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" Installation de chauffage
L'invention concerne une installation de chauffage dans laquelle on fait circuler de l'eau chaude dans un préchauf- feur à mélange chauffé à la vapeur et les appareils de oon- sommation, et elle consiste en ce que l'eau revenant des appareils de consommation est introduite, à l'état finement divisé, dans la chambre de vapeur du réchauffeur à mélange ou réchauffeur-mélangeur, où elle est chauffée par la va- peur, et en ce que, au-dessous de la chambre de vapeur, est aménagée une chambre de condensation dans laquelle sont absorbées les variations du yolume de l'eau de l'installation de ohauffage.
L'invention présente l'avantage qu'il est possible de chauffer, pratiquement sans perte de température , l'eau de chauffage jusqu'à la température de la vapeur, et qu'on peut supprimer tout récipient spécial pour la compensation des variations du volume de l'eau de chauffage. c'est surtout dans les cas où la température de l'eau d'arrivée dépasse 1000 C et où l'on ne peut donc pas utiliser de récipients
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ouverts, que le montage d'un vase particulier de dilatation rencontre des difficultés, car il faut maintenir dans ce vase une pression correspondant à la température d'arrivée.
Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que le générateur de vapeur est alimenté par de l'eau provenant de l'installation de chauffage, une soupape montée dans la conduite d'alimentation servant à régler l'arrivée de l'eau à la chaudière en fonction du niveau de l'eau dans celle-ci. Le maintien du niveau constant de l'eau dans la chaudière est rendu possible par le montage de la chambre de compensation dans le réchauffeur-mélangeur,car la chambre de condensation absorbera l'augmentation de volume produite par l'eau de condensation de la vapeur.
Dans des installations où l'eau de chauffage est chauf- fée par la vapeur d'une machine motrice, on peut encore chauffer l'eau d'alimentation, de façon simple, en reliant la chaudière à la conduite d'arrivée d'eau de l'installation de chauffage et en l'alimentant avec de l'eau provenant de cette conduite.
Le moyen le plus simple de régler l'absorption de oha- leur de l'installation de chauffage consiste à augmenter ou à réduire la quantité d'eau qui arrive au réchauffeur.
Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de prévoir une soupape de réglage dans la conduite d'arrivée de la vapeur au ré- chauffeur.
L'installation permet de compenser les fluctuations de charge par le fait qu'elle combine le réchauffeur mélan- geur avec un acoumulateur à couches, le réchauffeur étant monté dans la partie supérieure de l'accumulateur à couches.
La partie inférieure de l'accumulateur à couches est reliée à la conduite de retour . En réglant l'arrivée de l'eau au réchauffeur monté dans la partie supérieure de l'accumula- teur, en fonction de la charge de l'installation (par exem-
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ple en fonction de la pression de la vapeur dans la conduite de la chaudière), la vapeur en excès dans l'installation à vapeur peut servir à chauffer de l'eau, cette eau chauf- fée étant ensuite accumulée.
Un autre mode de réalisation de l'inst consiste chauffer une partie de l'eau de retour par un réchauffeur à fumées et à l'envoyer aux appareils de consommation .La conduite de retour peut être commune aux appareils de con- sommation alimentés par l'accumulateur et à ceux qui sont alimentés par le réchauffeur à fumées.
Il peut être avantageux de réchauffer l'eau de retour dans un réchauffeur à surface avant son entrée dans le ré- chauffeur à mélange . C'est ainsi par exemple que la pompe de circulation peut être actionnée parune machine à vapeur à contre-pression dont la vapeur d'échappement sert à chauf- fer l'eau de chauffage dans le réchauffeur à surface.
La forme donnée au réchauffeur à mélange est très im- , portante pour l'invention, parce que, dans ce réchauffeur de l'eau relativement froide vient en contact avec de la va- peur à haute température . Du fait de la différence de tempé- rature entre la vapeur et l'eau, il se produit très facile- ment des tensions inopportunes pouvant aboutir à des fuites et à des perturbations.
On évite ces inconvénients en constituant le réchauffeur à mélange par un récipient soudé au fond duquel est ménagée une ouverture en forme de trou d'homme, par laquelle les or- ganes intérieurs (tels que la conduite d'arrivée de l'eau ainsi que les dispositifs de répartition et de trop-plein) sont introduits dans le récipient,les organes intérieursde dimensions supérieures à celles de l'ouverture étant divi- sés en divers éléments que l'on assemble à l'intérieur du récipient.
Aux dessins ci-joints, on a représenté divers exemples
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non limitatifs de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans ces dessins : fig. 1 représente le montage d'une installation dans laquelle l'eau de chauffage est chauffée par la vapeur d'une machine à prélèvement; fig. 2 représente le réchauffeur combiné avec un accumu- lateur à couches ; fig. 3 est une coupe d'un réchauffeur constitué par le récipient soudé et fig. 4 est une vue d'un plateau de trop-plein pour ce réchauffeur.
