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Dispositif de chauffage indirect des installations de séchage à haute température.,
L'invention concerne un dispositif de chauffage indirect des installations de séchage à haute température, des installations de fours de cuisson, etc,,, et pouvant aussi 'être utilisé dans des établissements d'industrie chimique, l'agent de chauffage employé étant de la vapeur à haute pression, surtout de la vapeur à haute pression surchauffée.
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Dans les installations de séchage à haute tempé- rature, par sxemple dans les installations de fours de cuisson, etc... jusqu'à présent le chauffage à la vapeur était effectue au moyen de tubes de Berkins, le chauffage de chaque :Doux étant obtenu à l'aide d'un grand nombre de ces tubes, indépendants les uns des autres, dont une extrémité était chauffée dans le foyer, et dont l'autre extrêmité chauffait l'espace de séchage.Il se produisait ainsi dans les divers tubes des pressions différentes, car le chauffage des tubes et la quantité de chaleur cé- dée n'étaient pas les mêmes. Ceci obligeait à diriger avec circonspection l'introduction des gaz du foyer, et entraînait un mauvais rendement.
Selon l'invention, on effectue le chauffage en produisant dans une chaudière à haute pression d'un systè- me quelconque, de la vapeur à au moins 30 atmosphères, en la faisant passer par un surchauffeur, en lui faisant ensuite céder sa chaleur à la matière à chauffer dans des appareils échangeurs de chaleur, par exemple dans des ser- pentins @u systèmes analogues, disposés dans des espaces de séchage, puis en ramenant à. la chaudière la vapeur ou le condensât ou le mélange des deux, ce cycle étant main- tenu ininterrompu par une pompe de circulation.
Le généra- teur de chaleur, la pompe de circulation, le surchauffeur et :Les appareils échangeurs de chalour sont ainsi réunis en un système fermé.
Dans beaucoup de cas la température de la vapeur saturée pour une pression assez haute est suffisante pour le s buts de chauffage envisagés de telle sorte que l'on peut supprimer la surchauffe.
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Mais, si l'on emploie de la vapeur surchauffée, on peut produire dans les installations de séchage etc.., des températures pour lesquelles les tubes de Perkins ne sont plus suffisants, et pour lesquels on sa est servi jusqu'à présent du chauffage électrique,
Selon l'invention, le dispositif de chauffage permet d'obtenir pour le rendement du foyer celui d'une chaudière à vapeur moderne, et l'on peut obtenir, dans les grandes installations, pas* le remplacement des nombreux foyers individuels par un foyer central, une simplification considérable du fonctionnement et une grande économie de combustiole, en même temps qu'une amélioration de l'action de chauffage.
Il n'y a pas à allumer et à éteindre les différents foyers et à les régler, car l'action de chauffage est effectuée simple- mont en réglant l'admission ou l'échappement de vapeur.
En outre, on peut utiliser de manière avantageuse la cha- lenx dégagée par les gaz d'échappement du foyer.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre d@ quelle manière l'invention peut 'être réalisée.
Sur la fig. 1, 1 représente la chaudière à haute pression, 2 le surchauffeur, 3 le tuyau de vapeur,, conduis saut par exemple aux installations de séchage 4 et 4'.Dans les installations de séchage sont disposés des serpentins de chauffage 5 et 5' au moyen desquels la vapeur de chauf- fage cède sa chaleur aux espaces de séchage. 6 et 6' sont des organes de réglage qui sont intercalés par exemple dans les tuyaux de sortie des serpentins 5 et 5'.7 repré- sente le tuyau de retour à la chaudière et 8 la pompe de circulation qui, conformément à l'invention,est reliée
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wu génératinn de Tapeur 1, an surchauffeur 2 et aux appa- reils dl écbd3'lge de chaleur ( serpentins 5 et 5') pour for- mer un sys'",èrae fermé.
L'1 :90mpe de circulation 8 est disposée :t c1/entre :la s serpentins 5 et 5' et la chaudière 1. Elle est éta- blie pour rofouler de la vapeur et de l' eau. En augmen-
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tant le rc.'-'y<CLement de la pompe on peut rendre encore plus grand la#atage an chauffage à la '7a.peur vis-àêvis du ahad - fage par condensation.
