nécessaire pour raidir le fond, et la tenue de ce système est malaisée à contrôler en raison de la difficulté d'accès, 3) il est nécessaire de prévoir des tubes de longueurs différentes s'il s'agit d'une chaudiere avec au moins trois parcours de fumées, 4) pour des raisons de construction et de dimensionnement de la chaudière, la partie supérieure de la botte à fumées se trouve très près de la surface du plan d'eau en chaudière, et ceci est très important en raison des conséquences que cela entrain :: - cette disposition rapprochée constitue un point extrêmement délicat en cas de manque d'eau car c'est en effet la première partie de la surface baignée par les fumées qui est alors découverte et donc soumise à surchauffe, - la surface importante de la botte à fumées soumise à de très fortes températures constitue un lieu de vaporisation élevée, ce qui a pour effet de créer au niveau du plan d'eau une ébullition très vive qui entraine une réduction de la qualité de la vapeur par "primage". Le problème que vise à résoudre l'invention est de réaliser une botte à fumées qui ne présente pas les inconvénients cités plus haut. Ce problème est résolu suivant l'invention par une boite à fumées ayant des parois qui comprennent des tabes reliés par leurs parties inférieure et supérieure, respectivement à un premier et un second collecteurs, ces collecteurs étant reliés au corps de chaudière proprement dit et disposés l'un en dessous du niveau du foyer et l'autre audessus du niveau du foyer, lesdits tubes étant parcourus par une circulation d'eau. L'invention est exposée dans plus de détails dans ce qui suit avec référence aux dessins joints sur lesquels - la figure 1 est une vue avec arrachement de la partie arrière d'une chaudière à foyer intérieur, - la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, montrant un premier mode d'exécution de la botte à fumées, - la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue similaire à celle de la figure 2 dans un deuxième mode d'exécution, - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 3 dans le mode d'exécution de la figure 4, - la figure 6 est une vue-en coupe axiale illustrant un mode de réalisation avantageux de la boite à fumées suivant l'invention, incorporant un surchauffeur. La référence numérique 1 désigne un corps cylindrique de chaudière avec son plan d'eau A et son faisceau de tubes de fumées 11. La référence numérique 10 désigne le foyer intérieur qui débouche, à l'arrière du corps 1, dans une botte à fumées 2. Suivant l'invention, la boite à fumées 2 a ses parois constituées de tubes 21 contenant de l'eau. Ces tubes 21 sont reliés à un collecteur inférieur 22 situé à la base de la boîte a fumées et a un collecteur supérieur 23 situé à la partie supérieure de la chaudière. Les collecteurs 22 et 23 sont fixes directement au corps 1 de la chaudière; Le collecteur 22 est situé en dessous du niveau du foyer 10 et le collecteur 23 est situé au-dessus du niveau du foyer. Les tubes 21 peuvent être juxtaposés cote à cOte avec une enveloppe extérieure étanche 24 comme illustré à la figure 3 ou être ecartés l'un de l'autre et reliés entre eux par des plats soudés 25 comme illustré à la figure 5. Les tubes de la" paroi arrière ont avantageusement une section plus grande que ceux des parois latérales. Sur les figures 2 et 4 la référence numérique 3 désigne l'ouverture de la porte de visite usuelle. Du fait de la disposition des collecteurs au-dessus et en dessous du niveau du foyer 10, les tubes 21 sont le siège d'une circulation d'eau intense canalisée entre le collecteur inférieur 22 et le collecteur supérieur 23 comme indique par les flèches E. Un très gros avantage de cette construction suivant l'invention est que l'intense circulation d'eau se trouve parfaitement canalisée, ce qui évite l'inconvénient des boîtes à fumées noyées qui sont la source d'un phénomène de primage pouvant, dans certains cas, être très important. De plus, la faible épaisseur des tubes, comparée à l'épaisseur des tales requise pour les bottes à fumées noyées, permet de réduire davantage encore la température de la paroi de la boîte 2. La construction tubulaire a également comme effet de procurer une plus grande surface pour un volume égal de la botte à fumées. Tous ces avantages ont un effet bénéfique sur la température des oaz dans la botte à fumées 2 et, partant, sur la température des gaz à l'entrée du second parcours de fumées. La conséquence directe de cet effet est une réduction considérable des risques de détérioration des extrémités des tubes, point toujours délicat dans une chaudière à tubes de fumées. Un autre avantage de la construction tubulaire suivant l'invention est qu'elle offre une très grande facilité pour le placement éventuel d'un surchauffeur dans la boîte à fumées 2. Un exemple d'un tel mode de réalisation est illustré à la figure 6, sur laquelle la référence numérique 4 désigne un surchauffeur connecté dans un circuit extérieur 5. La construction tubulaire de la boite à fumées 2 permet de disposer de toute la paroi arrière de la chambre pour le passage du faisceau de tubes constituant le surchauffeur, rendant ainsi ce dernier démontable et par conséquent facilement accessible. REVENDICATIONS 1. Bote à fumées arrière pour chaudière à tubes de fumées et foyer intérieur, les tubes de fumées formant au moins deux parcours de fumées, caractérisée en ce que les parois comprennent des tubes reliés, par leurs parties inférieure et supérieure, respectivement à un premier et un second collecteurs, ces collecteurs étant reliés au corps de chaudière proprement dit et disposés l'un en dessous du niveau du foyer et l'autre au-dessus du niveau du foyer, lesdits tubes étant parcourus par une circulation d'eau. 2. Boîte à fumées selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parois sont constituées de tubes juxtaposés cote-à-côte et d'un moyen pour rendre les parois étanches. 3. Botte à fumées selon la revendication 1, caractérisée en ce que les parois sont constituées de.tubes écartés l'un de l'autre et reliés entre eux par des plats soudés. 4. Boîte à fumées selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tubes de la paroi arrière sont de section plus grande que ceux des parois latérales. 5. Boîte à fumées selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les tubes de la paroi arrière sont écartés pour le passage du faisceau tubulaire d'un surchauffeur logé dans la boite à fumées, ce surchauffeur étant ainsi parfaitement démontable.