Brevet FR2532404A1 — publié le 19840302

La présente invention concerne un fond de chambre de-combustion pour une chaudière à couche tourbillonnante, comprenant une plaque de fond en tubes transportant un fluide de refroidissement et reliés les uns aux autres par des entretoises dans lesquelles sont prévus des orifices de passage d'air qui sont surmontés par-des tôles de recouvrement soudées aux tubes, une boite à air étant raccordée étroitement au côté inférieur du fond. On connalt un tel fond de chambre de combustion-utilisé principalement dans les générateurs de vapeur qui sié- tend uniformément sur toute la largeur de la chambre de combustion. Il s'est avéré en fonctionnement quelle démarrage de la chaudière à couche tourbillonnante présente des difficultés parce que, à cause de la plus faible quantité d'air amenée au-dessus du fond de la chambre de combustion, aucune formation uniforme de couche tourbillonnante noa lieu sur toute la largeur du fond. Ceci vaut également pour le fonctionnement à charge partielle. Le probleme de la présente invention est dgamélio- rer le fond de chambre de combustion mentionné ci-dessus, de telle manière que la chaudière à couche tourbillonnante puisse être démarrée sans problèmes. Ce problème est résolu selon la présente invention en ce que la boite à air est subdivisée par des parois de séparation en chambres à air, en ce que sur le côté supérieur du fond de la chambre de combustion sont soudées des nervures de séparation verticales dont la hauteur est d 'au moins un diamètre externe des tubes, respectivement de niveau avec les parois de séparation des chambres à air, et en ce que les tôles de recouvrement voisines des nervures de sé parationsont descendues jusqud l'entretoise sur leur côté tourné vers la nervure de séparation voisine.Par la subdivision de la boite à air en ciarrbres- à air séparées et par la disposition des nervures de séparation, lachau- diere est également subdivisée en zones individuelles dont toutes ne fonctionnent pas pour le démarrage. A l'intérieur de la zone ou des zones alimentées en air lors-du démarrage, on peut alors obtenir des conditions de température et de combustion aussi uniformes et optimales que possible, qui produisent un meilleur rendement et une meilleure combustion. Une telle subdivision du fond de la chambre de combustion en différentes zones amène des avantages importants même lorsd1ùn fonctionnement à charge partielle. En des- cendant les tôles de recouvrement jusque sur les enJcretoi- ses, on évite que l'air soufflé s'amasse au voisinage des nervures de séparation, et souffle librement cet air le long de canaux d'air à travers lesquels de l1oxygène de combustion s'écoule sans etre utilisé. Un avantage particulier est encore qu'au voisinage des nervures de séparation, aucune élévation de la température de la couche tourbillonnante n'a lieu Selon une forme de réalisation de la présente invention, les nervures de séparation présentent au moins audessus du sommet des tubes, des fentes verticales de dilatation.On évite ainsi des tensions thermiques inadmissi bles dans les nervures de séparation, bien que ces nervures présentent-dans la zone de leur raccordement au fond de la chambre de combustion une température plus basse que sur leur arête supérieure. Selon une autre forme de réalisation, des nervures d'élévation sont prévues de manière qu'elles s'appliquent verticalement sur les nervures de séparation. On peut ain si-allonger à volonté vers le haut les nervures de séparation sans que des tensions thermiques inadmissibles surviennent dans la matière non refroidie des nervures. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront' de la description détaillée qui va suivre de deux formes de réalisation données à titre dlexemple-non limitatif, à la lumière des dessins sur les quels la figure i est une coupe verticale d'une partie d'un fond de chambre de combustion selon la présente invention, selon la ligne I-I de la figure 2 ; la figure 2 est une coupe verticale selon la ligne II-II de la figure 1 ; et la figure 3 est une coupe correspondant à la figure 2 d'une nervure de séparation modifiée. Selon les figures 1 et 2, un fond de chambre de combustion 1 d'une chaudière à couche tourbillonnante est formé de plusieurs tubes 2 de preférence légèrement ascendants et d'ent^retoises 4 soudées étroitement entre ceux-ci. Les tubes 2 sont recourbés à peu près à angle droit et se prolongent en tant que tubes de paroi arrière 3 Les en tretoises 4 se continuent égaiement entre les tubes 3 et sont soudées étroitement à ceux-ci. Les entretoises 4 présentent au voisinage du fond de la-chambre de combustion 1 des orifices de passage d'air 5 répartis à peu pres'régu- lièrement sur le fond et qui, à une certaine distance verticale, sont surmontés d'une tôle de recouvrement respec- tive 6 qui est soudée latéralement et respectivement sur les deux tubes voisins 2. Orthogonalement par rapport à la paroi arrière, la chambre de combustion est limitée par deux parois latérales 34 dont seulement une est montrée à la figure 1 et à la figure 2. Les parois latérales sont constituées égàlement de tubes entre lesquels sont soudées des entretoises 36 de manière étanche aux gaz. La paroi antérieure non représentée de la chambre de combustion est également formée de tubes et d'entretoises soudés entre eux. - Tous les tubes sont parcourus par un fluide de refroidissement, par exemple de lgeau d'un générateur de vapeur. En dessous du fond de la chambre de combustion 1, on dispose une boîté à air 33 qui estlimitée latéralement par les parois tubulaires 34 et par deux parois en tôle non représentees. Vers le bas, la boîte à air 33 est limitée paeun fond de boite 10. La botee- à air est subdivisée par des parois de séparation verticales~ 