<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux dégazeurs pour chaudières.
La présente invention concerne des appareils destinés à dégazer l'eau d'alimentation des chaudières.
Il est connu que la quantité de gaz en solution dans un volume d'eau est proportionnelle à la pression de ce gaz au sein de l'eau et à la pression régnant à la surface de cette eau.
Il s'ensuit que, lorsque l'eau est portée à ébullition, aucune pression de gaz ne peut théoriquement exister au sein de l'eau ou à sa surface et que tous gaz contenus dans l'eau devraient en être chassés.
De l'eau pulvérisée au milieu de vapeur devrait se trou- ver chauffée jusqu'au point d'ébullition mais, ainsi qu'il a été constaté, une différence de température résiduelle risque de per- sister et, bien qu'une quantité considérable des gaz occlus dans l'eau soit libérée lorsque l'eau est ainsi chauffée grâce à sa pulvérisation au sein de vapeur, l'élimination de ces gaz occlus
<Desc/Clms Page number 2>
n'est pas suffisamment complète pour être satisfaisante pour l'emploi de cette eau dans les chaudières à haute pression main- tenant d'usage courant. Pour cet emploi il est essentiel que l'eau soit complètement débarrassée des gaz si l'on veut éviter la corrosion et ses conséquences.
Les installations de désaération nécessaires pour les chaudières modernes à haute pression doivent fonctionner d'une façon satisfaisante pour une gamme de charges très étendue de sorte que la quantité d'eau d'alimentation passant par le déga- zeur et par conséquent par les tuyères destinées à pulvériser l'eau au sein de la vapeur chauffante peut subir des variations extrêmement étendues. Au cours des recherches expérimentales faites par la demanderesse, il a été constaté que la différence de température que l'eau chauffée présente après sa pulvérisation, avec la vapeur de chauffage, dépend du degré de pulvérisation de l'eau à sa sortie des tuyères et de l'augmentation de températu- re subie par l'eau chauffée.
La demanderesse a également trouvé que le degré de pulvérisation obtenu varie notablement lorsque le débit qui passe dans une tuyère donnée diminue.
Au point de vue thermodynamique, de même qu'au point de vue de la désaération, il est souhaitable que la température de l'eau à sa sortie du dégazeur corresponde à la température de la vapeur de chauffage fournie au dégazeur.
La présente invention a pour but de réaliser un appa- reil dégazeur tel que l'eau d'alimentation en sortant se trouve dégazée à un point tel qu'il n'y existe aucune trace décelable d'oxygène ou d'autres gaz non condensables et qu'une désaération au même degré soit obtenue pour toute la gamme des débits à tra- vers le dégazeur qui sont nécessaires durant le fonctionnement des chaudières.
Ce résultat est obtenu grâce au fait que l'eau d'ali- mentation à dégazer est soumise à des actions désaérantes succes- sive s à Pintérieur de deux ou d'un plus grand nombre de chambres
<Desc/Clms Page number 3>
ou compartiments de pulvérisation individuels traversés en série par la vapeur de chauffage, à contre courant de l'eau d'alimen- - tation dans le dégazeur . Afin que la désaération soit complète à toutes les charges, il existe au moins une pompe de pulvérisa- tion qui aspire l'eau de la première chambre désaérante et la refoule dans la deuxième chambre désaérante, de façon qu'une pression élevée puisse être créée sur les tuyères de pulvérisa- tion de la seconde chambre, en vue d'obtenir un haut degré de pulvérisation de l'eau d'alimentation.
Des moyens sont prévus pour actionner la pompe de pul- vérisation pour une charge minimum prédéterminée ou supérieure de façon à créer une circulation convenable d'eau à travers les tuyères de pulvérisation de la seconde chambre désaérante afin d'assurer une désaération efficace même en cas de débits rela- tivement faibles de l'eau d'alimentation à travers l'appareil dégazeur. Il peut être pris des dispositions pour que la pompe de pulvérisation puisse fonctionner continuellement à son plein débit de façon que l'eau passant par les tuyères de pulvérisation dans la seconde chambre désaérante puisse circuler à débit cons- tant et continu indépendamment du débit d'arrivée d'eau d'ali- mentation à l'appareil dégazeur et du débit qui en sort.
On peut faire en sorte qu'il existe une circulation contrôlée d'eau d'un puisard ménagé à la base de la seconde cham- bre désaérante à un puisard à la base de la première chambre désaérante, la différence entre le volume d'eau d'alimentation pulvérisée par la pompe de pulvérisation et le volume exigé par la chaudière étant ainsi renvoyée de la seconde chambre désaéran- te à la première chambre désaérante dans laquelle la pompe de pulvérisation puise son eau.. Le débit de cette eau renvoyée ou surplus d'eau peut être contrôlé au moyen de seuils ou au moyen d'un dispositif à flotteur. Un dispositif à flotteur peut être prévu pour régler l'entrée de l'eau dans l'appareil dégazeur ainsi qu'un dispositif à flotteur pour régler la sortie d'eau de cet appareil .
