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~L2~30~'37
Dispositif de proteotlon d'éorans de chaudières, notamment pour
fours d'incinération d'ordures, et procédé de fabrication de ce
dispositif
La présente invention concerne un di~positif de protection
d'écrans de chaudière3 de récupération de chaleur, notamment pour
fours d'incinération d'ordureY, ces éorans étant formés ds tube~
verticaux réunis par des ailettes de solidarisation soudées, disposés
derrière des briques réfractaires et étant muni~ de moyens d'accrochage
des briques réfractaires. Elle 9 ~ étend en outre à un procedé de
fabrication de ce dispositif~
Dans les chaudières le3 plus récente3, comprenant de~ écrans
obtenus par ~oudure longitudinale d'ailettes entre les tubes adjacents,
-on a notamment proposé dans le document FR-A-2495284 de ~ixer le9
brique~ réfractaires de protection contre les gaz de combu3tion
trè~ chauds corrosifs en soudant sur chacun des tube~ des séries
de pattes perpendiculaires au plan des ailettes de jonction et
d'axe horizontal, sur lesquel3 on accrochait les brique~.
Toutefois ces pattes étaient mal-refroidies, étant donné
leur éloignement des tubes, de sorte qu'elles se détruisaient assez
rapidement par oxydation, ce qui entraînait la mise hors d'usage
progressive du supportage des briques, en particulier dans la partie
basse du foyer située ~uste au-dessus de~ fours d'incinération.
La réfection d'une telle protection des tubes occasionnait de3
arrêts de longue durée des chaudièrss et des frais très importants.
La présente invention a pour but de pro¢urer un dispositif
de protection d'écrans de tslles chaudière~ qui ne soit pas exposée
à une destruction progressive par oxydation de partie3 métalliques
mal refroidie~, et qui de ce fait présente une bonne longévité,
mai~ qui soit cependant de structure simple et de fabrication aisée.
Le dispositif selon l'inventlon e~t caractéri~é en ce que
les moyens d'accrochage des briques sont de3 ailette3 auxiliaires
vertioales faisant un angle compriq sntre 30 et 60 avec le plan
deq ailettes de ~olidarisation, en ce que les ailettes auxiliaires
sont interrompue~ périodiquement ~ur des tronçons verticaux de~
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tubes, en ce qu'une première partie des briques réfractaires est
munie d'encoche~ verticales de largeur et d'épaisseur correspondant
à celles des ailettes auxiliaires, ne s'étendant que sur une fraction
de leur hauteur à partir du bas, et l'autre partie d'encoches
verticales s'étendant surtoute leur hauteur, et en ce que les briques
de la première partie sont accrochées sur la partie ~upérieure
des ailettes auxiliaires et les briques de l'autre parties enfilées
sur ces ailettes auxiliaires au-dessus d'une brique de la première
partia.
Il répond en outre de préférence à au moin~ l'une des caractéris-
tiques suivantes :
- Les ailettes auxiliairs~ font un angle d'environ 45 avec
le plan des ailettes de solidarisation.
- La largeur des ailettes auxiliaires e~t au plus égale à
la moitié de la largeur dss ailettes de solidarisation séparant
les tubes,ide façon que ces ailettes soient à une température basse.
- Les encoohes v~rtioales de la première partie des briques
réfractaires 'étendent sur la moitié de leur hauteur à partir
du bas.
- Les briques réfractalre~ sont en outre solidari3ées par
des jonos oylindriques réfraotaires verticaux ~'engageant dans
des gorgeY verticales qu'elles comportent dans leur zone externe,
la plus éloignée des ailettes de solidarisation des tubes.
- Les briques réfractaires sont solidarisées par des jonc~
cylindriques réfractaires horizontaux s'engageant dans des gorges
horizontales qu'elles comportent dans leur zone externe.
