<Desc/Clms Page number 1>
INSTALLATION -DE.FORCE -MOTRICE A VAPEUR.
L'invention concerne une installation de force motrice à vapeur
Elle se caractérise par un condenseur à double fond et par'-l'introduction du condensat de blocage entre les fonds,ainsi que par un dispositif de dé- gazage en surpression du condensat d'alimentation de la chaudière, du conden- sat de réserve et de l'eau d'alimentation de l'évaporateur.
En raison de ce que les pressions de vapeur permises dans les in- stallations de force motrice à vapeur deviennent de plus en plus élevées, le problème des impuretés de l'eau d'alimentation prend une importance croissan- teo Ces impuretés, c'est-à-dire celles qui rendent l'eau dùre, l'oxygène, l'acide carbonique, l'acide chlorhydrique, les alcalis, les matières organi- ques, etc. donnent lieu à des corrosions, à des surchauffes locales et à des dépôts et par suite compromettent fortement la sécurité de fonctionnement et font diminuer la production ainsi que le rendement de l'installation. En conséquence le générateur de vapeur des installations de force,motrice à va- peur connues est alimentée avec l'eau de condensation t l'eau d'appoint est épurée chimiquement et le plus souvent également distillée.
Mais on'ne peut ainsi éliminer les impuretés de leau d'alimentation, car d'une part l'eau de refroidissement pénètre dans l'installation en raison des défauts d'étanchéi- té du condenseur et de la dépression du côté vapeur du condenseur, et d'autre . part l'oxygène pénètre dans l'installation en divers points. Par suite on ajoute à l'eau d'alimentation des chaudières des installations de force mo- trice à vapeur connues des produits chimiques qui transforment* les impuretés de l'eau d'alimentation en un dépôt qui peut être enlevé sous forme de boue.
Mais les produits chimiques ne pouvant être complètement enlevés sous forme de boue restent partiellement dans le circuit et une portion de ces produits est entraînée par la vapeur et se dépose dans la turbine et dans les-vannes en donnant lieu à des perturbations considérables. De plus l'enlèvement des boues donne lieu à une perte de chaleur qui fait diminuer le rendement de
1'installation.
<Desc/Clms Page number 2>
La combinaison selon la présente invention, a pour but de remédier aux inconvénients précités D'une part, le condenseur à double fond et l'in- troduction du condensat de blocage empêchent l'eau de refroidissement de pé- nétrer dans le condensat malgré les défauts d'étanchéité, et d'autre part, le dispositif de dégazage en surpression du condensat d'alimentation de la chau- dière,.
du condensat de réserve et de l'eau d'alimentation de l'évaporateur ont pour effet de ne faire arriver dans la chaudière que de l'eau d'alimenta- tion parfaitement dégazéeo Il est possible dans ces conditions d'obtenir de l'eau d'alimentation de chaudière ne contenant pas d'impuretés, en permettant ainsi de supprimer l'addition de produits chimiques ainsi que l'enlèvement des boues de la chaudière de l'installation en marche et en supprimant le danger des dépôts dansla turbine et dans les vanneso Il en résulte: une plus grande sécurité de marche, une diminution des frais d'entretien, une durée plus longue de l'installation et une amélioration du rendemento
De préférence on fait arriver par des tuyaux une partie du con- densat de réserve dégazé dans le condenseur à double fond, sous forme de condensat de blocage.
Il revient à cet effet de monter dans les tuyaux du condensat de blocage des dispositifs de mesure permettant de déterminer la consommation de condensat de blocageo Un tel dispositif de mesure, par exemple un compteur d'eau ne donne aucune indication tant que le conden- seur reste étanche et ne permet de déterminer l'importance des défauts d'é- tanchéité, d'après la consommation de condensat de blocage, que lorsque le condenseur n'est plus étanche.
