La présente invention se rapporte à une chaudière de récupération en sortie de turbine à gaz.
Elle concerne plus précisément une chaudière de récupération en sortie d'une turbine à gaz comportant un conduit d'entrée des gaz de direction générale sensiblement horizontale, un conduit de déviation des gaz raccordé au conduit précédent et débouchant sur une enceinte de direction sensiblement verticale et contenant un ensemble d'étages d'échange thermique sensiblement horizontaux et superposés et un conduit d'évacuation des fumées à l'extrémité supérieure de l'enceinte, un échangeur thermique étant disposé en amont de ladite enceinte.
Une chaudière de ce type est décrite dans le document de brevet FR-A-1 065 284.
Les températures des gaz en sortie d'une turbine à gaz sont très élevées et peuvent actuellement atteindre 650°C. Les conduits d'entrée et de déviation doivent donc être conçus pour résister à ces températures. Ils ne peuvent être réalisés totalement en acier inoxydable compte tenu des problèmes de dilatation qui en résulteraient étant donné leur taille importante. Ils sont donc en général constituées d'une tôle dite tiède constituée d'une tôle d'acier, d'une couche d'isolant thermique et de plaquettes en acier inoxydable disposées sous forme d'écailles. Ainsi la tôle d'acier, en particulier en acier E24, est maintenue à une température d'environ 320°C. Outre sa constitution relativement complexe, une telle tôle pose des problèmes de relative fragilité.
La présente invention se propose de résoudre ces problèmes et pour ce faire, au moins un échangeur thermique est disposé à proximité de la sortie dudit conduit d'entrée de manière à réduire la température des gaz à la sortie de cet échangeur, ledit échangeur thermique étant incliné, sa surface de sortie étant tournée vers l'entrée de l'enceinte.
Ainsi, le conduit, où la température est très élevée par exemple d'environ 650°C, est limité au conduit d'entrée de dimension plus réduite. Dans le conduit de déviation règne une température plus basse, par exemple de 560°C, permettant de se dégager dans ce conduit des contraintes d'isolation et en particulier ne nécessitant plus une tôle dite tiède.
De plus par cet agencement, l'on obtient un meilleur écoulement des gaz en aval de l'échangeur grâce à la perte de charge créée par le passage dans les tubes de l'échangeur, ainsi que par la canalisation des gaz à travers l'échangeur.
Etant donné que ledit échangeur thermique est incliné, sa surface de sortie étant tournée vers l'entrée de l'enceinte, la répartition du flux de gaz est améliorée en aval de l'échangeur avant l'entrée des gaz dans l'enceinte de la chaudière. Cette disposition permet de plus de réduire la hauteur de la chaudière.
La température y étant diminuée, le conduit de déviation peut être en acier, de préférence en acier à 2,25% de chrome.
Sa dimension étant limitée, le conduit d'entrée peut être en acier inoxydable.
Avantageusement, la surface de sortie du conduit d'entrée et la surface d'entrée du conduit de déviation sont inclinées, tournées vers l'entrée de l'enceinte et raccordés par un joint de dilatation.
Une telle inclinaison du joint de dilatation entraîne qu'il ne travaille pas en pur cisaillement sous l'effet de la dilatation verticale de la chaudière supportée en partie haute mais en compression cisaillement ce qui le rend plus fiable.
Dans ce cas de préférence, l'échangeur est disposé juste en amont du joint de dilatation.
De préférence, l'échangeur constitue au moins partiellement un étage inférieur d'échange thermique de la chaudière.
L'invention est décrite ci-dessous en référence aux figures qui ne représentent qu'un mode préféré de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe verticale d'une chaudière conforme à l'invention.
La figure 2 schématise le circuit eau-vapeur des étages d'échange thermique dans le cas d'une chaudière de récupération à trois pressions et resurchauffe et d'un cycle combiné de turbine à gaz et de turbine à vapeur.
La chaudière de récupération représentée est disposée en sortie d'une turbine à gaz et comporte de façon classique un conduit d'entrée 1 des gaz de direction générale sensiblement horizontale, un conduit de déviation 2 des gaz raccordé au conduit précédent 1 et débouchant sur une enceinte 3 de direction sensiblement verticale et contenant un ensemble d'étages d'échange thermique sensiblement horizontaux et superposés et un conduit d'évacuation 4 des fumées à l'extrémité supérieure de l'enceinte 3.
HP signifiant haute pression, IP pression intermédiaire, LP basse pression, HT haute température, IT température intermédiaire et LT basse température, sont schématisés sur la figure 2:
Si l'on se réfère à la figure 1, au moins un échangeur thermique 5 est disposé à proximité de la sortie dudit conduit d'entrée 1. Il est incliné, sa surface de sortie 6 étant tournée vers l'entrée 7 de l'enceinte 3.
Le conduit de déviation 2 est en acier, de préférence en acier à 2,25% de chrome et le conduit d'entrée 1 en acier inoxydable. La surface de sortie du conduit d'entrée 1 et la surface d'entrée du conduit de déviation 2 sont inclinées, tournées vers l'entrée de l'enceinte 3 et raccordés par un joint de dilatation 8 et l'échangeur 5 est disposé juste en amont du joint de dilatation 8.
L'échangeur 5 constitue au moins partiellement un étage inférieur d'échange thermique de la chaudière. Dans le cas décrit, l'échangeur 5 est double et constitué du surchauffeur HT 28 et du resurchauffeur HT 37.
Selon l'art antérieur, ce surchauffeur HT 28 et ce resurchauffeur HT 37 sont disposés avec les autres étages d'échange thermique dans l'enceinte 3 de la chaudière. Dans ce cas de réalisation précis, l'invention consiste à transférer au moins l'un de ces éléments en sortie du conduit d'entrée 1.