Le prooédé de fabrioation selon l'invention d'un tel dispositif
est caractérisé en oe que l'on soude entre des couple3 de tubes
une ailette longitudinale interrompue périodiquement sur une fraction
de sa hauteur, en ce que l'on coupe l'ailette reliant chaque couple
de tubes dans ~on milieu, en forman~ ainsi sur chaque tube une
ailette auxiliaire de faible largeur, en ce que l'on di~pose les
tubes élémentaires parallèlement dans un plan, les ailettes auxiliaires
faisant un angLe oompris entre 30 et 60 par rapport à ce plan
et étant orientées l'une vers l'autre, en ce que l'on réunit leq
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tubes entre eux au moyen d'ailettes de solidarisatioD soudées entre
les tubes ad~acentq, en ce que l'on enfile qur la partie supérieure
d~un couple d'ailette~ auxiliaires une brique réfractaire munie
. d'encoches verticales de largeur et d'épais~eur correspondant à
celleq de l'ailette auxlliaire et ne 8 ~ étendant que sur une fraotion
de leur hauteur à partir du bas, en ce que l'on enfile sur le couple
d'ailettes auxiliaire~ au-dessus de la première brique réfraotaire
au moins une autre brique réfractaire munie d'encoches verticales
sur toute sa hauteur, et en C8 que l'on répéte l'opération sur
toute la hauteur des tubes.
On effectue de préférence le 30udage sur les couples de tubes
de l'ailette longitudinale initiale, puis les soudages entre les
tubes d'ailstte~ de solidari~ation, à l'aida d'une machine automatique
à fil de qoudure con~qommable.
On solidarise avantageu~ement en outre les briques entre
elles en engageant des joncs cylindriques verticaux réfractaires
dans des gorges verticale~ des briques en vi~-à-vis dans leurs
zone externe, plus éloignée des ailettes de solidarisation des
tubes, et éventuellement en engageant des joncs cylindriques hori-
zontaux réfractaire~ dan~ des gorg~ horizontales des briques en
vis-à-vis dans leur zone externe, le plus éloignée des ailettes
de solidariqation des tubes.
Il est décrit oi-après à titre d'exemple et en référence
aux figures sohématiques du dessin annexé, un dispositif de protection
~elon l'invention d'un éoran de ohaudière pour foyer de four d'inoiné-
ration d'ordure~.
- La figure 1 repré~ente un couple de tubes après la soudure
entre eux d'une ailette interrompue à intervalles réguliers sur
leur hauteur, au début de la fabrication du dispoqitif de protection ;
- La figure 2 représente ce même couple de tubes en coupe
selon l'axe II-II de la figure 1 ;
- La figure 3 représente en ooupe par un plan horizontal
de~ tubes adjacents reliés par de~ ailettes de solidarisation et
munis chaoun d'une ailette auxiliaire d'acoroohage de briques réfrac-
taireq ;
.
-:' ' :.
~1.2~01~7
-- 4 --
- La figure 4 représente en élévation une brique d'un premier
type dit "type A" à enooche verticale partielle ;
- La figure 5 est une vua en plan de dessus après retournement
de la même brique ;
- La figure 6 représente en élévation une brique du deuxlème
type dit "type B", à encoche verticale 3ur toute sa hauteur ;
- La figure ~ est une vue en plan de dessous de la même brique ;
- La figure 8 représente en élévation avec arrachement partiel
des tubes adjacents munis de leur~ briques de protection ;
- La figure 9 est une vue partielle en coupe à plus grande
échelle d'un écran de protection, pourvu de ses briques de protection
et de joncs verticaux de solidarisation de seq briques.
Pour la fabrication d'un écran de chaudière, on commence
par constituer des couples de tubes reliés par des ailettes soudées,
par exemple de 38 mm de large sur ~50 mm de hauteur, interrompues
tou3 les 1 000 mm sur une longueur de 250 mm, comme repré3enté
en figura 1 et 2. Ces ailettes sont soudées au moyen d'une machine
automatlque de type connu, par exemple à Sil de soudure con30mmable,
assurant une qualité de soudure très bonne et constante.
