Brevet FR2669559A1 — publié le 19920529

Agencement de support et de guidage d'une jupe de cyclone dans une chaudière à lit fluidisé circulant La présente invention concerne un agencement de support et de guidage d'une jupe de cyclone en particulier dans une chaudière à lit s fluidisé circulant. Dans une chaudière à lit fluidisé circulant, le gaz chargé de particules telles des cendres, sables, charbons est injecté dans le cyclone o il vient contourner la jupe qui est un cylindre de forme tronconique Le gaz est alors entraîné en rotation autour de la jupe et les particules tombent au fond du corps de cyclone, le gaz s'échappant par la jupe La température à l'intérieur du cyclone peut atteindre environ 9000 C, la jupe pouvant avoir un diamètre d'environ 4 mètres et peser jusqu'à environ 4 tonnes. Actuellement selon certaines dispositions la jupe de cyclone est simplement posée par l'intermédiaire d'une bride annulaire sur l'épaulement formé en partie haute du corps de cyclone et constitué de matière réfractaire. Du fait des forces exercées sur la jupe et de la température élevée et éventuellement variable régnant dans le cyclone, la jupe et en particulier sa bride de support ont tendance à se déformer et le poids de la jupe n'est alors plus transmis de façon uniforme à la matière réfractaire porteuse Soumise alors à des efforts trop importants, la matière réfractaire se fend puis se casse, ce qui amène à une mauvaise position oblique de la jupe et même dans le cas extrême à la chute de la jupe. La présente invention a pour objet de résoudre ces problèmes en proposant un agencement de support et de guidage de la jupe supprimant le support direct de la jupe sur la matière réfractaire. Pour ce faire, la présente invention concerne un agencement de support et de guidage de la jupe d'un cyclone notamment dans une chaudière à lit fluidisé circulant remarquable en ce qu'il comprend au moins trois éléments dits sabots traversant le corps de cyclone et dont l'extrémité supporte la partie haute de la jupe. Grâce à cette disposition, l'agencement permet le maintien de la jupe à sa périphérie et ainsi limite sa déformation De préférence, -2- l'extrémité des sabots supporte la partie haute de la jupe par l'intermédiaire d'une bride annulaire horizontale agencée sur la jupe. Les sabots sont répartis régulièrement sur la périphérie du corps de cyclone dans un plan horizontal. Les sabots ainsi disposés en couronne et en nombre suffisant permettent le maintien de la partie haute de la jupe sur sa périphérie Les sabots pour ce faire sont au minimum au nombre de trois. Selon un mode de réalisation préféré les sabots sont escamotables De plus l'enfoncement de chaque sabot vers l'intérieur du cyclone peut être réglable Il est ainsi possible de régler le positionnement de l'axe de la jupe. Pour ce faire, chaque sabot peut être disposé dans un fourreau solidaire de l'enveloppe métallique du corps de cyclone. De cette façon, il est possible de retirer les sabots et ainsi de démonter la jupe par sa levée vers le haut afin de la déposer ou de la remplacer. Selon un mode de réalisation particulier, l'extrémité intérieure des sabots est insérée dans des logements prévus dans la partie haute de la jupe Ainsi est réalisé un positionnement précis de la jupe, puisqu'à chaque sabot correspond un logement ménagé dans la partie haute de la jupe. Les logements prévus dans la partie haute de la jupe sont formés par deux brides annulaires horizontales agencées dans la partie haute de la jupe et par des entretoises verticales disposées entre ces deux brides. Ainsi par les logements, l'on obtient un positionnement relativement précis de la jupe tout en permettant un certain débattement des sabots dans les logements.30 Chaque sabot a de préférence une structure creuse renforcée de parois internes; ces parois internes peuvent être agencées en chicane, chaque sabot comportant des orifices d'entrée et de sortie destinés au passage d'un fluide de refroidissement; de préférence, le fluide de refroidissement est de l'air ou de l'eau.35 Les parois internes ont pour fonction de permettre le -3- renforcement et le raidissement des sabots afin qu'ils aient des propriétés de portance suffisantes. Enfin afin de réaliser l'étanchéité entre