<Desc/Clms Page number 1>
BREVET D'INVENTION Installation de machines à vapeur.
En considérant que dans une installation de machines à vapeur; l'une des conditions fondamentales à remplir, à côté de l'économie,est d'assurer d'une manière absolument certaine la fourniture d'énergie, une attention toute particulière est apportée, dans l'installation d'une usine à machines à vapeur, à la question d'avoir de l'énergie en disponibilité en cas de manque d'énergie causé par des avaries de machines. En conséquence, il n'y a guère d'usines à vapeur importantes dans lesquelles il n'y ait, à côté des machines d'exploitation, au moins une machine de réserve. Si l'une des machines d'exploitation vient à faire défaut, la machine de réserve a pour rôle de couvrir la puissance ou le débit d'énergie déficitaire.
'Dans ce qui suit, on décrit un moyen nouveau dans
<Desc/Clms Page number 2>
son principe pour tenir de l'énergie en disponibilité en cas de manque d'énergie causé par des avaries de machines et cela pour le cas, auquel on attache toujours plus d'im- portance, où l'installation de machines à vapeur est une installation à haute pression.
L'invention est caractérisée par la combinaison des caractéristiques suivantes : a) La puissance déficitaire est couverte par les machi- nes d'exploitation, par conséquent sans utilisation de machines de réserve, b) L'installation de machines est répartie en une ma- chine auxiliaire ou machine préintercalée à haute pression et deux machines à basse pression travaillant en parallèle, c) La pression intermédiaire entre la machine à haute pression et la machine à basse pression est variable dans une telle mesure qu'en cas de défaut d'une machine à basse pression ou de défaut de la machine auxiliaire à haute pression, le déficit de puissance ou débit ou en tous cas une grande partie de ce déficit peut être couvert par la machine à basse pression ou les machines restant en fonc- tionnement.
Il est tout naturel que l'on ait à utiliser les mesures nécessaires dans une installation à haute pression, par exemple la surchauffe intermédiaire, dans le cas de la présente invention également. Par conséquent, il n'y a pas lieu de traiter ce sujet en détail.
Dans ce qui suit, on explique quelles conditions se présentent dans l'application de l'invention. Pour plus de clarté, on comptera avec des nombres fixes et on suppo- sera qu'il s'agit d'une usine motrice qui doit fournir
20. 000 KW. Il faut s'efforcer d'installer le nombre de KVA minimum et en fait il faut calculer avec un cos # # 0,85.
En se basant sur les façons de voir antérieures relatives à la construction d'une usine de ce genre, il serait installé, à côté d'une machine de 20.000 KW utilisée @
<Desc/Clms Page number 3>
comme machine d'exploitation, une seconde machine de 20.000 KW comme machine de réserve. Le débit des machines s'élèverait donc avec cos. = 0,8 à 40. 000 KW et 50.000 KVA. Il n'est pas nécessaire de discuter ici en détail le cas de l'utilisation de 3 machines de 10.000 KW à la place de deux machines de 20.000 KW, car il ne donne pas de rapports utilisables pour des installations à haute pression.
Dans l'installation conforme à la présente invention, la répartition des machines est effectuée d'une autre façon. On monte en effet une machine auxiliaire, ou machine préintercalée, à haute pression de 6. 800 KW et deux machines à basse pression travaillant en parallèle de chacune 6.600 KW, qui produisent ensemble 20.000 KW, en supposant qu'-une pression intermédiaire déterminée est maintenue. L'exemple est calculé pour une pression initiale de 130 atm. et une pression intermédiaire de 16 atm.
Mais les jeux de machines sont toutefois montés de façon qu'ils puissent produire d'autres débits ou puissances en cas de variation de la pression intermédiaire et, en fait, le jeu de machines auxiliaires ou machines préintercalées est monté pour 8. 000 KVA et chacune des deux machines à basse pression pour 12.500 KVA. Ceci produit ensemble une puissance ou un débit en KVA de 33.000 KVA vis-à-vis de 40. 000 KVA avec les installations usuelles jusqu'à présent.
La fig. 1 du dessin annexé donne le schéma de cette installation. K est la chaudière, V la machine auxiliaire ou préintercalée, Nl et N2 les machines à basse pression, Z le réseau intermédiaire à parcourir à pression variable, U est le surchauffeur intermédiaire, L est une conduite de dérivation par rapport à la machine V, mais qui doit être Imaginée obturée. Avec cette installation, il est possible de couvrir le défaut d'énergie de chaque machine et, en fait, complètement dans certains cas, puis à un très petit reste près dans d'autres cas. Lorsqu'il importe de,
<Desc/Clms Page number 4>
couvrir également ce petit reste, on peut faire usage de possibilités qui seront décrites plus loin.