<Desc/Clms Page number 4>
Il est possible de prévoir une pompe de pulvérisation séparée pour chaque chambre désaérante ce qui a pour effet d'en- tretenir une circulation continue et plus importante à travers les jeux de tuyères de pulvérisation.
Chaque chambre désaérante peut être munie d'une prise d'air séparée pour l'évacuation des gaz non condensables; chacune de ces prises de gaz non condensables peut être pourvue de son propre dévaporiseur ou condenseur par mélange ou par surface.
L'évacuation des gaz non condensables peut s'effectuer par tous moyens convenables.
La demanderesse a trouvé au cours d'essais que la cir- culation de vapeur de chauffage à travers l'appareil désaérateur chauffe l'eau d'alimentation entrant dans la première chambre de désaération jusqu'à un degré très rapproché du point d'ébulli- tion et que le gros des gaz non condensables se trouve ainsi ex- pulsé de l'eau et est évacué par la prise des gaz non condensables de cette chambre.
Il est clair par conséquent que, lorsque cette eau partiellement chauffée et dégazée est pulvérisée dans la se- conde chambre de désaération, il n'est besoin que d'un chauffage relativement faible pour la porter à la température d'ébullition correspondant à la vapeur de chauffage arrivante de sorte qu'il est possible de chauffer l'eau jusqu'à une température pour la- quelle il ne reste plus aucune pression gazeuse décelable au sein de l'eau et que la totalité des gaz résiduels non condensables contenus dans l'eau est éliminée et l'eau dégasée à un point tel qu'elle ne contient plus aucune quantité de gaz décelable.
La pompe de pulvérisation fonctionne toujours à un débit constant ou au-dessus d'un débit minimum choisi de sorte que le débit à travers la seconde chambre de désaération dépasse toujours celui de l'eau d'alimentation sortant de l'appareil dégazeur. Il y a donc ainsi une circulation d'eau continue à travers les tuyères de pulvérisation de la seconde chambre de désaération et moins on tire d'eau de l'appareil dégazeur, plus
<Desc/Clms Page number 5>
la quantité d'eau réintroduite dans le circuit par les tuyères de pulvérisation à l'intérieur de la seconde chambre est élevée.
Grâce à cette continuelle réintroduction dans le circuit, l'eau d'alimentation subit une action désaérante répétée et cette ac- tion répétée est des plus efficaces aux faibles et moyennes charges de sorte qu'une désaération hautement efficace est assu- rée à ces faibles et moyennes charges.
Il peut aussi exister un plus grand nombre de chambres de désaération séparées, par exemple trois, avec une pompe de pulvérisation en plus pour la troisième chambre et une circula- tion continuelle et sensiblement constante à travers les tuyères de pulvérisation de la seconde et de la troisième chambres, des dispositions étant prises pour que les chambres de désaération respectives soient traversées en série par la vapeur de chauffage dans la direction voulue. On peut prendre des dispositions pour que les deux chambres dans lesquelles la circulation est assurée par les pompes de pulvérisation soient traversées en parallèle par la vapeur avant que celle-ci ne passe dans la première cham- bre de désaération.
Des seuils appropriés peuvent être prévus pour que la variation du niveau d'eau, provoquée à l'intérieur de la première chambre par les variations du débit d'entrée de l'eau d'alimenta- tion, astreigne l'eau dégazée à se rendre de la seconde ou de la troisième chambre de distillation à un collecteur d'eau dégazée dans une mesure correspondant sensiblement à celle à laquelle l'eau d'alimentation entre dans l'appareil dégazeur.
L'eau d'alimentation est normalement tirée du dégazeur par une pompe d'extraction ayant un débit égal à celui de la pompe d'alimentation des chaudières, et des dispositions peuvent être prises pour que l'excédent du débit de cette pompe par rap- port à l'eau prélevée par la pompe d'alimentation des chaudières soit renvoyé aux tuyères de pulvérisation de la seconde ou de la troisième chambre de désaération afin d'augmenter le flux envoyé
<Desc/Clms Page number 6>
par la pompe de pulvérisation aux tuyères.
Afin de mieux faire comprendre l'appareil faisant l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après quel- ques réalisations, données uniquement à titre d'exemples, en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels les figures 1 à 4 les représentent schématiquement.
Le dégazeur représenté sur la fig. 1 comporte une en- veloppe cylindrique horizontale 1 subdivisée par des cloisons verticales telles que 2 en compartiments séparés 3, 4 et ren- fermant deux groupes de tuyères de pulvérisation 5, 5' dont cha- cun est disposé près du sommet du dégazeur de façon à faire tomber l'eau en pluie dans le compartiment dégazeur où il se trouve.
