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Générateur de vapeur aquatubulaire à haute pression.
Il se produit dans les générateurs de vapeur aquatubulaires à haute pression,des phénomènes indésirables qu,on appelle des pul. sations et qui sont l'une des raisons essentiellespour lesquelles de tels générateurs de vapeur sont défectueux. La conséquence de ces pulsations c'est que le tuyau se remplit de vapeur qui s'écoulesubitement et rapidement, ce qui fait quel°'eau est pro je- sur tée à la suite et que la surface de chauffe nécessaire se trouve ainsi réduite. Ces pulsations peuvent encore être @enforcées par ce qu'on appelle l'effet de geyser,lorsque par suite de formation de vapeur le tuyau se trouve subitement rempli de vapeur sur une assez grande partie de sa longueur,ce qui fait que l'eau d'alimen- tation ne peut pas le traverser.
On sait que l'effet de geyser est d'autant plus énergique que le tuyau chauffé est plus long et que la pression de régime est plus bass.
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On a déjà proposé d'augmenter la quantité de vapeur lorsque la pression de la vapeur baisse,par une injection momentanée en un point intexmédiaire du système tubul aire. Un tel dispositif a toutefois 1''Inconvénient d'être sans effet relativement à l'aug- mentation de pression résultant des pulsations, et principale- ment surtout relativement aux fluctuations de la quantité de vapeur fournie et de la température de la vapeur qui sort, et d'exiger en -utre un/1 organe de réglage qui souvent ne fonction- ne pas. De plus,une injection subite de liquide par a-coups est souvent une perturbation qui,en outre,lorsque la capacité calo- rique du tuyau n'est pas grande, réduit la surchauffe,ce qui entraine une nouvelle chute de pression.
On a cherché en outre à obtenir une vaporisation continue en ajoutant à la vapeur développée dans le système tubulaire (vapeur d'excitation) de l'eau d'alimentation injectée en certain endroits. Toutefois pour une répartition quelque peu acceptable d de l'eau injectée,les seuls endroits qui convenaient étaient des points d'etranglement produisant une assez grande chute de pression du fluide.ce qui fait quela vaporisation ne pouvait avoir lieu qu'avec une perte de pression très considérable,ce qui était un obstacle particulièrement gênant dans les générateurs de vapeur à haute pression.
L'invention concerne un générateur de vapeur à haute
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pression dnn8 lequel une quantité principale du fluide est in- de la,refoulée sens laminage vers :)'extrémité du système tubulaire troduite au commencement du système tubulaire4puis évacuée sous forme de vapeur sèchemson but étant de supprimer les fluc- tuations de la production de vapeur provenant d'équilibres instables de la circulation en introduisant continuellement une fraction supplémentairede fluide dans le système tubulaire,au moins en un undroit situé entre le commencement et la fin du système tubulaire, de préférence à travers des sections étroites.
On introduit de prêté, ence dans le générateur de vapeur une quantité partielle à l'endroit ou près de lendroit où le fluide alimentaire passe de l'état liquide à l'état de vapeur (courbe
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limite extérieure). Les conduits d'arrivée des quantités partielles peuvent comporter un point d'étranglement au moyen duquel les dif- férentes quentités partielles peuvent être réglées à colonté.
Par une telle construction du générateur de vapeur on obtient un amortissement sensible des pulsations,le réglage qui se pro- duit automatiquement à chaque chute de pression étant continu et régulier et ne provoquant aucune perturbation dans la surchauffe.
Un exemple de réalisation de l'objet de l'invention est repré- senté dans le dessin annexé.
La fig. 1 en est une coupe schématique.
La fig. 2 est une coupe d'Un point d'étranglement.
La fig. 3 est une variante de la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 sont des coupes d'un serpentin à l'endroit o le fluide est dans la région de la courbe limite entre l'eau et la vapeur.
La fig. 6 montre la même région d'un générateur de vapeur construit suivant l'invention,conformément au détail représenté dans la fig. 2.
