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PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONDUITE DES INSTALLATIONS DE PRODUCTION DE
VAPEUR.
L'invention concerne un procédé de conduite des installations de production de vapeur dans lesquelles l'eau ne se vaporise que partielle- ment dans un évaporateur, l'eau non vaporisée se sépare du mélange d'eau et de vapeur et la vapeur séparée de l'eau arrive dans une conduite de vapeur principale. L'invention concerne encore une installation convenant à l'appli- cation du procédé précité.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce qu'on fait passer par circulation forcée une partie au moins de l'eau séparée dans un évaporateur auxiliaire dans lequel l'eau ne se vaporise .de nouveau qu'en par- tie, l'eau résiduelle qui en résulte se sépare de la vapeur et se décante, tandis que la vapeur arrive dans la conduite de vapeur principale. L'instal- lation pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisée par un évapora- teur auxiliaire alimenté par circulation forcée au moins en partie par l'eau séparée de la vapeur principale et un séparateur auxiliaire raccordé à cet évaporateur auxiliaire et comportant un dispositif de purge de l'eau résiduel- le, ainsi qu'une canalisation faisant arriver la vapeur du séparateur auxi- liaire dans la canalisation de vapeur principale.
L'invention permet de purger le fluide moteur d'une installa- tion de production de vapeur des sels qu'il contient dans des conditions éco- nomiques et sans grande dépense de matière et d'argent. Etant donné que la vaporisation auxiliaire de l'eau non vaporisée dans l'évaporateur fait nota- blement diminuer la quantité d'eau à purger,la teneur en humidité de la va- peur produite dans l'évaporateur peut être suffisante pour qu'on obtienne de la vapeur aussi pure que possible. Suivant l'invention, la vaporisation auxi- liaire s'effectue avec circulation forcée, c'est-à-dire en n'utilisant que la différence de¯pression qui existe dans l'installation de production de vapeur.
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En conséquence, le côté de l'entrée de l'évaporateur auxiliaire communique avec un point de l'installation de production de vapeur où la pression est plus forte que du côté de la sortie, ce qui a l'avantage de rendre inutile une pompe de circulation spéciale pour maintenir la circulation du fluide moteur dans l'évaporateur auxiliaire.
De plus, un évaporateur auxiliaire fonctionnant avec circulation forcée a encore l'avantage de pouvoir être dis- posé dans le carneau de fumée en un point quelconque et de n'exiger qu'une faible dépense en matériaux, puisque pour disposer et construire les tubes, on n'a pas besoin de se préoccuper de la circulation de l'eau comme dans le cas de la circulation naturelle, où une partie de la surface de chauffe, c'est-à-dire des tubes descendants, ne doit pas être chauffée du tout, si- non faiblement, pour que la circulation de l'eau s'établisse.
Dans les installations qui comportent un surchauffeur, il con- yient de faire arriver dans la conduite de vapeur principale la .vapeur, pro- duite dans l'évaporateur auxiliaire, en aval d'une partie au moins du sur- chauffeur. On peut ainsi maintenir dans l'évaporateur auxiliaire une circulation du fluide, moteur sans pompe de circulation spéciale, et simplement du fait de la perte de charge qui existe de toute façon dans le surchauffeur ou dans une partie de ce surchauffeur.
Mais on peut aussi faire arriver dans le courant de vapeur principal la vapeur produite dans l'évaporateur auxiliaire, en amont du surchauffeur, mais le débit du courant de vapeur principal doit être étranglé avant le point où se réunissent les deux courants de vapeur, afin de faire naître entre le point d'entrée et le point de sortie de l'éva- porateur auxiliaire- une différence de pression y maintenant la circulation.
Les'installations qui comportent un séparateur d'eau principal peuvent comporter un dispositif automatique qui, dans le cas où la quantité d'eau se séparant dans le séparateur principal est insuffisante, complète l'alimentation de l'évaporateur auxiliaire, afin d'éviter une surchauffe in- acceptable des tubes de l'évaporateur auxiliaire du fait d'une arrivée d'eau insuffisante.
¯ 4.cet effet, on peut mélanger par un tuyau de dérivation de l'eau d'alimentation du générateur de vapeur avec l'eau qui se sépare.dans le séparateur principal. Pour éviter la surchauffe des parois des tubes de l'évaporateur auxiliaire, on peut aussi mélanger par un tuyau de dérivation .de. la'vapeur de l'installation à l'eau se séparant dans le séparateur prin- cipal. En particulier, on peut prévoir un tuyau de dérivation par lequel on pourrait de la vapeur sortant du séparateur principal à l'eau qui se sépare dans ce séparateur.
Sur ce dessin ci-joint, qui repré.sente sous forme schématique des exemples-.de réalisation d'une installation convenant à l'application du procédé suivant l'invention
La figure 1 représente une installation de production de vapeur fonctionnant'avec circulation forcée, dans laquelle le tuyau d'évacuàtion de la'vapeur du séparateur auxiliaire débouche dans la conduite de vapeur prin- cipale entre deux parties du surchauffeur, et
La figure 2 représente une autre installation de production de vapeur fonctionnant à circulation forcée, dans laquelle le tuyau d'éva- cuation de la vapeur du séparateur auxiliaire débouche dans la canalisation de vapeur principale entre un dispositif de réduction de débit et le sur- chauffeur.
Suivant les figures 1 et 2, l'eau d'alimentation refoulée par une pompe 1 dans l'installation de production de vapeur arrive d'abord dans un économiseur 2, dans lequel l'eau subit un. préchauffage, puis dans un éva- porateur 3, dans lequel elle se vaporise à quelques centièmes près en eau rési- duelle enrichie' en sels.