Des intervalles ménagés entre les cloisons 2 permettent la cir- culation de vapeur et d'eau d'un compartiment dégazeur à l'au- tre.
L'eau d'alimentation brute à dégazer pénètre dans le compartiment dégazeur 3 sous le contrôle d'un robinet d'entrée 6 commandé par un flotteur en fonction des variations du niveau d'eau au fond du compartiment dégazeur, l'eau d'alimentation passant de l'orifice de sortie du robinet à commande par flotteur 6 à une chambre d'entrée d'eau 7 prévue au sommet du compartiment dégazeur 3 et d'où l'eau s'écoule dans ce compartiment dégazeur 3 à travers les tuyères de pulvérisation 5.
Une prise d'air 8 est ménagée à la partie supérieure du compartiment dégazeur 3 et une petite partie de l'eau d'ali- mentation arrivante est amenée à pénétrer dans la prise d'air 8 à travers une tuyère de pulvérisation 9 de sorte que tout gaz non condensable évacué du compartiment dégazeur 3 doit traverser un rideau de gouttelettes d'eau et que les gaz non condensables sont débarrassés de vapeur dans la mesure du possible avant de quitter le dégazeur.
Une pompe de pulvérisation 10 qui a été représentée comme étant du type centrifuge est pourvue d'une tubulure d'aspi- ration 11 qui tire l'eau du fond du compartiment dégazeur 3, l'eau
<Desc/Clms Page number 7>
refoulée par cette pompe de pulvérisation 10 étant envoyée dans une chambre d'entrée 12 ménagée au sommet du compartiment déga- zeur 4 de sorte que l'eau débitée par la pompe 10 entre dans le compartiment dégazeur 4 à travers les tuyères de pulvérisation 5'. L'eau pulvérisée dans le compartiment 4 tombe dans un pui- sard 13 prévu au fond de ce compartiment.
La pompe d'extraction 14 associée au dégazeur et qui est du type centrifuge dans l'exemple représenté est disposée de façon à aspirer l'eau du puisard 13 au fond du compartiment 4 et à refouler cette eau dans l'aspiration de la pompe d'alimentation 15 associée à la chaudière et qui, à son tour, refoule dans la chaudière, l'ensemble du système refoulant l'eau d'alimentation se trouvant sous une pression supérieure à la pression atmosphé- rique en vue d'empêcher toute possibilité d'entrée d'air dans l'eau d'alimentation dégazée.
La pompe d'extraction associée au dégazeur peut aspi- rer dans un compartiment séparé du puisard prévu au fond du compartiment 4 de sorte que l'eau aspirée est de l'eau chaude provenant de la surface à l'intérieur du compartiment dégazeur, le niveau d'eau de ce compartiment étant réglé par un robinet d'admission à commande par flotteur, ce qui permet de faire en- trer l'eau dans le dégazeur dans la mesure même où la pompe d'extraction en tire du dégazeur.
De préférence, le débit de la pompe de pulvérisation 10 est égal ou supérieur au débit de la pompe d'extraction 14 associée au dégazeur de sorte que la quantité d'eau s'écoulant par les tuyères de pulvérisation 5' est sensiblement constante au débit maximum de la pompe de pulvérisation 10.
Comme la quantité d'eau tirée du compartiment 4 par la pompe d'extraction 14 associée au dégazeur est inférieure à cel- le que fait circuler la pompe de pulvérisation 10, le niveau d'eau dans le puisard du compartiment 4 est plus élevé que dans le compartiment 3, ce qui a pour effet de faire passer, du compar-
<Desc/Clms Page number 8>
timent 4 ou compartiment 3, la différence entre les débits des pompes respectives, soit par dessus un seuil constitué par une cloison 2, soit par un seuil indépendant submergé.
L'eau que fait circuler la pompe de pulvérisation 10 est par conséquent de l'eau d'alimentation qui est déjà passée par les tuyères de pulvérisation 5, augmentée de l'excédent d'eau débité par les tuyères de pulvérisation 5' et qui n'a pas été enlevé par la pompe d'extraction 14 du dégazeur . La totalité de l'eau enlevée par la pompe d'extraction 14 du dégazeur a su- bi la double action désaérante des compartiments dégazeurs 3, 4 fonctionnant en série, cependant qu'une certaine quantité de 1' eau d'alimentation aura traversé le compartiment dégazeur 4 à plusieurs reprises.
La pompe de pulvérisation 10 et la pompe d'extraction 14 du dégazeur peuvent être entraînées, soit par un moteur com- mun ou une turbine à vapeur commune, soit d'une manière tout-à- fait indépendante.