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Ed particulier, il est avantageux de aâ.sposox la pompe de circulation 8 entre le générateur de vapeur c le %nr%h6u±èaoe 2. àe telle sorte que dans le sur- chauffeur 2 il se produit en toutes circonstances un écoulement forcé, et que la pompe refoule la vapeur de chauffage à travers les appareils d'échange de chaleur et les ramère à la chaudière. Cette disposition de la
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pompe de cîrcvlation 8 est également avantageuse si la vapeur de chauffage se condense dans les appareils d'é-
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change de <;1.ialenr car le condensat est refoulé par la pompe à vapeur 8 dans la chaudière 1.
1.1'''' la fi g. 2 on a représenté un mode dt egé cu- tion de l'objet de l'invention dans lequel la production
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de vapeux. 't lieu. selon le procédé dit 1t procédé à cycle de vapeur". La pompe 8 prend de la vapeur dans un corps de chaudière non chauffé par les gaz du foyer et la fait passer p le surchauffeur 3 qui est chauffé par un foyer et est formé par des serpentins. Une partie de la vapeur
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su.1"ohJ.uifâo est amenée du sn.rohauffour 2 par un tuyau 3 à un appareil échangeur de 0 r 4, o elle cà de sa cha- '"%, ,¯ , . leur dans des serpentins 5.
Le retour' de la. vapeur ou du mélange de rapeur et de condensat à: la chao-diere 1 xt eggeo¯
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tue par le conduit 7. Un deuxième échangeur de chaleur 9, comprend un serpentin de chauffage 10 alimenté aveo de la vapeur humide qui au moyen du tuyau 11 est prélevée entre la pompe 8 et le surchauffeur 2 sa.? le tuyau de vapeur saturée venant de la chaudière1.
Le chauffage des échan- geurs de chaleur 4 et 9 est réglé au moyen des soupapes de régulation de vapeur 6 et 6'. 0 La soupapede régala- tion 6 de l'échange= de chaleur à vapeur saturée 9 est placée d'arrière le serpentin de réchauffage 10, la sou- pape 6' de l'échangeur de chaleur de vapeur surchauffée 4 est placée avant le serpentin de chauffage 5.
Parallènement à l'échangeur de chaleur 4 est disposé un tuyau de retour 12 qui peut 'être intercalé dans la circuit et qui est dérivé par le dispositif commutateur 13 sur le tuyau de va- peur surchauffée 3 et débouche dans le tuyau de retour 7 à la chaudière 1. ce tuyau de retour 12 sert à effectu- er un réglage et à amener dans le corps de chaudière la vapeur surchauffée nécessaire à la vaporisation dans ce corps de chaudière 1.
Dans certaines circonstances, il est avantageux de faire aboutir le tuyau de retour 12 directement dans le corps de chaudière 1.
Un tel tuyau de retour est avantageux, non seu- lement dans le cas de production de vapeur selon le procé- dé à cycle de vapeur mais dans tous le s cas pour améliorer le réglage et la commande du foyer de l'installa.! ion et pour assurer le fonctionnement du surchauffeur.
En arrière du surlchauffeur, on prélève en outre par le tuyau 14 de la vapeur surchauffée pour la produc-
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tion de force motrice ou autres applications.
Dans ce mode d'exécution de l'invention, la pompe de '-9:peur nécessaire à l'exécution du cycle de va- peur sert en même temps à produire la circulation dans le système do chauffage.
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Uintercalation de la pompe 8 entre le généra- teur de vapeur 1 et le surchauffeur 2, comme par exemple dans le mc.J.a d'exécution de la fig. 2, est particulière-. ment avant,,%geuse#% si parmi les senpentins de chauffage doivent etre les uns/parcourus pax de la vapeur surchauffée et les au-
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tries par let vapeur saturée. De cette manière* il est possï- ble d'obtenir à l'intérieur d'une chambre de séchage une ré-
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Âtitio de chaleur déterminée, ce qui est nécessaire wr exemple les fours de cuisson.