9 en plusieurs chambres 8. A chaque chambre 8 est associé dans le fond 10 un orifice-de nettoyage 13 qui est entouré par un rebord annulaire 12. Chaque orifice de nettoyage 13 peut être obturé par une plaque de recouvrement 14 qui peut être fixée par des vis-15 sur le rebord 12. Une canalisation d'arrivée d'air 18 pour chaque chambre 8 est en outre raccordée au fond de boite 10. Sur le côté supérieur du fond de la chambre de com bustion 1, on soude des nervures de séparation vexticales 25 alignées respectivement avec les parois de séparation 9. La hauteur H de ces nervures de séparation 25, mesurée depuis les entretoises 4 , est au moins égale à un diamètre externe D-des tubes 2. Les nervures de séparation 25 pré- sentent plusieurs fentes verticales de dilatation 26 qui sont alignées respectivement à peu près avec l'axe du tube associé 2 et qui parviennent tout près des sommets de ces tubes. En outre, les tôles de recouvrement 6 se trouvant près des nervures de séparation 25 sont prolongées vers le bas sur leur côté tourné vers les nervures de séparation 25, de telle manière que les extrémités prolongées touchent l'entretoise correspondante 4 par leur arête inférieure, comme on peut le voir à la figure 2. Ces arêtes peuvent également être soudées aux entretoises. Lors du fonctionnement de la chaudière à couche tourbillonnante, on introduit de l'air de combustion dans les chambres 8 par les canalisations d'arrivée d'air 18 dont au moins une partie est munie d'organes d'obturation non représentés. L'air de combustion entre par les orifices de passage d'air 5 du fond dd-la chambre de combustion 1 tout d'abord dans les espaces en dessous des tôles de recouvrement 6 et ensuite s'écoule selon les flèches des figures dans le sens axial et subséquemment à travers une couche tourbillonnante se trouvant sur le fond de la chambre de combustion 1 et non représentée sur le dessin. La couche tourbillonnante constituée par une matière inerte ainsi que par des particules de charbon et de chaux passe alors à l'étant caractéristiquei-connu de matière en suspension. Lors du démarrage ainsi que dans le cas de charge partielle, seules quelques-unes des chambres 8 sont alimen tées en air de combustion. Comme la matière de la couche tourbillonnante se trouvant sur le fond de la chambre de combustion 1 est subdivisée par les nervures de séparation 25 en zones correspondant aux chambres individuelles, on empeche, lors du démarrage et dans le cas de charge partielle, que des conditions sensiblement différentes d'écoulement et de turbulence ne surviennent aux limites des zones alimentées en air et à l'intérieur de ces zones. On évite également au moyen des tôles de recouvrement 6 descendues au voisinage des nervures de séparation 25 jusque sur les entretoises 4 qu'au voisinage de ces nervures de séparatiôn, l'air de combustion soit canalisé, ce qui pourrait donner lieu à des surchauffes locales. il peut etre approprié de conformer à des dimen s ions moindres les orifices de passage d'air 5 qui débouchent sous des tôles de recouvrement 6 descendant sur les entretoises ppar exemple, il serait approprié de leur donner des dimensions de seulement la moitié de celles des orifices de passage d'air 5. Les nervures de séparation 25 peuvent être bien plus hautes que ce qu'on voit amsfigures 1 et 2, par exemple aussi hautes que la couche tourbillonnante à l'état de suspension. Pour maintenir à de faibles valeurs les tensions thermiques dans les nervures de séparation plus beautés, il peut entre approprié dgatteindre la hauteur désirée par des nervures de surélévation particulieres 31, comme celles montrées schématiquement à la figure 3.Les nervures de surélévation 31 sont par exemple conformées comme des bandes de tôle d'acier qu'on peut installer depuis le haut sur les nervures de séparation et qui sont munies des deux côtés de fentes de dilatation 29, 30. Dans ce but, on soude sur les bandes de tôle des-étriers de serrage 32 répartis sur leurs longueurs et qui portent de préférence à force contre la nervure de séparation 25,.a peu près à mi-hauteur entre les sommets des tubes 2 et l'arête supérieure de la nervure de séparation 25. REVENDICATIONS 1. Fond de chambre de combustion pour une chaudière à couche tourbillonnante, comportant une plaque de fond en tubes (2) transportant un fluide de refroidissement et reliés les uns aux autres par des entretoises (di dans lesquelles sont prévus des orifices de passage d'air (5) qui sont surmontés de tôles de recouvrement 16) soudées aux tubes (2), une botte à air (33) étant raccordée à proximité du ces inférieur du fond, ledit fond étant caractérisé en. ce que la botte à air (33) est subdivisée par des parois de séparation en chambresà air (8) , en ce que sur le côté supérieur du fond de la chambre de combustion (1) sont soudées des nervures de séparation verticales (25) alignées respectivement avec des parois de séparation (9) des chambres à air, et ayant une hauteur d'au mDins un diamètre externe (D) des tubes (2), et en ce que les tôles de recouvrement (6), voisines des nervures de séparation (25L sont descendues jusqu'd 11 entretoise (4) de leur côté tourné vers la nervure de séparation voisine. 2. Fond de chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures de séparation (25) présentent au moins au-dessus des sommets des tubes, des fentes verticales de dilatation. 3. Fond de chambre de combustion selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on prévoit des nervures de surélévation (31) qu'on peut monter verticalement sur les nervures de séparation (25). 4. Fond de chambre de combustion selon la revendication 3, caractérisé en cé que les nervures de surélévation (31) sont munies de fentes de dilatation (29) sur leurs côtés supérieur et inférieur.