Une prise 10 pour l'évacuation des gaz non condensables est prévue au sommet du compartiment dégazeur 4 et cette prise est équipée d'une tuyère de pulvérisation 17 à laquelle une cer- taine quantité de l'eau refoulée par la pompe de pulvérisation 10 est acheminée en vue de débarrasser de toute vapeur, autant que faire se peut, les gaz non condensables évacués du compartiment 4.
Les gaz non condensables évacués des compartiments 3, 4 peuvent être dirigés vers tout dispositif convenable de produc- tion de vide ou vers un point de pression inférieure à celle régnant à l'intérieur des compartiments dégazeurs.
De la vapeur de chauffage est introduite dans le compartiment dégazeur 4 au-dessus du niveau d'eau contenu au fond de ce compartiment et passe à travers le rideau d'eau produit par les tuyères de pulvérisation 5' Une cloison verticale oblige la vapeur de chauffage à remonter dans le compartiment 4 à contre courant de l'eau tombant des tuyères de pulvérisation 5', tandis
<Desc/Clms Page number 9>
que la vapeur de chauffage dans le compartiment dégazeur 3 cir- cule à contre-courant de l'eau sortant des tuyères de pulvérisa- tion 5.
Des plaques perforées d'arrosage 18,sont disposées dans chaque compartiment dégazeur sous les tuyères de pulvérisa- tion afin de faire subir à l'eau qui tombe une action de pulvé- risation complémentaire avant que cette eau ne parvienne aux puisard à la base des compartiments.
Pratiquement, tout le chauffage de l'eau d'alimentation s'effectue à l'intérieur du compartiment dégazeur 3 et le gros des gaz non condensables contenus dans l'eau d'alimentation ar- rivant dans ce compartiment est évacué par la prise des gaz non condensables.
La pression de refoulement de la pompe de pulvérisa- tion et la forme des tuyères de pulvérisation sont telles qu'une notable pression est utilisée à la pulvérisation de l'eau à travers les tuyères de pulvérisation assurant ainsi un degré d'atomisation très élevé; l'eau est ainsi divisée en particules infimes ce qui permet de la chauffer à un point correspondant à la température de saturation delà vapeur de chauffage de sorte que tous les gaz non condensables en sont chassés et évacués par la prise de gaz non condensables.
L'eau tombant dans le fond du compartiment dégazeur 4 se trouve par conséquent portée à une température correspondant à la température de saturation de la vapeur de chauffage arrivante et les gaz non condensables sont chassés de sorte que l'eau est maintenant disponible pour être évacuée de l'installation de désaération sans contenir de trace décelable de gaz non condensables tels que l'oxygène ou le gaz carbonique.
Le volume d'eau passant par les tuyères de pulvérisa- tion 5' est sensiblement constant de sorte que le degré d'atomi- sation du jet à l'intérieur du compartiment 4 est également main- tenu plus ou moins constant, ce résultat étant obtenu indépendam-
<Desc/Clms Page number 10>
ment de la mesure dans laquelle l'eau d'alimentation dégazée est envoyée à la chaudière ou de celle dans laquelle l'eau d'alimen- tation qui arrive est introduite dans le dégazeur. L'efficacité du chauffage de l'eau d'alimentation et de sa désaération est ainsi maintenue au degré élevé désiré pour toute la gamme des charges variables de la ou des chaudières.
Comme, d'autre part, le débit de la pompe de pulvérisa- tion est à tout moment supérieur au débit d'eau d'alimentation envoyée à la chaudière, une certaine proportion de l'eau d'ali- mentation arrivante se trouve en circulation continuelle à tra- vers les tuyères de pulvérisation du compartiment dégazeur 4 et cette proportion est d'autant plus importante que la charge de la chaudière est plus faible de sorte qu'aux faibles charges pour lesquelles l'installation de désaération est généralement inefficace, l'efficacité du compartiment dégazeur 4 est conservée quel que soit le débit d'eau envoyé à la chaudière.
Dans la disposition représentée sur la fig. 2, l'arri- vée d'eau au dégazeur est contrôlée par un robinet 19 à commande par flotteur en fonction du niveau d'eau au fond du compartiment dégazeur 4.
Dans cette même disposition, le refoulement de la pom- pe d'extraction du dégazeur peut être relié en parallèle au re- foulement de la pompe de pulvérisation débitant dans la chambre d'entrée d'eau qui communique avec les tußères de pulvérisation dans le compartiment dégazeur 4, grâce à quoi la différence entre le débit de la pompe d'extraction et celui de l'eau nécessaire à la chaudière peut être utilisé pour augmenter le flux d'eau à travers les tuyères de pulvérisation 5' dans le compartiment dé- gazeur 4. Il s'ensuit une augmentation de la quantité d'eau cir- culant en circuit fermé ce qui a pour effet d'assurer une action désaérante répétée sur la plus grande quantité d'eau possible.
