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Perfectionnements aux réchauffeurs de vapeur.
Cette invention concerne les réchauffeurs de vapeur et elle a pour objet un dispositif susceptible de porter à de hautes températures la vapeur d'échappement à basse pres- sion, par l'emploi de vapeur vive à température et pression élevées, prise directementd'un générateur de vapeur ou de toute autre source convenable.
Le réchauffeur perfectionné suivant cette invention comporte un échangeur de chaleur en forme d'enveloppe ou de boîte, traversé par des faisceaux de tubes dont chacun est relié par ses extrémités aux collecteurs supérieurs et in- férieurs respectivement, les collecteurs supérieurs étant
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alimentés de vapeur à haute pression par le tuyau d'amenée de vapeur à haute pression et les collecteurs inférieurs étant reliés à un récipient pour l'eau de condensation.
Une enveloppe intérieure, dont l'extrémité infé- rieure est ouverte, entoure les tubes et forme avec l'enve- loppe extérieure une chambre annulaire sans tubes, fermée à son extrémité supérieure, dans laquelle on fait passer de haut en bas, en contact avec l'enveloppe, la vapeur d'échap- pement à chauffer, pour la faire remonter ensuite entre les faisceaux de tubes, vers une sortie de vapeur réchauffée, au sommet de l'enveloppe extérieure.
On dispose avantageusement dans l'intervalle des enveloppes intérieure et extérieure, une chicane hélicoï- dale ou une série de chicanes, grâce auxquelles la vapeur à basse pression à réchauffer est amenée à tourner autour de l'enveloppe intérieure dans sa course descendante vers 1''extrémité ouverte inférieure de celle-ci, avant de monter entre les tubes dans cette enveloppe intérieure.
On évite les variations de température aux extré- mités inférieures des tubes en maintenant un certain niveau d'eau dans le récipient de condensation et dans les collec- teurs inférieurs. Le tuyau de décharge partant du récipient de condensation peut être relié à l'aspiration de la pompe qui renvoie à la conduite d'amenée de vapeur à haute pres- sion l'eau de condensation. On peut prévoir un thermostat relié au récipient par des conduits d'eau et de vapeur, en vue de régler une soupape commandant l'alimentation de va- peur d'une turbine servant à actionner cette pompe.
L'invention est représentée sur le dessin ci-joint, dans lequel:
Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un ré- chauffeur suivant l'invention, et @
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Figs. 2 et 3 sont respectivement des coupes' trans- versales suivant les lignes A-A et B-B de Fig. 1.
Le réchauffeur perfectionné comprend un échangeur de chaleur en forme d'enveloppe ou de boîte 1, traversé par des faisceaux de tubes 2 dont les extrémités supérieures et inférieures sont reliées aux collecteurs 3 et 4, respecti- vement. Les collecteurs 3 sont reliés par les tuyaux trans- versaux 5 à une chambre distributrice 6 qui est alimentée de vapeur à haute pression et haute température par le rac- cord 7.
Les collecteurs inférieurs 4 sont reliés par les tuyaux 4a à un collecteur ou boîte de distribution 8 et de là au récipient 10, par un tuyau 9. La partie inférieure de l'enveloppe 1, qui est de préf4rence en deux parties en vue d'en faciliter l'accès, est séparée de la partie supérieure par une cloison 11, en forme d'entonnoir, à laquelle est suspendue une enveloppe intérieure 12 enfermant les tubes 2.
Dans l'espace annulaire compris entre l'enveloppe intérieure 12 et l'enveloppe extérieure 1 est disposée une chicane hélicoïdale 13 qui. oblige la vapeur à réchauffer entrant par l'orifice d'admission 14 à circuler autour de l'enveloppe intérieure, cette vapeur montant ensuite entre les tubes 2 par l'extrémité inférieure ouverte de cette en- veloppe, vers l'orifice de sortie 15 au sommet de l'enve- loppe extérieure, et étant ainsi réchauffée. En faisant cir- culer la vapeur à basse pression autour de l'enveloppe in- térieure, on évite tout effet nuisible de la température sur l'enveloppe extérieure tandis que, d'autre part, l'enveloppe intérieure qui est soumise aux effets de la chaleur, n'est pas exposée à une forte pression différentielle.