Le générateur de vapeur à haute pression est constitué par un tuyau 1 enroulé en serpentin et monté dans une enveloppe ser¯ vant de calorifuge en matière isolante ,par exemple un massif en maçonnerie 2 entourant le serpentin. Le chauffage est obtenu au moyen d'un combustible liquide, gazeux ou pulvérulent,amené au bruleur 3 par le conduit 4. L'air nécessaire à la combustion est amené au bruleur par le conduit 5 de façon à se mélanger avec le combustible et à entrer dans la chambre de combustion 6 du générateur de vapeur sous forme de mélange combustible. Les gaz brûlés sont évacués directement par la cheminée 7, ou bien on les fait passer auparavant à travers un réchauffeur ou une autre installation d'utilisation de la chaleur perdue,en vue de les utiliser économiquement.
L'alimentation du tuyau générateur de vapeur 1 est assurée au moyen de la pompe alimentaire 8, constituée par une pompe rotative qui aspire le liquide alimentaire par le conduit 9 et qui l'introduit par le conduit 10 dans le tuyau générateur de vapeur 1. La quantité de liquide alimentaire est réglée au moyen @
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de l'organe 11,qui fait suite immédiatement à la pompe alimentai- re 8 et qui est monté dans le conduit d'alimentation 10 ' La va- peur produite est conduire aux points de consommation par le conduit 12.
Le générateur comporte encore, pour l'introduction de liquide alimentaire un conduit 1@ qui est en communication constante avec le générateur de vapeur 1 et qui comporte un point d' étrangl ement 15 au moyen duquel on peut régler la quantité partielle à introdui re au moyen du conduit 14. Le réglage de la section du conduit 14 peut naturellement avoir lieu aussi de façon autre qu'au moyen d'une rondelle 16 comme celle qui est représentée dans la fig.2.
La fig. 3 montre un -titre mode de réalisation dans lequel,en plus au point d'introduction normal 17 pour l'eau d'alimenta- @ tion,d'autres quantités partielles peuvent être introduites dans le serpentin 1 au moyen de plusieurs conduits d'arrivée 14 pou- vant le cas échéant comporter tous des points d'étranglement.
La fig. 4 montre une partie d'Un serpentin développé dans le quel l'eau d'alimentation est à l'état liquide jusqu'à la limite a et à l'état de va peur à partir de la limite a. Par suite des pulsations qui se produisent le fluide d'alimentation à l'état liquide est chassé jusqu'à une nouvelle limite b (fig.5),ce qui fait qu'une longueur 1 du serpentin est perdue pour la sur- chauffe.
Suivant l'invention on vise à empêcher où à amortir ces pul- sations en faisant arriver le fluide alimentaire en quantités partielles, une quantité partielle étant introduite en un point c en plus de la. quantité principale introduite directement dans le tuyau 1.
Le mode de fonctionnement du générateur de vapeur résulte de la fige 6,qui est un développement de la partie du générateur de vapeur qui est entourée par un cercle dans la fig. 1. Ce mode de fonctionnement est le suivant. lorsque la p@ assion baisse par suite d'un écoulement rapide de la vapeur,la quantité d'eau d'alimentation qui arrive par le conduit de communication 20 servant pour la quantité partielle
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est supérieure à la normaleet elle freine proportionnellement la production de vapeur. Ceci a pour effet d'augmenter le frottement dans le tuyau,parce qu'il y a plus d'eau.
L'arrivée par le conduit de dérivation se trouve @ ainsi réduite,ce qui fait que la forma- tion de vapeur augmente de nouveau, mais que l'irruption d'eau représentée dans la fig. 5 est empêchée ou tout au moins amortie.
On introduit avantageusement une quantité partielle qui peut être introduite en très petites quantités suivant les conditions particulières) à la limite ou près de la limite de la région d'eau et de vapeur. Du fait que les pulsations sont évitées ou amorties, on évite toute perte de surface de surchauffe et on maintient au même endroit la limite entre la région d'eau et la région de va- peur et par conséquent le point de formation de vapeur et de sur- chauffe.
Le dispositif d'apport de la chaleur peut naturellement aussi être construit et agencé autrement que de la facon représentée; il peut aussi,en particulier,être monté à la partie supérieure de la chaudière, que le fluide alimentaire arrive par le bas ou par le haut. Suivant l'importance de la puissance à fournir on peut monter en tandem ou juxtaposer un nombre quelconque de serpentins de même que les réchauffeurs peuvent aussi être Montés de façon connue.