Lorsqu'il existe un bac d'alimentation extérieur 20, comme représenté sur la fig. 2, on prévoit une communication entre ce bac d'alimentation extérieur 20 et la conduite 21 entre la ,POMPE d'extraction 14 du dégazeur et la pompe d'alimentation
<Desc/Clms Page number 11>
15 de la chaudière, la dite conduite 21 étant munie d'une valve de retenue 22 qui permet à l'eau d'aller d'une pompe d'alimenta- tion 23 à l'aspiration de la pompe d'alimentation de chaudière, mais l'empêche de passer de la pompe d'extraction 14 du dégazeur au bac d'alimentation 20. En cas d'une rupture quelconque ou d'une perturbation dans l'installation de désaération, la pompe d'ali- mentation 15 de la chaudière peut au besoin aspirer l'eau direc- tement du bac d'alimentation 20.
Bien entendu, les dimensions de l'appareil dégazeur peuvent être choisies de telle manière que les puisards au fond de l'appareil dégazeur soient suffisants pour faire face aux besoins normaux de variation de l'alimentation de la chaudière, sans le secours d'un bac d'alimentation extérieur.
Dans la disposition représentée sur la fig. 3, l'appa- reil dégazeur est monté sur le sommet d'un collecteur fermé et séparé 24 d'eau dégazée, l'eau pouvant s'écouler librement par dessus un seuil 25 disposé à l'intérieur du compartiment déga- zeur 4 et pénétrer directement dans le collecteur d'eau dégazée 24 de sorte que l'eau sort de l'installation de désaération et pénètre dans le collecteur sensiblement dans la même mesure que l'eau d'alimentation arrivante pénètre dans l'installation de désaération par le compartiment dégazeur 3. Cette disposition ne nécessite aucun-dispositif à flotteur.
Une conduite de compensa- tion 26 équilibrant la pression de la vapeur est prévue entre l'appareil dégazeur et le collecteur 24 afin de permettre la circulation de la vapeur entre le réservoir et le dégazeur au fur et à mesure que varie le niveau d'eau dans le collecteur 24.
Tandis que les figs. 1 à 3 représentent un appareil dé- gazeur qui comporte une enceinte horizontale cloisonnée vertica- lement pour former deux compartiments de désaération, la fig. 4 représente une variante dans laquelle les deux compartiments dé- gazeurs 3 et 4 sont disposés l'un au-dessus de l'autre à l'inté-
<Desc/Clms Page number 12>
rieur d'une enveloppe cylindrique verticale. Dans cette disposi- tion, le compartiment dégazeur 4' surplombe le compartiment dé- gazeur 3' de sorte que l'eau peut s'écouler par gravité du compar- timent dégazeur 4' au compartiment dégazeur 3', un déversoir 27 étant prévu à cet effet.
Une installation de désaération conforme à la présente invention peut comporter deux ou plus de deux compartiments dé- gazeurs fonctionnant en série avec le premier compartiment dé- gazeur recevant l'eau brute. Chaque compartiment peut être pourvu d'une pompe de pulvérisation séparée ou bien une seule et commune pompe de pulvérisation peut être utilisée pour travailler avec le second compartiment en parallèle.
Bien entendu,l'invention n'est nullement limitée aux diverses formes de réalisation décrites ci-dessus qui n'ont été données qu'à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to degassers for boilers.
The present invention relates to apparatus for degasing feed water to boilers.
It is known that the quantity of gas in solution in a volume of water is proportional to the pressure of this gas within the water and to the pressure prevailing at the surface of this water.
It follows that, when water is brought to a boil, no gas pressure can theoretically exist within the water or on its surface and that all gases contained in the water should be driven out.
Water sprayed into the steam medium should be heated to the boiling point but, as has been observed, a residual temperature difference may persist and although a considerable amount gas occluded in the water is released when the water is thus heated through its spraying within steam, the elimination of these occluded gases
<Desc / Clms Page number 2>
is not sufficiently complete to be satisfactory for the use of this water in high pressure boilers now in common use. For this use it is essential that the water is completely free of gases if corrosion and its consequences are to be avoided.
The deaeration plants necessary for modern high pressure boilers must function satisfactorily for a very wide range of loads so that the quantity of feed water passing through the degasser and consequently through the nozzles intended for to spray the water within the heating steam can undergo extremely wide variations. During the experimental research carried out by the Applicant, it was found that the temperature difference which the heated water exhibits after its spraying, with the heating vapor, depends on the degree of spraying of the water at its outlet from the nozzles and of the temperature increase undergone by the heated water.