Le. -mélange d'eau et de -vapeur qui sort de l'évapora- teur 3 arrive dans un séparateur principal.4, dans lequel l'eau non vaporisée 5 se sépare du mélange d'eau et de vapeur, et la vapeur 6 séparée de l'eau ar- rive dans une conduite principale de vapeur 7. L'eau 5 séparée dans le sépara- teur principal 4 passe avec circulation forcée dans un évaporateur auxiliaire 8 dans lequel l'eau ne se vaporise de nouveau que partiellement, l'eau rési-
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duelle 9 qui en résulte se sépare de la vapeur 11 dans un séparateur auxili- aire 10 et se décante par une soupape 12, tandis que la vapeur 11 arrive par un tuyau 13 dans la canalisation de vapeur principale 7.
Un émetteur d'impulsions 15, agissant sur une soupape 14, règle automatiquement la quan- tité d'eau sortant du séparateur principal 4 en fonction de la hauteur du niveau d'eau dans ce séparateur. De même;, un émetteur d'impulsions 16, agis- sant sur la soupape de purge 12, règle automatiquement la quantité d'eau dé- cantée en fonction de la hauteur du niveau de l'eau dans le séparateur auxi- liaire 10.
Suivant la ligne 1, le tuyau 13 fait arriver la vapeur sortant du séparateur auxiliaire 10 dans la canalisation de vapeur principale 7, en- tre les deux parties 17 et 18 d'un surchauffeur- Il s'établit ainsi une cir- culation forcée du fluide moteur dans l'évaporateur auxiliaire 8, étant don- né que la partie 17 du surchauffeur est montée en parallèle avec cet évapo- rateur et que par suite la perte de charge dans ledit évaporateur est égale à celle de la partie 17 du surchauffeur. Il n'est cependant nullement indis- pensable de disposer l'évaporateur auxiliaire 8 à côté de la partie 17 dû surchauffeur, mais on peut l'installer en un point quelconque approprié du foyer, dans une zone de chauffage à température plus ou moins élevée.
Pour empêcher les tubes de l'évaporateur auxiliaire 8 de subir un chauffage ex- cessif en raison d'une alimentation insuffisante en provenance du séparateur principal 4, on fait arriver dans l'évaporateur auxiliaire 8 en cas de besoin, c'est-à-dire lorsque la quantité d'eau sortant du séparateur principal 4 est insuffisante ou même nulle, par un tuyau de dérivation 19, de l'eau d'alimen- tation de l'installation de production de vapeur. L'émetteur d'impulsions 15 agissant sur la soupape 20 règle automatiquement la quantité de cette eau d'alimentation en fonction de la hauteur du niveau de l'eau dans le sépara- teur principal 4.
Tant que la quantité d'eau arrivant dans le séparateur principal 4 est suffisante pour alimenter l'évaporateur auxiliaire 8, la soupape 20 reste fermée, mais elle s'ouvre dès que le niveau'de l'eau dans le séparateur principal 4 s'est abaissé à une hauteur inacceptable. En re- vanche, si la quantité d'eau 5 est particulièrement grande, ou si pour d'au- tres raisons, par exemple si la teneur en sels est trop forte, on peut ef- fectuer une purge partielle du séparateur principal 4, par la soupape 21, en n'admettant ainsi dans l'évaporateur auxiliaire 8 que la quantité d'eau restante.
Suivant la figure 2, la vapeur sortant du séparateur auxi- liaire 10 arrive par le tuyau 13 dans la canalisation de vapeur principale 7 entre un diaphragme d'étranglement 22 et un surchauffeur 23. Etant don- né que, d'une part, le tuyau de sortie de la vapeur du séparateur principal 4 aboutit dans la canalisation de vapeur principale avant l'étranglement 22 et le tuyau de sortie de la vapeur du séparateur auxiliaire 10 après ledit étranglement, dans le sens de la circulation, et que, d'autre part, l'entrée de l'évaporateur auxiliaire 8 communique avec le séparateur principal 4 et sa sortie avec le séparateur auxiliaire 10, il existe dans l'évaporateur auxiliaire 8 une perte de charge qui établit une circulation forcée du flui- de moteur dans cet évaporateur.
Le diaphragme d'étranglement 22 peut aussi être remplacé par une soupape de réduction réglable automatiquement, par exemple en fonction de la hauteur du niveau de l'eau dans le séparateur prin- cipal 4. Pour assurer un refroidissement suffisant de l'évaporateur auxili- aire 8 lorsque la quantité d'eau sortant du séparateur principal 4 est nulle ou insuffisante, on fait arriver en cas de besoin dans l'évaporateur auxi- liaire 8 de la vapeur prélevée dans la canalisation de vapeur principale 7 par un tuyau de dérivation 24. Ce résultat est obtenu du fait que, lorsque le niveau de l'eau s'abaisse dans le séparateur principal 4 au-dessous d'u- ne hauteur minimum, l'émetteur d'impulsions 15 provoque l'ouverture automati- que d'une soupape 25 disposée dans le tuyau de dérivation 24.
En revanche, lorsque la quantité d'eau sortant du séparateur principal 4 est suffisante, la soupape 25 reste fermée. La soupape à réglage automatique 25 peut aussi être remplacée par un simple diaphragme d'étranglement, par lequel passe en permanence une faible quantité de vapeur, cependant suffisante pour refroi- dir. l'évaporateur auxiliaire 8.
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L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation repré- sentés. Le générateur de vapeur fonctionnant à circulation forcée pourrait aussi être remplacé par des générateurs d'une antre forme de construction, par exemple des générateurs de vapeur à corps cylindrique. Les séparateurs d'eau peuvent consister en séparateurs centrifuges, ou à cylindre hydrauli- que.