<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé d'emploi des éjecteurs à vapeur ,pour l'extrac- tion de l'air des condenseurs desservant les turbines ou les machines à vapeur. Il
On emploie couramment pour maintenir le vide dans les condenseurs des extracteurs d'air dits "Ejecteurs à vapeur" qui utilisent l'énergie cinétique d'un jet de vapeur vive détendue pour entraîner l'air et le comprimer à la pression atmosphérique.
Ces appareils présentent les formes de réalisa- tion les plus diverses, se distinguant par l'emploi d'un nombre variable d'étages de compression constitués comme il vient d'être dit, placés en série ou en parallèle et séparés, ou non. par des condenseurs intermédiaires.
Quelle que soit la forme de réalisation adoptée, la carac-
<Desc/Clms Page number 2>
téristique de tels appareils est de consommer de la va-' peur vive qu'ilsrestituent sous famé de vapeur à basse @ pression, généralement utilisée pour le réchauffage de l'eau d'alimentation.
On sait que, dans tous les appareils du type ' éjecteur, le rendement énergétique est affecté d'une perte au choc d'autant plus élevée que la différence entre les vitesses du fluide entraîné et du fluide moteur est plus grande.
Am moment de l'entraînement ce sont en effet les quantités de mouvement (produit de la masse par la moteur vitesse) des corps/et entraîné qui se conservent après le mélange, et non les énergies cinétiques.
Donc le rendement de l'éjecteur sera d'autant plus mauvais que la pression de vapeur qui l'alimente sera plus élevée puisque la vitesse de détente de la va- peur motrice sera plus élevée. Le mauvais rendement de l'é- jecteur présente peu d'inconvénient dans les installations constituées simplement par un moteur à vapeur, 'sa chaudiè- re et son condenseur, car les calories restituées par l'é- lecteur à l'eau d'alimentation viennent en déduction de celles demandées au combustible brûlé sous lachaudière.
Par suite toutes les calories consommées par l'éjecteur sont restituées au cycle du fluide moteur, à l'exception, bien entendu, de celles qui correspondent au travail théo- rique nécessaire pour comprimer l'air,, La question du ren- dement de 1'éjecteur est donc secondaire puisque-toutes les pertes par frottement sont restituées à l'eau d'ali- mentation sous forme de chaleur, ce qui entralne une éco- nomie équivalente de combustible, la seule perte étant constituée par le rayonnement thermique au cours des é- changes successifs.
Il n'en est pas de même dans les installations
EMI2.1
modernes, dans lesquelles la machine à vapeur (turbine ou . 9C!61"j ..
<Desc/Clms Page number 3>
machine alternative) est constituée par plusieurs organes placés en série (étages de détente dans le cas de la tur- bine ou cylindres dans le cas de la machiner alternative compound)entre lesquels sont prévus des soutirages suc- cessifs de vapeur utilisés pour réchauffer l'eau d'alimen- tation jusqu'à une température voisine de celle de l'ébul- lition dans les chaudières.
On sait que, par ce moyen, le rendement total du cycle est augnenté;, 1 'augmentation étant maxima lorsque l'emprunt de chaleur pour réchauffer l'eau d'alimentation est fait d'une manière continue pendant toute la détente c'est-à-dire pratiquement lorsque la vapeur de chaque sou- tirage réchauffe l'eau d'alimentation jusqu'à une tempéra- ture aussi voisine que possible de la sienne propre.
Or, on voit de suite que les calories consommées par l'éjecteur sont au potentiel de la chaudière, tandis qu'elles ne sont restituées au cycle que sous une forme dégradée - (à une température inférieure ou égale-à 100 ).
Enfin de compte, l'emploi de l'éjecteur majore la consommation globable de l'installation d'un poids de vapeur "p" à l'état calorifique de la chaudière, qui ne produit aucun travail utile dans la machine, etne la mi- nore que d'un poids de vapeur équivalent à celui qu'il res- titue et qui n'a pas à être fourni-, par les soutirages à basse pression, ce poids de vapeur ne fournissant du tra- vail utile qu'entre l'étage à 100 environ et le conden- seur.
La perte est donc bien plus considérable que cel- le qui correspond au travail de compression théorique de l'air.
Enfin, on sait que, pour des raisons de sécurité,, il est d'usage d'alimenter les éjecteurs à une pression plus faible que celle de la chaudière, la détente étant produite par laminage, donc avec une perte sèche @@ d'éner-
EMI3.1
K"1\ f1I ..G\. lA-! n /)
<Desc/Clms Page number 4>
-gie en service normal. Pour ces raisons, l'emploi de l'é- jecteur à vapeur devient onéreux dans les installations modernes utilisant des pressions élevées et, généralement, le cycle à soutirage.