Dans le mode d'exécution de la figure 3 le systè- me de chauffage est combiné avec une installation de production de force motrice. Le générateur de vapeur 1 produit de la vapeur qui après surchauffe dans le sur... chauffeur 2, arrive par les tuyaux 3 et 14 à une turbine 15, où elle se détend jusqu'au vide.
La vapeur se @ ndonse
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dans le condenseur 16; le (0 ndensat 80 rassemble dans le réservoir 17, d'où il e st aspiré par la pompe d'alimenta- tion 18 pour alimenter à nouveau la chaudière 1,
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Comme dans le mode dl exécutio"'1 de la figure 2, le système de chauffage comporte deux appareils échangeurs de chaleur, dont l'un est établi pou''? la vapeur surchauffée et l'autre pour la vapeur saturée. La chaleur de la vapeur est ici utilisée jusque condensation.
Le condensat passe
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ensuite par les soupapes d'étranglement régulatrices 6 et ût et après refrodissement éventuel, est amené à l'un des éta- ges de pression supérieurs de la pompe d'alimentation 18 de
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la chaudière. De cette manière, on peut économiser une pom-
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pe de circalation particulière pour le système de chauffage,, la pompe d'alimentation de la partie de l'installation qui sert à produire la force motrice pouvant en même temps pro- duire la circulation dans le système de chauffage.
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Dans les instal,h,tions servant seulement au chauf- fage une pompe d'alimentation normale est superflue et il
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suffit d'une petite pompe dUal1mention auxiliaire qui compense de temps en temps les pertes aux garnitures de la pompe 8.
Pour obtenir une meilleure utilisation des gaz de chauffage du générateur de vapeur, la chaleur des gaz d'échappement est encore utilisée dans une chaudière de ré-
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eupé rati4n, dont la vapeur peut 'être employée par exemple pour la (J.) llt1lande des appareils accessoires de l'installa- tion de chaudière, pour le fonctionnement de la pompe de cireulati on, et pour dU autres fonctions. Beoi occasion- ne dans le cas d'un fonctionna ment discontinu de grandes pertes de vapeur ou. une manvaise utilisation de la chaleur
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des gaz du. foyer, donc une d1nution dUeffioaQ1té.
On peut éviter cet inconvénient en donnant à la surface de chauffe à haute pression des dimensions plus grandes par rapport à la surface de chauffe de la chaudiè-
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re de récupération q,u i7. ne correspond à la consommation ai- fective.
La chaleur reçue en excès par la chaudière à haute pression est compensée par une cession de chaleur à la chau-
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dière de :récu:t&ration an moyen iltun serpentin de chauf- fage ou système similaire, sans que le contenu de la chan. dière à haute pression diminuée Ce point est particuliè- rement important dans los petites installations de chauffa-
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ge, les dimensions du système à% alimentation> dont dans les
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chaudières (la chauffage de ce genre, établies seulement pour des partes très faibles.
Dans le cas d'un grand prélèvement de vapeur dans
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la chaaa.d:':, de récupération, le serpentin de chauffage peut icecevoir uns plus grande quantité de Tapeur pour taie petite conmcmmati:on de chaleur, il peut 'être pourvu dun f rtxaxg7.en:ât on même complètement supprima. Le serpentin de chauffage à haute pression peut 'être disposé, dans l'eau de la chaudière de récupération, dans un rësenroir comnu- niquant avoo l'espase d'eau de la dite chaudière ou un dispositif similaire.
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A la figure 4 est montré un mode d'.exécution dans ..C,1.''. Z.a production de vapeur est effectuée comme dans le mode d'exécution de la fige 2 selon le procédé cycle de vapeur, les munies lettre de référence se rap- portant aux mêmes organes Que dans ladite figure 2. Dans la chaudière de récupération 19, qui est chauffée par
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les gaz &Iêehappement du surchso-ffeur 2, est disposé un serpentin de chauffage 20 dont le tuyau d'entrée 21 est
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dérivé en s., après la pompe 8 et dont le t-tvau e-e sortie débouche en b dans le générateur de vapeur 1. Des tuyaux
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peuvent Ztre fermés par les soupapes 33 et 23, la soupape 22 servent de plus, de soupape de réglage.
