Brevet FR2574158A1 — publié le 19860606

La présente invention est relative à une chaudière perfectionnée dans laquelle une conduite de gaz est divi- sée en une pluralité de passages, les passages séparés étant équipés de réchauffeurs et de superchauffeurs et l'im- portance du débit de gaz de combustion dans les passages vers l'extrémité de sortie étant réglable au moyen de cla- pets prévus à l'extrémité de sortie des passages. Dans les chaudières de l'art antérieur comportant des réchauffeurs incorporés, ces chaudières étant connues sous le nom de chaudières à réchauffe, on a utilisé un sys- tame de commande des clapets comme moyen pour commander la température de la vapeur de réchauffe. Dans ce système, la conduite de gaz est divisée en une pluralité de passages. Les passages séparés sont équipés de réchauffeurs et de su- perchauffeurs. De plus, un clapet est prévu à l'extrémité de sortie de chaque passage. Avec cet agencement, la quan- tité de gaz de combustion qui traverse chaque passage est réglée par la commande de l'ouverture des clapets, ce qui commande l'absorption de chaleur par le réchauffeur et par conséquent la température de la vapeur de réchauffe. Pendant la perte de charge rapide ou dans le cas oh les conditions effectives de fonctionnement sont différen- tes des conditions de fonctionnement prévues, les réchauf- feurs doivent absorber une plus grande quantité de chaleur que celle qui a été prévue. Dans un tel cas, l'ouverture des clapets est commandée de telle manière qu'une quantité plus importante de gaz de combustion est introduite dans les passages contenant des réchauffeurs. Par contre, la quanti- té de gaz de combustion qui traverse les passages renfer- mant les superchauffeurs est bien entendu diminuée. Il en résulte que l'absorption de chaleur par les superchauffeurs diminue, et la commande de la température de la vapeur à la sortie de chacun des superchauffeurs est effectuée par un système de commande du rapport combustible/eau. Par suite, du fait que l'absorption de chaleur par les superchauffeurs diminue, une quantité plus importante de combustible est délivrée au foyer dans un but de compensation. Toutefois, dans le cas o la température dépasse une certaine limite de tolérance, les tubes de paroispour l'eau constituant le foyer sont soumis à une contrainte thermique due aux grandes différences de températures de part et d'autre des- dites parois. Il se pose donc un problème de protection du foyer. La présente invention a pour but de fournir une chau- dière qui utilise un système de commande à clapets, et qui fonctionne sans qu'il se produise une augmentation de tem- pérature à la sortie du foyer méme si la charge de chauffa- ge sur les réchauffeurs est augmentée. Pour atteindre le but ci-dessus, selon la présente invention, il est prévu une chaudière dans laquelle la con- duite de gaz est divisée en une pluralité de passages, les passages séparés étant équipés de réchauffeurs et de super- chauffeurs, le débit de gaz de combustion dans chaque pas-t sage étant réglable et des évaporateurs convectifs étant prévus en aval de chacun des réchauffeurs dans les passages de réchauffeur. Dans cette chaudière, les évaporateurs convectifs as- surent le rôle d'échangeurs thermiques dans le système prin- cipal de vapeur. Avec cet agencement, si le débit de gaz de combustion augmente dans les passages de réchauffeur, avec un abaissement résultant de l'absorption de chaleur, le dé- bit de gaz de combustion décroît dans les passages de super- chauffeur, l'absorption de chaleur par les évaporateurs con- vectifs augmente de telle manière que la diminution de l'ab- sorption de chaleur par les superchauffeurs est presque in- tégralement compensée et maintenue à une valeur minimale. Par conséquent, l'absorption de chaleur dans la vapeur prin- cipale à travers les évaporateurs convectifs vers les super- chauffeurs reste inchangée et la température de la vapeur à la sortie des parois des tubes d'eau du foyer est maintenue à un niveau désiré suffisamment bas. On comprendra bien l'invention à la lecture de la des- cription qui va suivre et en référence au dessin annexé dont la Figure unique montre schématiquement une chaudière selon un mode de réalisation préféré de l'invention. La Figure montre une chaudière à double réchauffeur qui peut fonctionner à une pression supercritique. Le foyer 1 de la chaudière reçoit une conduite 2 de gaz de combustion dont l'extrémité aval est divisée en trois passages 2a, 2b et 2c au moyen de parois déflectri- ces verticales 3.Chacun des passages 2a à 2c est équipé d'un clapet 4 pour la commande du débit de gaz de combus- tionLa quantité de gaz de combustion qui circule à travers les passages 2a à 2c est régulée par la commande des cla- pets respectifs 4. Un économiseur 5 est prévu en aval des clapets 4.En variante, les clapets 