Un dégazeur peut être prévu séparément pour le condensat, pour la réserve de condensat et pour l'eau d'alimentation de la chaudière. Le dégazeur de condensat peut consister en un réservoir de condensat servant de récipient de démarrage, dans lequel on refoule de la vapeur au-dessous de l'eau et d'où elle sort au point le plus élevé du réservoir pour arriver dans l'éjecteur à vapeur.
On peut ainsi, en faisant bouillir d'une maniè- re continue le condensat contenu dans le récipient de démarrage et en préle- vant d'une manière continue la vapeur nécessaire au fonctionnement de l'in- jecteur à vapeur, réaliser un dégazage parfait du condensato
Le condensat de réserve peut être dégazé dans un dégazeur en cas- cade, et être envoyé en cas de besoin dans le dégazeur, puis dans le conden- seur, en provenance d'un réservoir de condensat de réserve à matelas de vapeur.
En effet, le condensat accumulé dans un réservoir supérieur se refroidit et absorbe avidement l'oxygène de l'air. Le condensat de réserve doit donc ê- tre dégazé avant d'être réintroduit dans l'installation, en réduisant déjà au minimum l'absorption del'oxygène de 1 air du fait qu'il s'accumule sous un matelas de vapeur.
Le dégazage de l'eau d'alimentation de la chaudière peut aussi s'effectuer au moyen d'un dégazeur en cascade, dont la pression de fonction- nement pourrait être réglable de façon à pouvoir dépasser la pression du cô- té secondaire de l'évaporateur. Il est possible ainsi non seulement de réa- liser le dégazage normal, mais encore de provoquer dans le dégazeur même la décomposition du bicarbonate de sodium NaHCO3 qui se forme au moment de l'épuration de l'eau d'alimentation de l'évaporateur et de faire sortir de l'installation le CO2 qui s'est ainsi formé par la même opération de déga- zageo
Le dessin ci-joint représente sous forme schématique une forme de réalisation à titre d'exemple d'une installation de force motrice à vapeur suivant l'invention.
La vapeur sortant de la chaudière 1 passe par le surchauffeur de vapeur vive 2, la soupape de maintien de la pression 3, la conduite de vapeur vive 4 et les vannes 5 de la turbine, dans la turbine à haute pression 6 et après détente partielle dans la turbine à basse pression 7 qui est accouplée avec la génératrice 8. La vapeur se détend complètement dans la turbine à
<Desc/Clms Page number 3>
basse pression 7 et se condense ensuite dans le condenseur 9. Le condensat est refoulé par la pompe à condensat 10 en passant par léchangeur de chaleur de l'éjecteur à vapeur 12 dans un premier réchauffeur 13, puis dans un se- cond réchauffeur 14.
En sortant, le condensât passant par le condenseur de buées 15 de l'évaporateur 16, arrive dans un troisième réchauffeur 17, puis dans un quatrième réchauffeur 180 En sortant du dernier réchauffeur 18 le condensat arrive dans le réservoir de condensat 19 qui sert de récipient de démarrage et en même temps de dégazeuro La pompe d'eau d'alimentation 20 refoule le condensat sortant de ce réservoir 19 par la soupape régulatrice d'alimentation 21 dans la chaudière 1.
Pour dégazer le condensat, la vapeur portant du surchauffeur 2 passe par une soupape de dérivation 22 et par un tuyau de dérivation 23 dans le récipient de démarrage 19, dans lequel de la vapeur refoulée au-dessous de l'eau fait bouillir le condensat d'une manière continue.
La vapeur qui se rassemble au-dessus du niveau de 3? eau arrive à titre de vapeur motrice par un tuyau 24 dans l'éjecteur à vapeur 120
La soupape de dérivation 22 sert aussi de soupape de sûretéo On évite ainsi les pertes de condensat, étant donné que la vapeur qui pas- se par cette soupape de sûreté arrive, en passant par le récipient de démar- rage 19, la soupape d'échappement 25 et le tuyau 26, dans le condenseur 9. Pour faire arriver par le tuyau 26 dans le condenseur 9 de la vapeur sa- turée à la pression du condenseur, on injecte, dans le tuyau, 26 du conden- sat provenant du récipient de démarrage 19 par une soupape d'injection 27.
