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Procédé et dispositif pour retirer les sels des eaux'de chau- dières.
La présente invention est relative à un procédé et à un dispositif pour retirer les sels du circuit fermé à travers un générateur de vapeur tubulaire à haute pression et à circulation forcée une machine motrice et un condenseur et elle aonsiste en ce que l'on fait passer la totalité du fluide, à. l'intérieur de la zone de vaporisation du générateur, par conséquent en un point où le fluide contient encore de l'eau, dans un séparateur d'où une partie de l'eau non encore vaporisée est enlevée oontinuellement, tandis que la vapeur contenant encore de l'eau continue à s'écouler.
Grâce au fractionnement de l'en-
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lavement des sels, la quantité d'eau de remplacement amenée au générateur, nécessaire du fait des pertes en fluide dans le circuit, est si réduite que l'on empéche un enrichissement en sels de la totalité du fluide dans le circuit. Pour être sûr qu'il y a de l'eau dans la vapeur arrivant au séparateur, on peut disposer, en aval du séparateur, un dispositif de type connu qui agit sur l'état de la vapeur en amont du séparateur de façon telle que la sapeur arrivant au séparateur renferme la quantité d'eau nécessaire, par exemple, en agissant sur le chauffage. La partie entrainée hors du séparateur peut être réglée ou établie en fonction d'une grandeur de régime de l'installation totale, par exemple en fonction du débit du gé- nérateur.
Dans un générateur de vapeur tubulaire à haute pression @ et à circulation forcée qui alimente une machine motrice, on a constaté que l'on doit avoir l'oeil non seulement sur les phénomènes qui se passent dans le générateur et sur l'état du fluide moteur circulant dans le générateur et arrivant à la machine motrice, mais encore et avant tout sur l'importance de la quantité d'eau de remplacement amenée au générateur ou à l'installation totale.
Par exemple, on a déjà proposé d'amener au générateur une si grande quantité d'eau en excès qu'on ne descende pas au- dessous de la limite de solubilité des sels dans la quantité en excès de façon à pouvoir entrainer hors du séparateur, avec la totalité de l'eau en excès, les sels qui sont de cette fa- çon à l'état dissous. Cette proposition n'a toutefois pas con- duit au but envisagé, car plus était grande la quantité en ex- cès choisie, plus il y avait de sels nouvellement introduits dans le circuit. Le fluide moteur n'était donc pas débarrassé dE ses sels, mais au contraire il était enrichi en sels. Dans cette proposition, on avait également perdu de vue qu'une par- tie des sels était entrainée dans la machine motrice déià avant qu'on ne soit descendu au-dessous de la limite de solubilité.
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Conformément à une autre proposition faite, on a essayé d'entraîner par lavage à les sels adhérent aux parois des tubes en les faisant passer dans un séparateur, à l'aide d'une quantité d'eau additionnelle amenée à de certains intervalles, c'est à dire en inondant passagèrement la zone de séparation des sels.
La quantité totale du fluide moteur, également avec cette solution, au lieu d'être débarrassée de ses sels serait au contraire enrichie en sels (car la quantité d'eau additionnelle, rapportée à une période plus longue, serait trop grande)
Enfin, on a encore proposé de "laver" la vapeur elle-même sans atteindre le but cherché car "l'eau de lavage" ne peut pas être mise dans la vapeur à l'état assez finement divisé pour qu'un procédé de ce genre donne des résultats intéres- sants*
La présente invention part de l'idée que les sels ne peuvent pas être entraînés hors du circuit du fluide moteur ni en amenant une tr-op grande quantité d'eau en excès ou d'addition, amenée de façon permanente ou à certains intervalles, hi en lavant la vapeur elle-même,
mais au contraire doivent être enlevés comme par exemple les déchets du corps humain sont enlevés du circuit du sang par les reins.
