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DISPOSITIF DE REGLAGE POUR BACHES D'EAU D'ALIMENTATION SERVANT DE DEGAZEURS
PAR DETENTE DANS LES INSTALLATIONS DE TURBINES A
VAPEUR.
L'invention concerne un dispositif de réglage pour bâches d'eau d'alimentation servant de dégazeurs par détente dans les turbines à vapeur avec réchauffeurs d'eau d'alimentation par vapeur soutirée.
De même que dans tous les autres dégazeurs, il faut aussi veiller, dans les dégazeurs dits par détente, à ce que l'eau condensée arrivant au dégazeur atteigne la température d'ébullition quel que soit le régime de mar- che ,qui se présente dans l'installation; il faut que, même lors de brusques variations de charge, les-pressions et les températures déterminantes s'éta- blissent de façon rapide et sure. Lorsque l'installation fonctionne en régi- me permanent à charge constante, et par suite à température constante de l'eau condensée arrivant à la bâche alimentaire, la température de cette eau est plutôt un peu supérieure à celle de l'eau emmagasinée dans la dite bâche alimentaire, de sorte qu'un bon dégazage de l'eau condensée qui y arrive est assuré.
Lorsque la charge de l'installation croit, la température de l'eau condensée qui afflue à la bâche alimentaire servant de dégazeur est plus éle- vée que celle de l'eau déjà présente dans cette bâche, de sorte que le déga- zage de l'eau d'alimentation n'en souffre pas. Par contre, quand la charge diminue, la température de l'eau condensée qui arrive tombe au-dessous de celle de l'eau emmagasinée. La pression dans la bâche-dégazeur est condition- née principalement par la température de l'eau qu'elle contient. Dès lors, si l'eau condensée arrive avec une température inférieure, il faut, pour que le dégazage soit assuré, que la pression dans la bâche soit abaissée à la pression d'ébullition correspondant à cette température plus basse.
Suivant l'invantion, cet àbaissement de la pression dans la bâche alimentaire servant de dégazeur est provoqué par un émetteur thermique dif- férentiel qui, lorsque la température de l'eau condensée arrivant à la bâche alimentaire en provenance du dernier réchauffeur d'eau d'alimentation à va- peur soutirée monté en amont d'elle s'abaisse au-dessous de la température d'ébullition de l'eau d'alimentation accumulée dans la dite bâche, ouvre une
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souple intercalée dans une conduite de désaération reliant directement la chambre de dégazage de la bâche alimentaire avec le vide du condenseur.
En régime permanent, cette soupape est par contre fermée et la chambre de déga- zage n'est reliée au condenseur qu'à travers un diaphragme, pour maintenir à une faible valeur les pertes de vapeur
En vue d'amener, lors de décharges brusques et importantes, une adaptation rapide des pressions et des températures déterminantes, le dis- positif de réglage peut être en outre complété par une conduite de communi- cation pourvue d'un clapet de rétenue et disposée entre,la chambre de déga- zage de la bâche alimentaire et la conduite de vapeur de chauffage du der- nier réchauffeur d'eau d'alimentation à vapeur de soutirage monté en amont de cette bâche.
Le dessin annexé représente schématiquement un exemple de réa- lisation du dispositif de réglage suivant l'invention. Le mode d'action du dispositif sera expliqué plus en détail en référence à ce dessin.
Après avoir quitté la turbine 1, la vapeur passe par la conduite 1' dans le condenseur 2 où elle së condense. L'eau condensée est refoulée par la pompe à eau condensée 3 dans une série de réchauffeurs d'eau d'alimen- tation dont, pour plus de simplicité, le dernier seul est représenté, c'est- à-dire celui qui précède immédiatement à l'amont la bâche alimentaire 7 ; est désigné par le repère 4. Ce réchauffeur reçoit normalement de la vapeur de chauffage venant de la turbine sous la pression pH par la conduite 5 dans laquelle est intercalé un clapet de retenue 6. Du réchauffeur 4, l'eau con- densée part à la température t2 vers la bâche alimentaire 7, dans laquelle l'eau emmagasinée est à la pression P1 et à la température t1.
La bâche ali- mentaire servant de dégazeur possède une chambre de dégazage 8 dans laquelle est logé un distributeur d'eau condensée 9 au moyen duquel cette eau est finement pulvériséeo L'eau condensée dégazée et désaérée est prise à la bâche et refoulée comme eau d'alimentation dans la chaudière par la pompe d'alimentation 10. La chambre de dégazage 8 de la bâche d'alimentation est reliée à l'entrée de vapeur 1' du condenseur par une conduite de désaérage 12 dans laquelle est intercalé un diaphragme 14.
