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SIEMENS-SCHUCKERTWERKE AKTIENGESELLSCHAFT.
Lorsqu'on se sert de chaudières à très faible contenu d'eau, notamment de chaudières à pression extrême- ment élevée, dont la caractéristique essentielle consiste en ce qu'on n'utilise pour leur construction exclusivement,, ou presque exclusivement, que des tubes, il faut avoir particulièrement soin de n'employer que de l'eau d'alimen- tation qui est pratiquement libre de tartre. En consé- quence, on se servira en premier lieu du condensé des ma- chines motrices pour l'alimentation en retour.
Mais si les machines motrices alimentées par des chaudières à très haute pression sont employées dans des réseaux à contre- pression, il n'est dans la plupart des cas pas possible de récupérer le condensé, de sorte que jusqu'ici on a été
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obligé d'établir des installations de vaporisateurs de grandes dimensions, dans le but de produire la quantité nécessaire d'eau d'alimentation libre de tartre. L'emploi de vaporisateurs pour l'eau d'alimentation additionnelle exige toutefois la dépense de quantités de chaleur consi- dérables, que l'on ne peut récupérer qu'en partie.
Les pertes ainsi provoquées peuvent être considérablement réduitespar la présente invention, du fait que ce n'est pas la vapeur à contre-pression qui passe directement dans le réseau à contre-pression, mais une quantité de vapeur qui est engendrée par vaporisation d'eau au moyen de la vapeur à contre-pression. Le conden- sé de la vapeur à contre-pression est alors ramené à la chaudière. En conséquence, dans la présente invention il s'agit de la transformation d'une quantité de vapeur déterminée en une autre quantité de vapeur.
Les fig. 1 à 3 des dessins ci-joints représen- tent les schémas de montage de quelques installations dans lesquelles la disposition de l'invention est utili- sée. Ces montages ont pour but de fournir à des consomma- teurs de contre-pression 41, 42, la vapeur nécessaire.
Les installations comportent une chaudière 1 et une ma- chine à contre-pression 2 qui communique avec la chau- dière 1 par une conduite 3. Dans la disposition de la fig. 1, la totalité de la vapeur d'échappement de la ma- chine 2 serait perdue tandis que dans la disposition de la fig. 2 il ne se produirait qu'une perte partielle.
Dans les figures, 4 désigne le foyer de la chaudière 1, 5 sa pompe alimentaire, 6 le réservoir d'eau d'alimen- tation, 7 la conduite du consommateur, 8 la conduite de contre-pression, dont la vapeur pourrait être intro- duite dans la conduite 7.
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Dans l'installation de la fig, 1,/,'la vapeur
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d'échappement de la machine 2 pénètre par la conduite
9 dans un vaporisateur 10, qui est alimenté d'eau brute du puits 12 par une pompe 11. La quantité de chaleur contenue dans la vapeur d'échappement est cédée, avec con- densation de la vapeur d'échappement, à l'eau brute, qui est ainsi vaporisée. Cette vapeur passe dans la conduite 7, tandis que que le condensé de la vapeur d'échappement retourne par la conduite 13 et 14 dans le réservoir de condensé 6. S'il est désirable que la vapeur pénètre dans la conduite 7 avec une faible surchauffe, on peut intercaler en avant un surchauffeur 15 qui est chauffé par de la vapeur à pression plus élevée, amenée de la ma- chine 2 par la conduite 16.
La chaleur restant encore dans cette vapeur peut être récupérée du fait qu'on con- duit la vapeur de chauffage, par une conduite 17, à un réchauffeur d'eau d'alimentation 18 situé entre la pom- pe 11 et le vaporisateur 10.Le condensé du réchauffeur 18 passe par les conduites 19,14 dans le réservoir collecteur 6.
L'installation de la fig. 2 diffère de celle de la fig. 1 du fait que le surchauffeur 15 est disposé directement dans le dôme de vapeur du vaporisateur 10.
Dans l'installation de la f ig. 3, la disposi- tion est en principe la même que dans la fig. 1. La dif- férence entre les deux dispositions consiste en ce qu'une partie de la vapeur d'échappement de la machine 2 est perdue, à savoir la partie qui est évacuée par la condui- te 20. On récupère uniquement le condensé de la condui- te 8. La fig. 3 montre en outre qu'on peut également utiliser la chaleur perdue du condensé venant du vapori- sateur 10 pour le réchauffage de l'eau d'alimentation dans un réchauffeur particulier.
Les fig. 1 à 3 représentent en outre quelques
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possibilitésde réglage pour des installations avec trans- formation de vapeur. Pour régler la vapeur pénétrant dans la conduite 7, on se sert de manière connue d'une soupa- pe de réduction ou de détente 22, avec dispositif d'im- aussi pulsion de réduction 23. Il s'agit /de,régler le débit de vapeur de la machine de manière que sa vapeur d'échappe- ment suffise pour couvrir les besoins des consommateurs 41 et 42. Dans ce but, on se sert de préférence d'un réglage indirect par réglage de la quantité d'eau qui ar- rive au vaporisateur 10.