La réserve de condensat accumulée dans le réservoir de condensat de réserve fermé 28, sous le matelas de vapeur 29, arrive, en cas de besoin, d'abord dans le dégazeur en cascade 30, puis par un tuyau 31, dans le conden- seur 9. La vapeur de chauffage de ce dégazeur 30 est la vapeur de prélève- ment dans la turbine à haute pression 6, qui arrive par un tuyau 32 et une soupape régulatrice de pression 330 Si, en cas de marche sous charge par- tielle, la pression de cette vapeur de prélèvement est insuffisante pour faire fonctionner le dégazeur 30, on peut le faire fonctionner avec de la vapeur provenant du récipient de démarrage 19. Une portion de la réserve de condensat est prélevée dans le tuyau 31 par un tuyau 34 et arrive en passant par des compteurs 35,36 et des tuyaux 37, 38 dans le condenseur 9, à titre de condensat de blocage.
Les portions des deux extrémités des tuyaux de refroidissement 39 du condenseur 9 passent par des trous appropriés de deux fonds respectifs, à savoir les fonds du côté de l'eau de refroidissement 40, 41 et les fonds du côté de la vapeur 42, 43. Les tuyaux 39 sont rendus parfaitement étanches dans les trous correspondants des fonds 40, 41, 42, 43 par exemple en mandrinant les extrémités des tuyaux et au moyen de gar- nitures spéciales. Le condensat de blocage, c'est-à-dire dans le cas présent, le condensat de réserve sortant du dégazeur 30, remplit les inter- valles entre les fonds 40 et 42 d'un coté et 4143 de l'autre coté.
La pression du condensat de blocage est dans tous les cas supérieure à celle de la chambre de vapeur 44 du condenseur 9, mais elle doit être également supérieure à celle des chambres d'eau 45, 46 et 47 afin d'empêcher, en cas de défaut d'étanchéité du joint des tuyaux de refroidissement dans le fond 40 ou 41 du côté de l'eau, l'eau de refroidissement de pénétrer dans l'inter- valle entre les fonds respectifs 41, 43 et 40, 42, mais au contraire de per- mettre au condensat de blocage de passer de cet intervalle dans la chambre d'eau correspondante Si lss joints des tuyaux de refroidissement dans les fonds 42 ou 43 du côté de la vapeur perdent leur étanchéité, l'eau qui pénètre par des défauts d'étanchéité dans la chambre de vapeur n'est donè pas de l'eau de refroidissement,
mais de l'eau de condensation de réserve, pure, dégazée.
L'éjecteur à vapeur 12 aspire de l'air dans le condenseur 9 par un tuyau de purge d'air 48. Le.mélange de-air et de vapeur arrive dans l'é- changeur de chaleur 11 et y chauffe le condensat sortant du condenseur 90 En sortant de cet échangeur de chaleur 11, l'air s'échappe dans l'atmosphè- re par un tuyau 49, tandis que la vapeur de léjecteur condensée passe par
<Desc/Clms Page number 4>
un séparateur d'eau de condensation 50 et un tuyau 51 dans le condenseur.
Pour compenser les pertes de condensat de l'installation, on épure d'abord, d'une manière connue, de l'eau d'appoint brute dans une in- stallation de préparation de l'eau 52. L'eau épurée arrive ensuite par un tuyau 52a dans un dégazeur en cascade 53, qui est alimenté avec de la vapeur de chauffage par.l'intermédiaire d'un tuyau 54 et d'une soupape ré- gulatrice de pression 55 du dégazeur, par la turbine à haute pression 6 ou, en cas de besoin, par le récipient de démarrage 19. L'air sortant de c dégazeur 53 par un tuyau 56, s'échappe dans l'atmosphère, ainsi que le CO mis en liberté par la décomposition du bicarbonate de sodium sous l'effet de la température élevée du dégazeur.