The Applicant has also found that the degree of spraying obtained varies considerably when the flow rate which passes through a given nozzle decreases.
From the thermodynamic point of view, as well as from the point of view of the deaeration, it is desirable that the temperature of the water leaving the degasser correspond to the temperature of the heating vapor supplied to the degasser.
The object of the present invention is to provide a degasser apparatus such that the supply water leaving is degassed to such an extent that there is no detectable trace of oxygen or other non-condensable gases. and that an equal degree of deaeration is obtained for the whole range of flow rates through the deaerator which are necessary during the operation of the boilers.
This result is obtained by virtue of the fact that the feed water to be degased is subjected to successive deaeration actions inside two or more chambers.
<Desc / Clms Page number 3>
or individual spray compartments through which the heating steam passes in series, countercurrent to the feed water in the degasser. In order for the deaeration to be complete at all loads, there is at least one spray pump which draws water from the first deaerating chamber and delivers it to the second deaerating chamber, so that a high pressure can be created. on the spray nozzles of the second chamber, in order to obtain a high degree of spraying of the feed water.
Means are provided for actuating the spray pump for a predetermined minimum load or greater so as to create a suitable circulation of water through the spray nozzles of the second deaerating chamber in order to ensure effective deaeration even in the event of a loss of air. relatively low feedwater flow rates through the degasser. Arrangements may be made for the spray pump to be able to operate continuously at its full rate so that the water passing through the spray nozzles into the second deaerating chamber can flow at a constant and continuous rate regardless of the rate of flow. feed water inlet to the degasser and the flow that comes out of it.
It is possible to ensure that there is a controlled circulation of water from a sump provided at the base of the second deaerating chamber to a sump at the base of the first deaerating chamber, the difference between the volume of water feed sprayed by the spray pump and the volume required by the boiler thus being returned from the second deaerating chamber to the first deaerating chamber from which the spray pump draws its water. The flow rate of this returned water or surplus can be controlled by means of thresholds or by means of a float device. A float device may be provided to regulate the entry of water into the degasser apparatus as well as a float device to regulate the water outlet of this apparatus.
<Desc / Clms Page number 4>
It is possible to provide a separate spray pump for each deaeration chamber which has the effect of maintaining a continuous and greater circulation through the sets of spray nozzles.
Each deaerating chamber can be fitted with a separate air intake for the evacuation of non-condensable gases; each of these non-condensable gas outlets can be provided with its own evaporator or condenser by mixing or by surface.
The evacuation of non-condensable gases can be carried out by any suitable means.
The Applicant has found in tests that the circulation of heating vapor through the deaerator apparatus heats the feed water entering the first deaeration chamber to a degree very close to the boiling point. - tion and that the bulk of the non-condensable gases is thus expelled from the water and is evacuated by the intake of non-condensable gases from this chamber.
It is therefore clear that when this partially heated and degassed water is sprayed into the second deaeration chamber, only relatively little heating is required to bring it to the boiling temperature corresponding to the steam. incoming heating so that it is possible to heat the water to a temperature at which there is no detectable gas pressure left in the water and all of the non-condensable residual gases contained in the The water is removed and the water degassed to such an extent that it no longer contains any detectable quantity of gas.
The spray pump always operates at a constant flow rate or above a selected minimum flow rate so that the flow rate through the second deaeration chamber always exceeds that of the feed water exiting the degasser. There is thus a continuous circulation of water through the spray nozzles of the second deaeration chamber and the less water is drawn from the deaerator, the more
<Desc / Clms Page number 5>
the quantity of water reintroduced into the circuit by the spray nozzles inside the second chamber is high.
Thanks to this continual reintroduction into the circuit, the feed water undergoes a repeated deaeration action and this repeated action is most effective at low and medium loads so that a highly efficient deaeration is ensured at these weak ones. and medium loads.
There may also be a greater number of separate deaeration chambers, for example three, with an additional spray pump for the third chamber and a continuous and substantially constant circulation through the spray nozzles of the second and the second. third chamber, arrangements being made so that the respective deaeration chambers are passed through in series by the heating vapor in the desired direction. Arrangements can be made so that the two chambers in which the circulation is provided by the spray pumps are traversed in parallel by the steam before the latter passes into the first deaeration chamber.
Appropriate thresholds can be provided so that the variation in the water level, caused inside the first chamber by the variations in the feed water inlet flow rate, forces the degassed water to stop. returning from the second or third distillation chamber to a degassed water collector to an extent substantially corresponding to that to which the feed water enters the degasser apparatus.
Feed water is normally drawn from the degasser by an extraction pump having a flow rate equal to that of the boiler feed pump, and arrangements may be made to ensure that the excess flow of this pump over - port to the water taken by the boiler feed pump is returned to the spray nozzles of the second or third deaeration chamber in order to increase the flow sent
<Desc / Clms Page number 6>
by the spray pump to the nozzles.