On a intercalé dans la conduite, menant de la pompe 11 au vaporisateur 10, une soupape 24 qui est commandée au moyen d'un dispositif d'impulsion 25 de la conduite 7. Si les besoins de vapeur augmen- tent dans la conduite 7, la soupape 24 s'ouvre quelque peu plus. En conséquence une plus grande quantité de va- peur d'échappement est condensée dans la machine 2 et on tient ainsi compte de l'amenée de la quantité de chaleur nécessaire. Il faut aussi avoir soin que la machine 2 reçoive une plus grande quantité de vapeur. Dans ce but on peut, ainsi que le montre la fig. 1, commander la sou- pape d'admission 26 de la machine 2 par un dispositif d'impulsion 27, en dépendance de la pression régnant dans la conduite de contre-pression 9, ou bien, ainsi que re- présenté sur la fig. 3 , directement par la pression de la conduite 7 au moyen d'un dispositif d'impulsion 28.
Si la chaudière ne comporte qu'une faible contenance, il peut être rationnel de régler en même temps le foyer au moyen d'un dispositif d'impulsion 29 de manière que le foyer soit activé en cas d'augmentation des besoins des consommateurs 41,42, et vice versa.
Les fig. 4 et 5 représentent la construction d'un transformateur de vapeur qui se prête particulière- ment bien à la production rapide de grandes quantités de
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vapeur. Dans un récipient 30 se trouve un tuyau de distribution 31, auquel on a raccordé une série de chambres plates 32. La vapeur entre par un tuyau 33, tandis que le condensé formé s'écoule par un tuyau 34.
Le vaporisateur est alimenté par une tubulure 35 et la vapeur engendrée est enlevée du dôme 36 par le tuyau 37. Pour la surchauffe de la vapeur engendrée, on se sert d'un système de tubes 38, qui est chauffé par de la vapeur dérivation pénétrant en 39.
Les installations jusqu'i.ci décrites sont des installations à contre-pression, dans lesquelles le con- densé de la vapeur à contre-pression est perdu. en to- talité ou en partie, dans la fabrication. Mais on peut aussi employer un transformateur de vapeur dans des ins- tallations motrices avec étages de haute pression et de basse pression, entre lesquels le transformateur est in- tercalé. Le condenseur de l'étage à basse pression re- çoit dans ce cas la forme d'un condenseur à mélange.
L'intercalation d'un transformateur de vapeur entre les deux étages de l'installation de machines re- présente en soi une perte en chute de température, car il faut.prévoir, pour une pression déterminée requise de la vapeur de consommation, une pression déterminée plus hau- te de la vapeur quittant la machine. Mais cette perte est compensée du fait qu'en se servant d'un condenseur à mélange, dont l'échange thermique est meilleur, on peut obtenir un vide meilleur de façon à augmenter de manière correspondante le rendement des machines.
En conséquence, au point de vue de la technique de la vapeur, l'intercala- tion du transformateur de vapeur ne représente, en cas d'utilisation de la condensation à mélange, aucun inconvé- nient et est même avantageuse dans certaines conditions en raison de l'augmentation de la chute de tempera-cure. La
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valeur particulière de la disposition consiste toute- fois en ce que, pour obtenir un rendement ,déterminé des machines, on n'est pas lié à l'emploi des condenseurs de surface coûteux, mais qu'on peut employer dans ce but les condenseurs à injection, qui sont plus simples et de fonc- tionnement plus sûr, et qui, de plus, sont avantageux pour la marche, du fait que la quantité d'eau réfrigérante né- cessaire et, en conséquence, le débit des pompes sont plus faibles que dans l'emploi de condenseurs à surface.
La disposition est particulièrement avantageuse pour des installations dans lesquelles il existe une ma- chine à haute pression fonctionnant constamment, ou pres- que constamment, et' une machine à basse pression à charge variable. Dans ce cas, on intercale de préférence entre les deux étages de machines non seulement le transforma- teur de vapeur, mais aussi un ou plusieurs collecteurs ou réservoirs de vapeur. Le transformateur de vapeur est alors presque constamment en fonctionnement et engendre, avec la vapeur à contre-pression obtenue de manière pres- que uniforme, la vapeur requise pour la machine à basse pression, vapeur qui n'est toutefois pas enlevée de ma- nière uniforme, mais passe dans les collecteurs où elle peut être enlevée .au bout d'un temps court, en totalité ou en partie.
En conséquence., tandis que la machine à basse pression a besoin dans certaines périodes de marche de quantités de vapeur très considérables,,le transforma- teur de vapeur n'a besoin d'être établi que pour une quan- tité minima. Il est donc peu coûteux et fonctionne 'en ou- tre en permanence avec un bon rendement, car sa charge normale, pour laquelle il est calculé, ne varie pas ou seu- lement très peu. De plus, on peut se passer des conden- seurs à surface coûteux de la turbine collectrice, et de plus un réservoir collecteur plus petit suffit our le
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condensé, toutes ces conditions coopérant à l'économie de l'installation.
