Brevet FR2658279A1 — publié le 19910816

Dispositif de réchauffage de deux fractions de gaz en échange de chaleur avec des fumées La présente invention concerne un dispositif de réchauffage de deux fractions de gaz, différentes ou sous des pressions différentes, en échange de chaleur avec des fumées résultant de la combustion d'un combustible, notamment en lit fluidisé, comprenant des faisceaux tubulaires parcourus par les fumées et autour desquels circule une première fraction de gaz à réchauffer. Lorsque l'on veut réchauffer en échange de chaleur avec des fumées deux fractions de gaz différentes ou sous des pressions différentes, par exemple une fraction primaire d'air de fluidisation d'un combustible divisé et une fraction secondaire d'air de combustion, on est généralement amené à disposer en parallèle deux échangeurs à faisceaux tubulaires Ceci entraîne une complication d'appareillage et des coûts importants On peut aussi utiliser des régénérateurs parcourus alternativement par les fractions de gaz à réchauffer et les fumées, mais ceux-ci entraînent des pertes importantes de gaz entraînés par les fumées lors des permutations et par la non-étanchéité totale des joints séparant ces deux fluides. La présente invention a pour but de procurer un dispositif de réchauffage de deux fractions de gaz, différentes ou sous des pressions différentes, qui ne comporte qu'un seul faisceau tubulaire parcouru par les fumées, et soit donc d'un coût moindre qu'un dispositif à deux échangeurs à faisceau tubulaire en parallèle, tout en n'impliquant pas de pertes sur les fractions de gaz à réchauffer. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte, outre le faisceau tubulaire d'échange entre la première des fractions de gaz à réchauffer et les fumées, des caloducs disposés entre le trajet de cette première fraction de gaz et celui de la seconde fraction de gaz. De préférence, le trajet de la première fraction de gaz comporte des passages à courants croisés par rapport aux tubes dans lesquels circulent les fumées, et des passages intermédiaires externes à ces tubes, dans lesquels sont disposés les extrémités des caloducs en échange de chaleur avec la seconde fraction de gaz. -2- Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé, un dispositif de réchauffage d'une fraction d'air de fluidisation et d'une fraction d'air de combustion pour réacteur de combustion à lit fluidisé circulant de charbon ou autre combustible fossile divisé. Le dispositif d'échange comprend un faisceau tubulaire 1, composé de tubes 5 à l'intérieur desquels circulent des fumées de combustion admises en 7 et évacuées en 8 Une fraction d'air de combustion, destinée à être admise dans un foyer, par exemple au-dessous de l'admission du charbon divisé dans le cas du circuit d'air primaire d'un réacteur de combustion à lit fluidisé, est introduite en 2 dans un caisson 8 A entourant le faisceau tubulaire 1 et évacuée réchauffée en 6 Le trajet de cette fraction comporte des passages à courants croisés par rapport aux tubes 5, représentés par des flèches 3, et des passages parallèles aux tubes, à l'extérieur de ceux-ci, représentés par les flèches 4. Par ailleurs, une seconde fraction d'air, destinée par exemple à assurer la fluidisation d'un matériau mis en oeuvre dans un échangeur à lit fluidisé, admise en 9, passe dans une enceinte annulaire 7 A entourant le caisson 8 A, et à l'intérieur d'une virole externe 11 Des caloducs 12 s'étendent transversalement aux passages 4 de la première fraction d'air parallèles aux tubes, et à l'enceinte 7, en traversant la paroi du caisson interne 8 Ils assurent ainsi la transmission à la seconde fraction d'air d'une partie de la chaleur cédée par les fumées à la première fraction d'air dans les passages à courants croisés 3. Cette fraction d'air est évacuée en 13. -3- REVENDICATIONS 1/ Dispositif de réchauffage de deux fractions de gaz, différentes ou sous des pressions différentes, en échange de chaleur avec des fumées résultant de la combustion d'un combustible, notamment en lit fluidisé, comprenant des faisceaux tubulaires ( 1) parcourus par les fumées et autour desquels circule une première fraction de gaz à réchauffer, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des caloducs ( 12) disposés entre le trajet de la première fraction de gaz et celui de la seconde fraction de gaz. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trajet de la première fraction de gaz comporte des passages ( 3) à courants croisés par rapport aux tubes dans lesquels circulent les fumées, et des passages intermédiaires ( 4) externes à ces tubes, dans lesquels sont disposés les extrémités des caloducs ( 12) en échange de chaleur avec la première fraction de gaz.