La présente invention a pour objet une chaudière multitubulaire pour la production d'eau surchauffée.
Les chaudières connues destinées à la production d'eau surchauffée sont très hautes et encombrantes et, lorsqu'elles atteignent des puissances de l'ordre de 30 millions de kilocalories par heure, leurs dimensions sont telles qu'il faut les construire sur place, de sorte que leur prix de revient est très élevé en raison de la nécessité de déplacer un personnel qualifié et de l'obligation de bâtir des chaufferies très hautes.
L'invention permet de réaliser des chaudières de puissance supérieure à 60 millions de kilocalories par heure ayant des dimensions suffisamment faibles pour qu'on puisse les transporter par route ou par voie ferrée et assurant toutefois un bon échange thermique, une bonne répartition des débits d'eau et un bon rendement.
La chaudière multitubulaire selon l'invention pour la production d'eau surchauffée comportant une chambre de combustion et dans l'alignement de celle-ci un faisceau de convection, ladite chambre étant délimitée par quatre parois en tubes cintrés faisant le tour de cette chambre et reliés directement à au moins un collecteur supérieur et à au moins un collecteur inférieur, le faisceau de convection étant constitué par une série de tubes d'échange verticaux reliés à au moins un collecteur supérieur et à au moins un collecteur inférieur, est caractérisée en ce que les tubes cintrés sont jointifs et en ce que chaque collecteur supérieur de la chambre de combustion est en même temps un collecteur supérieur du faisceau de convection et chaque collecteur inférieur de la chambre de combustion est en même temps un collecteur inférieur du faisceau de convection.
Les avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif plusieurs formes de réalisations de l'invention.
Sur ces dessins:
la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'une chaudière selon l'invention, la coupe étant faite suivant la ligne 1-1 de la fig. 3;
la fig. 2 est une vue longitudinale extérieure de cette chaudière;
la fig. 3 est formée de deux demi-coupes de la fig. 1, la moitié de droite étant une demi-coupe suivant 2-2 et la moitié de gauche une demi-coupe suivant 3-3;
la fig. 4 est une vue extérieure face avant;
la fig. 5 est une variante permettant de mieux répartir la circulation d'eau au moyen de deux collecteurs comportant chacun deux branchements de raccordement;
la fig. 6 est une autre variante avec un seul gros collecteur, mais comportant quatre branchements de raccordement;
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la fig. 7 est une disposition permettant de contruire la chaudière en deux éléments démontables, pour faciliter le transport et la mise en place lorsque les accès du lieu d'installation ne sont pas assez larges;
la fig. 8 est une disposition de la chambre de combustion au droit de son raccordement sur un faisceau de convection à six collecteurs;
la fig. 9 représente la disposition de la fig. 8 vue en plan;
la fig. 10 représente le premier parcours du faisceau de convection de la fig. 9;
la fig. 11 représente le deuxième parcours du faisceau de convection de la fig. 9.
Sur la fig. 1, représentant une coupe longitudinale d'une chaudière selon l'invention, on distingue les deux collecteurs superposés 1 et 2 reliés entre eux par les tubes jointifs 3 pour former les parois, dans le prolongement les unes des autres, de la chambre de combustion 4 et du faisceau de convection 5 qui est traversé directement par les fumées, celles-ci s'évacuant par la gaine 6 horizontalement ou verticalement. Le corps de chaudière se dilate librement à l'intérieur de la jaquette calorifugée 7, sur la face avant; I'équipement de chauffe 9 est encastré entre les collecteurs 8.
La fig. 2 est une vue longitudinale extérieure montrant l'aspect de la chaudière terminée, et on remarque sur la face avant, l'équipement de chauffe 9 et son ventilateur 11, les panneaux calorifugés 7, les regards de feux 12 fixés sur des panneaux spéciaux, la sortie de fumées 6, la tubulure d'entrée d'eau 13 et celle de sortie 14.