En fig. 1, la chaudière 1 fournit de la vapeur à la con- duite maîtresse de vapeur 2, sur laquelle sont branchés une turbine à prélèvement 3 et d'autres appareils de consommation 4. Sur la conduite de prélèvement de la turbine 3 est branché le réchauffeur 5 d'où la pompe 6 prend de l'eau chaude qu'elle refoule dans la conduite d'arrivée 7. L'eau chaude s'écoule à travers les appareils de consommation 8 dans la conduite de retour 9, d'où elle est refoulée, en traversant la soupa- pe 10, dans la chambre de vapeur du réchauffeur 5 par les dispositifsde répartition 11. Dans la chambre de vapeur l'eau de chauffage finement divisée est chauffée par de la vapeur de la machine à prélèvement jusqu'à la température de cette vapeur.
Une conduite 12, partant de la conduite d'arri- vée 7,abautit à la chaudière 1, dans lequelle est montée une soupape commandée par le niveau de l'eau dans ladite chau- dière.
Dans l'installation de chauffage, 7, 8, 9, il y a à peu près la même quantité d'eau en poids. Toutefois cette quanti- té d'eau a un volume qui varie suivant'al température de l'eau. Lorsque l'installation de chauffage n'est pas en service, ou lorsque les pertes-par refroidissement sont grandes, le volume de l'eau diminue du fait de la température
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plus faible. L'eau de condensation de la vapeur condensée dans le réchauffeur 5 augmente aussi la quantité d'eau, à moins qu'une quantité d'eau correspondante ne soit en même temps prise dans l'installation de chauffage et envoyée à la chaudière* Il peut arriver aussi que la quantité d'eau intro- duite dans la chaudière soit supérieure à la quantité d'eau de condensation produite par la condensation de la vapeur dans le réchauffeur.
Toutes ces variations du volume de l'eau sont compensées par la chambre ménagée dans le réchauffeur 5. Le niveau de l'eau varie donc dans cette chambre suivant le volume de l'eau contenue dans l'installation de chauffage. Le niveau de l'eau peut varier entre les limites a et b indiquées au dessin. Lorsque le niveau de l'eau atteint sa position la plus basse b dans le réchauffeur 5, la pompe 14 refoule de l'eau dans la conduite de retour jusqu'à ce que le niveau de l'eau reprenne sa hauteur normale dans le réchauffeur 5.
La vapeur utilisée par les appareils de consommation 4 et la vapeur condensée dans le' ,.condenseur de la machine à prélèvement 3 peuvent être chauffées par l'introduction direc- te de la quantité d'eau correspondante dans la chaudière 1.
Il est toutefois possible aussi de refouler cette quantité d'eau dans le réchauffeur 5 au moyen de la pompe 14, de ré- chauffer oette eau dans ce réchauffeur par de la vapeur ve- nant de la machine à prélèvement, puis d'envoyer à la chau- dière 1, par la conduite 12, toute l'eau d'alimentation né- oessaire à cette chaudière. Dans ce cas, on utilise le ré- chauffeur 5 pour réchauffer l'eau d'alimentation avec de la vapeur d'échappement de la machine. Le réchauffage del'eau d'alimentation est dons combiné avec l'installation de chauf- fage de façon simple et économique.
Dans l'installation représentée à la fig. 2 la chaudière à vapeur 21 fournit de la vapeur à la conduite 22 de la chau-
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dière, conduite sur laquelle sont branchés les divers appa- reils consommateurs de vapeur 23 et 24. Le réchauffe ur à mélange est monté dans le récipient accumulateur vertical 25, et un dispositif de répartition 26 de l'eau à chauffer est monté dans la chambre à vapeur du récipient. En outre, la chambre à vapeur contient une couche 27 d'anneaux de Ras- chig qui ont, comme on le sait, une grande surface et qui accélèrent la condensation de la vapeur entrant par la con- duite 28. La partie supérieure de l'accumulateur est reliée à la conduite d'arrivée 29 àt sa partie inférieure est re- liée à la conduite de retour 30.
La conduite d'arrivée débou- che dans l'accumulateur au-dessous du niveau le plus basde l'eau. Le niveau le plus haut de l'eau est désigné par a et le niveau le plus bas, par b. L'espace compris entre ces deux niveaux de l'eau sert à absorber les variations du volu- me de l'eau.
