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"INSTALLATION A VAPEUR"
La présente invention a pour but d'établir une installa- tion pour la production de vapeur, comportant un système d'accu mulation de vapeur et permettant la plus complète utilisation de l'installation de chaudières. Une utilisation complète est obtenue lorsque, dans le cas d'une surchauffe au maximum, il est possible de soutirer des quantités maxima de vapeur de la chaudière.
Suivant l'invention, la vapeur produite dans l'installation de chaudières est conduite directement dans un accumula- teur duquel elle sort, après avoir été transformée, pour être ensuite fournie au réseau à l'état requis, suivant le cas. En même temps, il est nécessaire de produire dans l'installation une surchauffe de la vapeur, supérieure ou égale à la température
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maximum de service l'excédent de la chaleur de surchauffe étant alors utilisé au séchage ou bien au séchage et à la sur- chauffe de la vapeur produite dans l'accumulateur.
Comme accumulateurs, on emploiera avantageusement ceux dans lesquels la vapeur venant de la chaudière est conduite, d'une manière éventuellement réglable, en partie dans l'espace d'eau et en partie dans l'espace de vapeur de l'accumulateur.
On connaît déjà une installation de vapeur dans laquelle la vapeur venant de la chaudière est également dirigée directe- ment dans un accumulateur. Toutefois, dans cette installation, la vapeur sortant de l'acaumulateur est humide et n'est amenée à l'état voulu qu'après avoir traversé un surchauffeur non réuni organiquement à l'accumulateur, c'est-à-dire que la va- peur subit une transformation seulement après sa'sortie de l'accumulateur, transformation qui dans la nouvelle installa- tion s'effectue dans l'accumulateur lui-même. Il en résulte que dans la nouvelle installation, un surchauffeur recevant la chaleur d'une source de chaleur étrangère devient inutile, étant donné que la vapeur venant des chaudières et débouchant dans l'accumulateur, fournit elle-même la chaleur nécessaire à la transformation de la vapeur humide qui s'y forme.
Ensuite, il a été proposé de disposer un accumulateur de chaleur en parallèle avec la conduite de vapeur venant des chaudières et d'utiliser cet accumulateur pour la réception.des pointes de charge maxima. Dans cette dernière installation, la vapeur sortant de l'accumulateur de vapeur est, soit séchée, soit surchauffée suivant l'état qu'elle présente à sa sortie des chaudières, Toutefois, dans la nouvelle installation, la vapeur venant de la chaudière est surchauffée d'une manière exactement déterminée, à savoir, la température de surchauffe doit être égale ou supérieure à la température maximande ser- vice.
Ceci permet d'utiliser, suivant le cas, l'expédent de la @
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chaleur de surchauffe, soit pour le séchage, soit pour le sé- chage et la surchauffe de la vapeur produite dans l'accumula- teur, et d'obtenir ainsi une température constante dans des limités déterminées, du mélange de vapeur constitué par la vapeur de l'accumulateur et celle de la chaudière.
Or, il n'est par possible d'obtenir un réglage-parfait et précis des organes contrôlant le passage de la vapeur de la chaudière à l'accumulateur. Il en résulte que le processus de mélange qui a lieu dans l'espace de vapeur de l'accumulateur s'effectue parfois incomplètement de sorte que la température de la vapeur sortant de l'accumulateur subira dans certains cas des variations assez importantes, et notamment lors d'une augmentation brusque de la consommation de vapeur.
Suivant l'invention, cet inconvénient est supprimé par une addition réglable de vapeur surchauffée, dans la conduite de sortie de la vapeur de l'accumulateur,. Ceci permet de main- tenir constamment et avec exactitude la température de la va- peur sortant de l'accumulateur.
Il est vrai qu'on a déjà proposé de disposer un accumu- lateur de chaleur en parallèle avec la conduite de vapeur venant de la chaudière pour surmonter les pointes de charges maxima à l'aide de cet accumulateur. Il est également vrai que dans cette ins- tallation connue, la conduite de sortie de l'accumulateur dé- bouche dans la conduite de vapeur venant de la chaudière et, si cette vapeur est surchauffée, celle sortant de l'accumulateur s'en trouvera sait séchée, soit également surchauffée, sui- vant le degré de surchauffe de la vapeur venant de la chau- dière. Toutefois, la dite installation ne permet pas d'obtenir un réglage et un maintient précis de la température de la vapeur sortant de l'accumulateur, car il n'a pas été prévu une addi- tion réglable de la vapeur surchauffée à la vapeur sortant de l'accumulateur.