La moitié de gauche de la fig. 3 représente une demi-coupe faite suivant 3-3 de la fig. 1, dans la chambre de combustion 4 entourée des tubes jointifs 3 qui se raccordent en 15 sur le côté ou dessous les collecteurs 1 et 2; les collecteurs 8 et 16 permettent d'encastrer et de soutenir l'équipement de chauffe 9 et de recevoir une partie des tubes jointifs 17 de la façade avant, qui sont soudés directement sur les tubes jointifs 3. La demicoupe 2-2, faite dans le faisceau de convection, montre les tubes d'échange très rapprochés 18, soudés directement en haut et en bas sur les tubes jointifs faisant le tour complet du faisceau de convection et étant raccordés aux collecteurs 1 et 2 et symétriquement en haut et en bas par deux ou plusieurs tubes de liaison 19, qui ont pour but, de par leur position, de diviser et de répartir les débits d'eau entre les différents tubes 18.
La fig. 4 est une vue extérieure de la face avant, montrant l'aspect de la chaudière terminée; on remarque l'équipement de chauffe 9, le ventilateur 11, la tuyauterie 20 de mise sous pression des zones mortes par l'air de combustion, le collecteur 2 sortant à l'extérieur avec une bride et un tampon plein de visite, les thermomètre 21 et manomètre 22, la rambarde 23 et l'escalier d'accès 24 au-dessus de la chaudière.
Les fig. 5 et 6 donnent deux variantes de la position des collecteurs 1 recevant les raccordements 25, afin de mieux répartir les circulations des débits d'eau en provenance des tubes 18, dans les tubes 3.
La fig. 7 montre les dispositions permettant de construire les chaudières en deux blocs; les collecteurs 1 et 2 sont doublés aussi bien sur la chambre de combustion que sur le faisceau de convection, ce qui rend les moitiés de chaudière indépendantes, mais reliées entre elles par les tuyauteries de jonction 26 et 27.
La fig. 8 montre une disposition du faisceau de convection avec six collecteurs 1 et 2 ou davantage, permettant de les relier par les tuyauteries 28 sur lesquelles sont soudés les tubes verticaux 18.
La fig. 9 montre cette disposition vue de dessus, l'eau entrant dans le collecteur 2 pour alimenter les tubes 28 et monter dans les tubes 18. Les diaphragmes 29, placés dans les différents collecteurs, assurent l'orientation des différentes circulations d'eau. L'eau arrivant dans les collecteurs 2 à l'entrée de la chambre, se répartit dans le collecteur 30, sur lequel sont branchées les tuyauteries 31, qui alimentent sur les côtés le collecteur 2 sous la chambre de combustion, afin de bien égaliser les débits dans tous les tubes des parois jointives de cette chambre de combustion et de la façade avant.
La fig. 10 montre les sens de circulation d'eau dans le premier parcours du faisceau de convection. L'eau entrant dans le collecteur central 2 est dirigée dans les tubes verticaux en circulation montante par les diaphragmes 29, puis descendante.
La fig. 1 1 montre les sens de circulation d'eau dans le deuxième parcours du faisceau de convection, l'eau arrivant de chaque côté par les collecteurs inférieurs 2, est dirigée dans les tubes verticaux en circulation montante par les diaphragmes 29, puis descendante.
The present invention relates to a multitubular boiler for the production of superheated water.
The known boilers intended for the production of superheated water are very tall and bulky and, when they reach powers of the order of 30 million kilocalories per hour, their dimensions are such that they must be built on site, from so that their cost price is very high because of the need to move qualified personnel and the obligation to build very tall boiler rooms.
The invention makes it possible to produce boilers with a power greater than 60 million kilocalories per hour having sufficiently small dimensions for them to be able to be transported by road or rail and nevertheless ensuring good heat exchange, a good distribution of the flow rates. water and good yield.
The multitubular boiler according to the invention for the production of superheated water comprising a combustion chamber and in alignment with the latter a convection bundle, said chamber being delimited by four walls of curved tubes circling this chamber and connected directly to at least one upper collector and at least one lower collector, the convection bundle being constituted by a series of vertical exchange tubes connected to at least one upper collector and at least one lower collector, is characterized in that that the curved tubes are contiguous and in that each upper collector of the combustion chamber is at the same time an upper collector of the convection bundle and each lower collector of the combustion chamber is at the same time a lower collector of the convection bundle.
The advantages of the invention will emerge from the description which will follow, given with reference to the appended drawings, and giving, by way of explanation but in no way limiting, several embodiments of the invention.