L'eau de retour est refoulée par la pompe 31 dans la chambre de vapeur de l'accumulateur en passant par la soupa- pe 32 et dans le réchauffeur à fumées 34 en passapt par la soupape 23. La soupape 32 est commandée par la pression qui règne dans la conduite 22 de la chaudière,de façon telle que l'arrivée de l'eau dans l'accumulateur augmente lorsque le pression de l'eau qui arrive augmente et diminue lorsque la pression de cette eau baisse.
Si la quantité d'eau chauffée est supérieure à celle qu'exigent les appareils de consommation reliés à la conduite d'arrivée 29, l'eau chaude en excès est accumulée dans l'ac- cumulateur 25. Pendant cette charge, de l'eau froide est prise dans la partie inférieure de l'accumulateur,chauffée dans la chambre de vapeur de l'accumlateur et accumulée dans la partie supérieure de l'accumulateur. La couche de séparation entre l'eau chaude et i'eau froide dans l'accumu- lateur descend donc pendant la charge.
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L'eau nécessaire aux appareils de consommation est re- foulée par la pompe 35 dans la conduite d'arrivée 29. Si la quantité d'eau nécessaire est plus grande que celle qui est chauffée dans la chambre de vapeur de l'accumulateur, l'eau chaude qui manque est empruntée à l'accumulateur. Pendant cette décharge de l'accumulateur, la couche de séparation entre l'eau chaude et l'eau froide monte dans l'accumulateur.
Une partie de l'eau de retour traverse le réchauffeur à fumées 34 et de là, après avoir été chauffée dans ce ré- chauffeur, elle gagne la chaudière 21 en passant par la soupape 36, qui est commandée par le niveau de l'eau dans la chaudière, tandis qu'une autre partie s'écoule dans la conduite d'arrivée 37 sur laquelle sontbranchés des appa- reils de consommation exigeant une température inférieure à celle des appareils de consommation reliés à la conduite 29. On peut aussi, suivant les besoins, mélanger de l'eau de la conduite 37 avec de l'eau de la conduite 29 et alimen- ter d'autres appareils de consommation avec ce mélange.
Pour remplaoer l'eau évaporée, la poupe 38 peut refou- ler de l'eau fraîche dans le réchauffeur à fumées 34.
Fig. 3 est une vue d'un réchauffeur à mélange. Ce ré- chauffeur est constitué par un récipient soudé 41 au fend inférieur duquel est prévue une ouverture 42. Cette ouvertu- re est fermée de l'intérieur par un couvercle 43 semblable à nu trou d'homme.
Lors du montage du réchauffeur à mélange, les organes intérieurs sont introduits à l'intérieur du récipient par l'ouverture 42 et fixés ensuite.
Ces organes intérieurs sont constitués par le tuyau 44 et par le plateau de trop-plein 45 soudé sur ce tuyau. Au- dessus de ce dispositif de répartition est fixée une chicane en tôle 46 empêchant l'eau de pénétrer dans la conduitede vapeur reliée à la tubulure 47. Le tuyau 44 est fixé à la tubulure 48 par laquelle pénètre l'eau à chauffer,. Le pla-
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teau de trop-plein 45 est monté sur des fers plats 49 fixés par des équerres aux parois du récipient. Le dispositif de répartition 50 est soudé sur le tuyau 44 et relié au réci- pient par des tirants 51.
Le dispositif de répartition 52 est constitué par trois segments 52a, 52b, 52c (fig. 4). Cette subdivision a été adoptée pour permettre d'introduire les différents segments dans le récipient par l'ouverture 42. Les segments reposent sur un anneau en deux pièces 53 et sur un anneau 54 soudé aux parois du récipient. La chicane 46 comporte un oeille- ton 5)au moyen duquel on peut tirer le tuyau 44 vers le haut à travers la tubulure 47, à l'intérieur du récipient,avec les pièces fixées à ce tuyau.
L'eau chauffée est extraite par la tubulure 56.- 57 et , 58 sont des dispositifs de désaération et la tubulure 59 sert pour la soupape de sûreté. La douille 60 sert à l'introduc- tion d'un thermomètre . Le récipient comporte en outre un indicateur de niveau d'eau non représenté au dessin. Le ni- veau le plus haut de l'eau dans le réchauffeur à mélange est désigné par a. Il peut baisser jusqu'à la tubulure 56.
IL'espace intermédiaire sert à absorber les variations du vo- lume de l'eau de chauffage.
L'eau à chauffer pénètre par la tubulure 48, s'élève par le tuyau 44 et sort, finement divisée, par lesfentes du dispositif de trop-plein 45. Elle retombe ensuite sur le dispositif de répartition 52, qui comporte également des fentes. De là, l'eau tombe, à travers le dispositif de répar- tition 55, dans la partie inférieure du réchauffeur à mélan- ge.
De cette manière, l'eau est chauffée par la vapeur qui sort par la tubulure 42 jusque la température de cette va- peur.