On coupe alors le3 ailettes reliant les deux tubes de chaque
couple dan3 leur milieu, selon les axe3 X-X de la figure 1 et Y-
Y de la figure 2. On obtient donc des tubes individuels munis de
courtes ailettes de ~50 mm de hauteur avec des jour3 de 250 mm
entre les ailettes.
On dispose ces tube côte à côte, répartis en groupe~ de
deux tels ~ue 1, 2, lA, 2A, dans lesquels les courtes ailettes
de deux tubes de chaque groupe ~ont tournéss l'une ver3 l'au~re
et font avec le plan des axes des tubes un angle ~ compris entre 30
et 60, et de préférence voi3in de 45, comme représenté en figure 3,
et on con~titue des panneaux en reliant les tube3 entre eux au
moyen d'ailettes 13 soudées aux tubes par de3 cordons de soudure
tels que 14, 15. Ces soudures sont également ~aites au moyen d'une
machine automatique assurant une qualité de ~oudure très bonne
et constante.
Etant de petite dimension (lar~eur inférieure au diamètre
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~.2~0~97
externe des tubes), cette ailette est très bien refroidie par le
Pluide ciroulant dans le tube.
La protection des tubes contre les gaz chauds corrosif~ est
assurée au moyen de briques en matériau réfractaire9 par exemple
à base de carbure de silicium, de deux types qui seront désignés
ci-après "type A" et type "type B" 9 représentées en élévation
et un plan dans les figures 4, 5, 6 et 7, et plu9 en détail, a~ociées
aux tUbes correspondants, en élévation dans la ~igure 8 et en coupe
dan~ la figure 9.
Les briques du "type A 11, représentées en ~igure 4 et 5,
comportent des encoches verticales 16, 17 de largeur et de profondeur
un peu supérieuras à l'épaisseur et à la largeur des courtes ailettes,
ces encoches s'étendant qur la moitié inférieure de leur hauteur.
Elles présentent des creux cylindrique3 18, 19 de rayon un peu
supérieur au rayon dss tubes.
Les briques du "type B", représentées en figure 6 et 7, comportent
des encoches verticale3 20, 2~ de largeur et d0 prorondeur un peu
supérieures à l'épaisseur st à la largeur de~ courtes ailettes,
comme celles du "type A", mais s'étendant sur toute leur hauteur.
Leurs creux cylindriques 22, 23 ~ont de rayon correspondant au
rayon des tubes.
Pour constituer la protection réfractaire de l'écran de tubes,
on enfile une brique 8 du "type A" par l'ouverture située entre
deux courtes nervures (ouverture 9 de la ~igure 8).
Ces briques prennent appui sur le sommet de3 courtes ailettes 5A,
5B. Par l'ouverture située au-dessu3 des courtes ailettes 3A 9 3B,
on enfile successivement des briques du "type B", par exemple trois
briques 10, 11, 12. Puis on enfile par la même ouverture une brique 8A
de "type A", et ainsi de suite.
La figure 9 représente plus en détail un élément de protection
terminée. La largeur 1 des courtes ailettes 3A, 3B dlsposées dans
le9 encoches telles que 20, 21 de la brique opposée, est de préférence
voisine de la moitié de celle des ailettes 13 reliant les tubes
adjacents, de sorte qu'elles reqtent à une température basse (inférieure
à 450 C). Deux briques adjacentes sont solidarisées à l'aide de
- ~ .
~:
~2~90~t7
jonc~ verticaux en matériau ré~ractaire tels que 24 enfile~ dans
les gorges en vis-à-vis 24A, 24B de3 briques. On peut leur adjoindre
des joncs horizontaux, non représentés. On injecte un coulis de
ciment réfractaire 25 pour a3surer la pri3e entre les brique~ et
entre l'écran et les briquæ~ et éYiter les passages de fumées le
lon~ de l'écran.
3o