On these drawings:
fig. 1 is a longitudinal sectional view of a boiler according to the invention, the section being taken along line 1-1 of FIG. 3;
fig. 2 is an exterior longitudinal view of this boiler;
fig. 3 is formed of two half-sections of FIG. 1, the right half being a half cut along 2-2 and the left half a half cut along 3-3;
fig. 4 is an exterior front view;
fig. 5 is a variant making it possible to better distribute the water circulation by means of two collectors each comprising two connection branches;
fig. 6 is another variant with a single large manifold, but comprising four connection branches;
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fig. 7 is an arrangement making it possible to contruct the boiler in two removable elements, to facilitate transport and installation when the accesses to the place of installation are not wide enough;
fig. 8 is an arrangement of the combustion chamber at the right of its connection to a convection bundle with six collectors;
fig. 9 shows the arrangement of FIG. 8 plan view;
fig. 10 shows the first path of the convection beam of FIG. 9;
fig. 11 shows the second path of the convection beam of FIG. 9.
In fig. 1, showing a longitudinal section of a boiler according to the invention, we can distinguish the two superimposed collectors 1 and 2 connected to each other by the adjoining tubes 3 to form the walls, in the continuation of one another, of the combustion chamber 4 and of the convection beam 5 which is crossed directly by the fumes, the latter being discharged through the sheath 6 horizontally or vertically. The boiler body expands freely inside the heat-insulated jacket 7, on the front face; The heating equipment 9 is fitted between the collectors 8.
Fig. 2 is an exterior longitudinal view showing the appearance of the finished boiler, and on the front face, the heating equipment 9 and its fan 11, the heat-insulated panels 7, the fire manholes 12 fixed on special panels, can be seen, the smoke outlet 6, the water inlet pipe 13 and the outlet 14.
The left half of fig. 3 shows a half-section taken along 3-3 of FIG. 1, in the combustion chamber 4 surrounded by adjoining tubes 3 which are connected at 15 on the side or below the manifolds 1 and 2; the collectors 8 and 16 make it possible to embed and support the heating equipment 9 and to receive part of the contiguous tubes 17 of the front panel, which are welded directly to the contiguous tubes 3. The half-cut 2-2, made in the convection bundle, shows the very close exchange tubes 18, welded directly at the top and bottom on the adjoining tubes making the complete turn of the convection bundle and being connected to collectors 1 and 2 and symmetrically at the top and bottom by two or more connecting tubes 19, the purpose of which, by virtue of their position, is to divide and distribute the water flows between the different tubes 18.
Fig. 4 is an exterior view of the front face, showing the appearance of the finished boiler; we notice the heating equipment 9, the fan 11, the piping 20 for pressurizing dead zones by the combustion air, the manifold 2 coming out to the outside with a flange and a full inspection cover, the thermometers 21 and manometer 22, the guardrail 23 and the access staircase 24 above the boiler.
Figs. 5 and 6 give two variants of the position of the collectors 1 receiving the connections 25, in order to better distribute the circulations of the water flows coming from the tubes 18, in the tubes 3.
Fig. 7 shows the arrangements for building the boilers in two blocks; collectors 1 and 2 are doubled both on the combustion chamber and on the convection bundle, which makes the boiler halves independent, but interconnected by the junction pipes 26 and 27.
Fig. 8 shows an arrangement of the convection bundle with six collectors 1 and 2 or more, allowing them to be connected by the pipes 28 to which the vertical tubes 18 are welded.
Fig. 9 shows this arrangement seen from above, the water entering the collector 2 to supply the tubes 28 and rise in the tubes 18. The diaphragms 29, placed in the various collectors, ensure the orientation of the various water circulations. The water arriving in the collectors 2 at the inlet of the chamber, is distributed in the collector 30, to which the pipes 31 are connected, which feed on the sides the collector 2 under the combustion chamber, in order to properly equalize the flows in all the tubes of the adjoining walls of this combustion chamber and of the front facade.
Fig. 10 shows the directions of water circulation in the first path of the convection bundle. The water entering the central collector 2 is directed into the vertical tubes in upward circulation by the diaphragms 29, then downward.
Fig. 1 1 shows the directions of water circulation in the second path of the convection bundle, the water arriving from each side through the lower collectors 2, is directed into the vertical tubes in upward circulation by the diaphragms 29, then downward.