Le schéma de montage d'une installation de ce genre est représenté sur la fig. 6. L'installation de force motrice alimentée de vapeur par la chaudière 1, se compose de la machine à haute pression 102 fonctionnant constamment et de.la machine à basse pression 103. La machine à haute pression 102 est commandée par une sou- pape de trop plein 104, et la machine à basse pression
103 par un régulateur de débit 105. 106 désigne le réseau de vapeur fraîche de la machine à haute pression, 107 le réseau de vapeur de la machine à basse pression.
La vapeur d'échappement de la machine 102 passe de la conduite d'échappement 108, non pas directement dans le réseau 107, mais est introduite dans un transformateur de vapeur 109, dans lequel elle est condensée avec production d'autres quantités de vapeur. Son condensé est ramené par les pompes 110 dans le conduit 101.
La vapeur engendrée dans le transformateur 109 passe par les conduites 111, 112 à des collecteurs 113, 114, auxquels on a raccordé la conduite 107. On suppo- sera que la machine 103 ne marche que de jour. Dans ce cas, pendant la nuit, la vapeur d'échappement de la ma- chine à marche continue 102 engendre constamment de la vapeur dans le transformateur 109 et cette vapeur est conduite aux collecteurs 113 et 114. S'il se produit alors une charge de la machine 103, on dispose, dans les collecteurs, de suffisamment de vapeur pour couvrir le débit de la machine 103. La vapeur d'échappement de la machine 103 est conduite par un tuyau 115 à un condenseur à mélange 116 et y est condensée. L'eau, qui de cette manière a été quelque peu réchauffée, est emplo- yée rationnellement à l'alimentation du transformateur de
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vapeur 109.
Le procédé de transformation de vapeur décrit ne peut être mis en oeuvre que lorsque la vapeur venant' de la machine ne contient pas d'impuretés, qui seraient ramenées dans le condensé à la chaudière. Mais il faut toujours tenir compte de la possibilité d'impuretés lors- qu'on se sert comme machine à contre-pression d'une machi- ne à piston dont la vapeur d'échappement contient de l'huile. En se servant de la transformation de vapeur on n'obtiendrait dans ce cas pas des résultats favorables, car l'huile de graissage de la machine serait ramenée dans la chaudière, et on sait que c'est justement ce. qu'il faut éviter.
Mais on peut aussi employer la transformation de vapeur en combinaison avec des machines motrices dont le condensé contient des impuretés. La solution de ce pro- blème consiste à intercaler devant les transformateurs de vapeur un épurateur mécanique ou chimique, de façon que la vapeur à transformer soit pratiquement libre d'impure- tés. Lorsqu'on ramène ensuite le condensé de cette va- peur dans la chaudière on remplit les conditions pour une bonne eau d'alimentation.
La fig. 7 montre le schéma d'une installation établie de cette manière.
La vapeur amenée de la chaudière 201 par la conduite 202 à la machine motrice en forme de machine à piston 203, quitte cette machine par une conduite 204 et est introduite dans un laveur de vapeur 205. La vapeur épurée passe par une conduite 206 au transformateur de vapeur 207. Ce transformateur est alimenté par une pompe 208 en passant par la conduite 209, tandis que la vapeur secondaire engendrée est conduite par le tuyau Il 710 aux consommateurs 211 et 212. Le condensé de la vapeur
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primaire passe par la conduite 213 dans le réservoir collecteur de condensé 214, et est refoulé par la pompe
215 dans la chaudière 201. Devant le laveur 205 se trouve un séparateur d'huile 216 intercalé dans la con- duite 204.
En conséquence dans la disposition qui vient d'être décrite seul du condensé pratiquement libre d'impu- retés est ramené dans la chaudière 201.
-: REVENDICATIONS:-
1 Installation à vapeur., avec plusieurs con- sommateurs couplés en série, dans laquelle le condensé de la vapeur est perdu, en totalité ou en partie, dans le réseau de consommateur monté à la suite, installation ca- ractérisée en ce que ce n'est pas la vapeur venans du pre- mier consommateur (vapeur primaire) qui passe directement dans le réseau de consommateur disposé à la suite, mais une quantité de vapeur (vapeur secondaire), qui est engen- drée par vaporisation d'eau par la vapeur primaire, tandis que le condensé de la vapeur primaire est ramené dans la chaudière.
2 Installation d'après 1 , caractérisée en ce que la vapeur secondaire est surchauffée avant son passage aux consommateurs par de la vapeur dérivée d'un étage de machine motrice, le vaporisateur et le surchauffeur pouvant être combinés en un seul corps.,
3 Installation d'après 1 ou 2 , caractérisée en ce que l'eau d'alimentation pour le générateur de va- peur secondaire est réchauffée par de la chaleur résiduelle de la vapeur primaire 'ou de la vapeur servant au surchauf- fage intermédiaire, ou des deux .
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