la jupe et la matière réfractaire du corps de cyclone, peut être prévu un dispositif d'étanchéité constitué de morceaux de couronne fixés sur la bride supérieure de la jupe et insérés dans une garniture en matière réfractaire logée dans le corps de cyclone; de préférence, ces morceaux de couronne seront constitués de matériau réfractaire. Les différents objets et caractéristiques de la présente invention seront maintenant exposés dans de plus amples détails dans la description qui va suivre faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent la figure 1, une vue en coupe verticale selon I-I de la figure 2 représentant schématiquement le dispositif de supportage de la jupe conforme à l'invention, la figure 2, une vue en coupe horizontale selon II-II représentant schématiquement le dispositif conforme à l'invention, la figure 3, une vue en coupe verticale selon III-III d'un détail du dispositif conforme à l'invention, la figure 4, une vue en coupe horizontale selon IV-IV du même détail du dispositif conforme à l'invention. Sur la figure 1, sont schématisés la jupe 1, le corps de cyclone 2 et deux éléments de support 3 de préférence métalliques de la jupe. Ces éléments de support 3 qui seront appelés sabots traversent la paroi du corps de cyclone et sont logés entre deux brides annulaires agencées en partie haute de la jupe 1 Ces sabots 3, comme il sera vu plus loin, sont escamotables. La figure 2 représente en coupe horizontale, l'agencement de trois sabots 3 répartis régulièrement sur la périphérie de la jupe 1. De préférence les sabots 3 seront au nombre de trois mais il peut être prévu plus de trois sabots 3. Sur les figures 3 et 4 est représenté en détail un sabot 3 et l'agencement correspondant du corps de cyclone 2 et de la jupe 1. La jupe 1 comporte à sa partie haute deux brides annulaires, l'une supérieure 4 et l'autre 5 situé en dessous de la première Entre -4- ces deux brides 4, 5 sont agencées des entretoises verticales 6 qui définissent un logement destiné à recevoir l'extrémité intérieure 7 du sabot 3 Il est bien évident que de tels logements sont prévus dans des positions correspondantes à celles des sabots 3 et en nombre identique. Selon un agencement plus simple non représenté, la jupe ne comporte qu'une bride annulaire supérieure 4 venant en appui sur les sabots 3. Le sabot 3 est constitué d'une pièce métallique creuse qui, en plan horizontal, comporte des parois inclinées rétrécissant sa section pour faciliter son démontage. Le support et le guidage du sabot 3 est réalisé par un fourreau de préférence en métal qui est solidaire de l'enveloppe métallique du corps de cyclone Le sabot 3 repose donc sur la partie inférieure du fourreau 10. Des éléments d'étanchéité 8, 9, 11 sont mis en place à l'extrémité du fourreau 10, du côté de l'intérieur du cyclone Ces éléments 8, 9, 11 sont en matériau réfractaire isolant souple. Au niveau de la garniture supérieure 11 est également réalisée l'étanchéité entre la jupe 1 et la matière réfractaire 12 du corps de cyclone grâce à des morceaux de couronne juxtaposés 13 Ces morceaux de couronne 13, de préférence en fibres réfractaires sont insérés dans la garniture 11 et sont fixés à la bride supérieure 4 de la jupe 1. Cette fixation est réalisée de préférence par boulonnage dans la bride 4 avec interposition d'une pièce de renfort 14. A l'extrémité extérieure du fourreau 10 est fixée, de préférence par soudage, une bride métallique 15 sur toute la périphérie du fourreau 10 Cette bride 15 sert de butée, avec interposition d'un joint avec une bride 16 fixée, de préférence par soudure, sur la périphérie du sabot 3 La butée des brides 15 et 16 définit la position d'enfoncement maximum du sabot 3 dans le logement agencé dans la jupe 1 Dans cette position le sabot 3 est rendu solidaire du fourreau 10 de préférence par boulonnage des brides 15 et 16. Par contre, par déboulonnage des brides 15 et 16, l'on désolidarise le sabot 3 et le fourreau 10 et l'on peut enlever le ^ 2669559 -5- sabot 3 suivant la flèche 21. Une fois tous les sabots 3 enlevés, et les morceaux de couronne 13 démontés par déboulonnage l'on peut libérer la jupe 1 par levée vers le haut, grâce à un palan ou autre appareil, afin de la déposer ou de la remplacer. Grâce à des