Brevet FR2547899A1 — publié le 19841228

Chaudière compacte à lit fluidisé La présente invention se rapporte à une chaudière compacte à combustion de combustible par lit fluidisé. Les chaudières à lit fluidisé comprennent une chambre de combustion o le combustible est introduit et mis en suspension, par un courant 5 ascendant d'air comburant entraînant une partie plus ou moins importante de cendres qu'il est intéressant de recycler pour faciliter le réglage de la température du lit et/ou pour assurer une combustion parfaite La récupération des cendres s'effectue généralement avant le faisceau d'échange par convection dans le but de protéger ce dernier des phénomènes d'érosion. 10 Dans ce cas la captation des cendres est habituellement assurée par un équipement de dépoussiérage non intégré à la chaudière La conception de ces chaudières est encombrante et conduit à utiliser des gaines relativement longues. La présente invention a pour but de fournir une chaudière à lit 15 fluidisé dotée d'un système de dépoussiérage intégré ce qui conduit à réduire l'encombrement et la longueur des gaines. La chaudière selon l'invention comporte une chambre de combustion de combustible à lit fluidisé qui communique avec une enceinte d'échange contenant des nappes de tubes d'eau chauffés par les fumées de combustion 20 et elle est essentiellement caractérisée par le fait qu'elle comprend, au sein de ladite enceinte, une chambre d'échange et de dépoussièrage qui est équipée de tubes d'eau et contient une cloison intérieure verticale la divisant en deux demi-chambres communiquant l'une avec l'autre à leur partie inférieure et dont l'une, dite demi-chambre amont, communique avec la partie 25 amont de l'enceinte par un orifice d'entrée situé en partie haute et contraint les fumées à effectuer un parcours descendant le long de la cloison et dont l'autre, dite demi-chambre aval, communique avec la partie aval de l'enceinte par un orifice de sortie situé en partie haute et contraint les fumées à effectuer un parcours ascendant. Selon une caractéristique, l'orifice d'entrée est situé latéralement par rapport à la cloison intérieure et fait face à une paroi perpendiculaire de la chambre de manière que les fumées entrent sensiblement parailèlement à ladite cloison et soit arrêtées par ladite paroi de manière à changer de direction et à être dépoussiérées. Selon une autre caractéristique, la chambre d'échange et dépous- sièrage comporte une trémie à la partie inférieure. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 est une vue générale, en coupe verticale, de la chaudière. La figure 2 représente schématiquement, en perspective, la chambre d'échange et de dépoussiérage faisant partie de la chaudièreo La chaudière comprend une chambre de combustion 1 du type à lit 10 fluidisé Elle se compose d'une enceinte réfractaire 11 qui contient le lit fluidisé 12 de charbono Celui-ci est introduit dans l'enceinte par une bouche dealimantation 13 Le lit est mis en suspension par un courant d'air ascendant qui est injecté au bas de l'enceinte par des buses d'injection 14 alimentées en air La combustion est amorcée par le brûleur de démarrage 15 15 L'enceinte est équipée, en partie basse, d'une bouche de sortie latérale 16 qui permet d'évacuer les cendres et, plus haut, d'une bouche d'entrée latérale 17 qui permet l'introduction de cendres recycléeso La chambre de combustion 1 communique avec une enceinte d'échange 2 contenant des tubes d'eau 6 et 7 logés à l'intérieur d'une enveloppe exté20 rieure 21 et chauffés par les fumées de co-bustion qui sont canalisées vers la sortie 22. Les fumées s'écoulent successivement dans une chambre d'échange 3 puis dans une chambre d'échange et de dépoussiérage 4 puis dans une chambre d'échange terminale 5 qui débouche sur la sortie 22 La chambre d'échange 3 qui surplombe le lit fluidisé forma une cheminée tapissée par les tubes verticaux 6 Ces tubes sont intégrés dans des parois 31 qui sont constituées par des tôles fermant les intervalles entre les tubes Un calorifuge est interposé entre les parois 31 et l'enveloppe 21 o Les tubes 6 sont raccordés à leur extrémité inférieure t une cein30 ture d'alimentation inférieure et à leur extrémité supérieure à un collecteur de dégagement de vapeur Les tubes de la paroi 31 sont interrompus du côté de la chambre 4 de manière à ménager un orifice d'entrée 46 La chambre d'échange et de dépoussiérage 4 est délimitée par une paroi commune 31 formant l'orifice d'entrée et par des parois 41 Des tubes 35 6 sont intégrés dans les parois 41 constituées de tôles fermant les intervalles entre les