La partie supérieure de l'enveloppe extérieure, qui est assemblée à la partie inférieure au moyen d'une ba- @
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gue de tension ou d'un joint à brides 16, est disposée de manière à pouvoir être soulevée et complètement enlevée de l'enveloppe extérieure avec les éléments à haute pression et l'enveloppe intérieure, en vue d'un démontage pour révi- sion ou réparation.
Afin d'éviter des fluctuations de température aux extrémités des tubes 2, à l'endroit où ils pénètrent dans les collecteurs 4, on maintient le niveau d'eau dans le ré- cipient 10 en accumulant l'eau dans celui-ci, dans les col- lecteurs 4, dans les tuyaux 4a, dans le distributeur 8 et dans le tuyau 9 et en l'évacuant, selon les besoins, par le conduit 20 qui peut être relié à l'aspiration d'une pompe (non représentée) qui renvoie l'eau de condensation à la conduite d'amenée de vapeur à haute pression.
On relie de préférence le récipient 10, par les rac- cords de vapeur et d'eau 21 et 22, à un thermostat 23 ac- tionnant la soupape régulatrice 24. La fonction de cette sou- pape 24 est de commander l'alimentation de vapeur d'une turbine (non représentée) actionnant la pompe qui sert à ren- voyer au conduit d'amenée de vapeur à haute pression l'eau de condensation. On peut toutefois actionner cette pompe électriquement et, dans ce cas, le thermostat 23 peut être relié directement à un rhéostat approprié servant à modifier la vitesse de rotation du moteur électrique qui actionne la pompe.
Grâce à la commande par thermostat, on peut mainte- nir dans le récipient 10 un niveau d'eau constant et assurer que les extrémités des tubes 2, pénétrant dans les distribu- teurs 4, soient toujours recouvertes d'eau à une température uniforme.
Les éléments à haute pression sont suspendus aux cornières 24 qui sont fixées au couvercle supérieur de la
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partie supérieure de l'enveloppe extérieure et qui suppor- tent les tubes 2 par des tiges 26.
Les éléments à haute pression sont donc libres de se dilater vers le bas et on peut les retirer de la partie inférieure de l'enveloppe extérieure en soulevant la partie supérieure de celle-ci. On peut prévoir des portes de visite (non représent4es) dans l'enveloppe extérieure, où c'est né- c'essaire.
REVENDICATIONS
1.- Réchauffeur de vapeur pour chauffer de la vapeur à basse pression au moyen de vapeur à pression et température élevées, comprenant un échangeur de chaleur en forme d'enveloppe ou de boîte traversé par des faisceaux de tubes reliés par leurs extrémités aux collecteurs-distribu- teurs et alimentés de vapeur à pression et température éle- vées, et une enveloppe intérieure renfermant les tubes et formant, avec l'enveloppe extérieure, une chambre annulaire sans tubes, par laquelle la vapeur à réchauffer passe d'a- bord de haut en bas autour de l'enveloppe intérieure, pour remonter ensuite entre les tubes, vers une sortie de vapeur réchauffée.
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Improvements to steam heaters.
This invention relates to steam heaters and it relates to a device capable of raising the exhaust steam at low pressure to high temperatures, by the use of live steam at high temperature and pressure, taken directly from a generator. steam or other suitable source.
The improved heater according to this invention comprises a heat exchanger in the form of an envelope or box, traversed by bundles of tubes, each of which is connected at its ends to the upper and lower manifolds respectively, the upper manifolds being
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supplied with high pressure steam through the high pressure steam supply pipe and the lower manifolds being connected to a container for the condensation water.
An inner casing, the lower end of which is open, surrounds the tubes and forms with the outer casing an annular chamber without tubes, closed at its upper end, in which one passes from top to bottom, in contact. with the envelope, the exhaust vapor to be heated, to then make it rise between the bundles of tubes, towards a heated vapor outlet, at the top of the outer envelope.
