Brevet FR2679321A1 — publié le 19930122

Réchauffeur à tubes d'air traversant un conduit de fumée destiné notamment à un lit fluidisé. La présente invention concerne un réchauffeur à tubes d'air comprenant un conduit limité par des parois véhiculant des fumées chaudes et plusieurs groupes de tubes rectilignes véhiculant chacun un air différent sous pression et traversant les parois du conduit. Dans de tels réchauffeurs chaque groupe de tubes comporte plusieurs faisceaux de tubes rectilignes à des niveaux différents dans le conduit de fumée afin d'obtenir un échange le plus méthodique possible. Lorsqu'on utilise ces réchauffeurs pour alimenter un lit fluidisé circulant, on prévoit trois groupes de tubes : Un premier groupe véhiculant l'air secondaire de combustion, un second groupe véhiculant l'air primaire de combustion servant à la fluidisation du lit principal et éventuellement un troisième groupe véhiculant l'air servant à la fluidisation des lits extérieurs. Il faut donc prévoir pour chaque groupe des passages d'un faisceau à un autre avec des cloisonnements épais et pourvus de raidissages importants pour résister à des pressions d'air élevées (de l'ordre de1,3 bars). D'autre part le montage des tubes des groupes à chacun des niveaux demande un temps important. Le réchauffeur selon l'invention ne nécessitant plus l'utilisation de cloisonnements épais et d'un montage simplifié est caractérisé en ce que le conduit de fumées comporte plusieurs passages verticaux juxtaposés séparés par au moins une paroi et en ce que les tubes de chaque groupe sont droits et traversent sans collectage intermédiaire les passages avec leur(s) parois(s). L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se reférant à un mode de réalisation particulier cité à titre d'exemple non limitatif représenté sur la figure 2 annexée. La figure 1 représente un réchauffeur connu. La figure 2 représente le réchauffeur selon l'invention. Le réchauffeur comme représenté à la figure 1 comporte un conduit de fumée 1 limité par des parois verticales 2. La section du conduit 1 est rectangulaire. Ce réchauffeur comporte trois groupes 3, 4, 5 de tubes 6 rectilignes et horizontaux. Le groupe 3 est alimenté en air secondaire et est constitué de trois faisceaux 7, 7', 7" de tubes 6 disposés à trois niveaux différents. Le groupe 4 est alimenté en air primaire et est également constitué de trois faisceaux 8, 8', 8". Le groupe 5 est alimenté en air de fluidisation et est de même constitué de trois faisceaux 9, 9', 9". Les tubes 6 des divers groupes traversent deux parois opposées 2. Pour faire communiquer les faisceaux des groupes entre eux il est prévu des passages 10, 10', 11, 11' et 12, 12', limités par des cloisons 13, 13', 14, 14' et 15, 15'. Or, ces cloisons sont coûteuses et difficiles à monter. D'autre part, comme il y a trois faisceaux pour chacun des trois groupes, si les trois faisceaux du bas comportent ensemble n tubes 6, il faudra donc monter 3n tubes ce qui est très long. Les entrées 16, 17, 18 des groupes 3, 4, 5 reçoivent de l'air par exemple à 250C, 380C, 500C. Elles sont disposées en bas du conduit 1 avec l'entrée 16 du faisceau 7 au-dessus de l'entrée 17 du faisceau 8, elle même disposée au-dessus de l'entrée 18 du faisceau 9. Les groupes 3, 4, 5 sont munies de sorties 16', 17', 18' situées dans cet ordre à partir du haut du conduit. Avec une alimentation en fumées par exemple de 3000C en haut du conduit celles-ci sortent à 1400C en bas du conduit. On obtient ainsi un air secondaire à la sortie 16' à 2400C, un air primaire à la sortie 17' à 2300C et un air de fluidisation à la sortie 18' à 2250C. Le réchauffeur selon l'invention est représenté à la figure 2. Le conduit 1 de fumées n'est plus rectiligne mais comporte plusieurs passages 19 verticaux juxtaposés 19, 19', 19" et séparés par des parois 20, 20'. Les trois groupes 3, 4, 5 de tubes sont composés de tubes uniques 6 qui traversent les passages 3, 4, 5 et les parois 2, 20, 20'. Le groupe de tubes 5 situé en bas fournit à sa sortie 18' l'air de fluidisation. Chaque groupe 3, 4, 5 peut être divisé en plusieurs débits d'air indépendants. Le groupe de tubes 4 situé dans la partie médiane fournit à sa sortie 17' l'air primaire et le groupe 3 situé haut fournit à sa sortie 16' ltair secondaire. Avec des fumées injectées à l'entrée du conduit 1 à une température de 3000C, celles-ci sortent du premier passage 19 à 250 C puis remontent dans le second passage 19'. A la sortie du second passage 19', elles sont à 1950C puis elles redescendent dans le troisième passage 19" et ressortent, par exemple à 1400 C. Dans le premier groupe de tubes 3 on introduit à l'entrée 16 de l'air par exemple à 250C qui après traversée du troisième puis du deuxième et du premier passage 19, 19', 19" ressort en 16' à 2400C où il sert d'air secondaire. Le second groupe de tubes 4 situé en dessous du premier groupe 3 fait passer de l'air de 380C de l'entrée 17 à 23O0C à la sortie 17' où il sert d'air primaire. Le troisième groupe de tubes 5 situé en dessous du second groupe 4 fait passer de l'air de 5O0C de l'entrée 18 à 2250C à la sortie 18' où il sert d'air de fluidisation. Un avantage de la conception à carneaux indépendants est que l'on peut maintenir une vitesse moyenne élevée pour optimiser l'échange thermique avec les 2ème et 3ème passages moins larges. La conception du réchauffeur selon l'invention est beaucoup plus simple puisque toutes les cloisons hautes pressions sont supprimées et de plus son montage est considérablement facilité puisque les nombres des tubes rectilignes 6 à monter est divisé par trois. Dans l'exemple de réalisation on a décrit trois groupes de tubes 3, 4, 5 mais il pourrait n'y en avoir que deux, le premier groupe servant à fournir l'air secondaire et le second groupe servant à fournir l'air primaire de fluidisation du lit principal. Il pourrait éventuellement y avoir un nombre supérieur si le procédé nécessitait d'autres airs avec des caractéristiques (pression, température...) différentes. REVENDICATIONS 1/ Réchauffeur à tubes d'air (6) comprenant un conduit (1) limité par des parois (2) véhiculant des fumées chaudes et plusieurs groupes (3, 4, 5) de tubes rectilignes véhiculant chacun un air différent sous des pressions importantes traversant les parois (2) du conduit (1), caractérisé en ce que le conduit (1) de fumées comporte plusieurs passages verticaux juxtaposés (19, 19', 19") séparés par au moins une paroi (20, 20') et en ce que les tubes (6) de chaque groupe (3, 4, 5) traversent une seule fois les passages (19, 19', 19") avec leur(s) parois(s) (20, 20'). 2/ Réchauffeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension des passages (19', 19") recevant les fumées est réduite afin de maintenir une vitesse moyenne élevée pour optimiser l'échange thermique.