In order to better understand the apparatus which is the subject of the present invention, a few embodiments thereof, given solely by way of example, will be described below with reference to the accompanying drawings in which FIGS. to 4 represent them schematically.
The degasser shown in FIG. 1 comprises a horizontal cylindrical casing 1 subdivided by vertical partitions such as 2 into separate compartments 3, 4 and enclosing two groups of spray nozzles 5, 5 ', each of which is arranged near the top of the degasser so to make the water fall in rain in the degasser compartment where it is located.
Spaces formed between the partitions 2 allow the circulation of steam and water from one degasser compartment to the other.
The raw feed water to be degassed enters the degasser compartment 3 under the control of an inlet valve 6 controlled by a float according to the variations in the water level at the bottom of the degasser compartment, the water from supply passing from the outlet of the float-controlled valve 6 to a water inlet chamber 7 provided at the top of the degasser compartment 3 and from which the water flows into this degasser compartment 3 through the spray nozzles 5.
An air intake 8 is provided at the top of the degasser compartment 3 and a small part of the incoming feed water is made to enter the air intake 8 through a spray nozzle 9 so that any non-condensable gas evacuated from the degasser compartment 3 must pass through a curtain of water droplets and that the non-condensable gases are freed of vapor as far as possible before leaving the degasser.
A spray pump 10 which has been shown to be of the centrifugal type is provided with a suction pipe 11 which draws water from the bottom of the degasser compartment 3, the water
<Desc / Clms Page number 7>
delivered by this spray pump 10 being sent into an inlet chamber 12 provided at the top of the degasser compartment 4 so that the water delivered by the pump 10 enters the degasser compartment 4 through the spray nozzles 5 ' . The water sprayed into compartment 4 falls into a sump 13 provided at the bottom of this compartment.
The extraction pump 14 associated with the degasser and which is of the centrifugal type in the example shown is arranged so as to suck the water from the sump 13 at the bottom of the compartment 4 and to deliver this water into the suction of the pump d 'feed 15 associated with the boiler and which in turn discharges into the boiler, the entire system discharging the feed water being at a pressure greater than atmospheric pressure in order to prevent any possibility air inlet into the degassed feed water.
The extraction pump associated with the degasser can suck into a compartment separate from the sump provided at the bottom of compartment 4 so that the water sucked in is hot water coming from the surface inside the degasser compartment, the the water level in this compartment being regulated by a float-controlled inlet valve, which allows water to enter the degasser to the extent that the extraction pump draws it from the degasser.
Preferably, the flow rate of the spray pump 10 is equal to or greater than the flow rate of the extraction pump 14 associated with the degasser so that the quantity of water flowing through the spray nozzles 5 'is substantially constant at the flow rate. spray pump maximum 10.
As the quantity of water drawn from compartment 4 by the extraction pump 14 associated with the degasser is less than that circulated by the spray pump 10, the water level in the sump of compartment 4 is higher than in compartment 3, which has the effect of passing,
<Desc / Clms Page number 8>
unit 4 or compartment 3, the difference between the flow rates of the respective pumps, either over a threshold formed by a partition 2, or by an independent submerged threshold.
The water circulated by the spray pump 10 is therefore feed water which has already passed through the spray nozzles 5, increased by the excess water delivered by the spray nozzles 5 'and which has not been removed by the extraction pump 14 of the degasser. All of the water removed by the degasser's extraction pump 14 has undergone the double deaerating action of the degasser compartments 3, 4 operating in series, while some of the feed water will have passed through the degasser. degasser compartment 4 several times.
The spray pump 10 and the extractor pump 14 of the degasser can be driven either by a common engine or a common steam turbine, or quite independently.
An outlet 10 for the evacuation of non-condensable gases is provided at the top of the degasser compartment 4 and this outlet is equipped with a spray nozzle 17 to which a certain quantity of the water delivered by the spray pump 10 is. routed in order to free any vapor, as far as possible, from the non-condensable gases discharged from compartment 4.
The non-condensable gases discharged from the compartments 3, 4 can be directed to any suitable vacuum generating device or to a pressure point lower than that prevailing inside the degasser compartments.
Heating steam is introduced into the degasser compartment 4 above the water level contained at the bottom of this compartment and passes through the curtain of water produced by the spray nozzles 5 'A vertical partition forces the vapor to heating to go up in compartment 4 against the current of water falling from the spray nozzles 5 ', while
<Desc / Clms Page number 9>
that the heating vapor in the degasser compartment 3 circulates against the flow of the water coming out of the spray nozzles 5.