La soupape de réglage 'Il est de préférence automatique, de telle sorte qu'elle se régle selon la pression de la chaudière de
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xéc.péâv.âon da vapeur 19.
Ce chauffage supplémentaire de la chaudière de ion au moyen de vapeur à haute pression peut
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'être employé clune manière paxti.cu..â.cxem.en.t avantageuse poux le, installations uniquement destiné es au chauffage,
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dans lesquelles il est nécessaire d'avoir dans l'espace de chauffage, une température particulièrement haute, En gêné? ral, la vapeur doit être refroidie dans des appareils échangées de chaleur jusqu'au voisinage de la tempéra- ture de saturation, s'il ne doit pas' $le produire une élé- vation de pression dans la chaudière à. hante pression, et par conséquent une soufflage ultérieur.
Si l'on introduit dans le circuit de chauffage le système de chauffage de la chaudière de récupération, il s'écoule continuellement dans 1-e serpentin de chauffage 20, une importante quantité de chaleur qui est employée à la production de vapeur à basse pression et en conséquence, du condensat parvient dans le corps de chaudière 1. La vapeur d'échappement pro- venant des échangeurs de chaleur peut donc 'être surchauffée à un très haut degré, et la chaleur de surchauffe peut ê- tre employée à vaporiser de nouveau dans le corps de chau- re- dière 1 du eondensat qui fait/tour du serpentin de chauf- fage 20. L'installation Peut donc travailler avec une très haute température dans les appareils échangeurs de chaleur.
On peut aussi avoir une température particulière- d'abord ment haute en surchauffant à la sortie des échangeurs de chaleur la vapeur saturée qui vient du gunérateur de va- peur, au moyen de la vapeur surchauffée qui s'écoule, et en ne l'amenant qu'ensuite à très température par chauf- fage direct. Un mode d'exécution avec production de va- peur selon le procédé à. cycle de vapeur est représenté à la fig. 5.
La Tapeur prélevée dans le corps de chaudière 1 est amenée par la pompe de circulation 8 à travers un échan- geur de chaleur 24 qui, est constitué par exemple par des serpentins doubles, et ensuite par le surchauffeur 3
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chauffé directement, par exemple par des gaz de foyer ou, dans le car de temp ratures tout-à-fait élevées, avantageu- sement par des moyens électriques. La vapeur surchauffée qui s'écoule de l'appareil échangeur de chaleur 4 est com- primée à travers l'échangeur de chaleur 24, et porte de cette manière à un degré de surchauffe élevée la vapeur saturée qui provient de la chaudière 1.
Tour pouvoir régler de manière simple la va:,-leur de la surchauffe, on fait passer une partie de la vapeur surfit. chauffée par un tuyau de retour de l'échangeur de chaleur 24 muni d'un organe de réglage 25. Co réglage peut aussi être offectué au moyen d'un organe distributeur disposé à l'endroit de la bifurcation entre l'échangeur de chaleur à vapeur et le tuyau de reour ou d'une manière similaire.
Ce réglage est avantageusement exécuté automatiquement se- lon la température de la vapeur surchauffée. De même l' or- gane de réglage 25 peut être également utilisé pour main- tenir une pression constante dans le réservoir 1.
Ce système permet d'obtenir avec une consommation très faible de chaleur des débits considérables de vapeur à très hontes températures.
Pour l'obtention de très hautes températures ce procédé acquiert une importance particulière si l'on utili- se des générateurs de tapeurs à très haute pression, en par ticulier à des pressions supérieures aux pressions criti- ques. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur sert à la vapori- sation de l'eau en dehors du foyer. De préférence, on sur- chauffe encore une fois la vapeur de consommation venant de l'appareil échangeur de chaleur 4.
REVENDICATIONS.
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3. - Un dispositif de ChSX1.:ffge' indirect des instar- lattions de séchage à haute température t et installa. r"
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