Brevet FR2511121A1 — publié le 19830211

L'invention concerne des dispositifs pour le refroidissement des gaz industriels et pour l'obtention de la vapeur surchauffée et notamment, elle se rapporte à une chaudière à vapeur stationnaire à circulation multiple forcée. La chaudière à vapeur stationnaire revendiquée peut etre utilisée avec succes dans l'industrie chimique, en particulier, dans la production de l'acide nitrique faible. Il est connu une chaudière à vapeur stationnaire à circulation multiple forcée comportant un tambour, un étage d'évaporation constitué par des tubes de descente des pompes de circulation, d'une surface génératrice de vapeur et des tubes d'évacuation, un surchauffeur de la vapeur prélevée dans le tambour (voir " Installations chaudières des entreprises industrielles " par Semenko et alia (en langue russe), Moscou, 1960, p. 219 fig. 15 à 5). La chaudière connue à évaporation à un étage est caractérisée par une productivité relativement faible, étant donné que pour maintenir la qualité nécessaire de la vapeur quant à sa teneur en sel, il faut organiser un soufflage renforcé ou améliorer la qualité de l'eau d'alimentation. Les chaudières à vapeur à évaporation à deux étages sont caractérisées par une productivité plus haute. n est connu une chaudière à vapeur stationnaire à circulation forcée multiple, comportant un tambour avec des sections propre et à sel, équipée d'un système d'évaporation à deux étages. Dans ce cas, le premier étage d'évaporation de la chaudière connue est constitué, comme dans le cas de la chaudière à évaporation à un étage, par des tubes de descente, d'une pompe de circulation, d'une surface génératrice de la vapeur et par des tubes d'évacuation, branchés sur la section propre du tambour par un circuit de circulation- fermé. Le second étage d'évaporation est constitué par des tubes de descente supplémentaires, des pompes de circulation supplémentaires, une surface génératrice de vapeur supplémentaire et des tubes d'évacuation sup plémentaires branchés par un circuit de circulation fermé sur la section à sel du tambour.En général, la chaudière à vapeur stationnaire comporte, outre cela, un surchauffeur de la vapeur prélevée du tambour et un refroidisseur de vapeur, branché du côté de la vapeur sur le surchauffeur de vapeur et du côté d'eau, sur la conduite de l'eau d'alimentation ou sur la section à sel du tambour (cf. "Ins tallations - chaudières des entreprises industrielles" par Semenenko N.A. et alia, Moscou, 1960, p.p. 248-261, fig. 17-l3a, 18-4a). La chaudière à vapeur stationnaire connue à évaporation à deux étages possède un système compliqué de tubes, exige un nombre plus grand de pompes de circulation qui rendent plus difficile l'agencement, exige un entretien supplémentaire et réduit la fiabilité de la chaudière. On s'est proposé de mettre au point une telle construction de chaudière à vapeur stationnaire à circulation forcée multiple et à deux étages d'évaporation qui n'exigerait pas d'utilisation de pompes complémentaires et aurait un système plus simple de conduites, ce qui permettrait de rendre la chaudière à vapeur plus économique et fiable. Le problème posé est résolu par le fait que dans la chaudière à vapeur stationnaire à circulation forcée multiple comportant un tambour avec une section à sel à part, équipé d'un premier étage d'évaporation avec une surface génératrice de vapeur et avec une pompe de circulation, d'un second étage d'évaporation, d'un surchauffeur de la vapeur prélevée du tambour et d'un refroidisseur de vapeur superficiel, branché du cOté de vapeur sur le surchauffeur de la vapeur, selon l'invention, le refroidisseur de vapeur superficiel est branché du côté d'eau sur la section à sel du tambour par un circuit de circulation fermé en formant un second étage d'évaporation. La chaudière à vapeur stationnaire réalisée suivant l'invention, comporte un système de conduites plus simple que celui utilisé dans les chaudières connues à évaporation à deux étages, le nombre de pompes de circulation est réduit, et de ce fait ladite chaudière est plus économique et plus fiable. Les avantages indiqués sont obtenus par la suite grace à la solution technique revendiquée permettant de ne pas