tubes. Cette chambre contient une cloison intérieure verticale 42 qui peut être réalisée au moyen de tubes à circulation d'eau Elle divise la chambre en deux demi-chambres 43 et 44, ces deux demi-chambres communiquant au bas de la cloison par un orifice de communication 45 La demi-chambre amont 43 communique avec la chambre 3 par l'orifice d'entrée 46 situé en partie haute La chambre aval 44 communique avec la chambre terminale 5 par un orifice de sortie 47 situé en partie haute. Des tubes verticaux 6 sont intégrés dans les parois 41 et dans la cloison 42 qui sont constituées par des tôles fermant les intervalles entre les tubes Les tubes de la cloison intérieure débouchent à leurs extrémités dans un collecteur d'alimentation et dans un collecteur de dégagement Les 10 tubes des parois débouchent à leurs extrémités dans un collecteur d'alimentation et dans un tube de dégagement La chambre d'échange et de dépoussiêrage comporte à la partie inférieure une trémie 48 permettant de récupérer les cendres pour les recycler vers la bouche 17 et/ou de les évacuer. L'orifice d'entrée 46 est situé latéralement par rapport à la 15 cloison intérieure 42 et fait face à une paroi 41 perpendiculaire de manière que les fumées entrent sensiblement parallèlement à la cloison et soient arrêtées par ladite paroi opposée 41 Les fumées descendent le long de la cloison et passent par l'orifice 45 puis remontent dans la demi-chambre 44 vers l'orifice de sortie 47. Du fait des brusques changements de direction des fumées dans la chambre 4, celles-ci se séparent des cendres qu'elles contiennent. La position de la cloison 42, ainsi que sa hauteur ont été définies de manière que les cendres retenues et collectées dans la trémie 48 ne soient pas reprises par les fumées. A titre d'exemple, le tableau ci-dessous regroupe les rendements de captation de la chambre de dépoussiérage, obtenues sur maquette, en fonction de la charge en cendres des fumées et de la hauteur de la cloison 42 quand celle-ci est positionnée près de l'orifice d'entrée 46. 35 Hauteur de Charge en | Rendement i i Hauteur de I Charge en Rendement la cloison cendres | I Ila cloison I cendres 42 des fuméesî (%) l 42 i des fumées (%) I I (g/m 3) I i I (g/m 3) I I I il I 1/3 de la 60 i 45 i l Hauteur i 60 29 hauteur 180 I 52 I de la 180 52 paroi 41 320 i 49 i I paroi 411 320 59 I I Il i La chambre terminale 5 contient des tubes verticaux 6 qui sont connectés à un réservoir collecteur 8 équipé de dispositifs pour le séchage de la vapeur et situé à la partie supérieure et à un réservoir 9 situé à la partie inférieure. La vapeur collectée dans les collecteurs de dégagement est conduite au réservoir collecteur 8 qui reçoit par ailleurs la vapeur produite par les tubes de la chambre 5. Le faisceau 7 constitue un surchauffeur. Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'in10 vention, imaginer des variantes et Zdes perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. REVENDICATIONS 1. Chaudière comportant une chambre de combustion de combustible ( 1) à lit fluidisé qui communique avec une enceinte d'échange ( 2) contenant des tubes d'eau ( 6, 7) chauffés par les fumées de combustion, caractérisée par le fait qu'elle comprend, au sein de ladite enceinte, une chambre d'échange et de dépoussiérage ( 4) qui est équipée de tubes d'eau ( 6) et contient une cloison intérieure verticale ( 42) la divisant en deux demi-chambres ( 43, 44) communiquant l'une avec l'autre à leur partie inférieure et dont l'une, dite demi-chambre amont, communique avec la partie 10 amont ( 3) de l'enceinte par un orifice d'entrée ( 46) situé en partie haute et contraint les fumées à effectuer un parcours descendant le long de la cloison et dont l'autre, dite demi-chambre aval, communique avec la partie aval ( 5) de l'enceinte par un orifice de sortie ( 47) situé en partie haute et contraint les fumées à effectuer un parcours ascendant. 15 2 Chaudière selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'orifice d'entrée ( 46) est situé latéralement par rapport à la cloison intérieure ( 42) et fait face à une paroi perpendiculaire ( 41) de manière que les fumées entrent sensiblement parallèlement à ladite cloison et soient arrêtées par ladite paroi de manière à changer de 20 direction et à être dépoussiérées. 3. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la chambre d'échangé et de dépoussiérage ( 4) comporte, à la partie inférieure, une trémie ( 48) pour collecter les cen25 dres, 4. Chaudière selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la cloison intérieure ( 42) comporte des tubes d'eau ( 6).