On s'occupe maintenant du cas dans lequel la machine auxiliaire préintercalée V fait défaut. On établit alors, par la conduite en dérivation L, une communication directe avec le réseau intermédiaire Z et la pression est élevée dans ce réseau, par exemple de 16 à 24 atm. Il faut décider selon la situation du cas particulier si l'on fait marcher dans ce cas la chaudière K à la basse pression, ce qui serait possible sans plus dans des chaudières à courant forcé, ou si l'on étrangle la pression de la chaudière dans une telle mesure. Il est essentiel en tout cas que la pression intermédiaire Z soit élevée. Etant donné que les deux jeux de machines Ni et N2 sont établis pour 12. 500 KVA, il est maintenant possible de produire avec eux une puissance de 10.000 KW chacun, donc au total 20. 000 KW.
Le défaut de la puissance auxiliaire ou préintercalée peut donc être compensé sans utiliser une machine de réserve.
La fig. 3 illustre le cas où une des machines à basse pression fait défaut; en fait, on suppose que la machine N2 fait défaut. Il y a encore une petite réserve dans le cos #, de sorte qu'il est possible de tirer 10. 600 KW de la machine Ni. Une certaine variation de la pression est sans doute également liée à cela. La haute pression s'élève à environ 140 atm. et la pression intermédiaire à 25 atm. La puissance totale que l'on peut tirer de ces deux machines est alors de 16.700 KW, de sorte qu'il manque encore 3.300 KW. On peut très bien imaginer de renoncer, pour le cas de dérangement seulement passager de la machine N2, à disposer de cette quantité relativement faible.
Mais si l'on attache de l'importance à produire, dans ce cas également, 20.000 KW, ceci peut être rendu possible de diverses manières. La fig. 3 représente le cas où l'on utilise pour cela le jeu de
<Desc/Clms Page number 5>
pompes auxiliaires. L'usine motrice doit disposer d'un jeu de pompes auxiliaire composé d'une turbine et d'une pompe pour l'alimentation de la chaudière. Dans ce jeu de machines, on peut choisir la turbine plus grande qu'il est absolument nécessaire et accoupler avec elle une génératrice de courant électrique. On dispose alors dans ce jeu de machines d'une certaine énergie en excès, qui peut être mise en action en cas d'un dérangement d'une des machines Ni ou N2. Dans le schéma de la fig. 3, R est la turbine à pompe de réserve, P la pompe et G une génératrice de courant supplémentaire.
La mesure du défaut de puissance s'élève à 3.300 KW, de sorte qu'il f'aut calculer la machine R pour cette puissance. Si l'on calcule maintenant comme puissance de pompe 800 KW, il reste comme puissance de génératrice supplémentaire 2.500 KW ou 3.200 KVA, qui doivent être installés comme puissance supplémentaire. Si l'on ajoute maintenant ces 3.200 KVA aux 33.000 KVA déjà mentionnés, on obtient une puissance en KVA installée totale de 36.200 KVA.
Une autre possibilité est illustrée dans le schéma de la fig. 4, à savoir de la manière qu'un autre cylindre E est accouplé à la machine auxiliaire préintercalée V comme machine à condensation. Dans ce cas, avec la pleine utilisation de la machine Ni jusqu'à la limite d'e 10. 600 KW, la machine constituée par les éléments V et E aurait à apporter une puissance totale de 9.400 KW. Il faut décider dans chaque cas particulier si l'on assigne à l'élément à condensation E constamment l'application d'une certaine quantité de puissance, ou si on le fait normalement marcher à vide avec le reste de l'installation et on n'a recours à lui qu'en cas de défaut de puissance des machines dans le réseau à basse pression.
Il sera vraisemblablement favorable en général d'assigner constamment à l'élément à condensation une certaine production de puissance.
Lorsque dans les explications qui précèdent on parle d'une machine à haute pression et de deux machines
<Desc/Clms Page number 6>
à basse pression, cet exposé de l'invention ne doit être considéré que comme une explication de principe de l'installation motrice. Bien entendu, rien n'est changé aux conditions lorsque, le cas échéant, en prenant en considération une très grande production de puissance, le nombre des machines dans le réseau haute pression et dans le réseau basse pression est augmenté. En effet, dans ce cas également, la puissance faisant défaut est couverte sans utilisation d'une machine de réserve par les machines d'exploitation et cela par la variation de la pression intermédiaire.
La réalisation constructive et l'effet de l'invention ressortent de la mise en parallèle des constructions A et B suivant la fig. 5. La comparaison des jeux de pompes montre bien un certain accroissement du jeu de pompes dans la constitution réalisée au sens de l'invention, mais le reste de l'installation présente une importante réduction de la grandeur des unités de machines et par là une importante diminution de la place nécessaire et des travaux de construction.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.