4 peuvent etre prévus à la sortie de l'économiseur 5. Le passage central 2b est équipé d'un réchauffeur primaire 6a qui constitue une partie d'un réchauffeur de premier étage, c'est-à-dire un réchauffeur à haute pression. A la sortie du foyer 1, à l'extrémité amont de la conduite 2, est prévu un réchauffeur secondaire 6b à haute pression qui est relié au réchauffeur primaire 6a à haute pression pour constituer le réchauffeur de premier étage. Un réchauf- feur secondaire 7 à basse pression est prévu dans le passa- ge 2a qui est situé du côté du passage 2b le plus près du foyer. Un superchauffeur primaire 8a est prévu dans le pas- sage 2c qui est situé du côté du passage 2b le plus éloigné du foyer. A la sortie du foyer 1, à l'extrémité amont de la conduite 2, est prévu un superchauffeur secondaire 8b du côté amont du réchauffeur secondaire 6b à haute pression et relié au superchauffeur primaire 8a. De plus, un super- chauffeur tertiaire 8c est prévu en aval du réchauffeur se- condaire 6b à haute pression, et il est relié au superchauf- feur secondaire 8b. Sur la Figure, les flèches montrent le sens de passage, les entrées et les sorties de chacun des réchauffeurs superchauffeurs et économiseur. Dans la présente invention, des évaporateurs convec- tifs 9 et 10 sont prévus entre l'économiseur 5 et, respec- tivement, le réchauffeur 7 du passage 2a et le réchauffeur 6a du passage 2b, ces évaporateurs convectifs 9 et 10 ser- vant d'échangeurs de chaleur dans le système principal de vapeur. Dans la chaudière ainsi établie, si une grande quan- tité de gaz de combustion est introduite dans les passages 2a et 2b, dans lesquels les réchauffeurs 7 et 6a sont pré- vus respectivement, la quantité de gaz de combustion qui traverse le passage 2c contenant le superchauffeur primai- re 8a décroît, de même que l'absorption de chaleur par ce superchauffeur primaire 8a. Toutefois, l'absorption de cha- leur augmente dans les évaporateurs convectifs 9 et 10 pla- ces en aval des réchauffeurs 7 et 6a, respectivement, ce qui compense la diminution de l'absorption de chaleur par le superchauffeur primaire 8a. De plus, la température de la vapeur est commandée, à la sortie des superchauffeurs et le niveau d'enthalpie à la sortie du foyer 1 est également maintenu à une certaine valeur. Par contre, si la quantité de gaz de combustion qui traverse le superchauffeur primai- re 8a augmente ainsi, la quantité de gaz de combustion in- troduite dans les passages 2a et 2b dans lesquels sont pla- cés respectivement les réchauffeurs 7 et 6a décroît et l'ab- sorption de chaleur par les évaporateurs convectifs 9 et 10 décroît également. Ainsi, l'absorption globale de chaleur dans le système principal de vapeur et le niveau d'enthal- pie à la sortie du foyer sont maintenus à une certaine va- leur. Ainsi, même si le rapport de la quantité de gaz de combustion qui passe dans les réchauffeurs et dans les su- perchauffeurs est modifié, la déviation de température à la sortie du foyer sera maintenue minimale. Bien que le mode de réalisation ci-dessus décrit soit relatif à une chaudière du type à double réchauffeur et présentant trois passages, l'invention est également appli- cable à une chaudière du type à simple réchauffeur compor- tant deux passages. Dans la chaudière selon la présente invention, dans le cas o le rapport des quantités de gaz qui passe dans les réchauffeurs et dans les superchauffeurs varie et l'ab- sorption de chaleur par les superchauffeurs augmente ou diminue, une telle augmentation ou diminution est compensée par les évaporateurs convectifs placés en aval des réchauf- feurs dans les passages respectifs. Par suite, une déviation de température a la sortie du foyer est maintenue minimale de telle manière que la contrainte thermique sur les parois des tubes d'eau est maintenue également minimale. Les parois du foyer sont ainsi protégées. De plus, dans cette chaudière, les évaporateurs convectifs sont placés entre les réchauf- feurs et l'économiseur c'est-à-dire, en d'autres termes, en aval des réchauffeurs et en'amont de l'économiseur. Ain- si, on empêche l'évaporation de l'eau d'alimentation à la sortie de l'économiseur. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit; on pourrait au contraire concevoir diverses variantes sans sortir pour autant de son cadre. REVENDICATION Chaudière, comportant une conduite (2) pour la sortie de gaz, divisée en une pluralité de passages(2a,2b,2c), ces passages comportant des réchauffeurs (7,6a) et des super- chauffeurs (8a), caractérisée par le fait qu'elle comporte des moyens (4) pour régler le débit des gaz de combustion à travers les passages respectifs et des évaporateurs convec- tifs (9,10) dans ceux des passages (2a, 2b) qui comportent un réchauffeur (7,6a), lesdits évaporateurs convectifs (9, ) étant situés en aval des réchauffeurs respectifs.