entretoises interposées entre les brides 15 et 16, il est possible de modifier le degré d'enfoncement des différents sabots 3 Ainsi l'on peut régler le positionnement de la jupe et en particulier celui de l'axe de la jupe Il est donc possible, en agissant sur les différents sabots de centrer parfaitement la jupe Si besoin est, il est tout aussi possible de réaliser un décentrage ajusté de la jupe. La structure interne du sabot 3 est particulièrement visible sur la figure 4. A l'intérieur du sabot métallique creux sont agencées en chicane des parois verticales 17. Ces parois 17 ont une double fonction Elles définissent un circuit en chicane destiné à véhiculer un fluide de refroidissement à l'intérieur du sabot 3. Pour ce faire, l'extrémité extérieure du sabot 3 comporte un nombre adéquat d'orifices, dans l'exemple représenté trois, dont deux orifices d'entrée 18 et un orifice de sortie 19 Le fluide de refroidissement est donc envoyé sous pression dans les orifices 18 et ressort par l'orifice 19. Ce fluide de refroidissement peut être de l'air froid ou de l'eau par exemple Dans le cas de l'emploi d'air sec cet air peut être éventuellement renvoyé à l'intérieur du cyclone. Les parois 17 ont également une fonction de renforcement de la structure du sabot 3, formant des nervures de raidissement. -6 - REVENDICATIONS l/ Agencement de support et de guidage de la jupe d'un cyclone notamment dans une chaudière à lit fluidisé circulant, caractérisé en ce qu'il comprend au moins trois éléments ( 3) dits sabots traversant5 le corps de cyclone ( 2) et dont l'extrémité ( 7) supporte la partie haute de la jupe ( 1). 2/ Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sabots ( 3) sont répartis régulièrement sur la périphérie du corps de cyclone ( 2) dans un plan horizontal. 3/ Agencement selon la revendication sabots sont au nombre de trois. 4/ Agencement selon la revendication sabots ( 3) sont métalliques. / Agencement selon la revendication sabots ( 3) sont escamotables. 6/ Agencement selon la revendication l'enfoncement de chaque sabot 3 vers réglable. 7/ Agencement selon la revendication chaque sabot ( 3) est disposé dans un l'enveloppe métallique ( 20) du corps 8/ Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les 1, caractérisé en ce que les 1, caractérisé en ce que les 1, caractérisé en ce que l'intérieur du cyclone est ou 6, caractérisé en ce que fourreau ( 10) solidaire de de cyclone ( 2). 1, caractérisé en ce que l'extrémité ( 7) des sabots ( 3) supporte la partie haute de la jupe ( 1) par l'intermédiaire d'une bride annulaire horizontale ( 4) agencée sur25 la jupe ( 1). 9/ Agencement selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'extrémité ( 7) des sabots ( 3) est insérée dans des logements prévus dans la partie haute de la jupe. 10/ Agencement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les logements prévus dans la partie haute de la jupe ( 1) sont formés par deux brides annulaires horizontales ( 4, 5) agencées dans la partie haute de la jupe ( 1) et par des entretoises verticales ( 6) disposées entre ces deux brides ( 4, 5). 1 l/ Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque sabot ( 3) a une structure creuse renforcée de parois internes ( 17). 7- 12/ Agencement selon la revendication 11, caractérisé en ce que les parois internes ( 17) sont agencées en chicane, chaque sabot ( 3) comportant des orifices d'entrée et de sortie ( 18, 19) destinés au passage d'un fluide de refroidissement.5 13/ Agencement selon la revendication 12, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est de l'air. 14/ Agencement selon la revendication 12, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est de l'eau. / Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'est prévu un dispositif d'étanchéité entre la jupe ( 1) et la matière réfractaire ( 12) du corps de cyclone ( 2). 16/ Agencement selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité est constitué de morceaux de couronne ( 13) fixés sur la bride supérieure ( 4) de la jupe et insérés dans une15 garniture en matière réfractaire ( 11) logée dans le corps de cyclone ( 2). 17/ Agencement selon la revendication 16, caractérisé en ce que les morceaux de couronne ( 13) sont constitués de matériau réfractaire.