Le réglage de l'addition de vapeur surchauffée s'effectue
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de préférence au moyen d'un thermostat disposé en aval du raccord de la tuyauterie amenant la vapeur additionnelle, de telle manière que lorsque la température de la vapeur sortant de l'accumulateur baisse, ce thermostat provoque l'ouverture d'arrêt d'un dispositif/monté dans la conduite d'amenée de la vapeur additionnelle et que par contre, lorsque la température de la vapeur sortant de l'accumulateur augmente, ce thetmostat pro- voque la fermeture du dit dispos itif .
La position normale du dispositif d'arrêt est de préfé- rence choisie de manière qu'il y ait constamment un petit pas- sage de vapeur permettant la compensation approximative des va- riations de température.
Lorsque, dans une installation à vapeur comportant un ou plusieurs réseaux à pressions égales ou différentes, il est nécessaire de fournir à un ou plusieurs de ces réseaux de la vapeur à des températures différentes, - la compensation quanti- tative et celle des variations de la température de base sont assurées, au moyen d'un ou de plusieurs accumulateurs,tandis que l'arrivée et le maintien de la vapeur, à des températures précises nécessaires à chacun des récepteurs (machine à vapeur par exemple) sont obtenus, suivant l'invention, au moyen de dispositifs, agencés en amont de ces récepteurs, mais en aval du raccord de la conduite amenant la vapeur additionnelle, ces dispositifs assurant le réglage par addition de vapeur sur- chauffée à une température élevée.
Il est d'ailleurs utile. que la température de la vapeur sortant de l'accumulateur soit égale à la température la moins élevée de la vapeur qui est utilisée dans ce réseau..
Le dessin annexé représente à titre d'exemple deux ins- tallations à vapeur réalisées suivant l'invention.
Dans l'installation à vapeur montrée en Fig. 1, le grou-
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pe de chaudières k alimente trois récepteurs de vapeur V V 1 2 V 3 pouvant être chargés d'une manière fixe ou variable. La com-
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pensation des variations est obtenue au moyen de l'accumulateur S interposé entre l'installation de chaudières K et les dif- férents récepteurs.
Le fonctionnement de l'installation objet de l'inven- tion est le suivant :
La vapeur produite dans le groupe de chaudières K est ame- née à l'accumulateur ou transformateur de vapeur S en passant éventuellement par une soupape réductrice de pression. Toute- @@@2, la vapeur produite dans l'installation de chaudières est amenée à cet accumulateur de sorte que la dite installation travaille avec un rendement favorable et avec une charge, une pression et une surchauffe toujours constantes.
La compensau@om quantitative et le réglage de la températu- re s'effectuent dans l'accumulateur même.
Voici les cas caractéristiques qui peuvent se produire pendant le service de l'installation suivant l'invention:
1) La quantité de vapeur soutirée Se l'accumulateur est égale à celle qui lui est amenée.
Ce cas forme la 'base pour le réglage des organes acces- soires. La vapeur venànt du groupe de chaudières K arrive à la soupape de réglage G R, d'où elle peut partir par deux chemins différents. La soupape de réglage G R est réglée de telle rna- nière qu'une quantité déterminée de vapeur arrive par la con- duite 2, dans le volume d'eau et que le reste de la vapeur arrive par la conduite 1, dans le volume de vapeur de l'accu- mulateur S. La température de surchauffe de la vapeur soutirée à l'accumulateur doit être moins élevée que celle de la vapeur entrant dans l'accumulateur. Ceci peut être obtenu sous condi- tion d'un état stationnaire de la vapeur,- par le fait que la vapeur dirigée dans l'espace d'eau se liquéfie et permet ainsi l'accraissement de la pression dans l'accumulateur.
Or, cet accroissement de la pression provoque la vaporisation d'une
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quantité d'eau correspondant à l'accroissement de la pression, jusqu'au moment du rétablissement de l'état initial. Lorsque les:.conditions restent les mêmes, c'est-à-dire lorsque la quantité de vapeur arrivant à l'accumulateur ( en une unité de temps) reste toujours la même, il se produit finalement un état stationnaire caractérisé par la vaporisation d'une quantité constante de l'eau de l'accumulateur (par unité de temps).
La vapeur ainsi produite est bien entendu humide. Son séchage et sa surchauffe n'ont lieu que grâce à son mélange avec la vapeur hautement surchauffée qui, arrivant des chaudières par la canalisation 1, débouche dans le volume de vapeur de l'ac- cumulateur.