Si pour le corps humain est valable la prescription que l'on ne doit pas lui fournir normalement plus de tant de litres de liquide par jour, il faut observer également la prescrip- tion analogue pour l'enlèvement de sels d'un générateur de vapeut tubulaire à fluide refoulé, c'est à dire qu'il ne faut pas amener à la chaudière, au total plus d'eau contenant de sels que la totalité de l'installation ne le supporte.Les conditions sont les mêmes (également pour d'autres raisons) dans le cas d'un chauffage central dont la chaudière se boucherait rapidement si on y apenait continuellement et par intervalles de nouvelles quantités d'eau.
Conformément à la présente invention, l'enlèvement des sels du fluide moteur s'effectue en enlevant continuellement
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une partie de la quantité d'eau fortement enrichie en sels, arrivant dans le séparateur, tandis que la vapeur contenant encore de l'eau s'écoule.
Sur le dessin, la figure 1 représente une installation comportant un générateur de vapeur tubulaire à haute pression et à fluide refoulé, une machine motrice et un condenseur, installation dans laquelle l'enlèvement des sels du fluide moteur peut s'effectuer conformément àu procédé de l'inven- tion. La figure 2 représente schématiquement la composition du fluide moteur, en amont et en aval du séparateur, lors de la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
Dans l'installation suivant la figure I, l'enlèvement des sels du fluide moteur s'effectue de la façon suivante:
Le générateur de vapeur 1 reçoit de l'eau d'alimenta- tion par la canalisation d'alimentation 2, eau qui arrive d'a- bord dans l'économiseur 3 et ensuite, après réchauffage, est vaporisée dans la partie suivante 4. La vapeur passe par la canalisation 5 dans le séparateur 6, d'où elle va par la cana- lisation 7 au surchauffeur 8 qui fait suite. Le séparateur 6 est rempli d'eau jusqu'à une certaine hauteur déterminée H et de ce séparateur, une partie va par la canalisation & 9 à l'é- coulement 10. Cette quantité peut être réglée par l'organe de réglage II à l'aide du servo-moteur 12.
Le servo-moteur peut, à son tour, être commandé sous la dépendance d'émetteurs d'im- pulsions, non représentés, de genre connu, par exemple en fonction du débit.
La vapeur à haute pression surchauffée arrive par la canalisation 13 dans la machine motrice à haute pression 14, d'où, après s'être détendpe, elle va par la canalisation 15 dans la machine à basse pression 16. La machine à haute pres- sion 14 actionne une génératrice 17 et la machine à basse pression 16 une génératrioe 18 qui peuvent être montées en parallèle. Une partie de la vapeur d'échappement de la ma- chine à haute pression peut être amenée par la canalisation
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19 dans une installation de réchauffage.
La vapeur qui s'est détendue dans le moteur à basse pression va par la canalisation 20 au condenseur 21 où elle se précipite sur les tubes réfrigérants 22. Dans les tubes réfrigérants passe l'eau de refroidissement amenée par la canalisation 23 et qui, après avoir traversé les tubes 22 va de l'autre coté du condenseur, par la canalisation 24 à l'écoulement 25 .
Le condensat qui serassemble dans le condenseur est aspiré par la pompe à condensat 27 actionnée par le moteur 32 en passant par la canalisation 28 et il est refoulé par la oanali- sation 29 dans le réservoir d'alimentation 30.
Du réservoir d'alimentation 30, l'eau d'alimentation est aspirée dans la canalisation 31, par la pompe 33 actionnée par le moteur 32, et arrive, par la canalisation 34, dans le réchauffeur 35 où elle ruisselle sur la cascade 36. La vapeur prélevée, arrivant par la canalisation 19, est condensée par l'eau d'alimentation en réchauffant cette dernière. L'eau d'a- limentation réchauffée est aspirée par la pompe d'amenée 38 actionnée par le moteur 37 et elle arrive par la canalisation 39 à la pompe d'alimentation à haute pression 40 qui est actionnée par le moteur 41. L'eau d'alimentation, venant de la pompe d'alimentation à haute pression, revient dans la canalisation 2 et, de là, de nouveau, dans le générateur de vapeur I.