faire appel à des conduites, des pompes et une surface génératrice de vapeur supplémentaires pour le second étage d'évaporation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'une variante de réalisation concrète de réalisation faite en regard du dessin annexé sur lequel est schématiquement représentée la chaudière à vapeur stationnaire selon l'invention. La chaudière à vapeur stationnaire revendiquée à circulation multiple forcée comporte une cuve ou tambour 1, divisé par une cloison 2 avec un tube de dérivation 3 en section propre 4 et section à sel 5. Le tambour 1 possède un premier étage d'évaporation constitué par des tubes de descente 6, des pompes de circulation 7, des tubes de refoulement 8, d'une surface génératrice de vapeur 9 et de tubes d'évacuation 10 réunis successivement et branchés par le circuit fermé sur la section propre 4 du tambour 1. De plus, la chaudière comporte un refroidisseur de vapeur superficiel 11 branché du côté d'eau par l'intermédiaire des tubes de descente 12 et des tubes d'évacuation 13 sur la section à sel 5 du tambour 1 par un circuit de circulation fermé constituant le second étage d'évaporation.Un serpentin 14 du refroidisseur de vapeur 11, branché du côté de vapeur sur le surchauffeur de vapeur prélevée du tambour 1, sert de la surface génératrice de vapeur du second étage d'évaporation. Le surchauffeur de vapeur comporte deux sections 15, 16, le serpentin 15 étant alors branché entre lesdites sections 15, 16. Le refroidisseur de vapeur 11 est pourvu d'un raccord 17 servant à souffler en continu l'eau de chaudière de la section à sel 5 en vue d'éliminer une partie des sels. Selon le dessin, la surface génératrice de vapeur 9 et les sections 15, 16 du surchauffeur de vapeur sont disposées dans une conduite de gaz 18 de la chaudière. Les flèches sur le dessin montrent le sens de déplacement de la vapeur, du gaz et de l'eau dans les conduites. Le serpentin 14 peut être placé dans le corps du refroidisseur 11, comme cela est montré sur le dessin, ou directement dans llespace d'eau de la section à sel 5 du tambour 1. La chaudière à vapeur stationnaire fonctionne de la manière suivante. Circuit du premier étage d'évaporation à circulation forcée. L'eau de chaudière en provenance de la section propre 4 à travers les tubes de descente 6 arrive aux pompes de circulation 7 qui l'envoient par les tubes de refoulement 8 vers la surface 9 génératrice de vapeur, à partir de laquelle le mélange eau-vapeur par les tubes d'évacuation 10 arrive dans la section propre 4 du tambour 1. Circuit du second étage d'évaporation à circulation naturelle. La vapeur venant du tambour 1 arrive dans la première section 15 du surchauffeur, où la vapeur est surchauffée jusqu'à une température déterminée, et ensuite la vapeur est envoyée dans le serpentin 14 du refroidisseur de vapeur superficiel 11, dans lequel la vapeur surchauffée donne sa chaleur à l'eau de chaudière arrivant par les tubes de descente 12 à partir de la section à sel 5. La vapeur refroidie à partir du serpentin 14 se déplace dans la section 16 du surchauffeur de vapeur. Le mélange vapeur-eau obtenu après le refroi dissement de la vapeur dans le refroidisseur de vapeur 11 par le tube de dérivation 13 est envoyé du refroidisseur de vapeur 11 dans la section à sel 5. Une régulation de la teneur en sel dans la section à sel 5 est effectuée par un soufflage approprié à travers la tubulure 17. Le rendement en vapeur du refroidisseur de vapeur 11 est choisi à base du calcul de la teneur en sel et constitue, approximativement, 15 à 30 % de la productivité de la chaudière. REVENDICATION Chaudière à vapeur stationnaire à circulation forcée multiple comportant un tambour (1) avec une section à sel (5) à part, équipé d'un premier étage d'évaporation avec une pompe (7) de circulation, d'un second étage d'évaporation, d'un surchauffeur de la vapeur prélevée du tambour et d'un refroidisseur (11) de vapeur superficiel branché du c8té de vapeur sur le surchauffeur de vapeur, caractérisée par le fait que le refroidisseur de vapeur superficiel du cOté d'eau est branché sur la section à sel (5) du tambour par un circuit (12, 13) de circulation fermé en constituant le second étage d'évaporation.