Brevet FR2522113A1 — publié le 19830826

CHAUDIERE DE RECUPERATION La présente invention concerne une chaudière de récu- pération ayant la forme d'un réservoir sous pression, remplie d'un liquide de refroidissement et suivie d'une gazéification sous pression, avec une installation refroidie d'amenée réalisée en une construction tube-traverse-tube et contenant le réservoir de cendre, et avec un échangeur de chaleur gaz- liquide, se composant d'éléments tubulaires de surface de chauffe intégrés dans les tubes ou dans les parois planes. On connait une chaudière de récupération avec un échangeur de chaleur gazliquide, mais sans installation refroidie d'amenée, o les éléments tubulaires de la surface de chauffe de l'échangeur de chaleur se composent à chaque fois d'un tube enroulé de façon hélicoïdale Chaque élément tubulaire est ainsi disposé coaxialement en un corps de refoulement ou bien régulièrement autour d'un corps de refou- lement central coaxial à l'axe de la chaudière de récupéra- tion Les conduites amenant à ces éléments tubulaires de sur- face de chauffe débouchent dans une plaque tubulaire forgée ce par quoi le tuyau d'alimentation doit être refroidi au moins à la partie d'entrée de la plaque tubulaire. La construction connue présente l'inconvénient que l'utilisation de tuyaux refroidis d'entrée en jonction avec la plaque tubulaire forgée est non seulement coûteuse mais pose également des problèmes concernant la maîtrise de tensions, dans les matériaux, dues à la température De plus, la configuration et la disposition du faisceau de tubes augmentent de façon non économique, l'espace et le poids de la chaudière de récupération. La présente invention a par conséquent pour objet de former la chaudière de récupération de la sorte ci-dessus mentionné de façon qu'en gardant au moins le même effet d'action de l'échange de chaleur, les inconvénients précédem- ment décrits puissent être évités en obtenant une construc- tion d'un prix favorable pour la fabrication de la chaudière de récupération. Cette tâche est atteinte selon l'invention par le fait que les éléments tubulaires de la surface de chauffe de l'échangeur de chaleur sont formés, pour chaque élément, d'un tube parallèle à l'axe du réservoir de la chaudière de récu- pération et en forme de spirale. Dans d'autres formes de l'invention, on propose que les conduites d'alimentation ou d'amenée des éléments tubu- laires de surface de chauffe de l'échangeur de chaleur débou- chent dans l'extrémité en forme de doigt de l'installation d'arrivée qui est habillée d'un matériau réfractaire, et que chaque élément tubulaire de surface de chauffe soit disposé dans une chambre pourvue d'extrémités ouvertes autour d'un espace interne polygonal, avantageusement hexagonal, ayant des extrémités ouvertes. On propose de plus que les conduites de la construc- tion de parois tube-traverse-tube à refroidissement forcé de l'installation d'arrivée soient reliées au système de refroi- dissement à écoulement naturel de l'échangeur de chaleur de la chaudière de récupération. Une nouvelle construction présente l'avantage que les gaz de traitement refroidis dans l'installation d'arrivée et provenant d'une installation de gazéification sous pression sont répartis sans refroidissement aux tuyaux d'alimentation des éléments tubulaires de la surface chauffante dans la zone d'entrée de façon que l'on puisse supprimer une plaque tubu- laire forgée et une jonction à bride entre la chaudière de récupération et l'installation d'arrivée ce qui permet en même temps de contrôler les problèmes de corrosion et de tension conditionnés par la température, du point de vue construction et de procédé Par la configuration particulière des surfaces de chauffe ayant la forme d'éléments tubulaires en jonction avec l'installation refroidie d'arrivée, on obtient, pour la chaudière de récupération, une réduction d'environ 1 m de sa longueur, d'environ 5 % de son diamètre et d'environ 10 % de son poids. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, donnés à titre indicatif mais nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 montre une vue en coupe longitudinale de la chaudière de récupération selon l'invention; et La figure 2 est une vue en coupe transversale de la chaudière de récupération selon l'invention. A la suite d'un réacteur de gazéification sous pression est disposée une installation d'arrivée 6 avec cendrier joint 7, dont la paroi a une construction tube- traverse-tube, incorporée avant une chaudière de récupéra- tion 1 remplie d'eau bouillante en tant que liquide de refroidissement et ayant la forme d'un réservoir sous pression. L'installation d'arrivée est pourvue d'une extrémité 8 en forme de doigt habillée d'un matériau réfractaire, d'o partent, en-dessous de la tête d'extrémité 9, radialement aux tubes ou tuyaux d'alimentation, les éléments tubulaires 2. Les éléments tubulaires 2 de la surface de chauffe sont chacun formés d'un tube parallèle à l'axe du réservoir de la chaudière de récupération 1, et en forme de spirale. La disposition des éléments tubulaires 2 se produit en chambres 4 en forme de tube ou de canal autour d'un espace interne 3 polygonal, avantageusement hexagonal, en forme de tube ou de canal Dans ces chambres en forme de tube ou de canal et dans l'espace interne, ainsi que dans les espaces 5 en forme de tube ou de canal qui sont également formées des chambres 5, circule l'eau bouillante sous forme d'un écoule- ment de liquide dirigé en amont et en aval en raison des différences de densité L'écoulement naturel qui s'établit ainsi est amplifié par l'arrivée d'eau froide d'alimentation par la conduite 12 dans le courant liquide dirigé vers l'aval ou bien par le retour se-produisant par la conduite 13, du carbone liquide chaud du système de refroidissement par circulation forcée relié au système de refroidissement par circulation naturelle par les conduites 13, 14 de l'installa- tion d'arrivée 6, 7 dans l'écoulement liquide dirigé vers l'amont On obtient ainsi un plus grand effet d'action de l'échange de chaleur. Les tubes 11 partant des éléments tubulaires de surface de chauffe 2 sont conduits en-dessous du plan d'eau, vers l'extérieur du réservoir sous pression de la chaudière de récupération 1. REVENDICATIONS 1 Chaudière de récupération ayant la forme d'un réservoir sous pression remplie d'un liquide réfrigérant et située après une installation de gazéification sous pression, avec une installation refroidie d'arrivée ayant une construc- tion tube-traverse-tube et contenant le réservoir des cendres et avec un échangeur de chaleur gaz-liquide se composant d'éléments tubulaires de surface de chauffe de même longueur, incorporée dans une paroi tubulaire ou plane, caractérisée en ce que les éléments tubulaires de surface de chauffe ( 2) de l'échangeur de chaleur sont composés chacun d'un tube parallèle à l'axe du réservoir de la chaudière de récupéra- tion ( 1) et en forme de spirale. 2 Chaudière selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tuyaux d'alimentation ( 10) des éléments tubu- laires de surface de chauffe ( 2) de l'échangeur de chaleur débouchent dans l'extrémité ( 8, 9) en forme de doigt habillée d'un matériau réfractaire de l'installation d'arrivée ( 6, 7). 3 Chaudière selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée en ce que les éléments tubulaires ( 2) de la surface de chauffe de l'échangeur de chaleur sont disposés chacun dans une chambre en forme de tube ou de canal ( 4) autour d'un espace interne ( 3) en forme de tube ou de canal, en polygone et avantageusement hexagonal. 4 Chaudière selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée en ce que les conduites ( 13, 14) relient la construction de paroi tube-traverse-tube à refroidissement forcée de l'installation d'arrivée ( 6, 7) au système de refroidissement à circulation naturelle de l'échangeur de chaleur de la chaudière de récupération ( 1).