Le système complet fonctionne donc comme transfor mateur de vapeur sans pertes aucunes.
2) La quantité de vapeur soutirée de l'accumulateur est plus petite que celle qui lui est amenée.
Dans ce cas, l'excédent de la vapeur es.t accumulé par li- quéfaction en produisant une augmentation de la pression dans l'accumulateur. Il faut aussi amener plus de vapeur par la conduite 2 débouchant dans le volume d'eau de l'accumulateur S, que dans le premier cas.
Ceci est réalisé par un réglage de la soupape G R, corres pondant à la dite augmentation de pression au moyen de la vapeur agissant dans la conduite I.
Si la quantité de vapeur soutirée descend en-dessous de la moitié de celle utilisée normalement, le passage par la sou- pape G R est de même réduit à la moitié du passage normal par suite de l'augmentation de la pression dans l'accumulateur, de façon que les proportions restent les mêmes dans celui-ci.
Une augmentation anormale de la pression ou bien une ces- sation de la capacité d'absorption de chaleur de l'accumulateur S est évitée en calculant sa réserve d'eau en correspondance avec les fluctuations extrêmes de marche.
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S'il se produit des variations anormales, non prévues dans les calculs, on peut toujours s'en rendre maître en renfor çant l'alimentation de l'accumulateur en eau froide.
3) La Quantité de vapeur soutirée de l'accumulateur est plus,.¯grande que celle quilui est amenée.
Ce cas donne lieu à une diminution de la pression dans l'espace de vapeur de l'accumulateur, il s'ensuit la vaporisa- tion d'une quantité d'eau correspondante à la dite diminution de pression. Une plus grande quantité de vapeur surchauffée, venant dans l'espace de vapeur par la conduite 1, est employée pour sécher et surchauffer cette vapeur, comme décrit dans le premier cas ; la soupape de réglage G R s'ouvre donc davantage vers la canalisation 1 suivant l'importance de la diminution de pression. La constance des proportions déjà mentionnée dans le second cas se présente également dans le casprésent.
La soupape A et ses conduites de raccordement entre les canalisations 1 et 2 sont prévues comme moyens de réserve dans le cas où un accident se produirait à la soupape de réglage G R. On ouvre alors cette soupape A et on peut ainsi obtenir des températures de sortie relativement constantes.
Si on veut éviter que les variations de pression résultant du fonctionnement de l'accumulateur soient transmises au réseau récepteur, on interpose entre le dit accumulateur S et le ré- seau une valve réductrice de pression D M qui réduit la pres- sion momentanée de la vapeur provenant de l'accumulateur à la pression minimum pouvant exister dans celui-ci. De cette façon, on assure au réseau d'utilisation une pression et une surchauf- fe toujours égales.
Pour un soutirage de vapeur de l'accumulateur quantitati- vement constant, celui-ci fonctionne comme un transformateur de vapeur idéal. Il est évident que plusieurs accumulateurs tels que S, munis chacun de leur réseau d'utilisation, peuvent
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être alimentés par une même installation de chaudières.
Dans l'installation représentée en Fig. 2, la vapeur ve- nant des chaudières K passe, d'une part par la valve réduc- trice de pression D M et par la soupape régulatrice G R en partie dans le volume d'eau et en partie dans le volume de va- peur de 1'accumulateur S, et d'autre part par la soupape réduc- trice de pression D M et G R de la même façon dans l'accumula- teur S . De ces accumulateurs, la vapeur passe par une va-ve ré ductrice complémentaire D M ou D M1 vers les récepteurs d'uti- lisation V et Vou V .
Le maintien suffisamment précis de la
1 2 3 température de la vapeur sortant de l'accumulateur est obtenu au moyen des thermostats T , T , T qui sont intercalés en
1 2 3 avant des récepteurs d'utilisation et actionnent des soupapes de réglage R1 R 2 R 3 communiquant d'une part avec la canalisa- tion d'entrée de l'accumulateur et d'autre part avec la canali- sation de sortie, de telle manière que la vapeur surchauffée à haute température affluant dans la canalisation de sortie de l'accumulateur rétablit dans la dite canalisation l'état né- cessaire de la vapeur.
REVENDICATIONS.
1) Installation pour la production de vapeur avec système d'accumulation de celle-ci, caractérisée en ce que la vapeur produite dans l'installation des chaudières est conduite direc- tement dans un accumulateur, duquel elle est fournie, au réseau d'utilisation, après transformation dans l'état requis.