La présente invention a pour but un procédé et des dispositifs,pour la mise en oeuvre de ce procédé per- mettant d'éviter les inconvénients précédents et de rendre économique l'emploi de l'éjecteur dans les installations modernes du genre précité.
Ce procédé consiste à alimenter l'éjecteur non plus avec la vapeur vive de la chaudière, maisavec de la vapeur soutirée entre deux étages de détente de la turbine ou de la machine à vapeur.
Une telle-disposition est représentée schémati- quement en fig.I.
I est une turbine à huit étages de détente, cha- cun constitué à la manière connue par un distributeur fixe et une roue mobile, les étages, numérotés de I à VIII étant situés entre les lignes pointillées du dessin.
2 est le condenseur avec sa pompe d'extraction d'eau 3; l'éjecteur extracteur d'air 4 est représenté sché- matiquement par une tuyère de détente 5 et un diffuseur 6.
L'électeur est alimenté en vapeur motrice par un soutirage
7 après l'étage III par exemple de la turbine.
On voit de suite que grâce à cette disposition la vapeur motrice de l'éjecteur est à une pression plus basse que celle de la chaudière, ce qui augmente son ren- dement énergétique, comme nous l'avons vu plus haut, et de plus, cette vapeur motrice à déjà travaillé dans les étages
I, II et III de la turbiner ce qui augmente d'autant le travail utile fournir par celle-ci.
Un mode d'application de l'invention une ins- tallation du type dit à soutirage décrit plus haut est re- présenté en fig.2. Dans ce cas, de la vapeur est soutirée ,
<Desc/Clms Page number 5>
après lss étages III.V et VII et envoyée respectivement dans les réchauffeurs tubulaires 8, 9 et 10 parcourus par l'eau d'extraction du condenseur qui est ainsi réchauffée puis /reprise par la pompe alimentaire II et envoyée aux chaudières. Dans ce cas l'éjeoteur 4 est alimente pat de la vapeur soutirée après l'étage III et sa décharge est en- voyée dans un réchauffeur d'eau d'alimentation 12 intercalé en un point approprié du circuit par exemple en tre les ré- chauffeurs 8 & 9.
La tuyauterie d'aspiration d'air reliant la tubulure 13 du condenseur à la tubulure 14 de l'éjecteur n'a pas été représentée pour simplifier le dessino
Cette disposition en plus des avantages précédents présente encore le suivat: la dégradation des calories à travers l'éjecteur n'est plus que celle correspondant à la chute d'énergieentre la fin de 1 'étage III et celle de l'étage V puisque le soutirage du réchauffeur 2 est diminué d'une quantité correspondante au réchauffage dans l'appa- reil 12.
Dans une installation ordinaire où l'éjecteur 4 serait alimenté en vapeur de la chaudière, la dégradation des calories dans l'éjecteur serait celle correspondant à la chute d'énergie de la chaudière à 1'in de l'étage V.
Dans la pratique il y a lieu de remarquer que les pressions de soutirage varient avec la charge de la tur- bine. et partent de zéro au démarrage.
Le fonctionnement de l'éjecteur doit être néan- moins assuré en pareil caso A cet effet, il est prévu une adduction supplémentaire à l'éjecteur de vapeur vive prove- nant de la chaudière, commandée par un appareil quelconque, du type détendeur par exemple, et destinée à envoyer de la vapeur vive lorsque la pression de soutirage est insuffisan- te pour assurer le service de l'éjecteur.
EMI5.1
ertl, La fig. 3 indique ccmmisnt ceci petyrealisé.
L'éjecteur 4 est relié à la chaudière par la tuy-
EMI5.2
auterie 15 et au soutirage par 1 a y eris 16. Sur la tuy- - r, - 7 -i qb
<Desc/Clms Page number 6>
auterie 15 est disposé un détendeur, représenté schémati- quement en 17, dont la caractéristique est de régler.le dé- bit de la vapeur du tuyau sur lequel il est interposé de ma- nière que la pression aval ait une valeur constante quels que soient le débit et la pression amont.
Sur la tuyauterie 16 est disposé un clapet de rete- nue 18 ne permettant l'écoulement de la vapeur que dans le sens soutirage éjecteur et se fermant dès que ce sens tend à s'inverser. Dans ces conditions le fonctionnement est le suivant:
Au démarrage, la pression dans le tuyau 16 et à l'arrivée à l'éjecteur 4 est nulle.
Le détendeur 17 laisse passer la vapeur vers lié- jectour jusqutâ ce que la pression ait à son aval la valeur pour laquelle il est établi, que l'on s'est fixée égale à celle nécessaire pour ltéjecteur, soit "p".