In the interval between the inner and outer casings, a helical baffle or a series of baffles is provided, by virtue of which the low pressure steam to be heated is caused to rotate around the inner casing in its downward stroke towards 1 '. 'lower open end thereof, before mounting between the tubes in this inner casing.
Temperature variations at the lower ends of the tubes are avoided by maintaining a certain level of water in the condensate vessel and in the lower manifolds. The discharge pipe from the condensate vessel can be connected to the suction of the pump which returns the condensed water to the high pressure steam supply line. It is possible to provide a thermostat connected to the container by water and steam conduits, with a view to regulating a valve controlling the supply of steam to a turbine serving to actuate this pump.
The invention is shown in the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 is a cross-sectional view of a heater according to the invention, and @
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Figs. 2 and 3 are cross sections, respectively, taken along lines A-A and B-B of FIG. 1.
The improved heater comprises a heat exchanger in the form of a shell or box 1, traversed by bundles of tubes 2, the upper and lower ends of which are connected to the manifolds 3 and 4, respectively. The collectors 3 are connected by the transverse pipes 5 to a distribution chamber 6 which is supplied with high pressure and high temperature steam through the connection 7.
The lower manifolds 4 are connected by pipes 4a to a manifold or distribution box 8 and from there to the container 10 by a pipe 9. The lower part of the casing 1, which is preferably in two parts for the purpose of to facilitate access, is separated from the upper part by a partition 11, funnel-shaped, from which is suspended an inner casing 12 enclosing the tubes 2.
In the annular space between the inner casing 12 and the outer casing 1 is arranged a helical baffle 13 which. causes the steam to be reheated entering through the inlet 14 to circulate around the inner casing, this steam then rising between the tubes 2 through the open lower end of this casing, towards the outlet orifice 15 at the top of the outer casing, and thus being heated. By circulating the steam at low pressure around the inner casing, any deleterious effect of temperature on the outer casing is avoided while, on the other hand, the inner casing which is subjected to the effects of heat, is not exposed to a strong differential pressure.
The upper part of the outer casing, which is joined to the lower part by means of a ba- @
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tension gue or a flanged joint 16, is so arranged that it can be lifted and completely removed from the outer casing with the high pressure elements and the inner casing, for disassembly for servicing or repair.
In order to avoid temperature fluctuations at the ends of the tubes 2, at the point where they enter the collectors 4, the water level is maintained in the receptacle 10 by accumulating water therein, in the collectors 4, in the pipes 4a, in the distributor 8 and in the pipe 9 and evacuating it, as required, through the pipe 20 which can be connected to the suction of a pump (not shown) which returns the condensation water to the high pressure steam supply line.
The vessel 10 is preferably connected, by the steam and water connections 21 and 22, to a thermostat 23 operating the regulating valve 24. The function of this valve 24 is to control the supply of steam from a turbine (not shown) actuating the pump which serves to return the condensed water to the high pressure steam supply duct. This pump can however be operated electrically and, in this case, the thermostat 23 can be connected directly to an appropriate rheostat serving to modify the speed of rotation of the electric motor which actuates the pump.
By means of the thermostat control, it is possible to maintain a constant water level in the container 10 and to ensure that the ends of the tubes 2 entering the distributors 4 are always covered with water at a uniform temperature.
The high pressure elements are suspended from the angles 24 which are attached to the top cover of the
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upper part of the outer casing and which support the tubes 2 by rods 26.
The high pressure elements are therefore free to expand downwards and can be removed from the lower part of the outer casing by lifting the upper part thereof. Inspection doors (not shown) can be provided in the outer casing, where necessary.
CLAIMS
1.- Steam heater for heating steam at low pressure by means of steam at high pressure and temperature, comprising a heat exchanger in the form of an envelope or box crossed by bundles of tubes connected by their ends to the collectors- distributors and supplied with steam at high pressure and temperature, and an inner casing enclosing the tubes and forming, with the outer casing, an annular chamber without tubes, through which the steam to be heated passes from up and down around the inner casing, then back up between the tubes, towards a heated steam outlet.