L'eau d'appoint épurée et dégazée, arrive par un tuyau 57 et la soupape 58 d'alimentation de l'évaporateur du côté secondaire 59 de l'évaporateur 16. L'eau s'y vaporise et la vapeur ar- rive par un tuyau 60 dans le condenseur de buées 15 dans lequel elle se con- dense et arrive par un séparateur d'eau de condensation 61 et un tuyau 62 dans le second réchauffeur 14. Elle s'y mélange avec la vapeur de chauffage condensée de ce réchauffeur 14, et une pompe de retour 63 fait arriver le mélange dans le condensat. La vapeur de chauffage de l'évaporateur 16 est prélevée dans la turbine à haute pression 6 par les tuyaux 54, 64 et 65 et arrive du côté primaire 66 de l'évaporateur 16. La vapeur s'y condense et arrive en passant par un séparateur d'eau de condensation 67 et un tuyau 68 dans le condenseur de buées 15.
Suivant la qualité de l'eau d'alimentation de l'évaporateur, des mesures spéciales sont nécessaires dans certains cas pour obtenir une vapeur secondaire pureo Dans la plupart des cas, il suffit de donner à l'évaporateur des dimensions assez grandes pour que l'évaporateur fonctionne toujours sous faible charge. Cependant, dans certains cas particuliers, surtout si l'eau d'alimentation de l'évaporateur contient du chlorure de sodium, il convient de lui faire su'oir une double distillation, c'est-à-dire qu'on con- dense d'abord la vapeur secondaire dans une seconde installation d'évapora- tion et on l'évapore de nouveau. On peut aussi obtenir de la vapeur secon- daire pure au moyen de dispositifs de lavage des buées de l'évaporateur.
Il est possible de laver les vapeurs des buées avec de l'eau d'alimentation pure (dispositif de la tour de lavage) ou avec le condensat des buées (procédé dit de lavage par barbotage).
Le premier réchauffeur 13 est chauffé par de la vapeur de la turbine à basse pression 7 arrivant par un tuyau 69. La vapeur de chauf- fage condensée arrive en passant par un séparateur d'eau de condensation 70 et le tuyau 51 dans le condenseur 9. Le second réchauffeur 14 est chauf- fé par la vapeur de la turbine à haute pression 6 arrivant par un tuyau 710 La vapeur de chauffage condensée est refoulée par la pompe de retour 63 dans le condensat. Le troisième réchauffeur 17 reçoit sa vapeur de chauffage par les tuyaux 54 et 64 de la turbine à haute pression 6 et la vapeur condensée revient dans le condensat sous Inaction de la pompe de retour 72.
La vapeur de chauffage du quatrième réchauffeur 18 provient de la turbine à haute pres- sion 6 et y arrive par un tuyau 73, la vapeur condensée arrive en passant par un séparateur d'eau de condensation 74 et un tuyau 75 dans le troisième réchauffeur 17, d'où la pompe de retour 72 la fait revenir dans le condensato
L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation repré- sentéo Le condensat de réserve peut être remplacé par tout autre condensat en tant que condensat de blocage dans le condenseuro Le condensat de blocage peut être introduit par exemple tous les jours dans des réservoirs spéciaux communiquant par des tuyaux avec le condenseur. Les réservoirs peuvent comporter des niveaux d'eau en verre ou autres dispositifs indiquant la hau- teur du niveau de l'eau.
Pour que la pression du condensat de blocage soit suffisamment supérieure à celle de l'eau de refroidissement, on peut disposer les réservoirs à condensat de blocage dans une position élevée correspondante pour obtenir la pression statique nécessaire.
<Desc/Clms Page number 5>