Perforated sprinkler plates 18 are placed in each degasser compartment under the spray nozzles in order to subject the falling water to an additional spraying action before this water reaches the sumps at the base of the sprayers. compartments.
Practically all the heating of the feed water takes place inside the degasser compartment 3 and the bulk of the non-condensable gases contained in the feed water arriving in this compartment is evacuated by the outlet of the non-condensable gases.
The discharge pressure of the spray pump and the shape of the spray nozzles are such that a substantial pressure is used to spray water through the spray nozzles thus ensuring a very high degree of atomization; the water is thus divided into minute particles which allows it to be heated to a point corresponding to the saturation temperature of the heating vapor so that all the non-condensable gases are driven out and evacuated by the non-condensable gas intake.
The water falling into the bottom of the degasser compartment 4 is therefore brought to a temperature corresponding to the saturation temperature of the incoming heating steam and the non-condensable gases are expelled so that the water is now available to be discharged. of the deaeration installation without containing any detectable trace of non-condensable gases such as oxygen or carbon dioxide.
The volume of water passing through the spray nozzles 5 'is substantially constant so that the degree of atomization of the jet within the compartment 4 is also kept more or less constant, this result being obtained independently
<Desc / Clms Page number 10>
The extent to which the degassed feed water is sent to the boiler or the extent to which the incoming feed water is fed to the degasser. The efficiency of the heating of the feed water and of its deaeration is thus maintained at the desired high level for the whole range of variable loads of the boiler (s).
As, on the other hand, the flow rate of the spray pump is at all times greater than the flow rate of feed water sent to the boiler, a certain proportion of the incoming feed water is found in continuous circulation through the spray nozzles of the degasser compartment 4 and this proportion is all the greater as the boiler load is lower, so that at low loads for which the deaeration installation is generally inefficient, the efficiency of the degasser compartment 4 is maintained regardless of the flow of water sent to the boiler.
In the arrangement shown in FIG. 2, the water supply to the degasser is controlled by a valve 19 controlled by a float as a function of the water level at the bottom of the degasser compartment 4.
In this same arrangement, the discharge of the extraction pump of the degasser can be connected in parallel with the discharge of the spray pump discharging into the water inlet chamber which communicates with the spray tubes in the chamber. degasser compartment 4, whereby the difference between the flow rate of the extraction pump and that of the water required by the boiler can be used to increase the flow of water through the spray nozzles 5 'in the degasser compartment - gasor 4. This results in an increase in the quantity of water circulating in a closed circuit, which has the effect of ensuring a repeated deaeration action on the largest possible quantity of water.
When there is an external feed tray 20, as shown in FIG. 2, provision is made for communication between this external feed tank 20 and the pipe 21 between the extraction PUMP 14 of the degasser and the feed pump
<Desc / Clms Page number 11>
15 of the boiler, said pipe 21 being provided with a check valve 22 which allows water to flow from a feed pump 23 to the suction of the boiler feed pump, but prevents it from passing from the extraction pump 14 of the degasser to the feed tank 20. In the event of any breakage or disturbance in the deaeration installation, the feed pump 15 of if necessary, the boiler can suck the water directly from the feed tank 20.
Of course, the dimensions of the degasser device can be chosen in such a way that the sumps at the bottom of the degasser device are sufficient to meet the normal needs for varying the supply to the boiler, without the aid of a exterior input tray.
In the arrangement shown in FIG. 3, the degasser apparatus is mounted on the top of a closed and separate collector 24 of degassed water, the water being able to flow freely over a threshold 25 placed inside the degasser compartment 4. and entering directly into the degassed water collector 24 so that the water leaves the deaeration installation and enters the collector substantially to the same extent as the incoming feed water enters the deaeration installation through the degasser compartment 3. This arrangement does not require any float device.
A compensating pipe 26 balancing the vapor pressure is provided between the degasser apparatus and the manifold 24 in order to allow the circulation of the vapor between the tank and the degasser as the water level varies. in collector 24.
While figs. 1 to 3 represent a degassing apparatus which comprises a horizontal enclosure partitioned vertically to form two deaeration compartments, FIG. 4 shows a variant in which the two gas compartments 3 and 4 are arranged one above the other inside
<Desc / Clms Page number 12>
laughing with a vertical cylindrical envelope. In this arrangement, the degasser compartment 4 'overhangs the degasser compartment 3' so that the water can flow by gravity from the degasser compartment 4 'to the degasser compartment 3', a weir 27 being provided at the bottom. this effect.
A deaeration installation in accordance with the present invention may comprise two or more degassing compartments operating in series with the first degassing compartment receiving the raw water. Each compartment can be provided with a separate spray pump or a single common spray pump can be used to work with the second compartment in parallel.
Of course, the invention is in no way limited to the various embodiments described above which have been given only by way of indicative and non-limiting examples.