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Installation de turbine à gaz intercalée en amont d'un sys- tème utilisent des gaz sous pression, notamment un haut-four- neau. il est connu de prévoir une installation de turbine à gaz en aval d'un système utilisant des gaz sous pression, par exemple un haut-fourneau.Dans ces installations connues, la turbine à gaz commande un compresseur à partir duquel l'an est soutiré, pour âtre amené au haut fourneau après avoir été réchauffé dans un échangeur de chaleur.
Dans ce cas, la tur- bine à gaz peut être munie d'une chambre de combustion, dans laquelle le gaz est produit par la combustion d'air et de gaz de haut fourneau et est ensuite envoyé à la turbine à gaz comme fluide moteur, ou bien, la turbine à gaz peut être une turbine aéro-dynamique dont l'air moteur est porté à la tem- @
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pérature requise en faisant usage d'un réchauffage externe.
Les réalisations connues de l'échangeur de cnaieur pour le chauffage de l'air sous pression destiné au haut fourneau présentent le désavantage que l'échangeur possède de grandes dimensions, vu que l'air sous pression pour le haut fourneau doit être réchauffé depuis 100 C jusqu'à environ 750 C, le coût de la construction étant élevé en conséquence.
Selon la présente invention, les inconvénients pré- ci-t& peuvent être éliminés par le fait que le système récep- teur de gaz sous pression reçoit non pas de l'air sous pres- sion, mais du gaz sous pression soutiré à un étage intermé- diaire de la turbine à gaz. Le gaz peut être réchauffé dans un échangeur de chaleur et ensuite envoyé au récepteur en tant qu'air de combustion. En consédérant que les gaz d'une turbine à gaz possèdent un grand e&cès d'air (de 5 à 10 fois,) ils peuvent encore servir comme air de combustion. La tempé- rature du gaz soutiré à la turbine à gaz est d'environ 500 C, de sorte que l'échangeur de chaleur destiné au réchauffage du gaz sous pression présente des dimensions réduites.
Cet échangeur doit seulement augmenter la température de 250 C au lieu de 650 C dans les contructions connues.
Le dessin schématique annexé montre deux exemples de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans la figure 1, le chiffre 1 désigne la turbine à d'où le gaz gaz/sous pression est soutiré à un étage intermédiaire, pour être dirigé vers le réchauffeur . Après réchauffage jusqu'à environ 750 C, le gaz, qui possède un grand excès d'air, pé- nètre dans le haut fourneau 3 pour servir d'air de combus - tion. La turbine à gaz 1 commande un compresseur 4. Ce der - nier comprime l'air à une pression supérieure à celle qui règne dans le haut fourneau , à savoir à la pression requise pour la turbine à gaz. L'air sous pression traverse un échan- geur de chaleur 5, pour parvenir dans la chambre de combus -
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tion 6 de la turbine à gaz.
Le combustible consiste en gaz de haut fourneau (gaz du gueulard) qui est comprimé dans un envoyé compresseur 7, réchauffé dans un éch&ngeur 8 et ensuite/à la chambre de combustions. Le réchauffeur et les échangeurs. 5 et 6 sont soumis à la pression atmosphérique;
ils sont chauf- fés par des gaz combustibles engendrés en amont du réchauf - feur 2, à l'entrée 9 d'une enveloppe 10 qui contient les ap- pareils 2, 5 et b. il désigne la conduite d'alimentation en gaz combustible (gaz du gueulard), et 12 - la conduite d'a - menée des gaz d'échappement de la. turbine à gaz, qui servent au moins en partie comme air de combustion, Les gaz de com- bustion s'écoulent autour des appareils 2, 5 et et s'échap- pent à l'atmosphère par la cheminée 13 ou sont utilisés pour d'autres applications, la turbine à gaz 1 et les compresseurs 4 et 7 peuvent être conçus pour les mêmes pressions Que dans les installations connues.
Dans l'exemple de lafigure 2, Le rechauffeur 2 peut présenter des dimensions plus petites Que dans la figure 1, Le chiffre 1 désigne la turbine à gaz, 2 - le réchauffeur pour le gaz sous pression-soutiré à la turbine, -3 - le naut fourneau, 4 - le compresseur à air, et 7 - le compresseur à gaz. Les gaz d'achappement de la turbine à gaz réchauffent dans un échangeur de chaleur lb l'air sous pression et le gaz sous pression, une chambre de combustion 15 est prévue en amont du réchauffeur 4.
Les gaz de combustion réchauffent le gaz sous pression destiné au haut fourneau et se dirigent ensuite en tant que gaz moteurs vers la turbine à gaz 1. Cet- te dernière reçoit, en outre, des gaz moteurs de la chambre de combustion 6 . Les chambres de combustion 6 et 15 reçoivent de l'air sous pression et du gaz sous pression des compresseurs 4 et 7. 'Elles peuvent éventuellement être réunies en un seul appareil.
Comme le rechauffeur 2 est sous pression sur les deux côtés (le coté extérieur étant sous la pression du com-
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presseur, par exemple 4 atm., au lieu de la pression atmos- phérique comme dans, la figure 1), il peut présenter des di - mensions plus réduites, d'où également réduction des frais de construc tion.
La turbine à gaz, les; compresseurs et les chambres de combustion peuvent être d'un type Quelconque. Comme ré - copieurs de gaz sous pression, on envisage des hauts four - neaux ou autres fours industriels, etc.. Les échangeurs de chaleur peuvent être soumis à la pression atmosphérique ou à une pression plus élevée.
EMI4.1
i .tâ V E 1 D 1 C a 1 1 0 N r5 . l.-Imlation de turbine à gaz intercalée en amont d'un système utilisant des gaz sous pression, notamment un haut fourneau, caractérisé en ce que du gaz soutiré à un éta- ge intermédiaire de la turbine à gaz est introduit dans ce système en tant qu'air de combustion.
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a.- Installation de turbine à gaz suivant la revendi- cation 1, caractérisée en ce que le gaz sous pression tra - verse un réchauffeur avant son entrée dans le système d'uti - lisation.
3. - Installation de turbine à gaz suivant les revendi- cations l et 2, caractérisée en ce que le réchauffeur est soumis à la pression atmosphérique.
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