On peut expliquer comme suit la composition, représentée schématiquement sur la figure 2, du fluide moteur avant et après le séparateur: la partie A représente le fluide moteur à l'état liquide lorsqu'il arrive dans le générateur, B est la première phase de la vaporisation et 0 l'état approximatif suivant lequel le fluide moteur arrive dans le séparateur D.Les cercles représentés sont les particules d'eau contenues dans la vapeur.
Si de l'eau qui se rassemble à la partie inférieure du séparateur D (dont la teneur en sels peut s'élever jusqu'à
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I.000 mg/kg et plus) une partie s'en va par la canalisation E, on peut obtenir, en ce qui concerne la vapeur qui s,'en va par la canalisation F, que celle-ai n'entraîne pas dans le moteur de plus grandes quantités de sels que celui-ci ne peut en supporter. En réglant l'organe G qui se trouve dans la oanali- sation E, on peut agir sur la grandeur de la quantité d'eau retirée du séparateur D et, par suite, sur le niveau approxi- matif de l'eau dans le séparateur D.
Comme, dans le cas de l'invention, il s'agit en premier lieu de réduire la quantité d'eau de remplacement, on peut déjà obtenir, sous certaines conditions, un enlèvement suffisant des sels en prenant relativement faible la quantité d'eau retirée de façon permanente du séparateur.
Pour remédier aux pertes en eau d'alimentation qui se produisent du fait de défauts dtétanchéité, de boites à bourrage, etc., on peut utiliser, comme eau' de remplacement, du condensat ou de l'eau brute purifiée. La pompe 49 actionnée par le moteur 48 (figure I) refoule alors, en proportion des pertes, l'eau de remplacement, par la canalisation 50, dans le réservoir d'alimentation 30.
Pour être sûr qu'il y a de l'eau dans la vapeur passant dans le séparateur 6, il est monté, un peu en aval du séparateur, un organe 70 de type connu qui agit par l'intermédiaire de la canalisation 71 sur le servo-moteur 72 lequel, par exemple, commande l'arrivée de chaleur ou l'arrivée d'eau au générateur de façon telle que la vapeur qui arrive par la oanalisation 5 dans le séparateur 6 contienne toujours une certaine quantité d'eau.
Le brûleur 51 du générateur reçoit son air de combustion par la canalisation 52 et le combustible arrive par la canalisation 53. L'air de combustion est fourni par le système de ventilateur 54/55 et le combustible par l'installation de pompe 56/57. Le réglage du feu se fait au moyen d'un organe 58 monté dans la canalisation d'air 52 et d'un organe 59 monté
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dans la canalisation de combustible 53. Les deux organes peu- vent être commandés en fonction d'émetteurs d'impulsions, non représentés, de façon connue, par exemple à l'aide de ser- vo-moteurs 60 et 61, suivant la quantité d'eau retirée du séparateur.
Le condens eur peut être fait sous forme d'échangeur de chaleur qui produit, à l'aide de la vapeur à haute pres- sion condensée, de la vapeur à basse pression. La vapeur à bas- se pression peut alors, seule ou en commun avec une autre ins- lallation à basse pression, alimenter un moteur ou un chauffa- ge à vapeur. L'eau de remplacement peut alors être prise à l'installation à basse pression.
Revendications.
@ I/ Procédé pour retirer les sels du circuit fermé à travers un générateur de vapeur à circulation forcée et à haute pression, une machine motrice et un condenseur, caractérisé en ce que la totalité du fluide alimenté au générateur est amené, à l'inté- rieur de la zone de vaporisation du générateur c'est à dire en un point où le fluide renferme encore de l'eau, dans un aépa- rateur d'où une partie de l'eau,non encore vaporisée est enle- vée continuellement, tandis que la vapeur contenant encore de l'eau continue à s'écouler, le tout dans le but, grâce au frac- tionnement de l'enlèvement des sels, de réduire la quantité d'eau de remplacement amenée au générateur et nécessaire à cau- se des pertes en fluide dans le circuit,
de telle manière que l'on empêche un enrichissement en sels de la totalité du fluide dans le circuit.