Le dessin montre en outre un émetteur-thermique différentiel 11 composé de thermostats de précision 11' et 11", lequel réagit, de la manière expliquée plus loin, à la diffé- rence de température # t = t2 - t1 et actionne alors une soupape de by-pass 13 montée en parallèle avec le diaphragme 14 dans la conduite de désaérage 12. Enfin, le dessin montre également une conduite de communication 15, pour- vue d'un clapet de retenue 16 et conduisant de la chambre de-dégazage 8 de la bâche alimentaire à l'arrivée de vapeur de chauffage 5 du réchauffeur 4.
Le dispositif de réglage ainsi décrit fonctionne comme suit : Tant que la soupape 13 est fermée, la pression dans la chambre de dégazage 8 est conditionnée principalement par la température tl qui règne dans la bâche 7. En régime permanent, c'est-à-dire lorsque l'installation travaille à charge constante et par suite avec une température constante t2 de l'eau condensée arrivant à la bâche alimentaire, t2 est plutôt un peu supérieur à t1, de sorte que dès l'entrée dans la bâche , l'eau condensée abandonne immediatement son air, lequel est alors évacué au condenseur 2 à travers la conduite 12 et le diaphragme 14. Lorsque la charge augmente, la différence de température A t = t2 - t1 devient encore plus grande et le dégazage de l'eau condensée est encore meilleur.
Par contre, lorsque la charge décroît, la température t2 de l'eau condensée qui arrive peut devenir plus petite que la température tl de l'eau emmagasinée; l'écart de température t = t2 - t1 peut donc devenir négatif, auquel cas le désaérage de l'eau de condensa- tion qui afflue se trouve compromis. Pour pouvoir désaérer l'eau condensée lorsqu'elle entre dans la bâche, même pendant une telle période de transi- tion, l'émetteur thermique différentiel 11 est conçu de telle sorte que lorsque la différence de température 0 t = t2 - tl devient négative, la soupape de by-pass 13 intercalée dans la conduite de désaératioh 12 s'ouvre, soupape par laquelle l'air et la vapeur peuvent s'écouler dans le conden- seur à travers la section entière de la conduite 12.
Comme émetteur thermi- que différentiel on peut aussi employer, au lieu de thermostats, par exemple,
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des éléments thermo-électriques de précision dont les deux soudures sont soumises respectivement aux températures ti et t2. La soupape de by-pass 13 peut être commandée électromagnétiquement ou par moteuro
Par l'ouverture de la soupape 13, le contenu de la bâche ali- mentaire 7 est amené à une ébullition tumultueuseo La vapeur dégagée chauf- fe l'eau condensée pulvérisée par la rampe de distribution 9 de façon telle qu'elle se trouve efficacement désaérée. En même temps, le contenu de la bâche alimentaire 7 se refroidit, de sorte qu'au bout de quelque temps t2 redevient plus grand que t1 et que de cette façon il s'établit un nouveau régime permanent.
Dans l'intervalle, la soupape de by-pass 13 s'est aussi refermée, de sorte que par le diaphragme 14 il ne passe plus qu'une quan- tité minimum de vapeur pour se rendre au condenseur
Si la charge de l'installation de turbines ne diminue que pro- gressivement, l'effet décrit jusqu'ici suffit parfaitement pour dégazer tou- jours l'eau condensée qui arrivée Lors d'une forte décharge brusque du grou- pe turbine, il pourrait se faire, dans certaines conditions, que tel ne soit plus le caso En service normal, le réchauffeur 4 reçoit comme vapeur de chauf- fage de la vapeur de soutirage provenant de la turbine à la pression pH par la conduite de vapeur de chauffage 5 avec clapet de retenue 6.
Cette pression pH de la vapeur de chauffage étant supérieure à la pression pl dans la bâche alimentaire 7, on peut sans autre précaution prévoir une conduite de communi- cation 15 allant à la chambre de dégazage 8 du réservoir 7 à l'entrée 5 de la vapeur de chauffage dans le réchauffeur 4, conduite pourvue d'un clapet de retenue 16 qui reste toujours fermé en service normal.
S'il survient brus- quement une forte décharge du groupe turbine, la différence de température #t = t2 - t1 prend passagèrement une forte valeur négative et par suite p1 devient aussi beaucoup plus grand que pHo Dans ces conditions, le clapet de retenue 16 s'ouvre automatiquement, tandis que le clapet de retenue 6 se fermeo Le réchauffeur 4 reçoit alors de la vapeur de chauffage venant de la bâche d'alimentation et de dégazage 7, de sorte que t2 se' trouve aussitôt ramené à une valeur proche de tl et que grâce à l'intense désaération par la soupape 13, l'eau condensée qui arrive est réchauffée et bien dégazée dans la chambre de dégazage 80 Lorsque les températures ti et t2 se font de nou- veau équilibre,
le clapet de retenue 16 et la soupape 13 se referment et le service normal continue avec le nouveau régime permanent.