Le clapet 18 est fermé puisque la pression au sou- tirage est nulle tandis que la pression à l'éjecteur a la valeur "p"; il interdit ainsi un mouvement de vapeur qui s'établirait s'il m'était pas là. A me sure que la charge s'élève la pression au soutirage augmente. Tant qu'elle est inférieure à "p", le fonctionnement reste ce qu'il était au démarrage puisque le clapet 18 ne peut s'ouvrir.
Par centre, dès qu'elle devient un peu supérieure à "p" le clapet 18 se soulève et la vapeur s'écoule du sou- tirage vers l'éjecteur. Mais, à ce moment, la pression ten- dant à s'élever au-dessus de "p" à l'éjecteur, le détendeur 17 réduit et annula très vite le débit par la tuyauterie 15; lorsque le détendeur est complètement fermé, l'éjecteur est uniquement alimenté par le soutirage.
En service ou au stoppage, lorsque la pression de soutirage tombe, le fonctionnement est inverse.
On voit, de suite que ce dispositif assure toute sécurité de, fonctionnement et permet d'éviter en service
<Desc/Clms Page number 7>
normal, le laminage de la vapeur servant à l'alimentation de l'éjecteur. -
En effet, la détente de la vapeur depuis la pres- sion de la chaudière jusqu'à l'alimentation de l'éjecteur fait à travers les premiers étages de la turbine, donc en produisant du travail, et ce n'est qu'au démarrage ou au stoppage ou encore en cas de baisse accidentelle de charge que la vapeur vive entre en jeuo
On peut suivant l'invention envisager les formes de réalisation ci-après:
La turbine peut être remplacée par une machine al- ternative dite compound ou tout autre moteur thermique per- mettant un soutirage.
Le nombre d'étages de la machine et le numéro d'or- dre de celui où se fait la prise de l'éjecteur peuvent être quelconques.
L'éjecteur peut avoir un nombre quelconque d'éta- ges de compression en parallèle ou en série, alimentés par le marne soutirage ou par de soutisages à différents étages de la machine.
L'éjecteur peut comporter un ou plusieurs conden- seurs intermédiaires.
Il peut y avoir plusieurs machines ou plusieurs éjecteurs combinés entre eux d'une manière quelconque pour ce qui est des soutirages, des éjecteurs et des réchauffa- ges.
Le dispositif à détendeur peut être à multiple ef- fet, le ou les éjecteurs normalement alimentés par un souti- rage ou un ensemble de soutirages donnés pouvant être en cas de besoin alimentés par l'intermédiaire du dispositif décrit à 1 'aide d'un soutirage ou d'un ensemble de soutirages à une pression supérieure à ceux d'alimentation normale ou enfin à l'aide de la vapeur de la chaudière.
Le fluide utilisé pour les turbines et l'éjecteur peut être de nature quelconque,,
<Desc/Clms Page number 8>
Tous les dispositifs précédents peuvent s'appli- quer aux éjecteurs desservant les réchauffeurs d'eau d'ali- mentation fonctionnant en-dessous de la pression atwosphéri- que.
Le détendeur et le clapet de retenue peuvent être d'un type quelconque, à action directe ou commandée par re- lai, @@ servo-moteur etc.......
REVENDICATIONS.
EMI8.1
#-t---t--t-!*--
1. Procédé d'emploi des éjecteura à vapeur pour 1 'extraction de l'air des condenseurs desservant des tur- bines ou machines à vapeur, caractérisé en ce que l'on ali- mente en vapeur motrice le ou les éjecteurs desservant le condenseur, au moyen d'un soutirage pratiqué sur le moteur après que la vapeur a déjà effectué un certain travail dans celui-ci.
2. Procédé d'emploi des éjecteurs suivant la re- vendi4ation 1 et dans lequel l'installation motrice compor- te un système de réchauffage de l'eau d'alimentation par sout/irage successif,' de vapeur à divers étages du détente du moteur, caractérisé en ce que la vapeur motrice de l'é- jecteur est empruntée à un étage de sout irage du moteur @ et en ce que après avoir parcouru l'éjecteur, cette vapeur est substituée pour le réchauffage de l'eau d'alimentation à une quantité équivalante, en l'état auquel elle se trouve à la sortie de l'éjecteur, provenant d'un soutirage au moteur à une pression inférieure à la première.
3. Procédé d'emploi d'éjecteurs suivant les reven- dications 1 et 2,caractérisé en ce qu'on emploie ùne arrivée auxiliaire de vapeur de la chaudière ou d'une source quel conque appropriée pour suppléer à la vapeur de soutirage lorsque sa pression est insuffisante.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.