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CIRCUIT D'UTILISATION DE VAPEUR AVEC RECUPERATION DES EAUX CONDENSEES
CHAUDES.
La présente-invention est relative à un circuit d'utilisation de vapeur avec récupération des eaux condensées chaudes, comprenant des appareils d'utilisation de vapeur avec récupération des eaux condensées chaudes, comprenant des appareils d'utilisation travaillant dans des conditions différentes de pression et/ou de température,des moyens étant prévus pour réinjecter, dans le générateur de vapeur, les eaux condensées chaudes recueillies.
On a déjà proposé de supprimer les purgeurs d'une installation marchant à la vapeur et travaillant à une pression uniforme et de recueillir les eaux condensées chaudes par simple gravité dans un collecteur fermé sous pression. On peut alors, au moyen d'une pompe, réinjecter l'eau condensée chaude dans la chaudière, ce qui permet de réaliser un circuit fermé sans perte de vapeur èt d'eau. Ce genre de récupération par gravité n'est pas toujours applicable, d'abord parce que beaucoup d'usines sont de plainpied et les différences de niveau nécessaires pour recueillir les eaux par gravité n'existent pas; en outre, dans beaucoup d'installations, on utilise des pressions différentes, ce qui exclut le genre de récupération précitée.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, dans le circuit d'utilisation de vapeur selon l'invention, il est prévu une conduite d'amenée de l'eau chaude de condensation d'au moins un des appareils d'utilisation précités, dans au moins un collecteur avec chambre de vapeur, une conduite de prélèvement de vapeur reliant cette chambre à un autre des appareils 'd'utilisation précités travaillant à une pression et/ ou une température inférieures à celles du premier appareil mentionné, des moyens de réglage du débit de vapeur prélevée et de celui de la quantité d' eau de condensation admise étant prévus., afin de créer, dans le collecteur, la dépression nécessaire pour assurer l'amenée de l'eau de condensation dans ce collecteur.
Selon un autre objet de l'invention, il est prévu plusieurs collecteurs d'eau chaude de condensation correspondant à certains au moins des
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appareils d'utilisation précités, l'eau chaude d'un de ces collecteurs étant amenée sous l'action d'une pompe de reprise au collecteur correspondant à un autre appareil d'utilisation qui travaille à une pression et/ou une température plus élevées que celles de l'appareil d'utilisation du premier collecteur considéré, l'eau chaude du dernier collecteur ainsi relié à un précédent contribuant à la génération de vapeur.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire, description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif et avec référence aux dessins annexés qui représentent deux formes de réalisation des objets de l'invention
La figure 1 est une vue schématique d'un premier circuit conforme à l'invention.
La figure 2 est analogue à la figure 1 et se rapporte à un autre circuit.
Dans les deux figures les mêmes notations de référence désignent des éléments analogues ou remplissant des fonctions analogues.
Le circuit d'utilisation de vapeur représenté à la figure 1 comprend une chaudière 1 fournissant de la vapeur à 12 kg. par cm2 par exemple Cette vapeur est utilisée dans un circuit comprenant des appareils d'utilisation travaillant à des pressions différentes. Pour ne pas surcharger le dessin,on n'a pas représenté les conduites d'alimentation de vapeur de ces appareils, ni ces appareils eux-mêmes. On a cependant indiqué les conduites par lesquelles les eaux de condensation chaudes sont recueillies.
On a supposé qu'un premier groupe de trois appareils d'utilisation emploie de la vapeur à une pression absolue de 9 kg. par cm2. Les eaux de condensation chaudes de ces trois appareils sont amenées par des conduites 2 à un collecteur 3. Un autre groupe de quatre appareils d'utilisation travaillant avec de la vapeur à 6 kg. par cm2 correspond aux conduites 4 par lesquelles les eaux de condensation chaudes sont amenées dans un collecteur 5 possédant une chambre de vapeur 6. De même quatre autres appareils d'utili- sation travaillant avec de la vapeur à 2 kg. par cm2 a des eaux de condensation qui par les conduites 7 sont amenées dans un collecteur 8 avec chambre de vapeur 9.
En prélevant, par une conduite 10, la vapeur se trouvant dans la chambre 6 pour l'utiliser dans les appareils du troisième groupe qui emploient de la vapeur à 2 kgo par cm2, donc à une pression inférieure à celle qui règne dans la chambre 6, on crée une auto-vaporisation, donc une dépression relative qui provoque un appel des eaux de condensation, par les conduites 4, vers le collecteur 5 même lorsqu'il n'existe pas de différence de niveau entre ce collecteur et les points d'évacuation des eaux de condensation. chaudes. De même la vapeur de la chambre 9 peut être prélevée par une conduite 11 pour être utilisée par exemple à la pression atmosphérique.
Encore une fois l'utilisation se faisant à une pression plus faible, on aura une auto-vaporisation et une dépression relative qui provoquera un appel des eaux dans le collecteur 8. Pour assurer la circulation des eaux de condensation chaudes dans de bonnes conditions, donc pour régler la dépression relative qui se crée, on prévoit des vannes, telles que 12, sur les conduites d'amenée d'eaux de condensation et des vannes, telles que 13, sur les conduites de prélèvement de vapeur. En outre pour contrôler la situation, on prévoit des regards, tels que 14, sur les conduites 4 et 7 servant à l'amenée d'eaux chaudes de condensation.
On pourrait, bien entendu, prévoir également, sur le collecteur,.
3, une chambre de vapeur telle que 6 ou 9 et prélever la vapeur de cette dernière pour l'utiliser par exemple dans les appareils employant de la vapeur à 6 kg.par cm2 .
Les eaux des collecteurs 3, 5 et 8 peuvent être reprises séparément par des pompes pour les réinjecter dans la chaudière 1. On peut encore cependant utiliser, comme indiqué ci-avant, les propriétés de la vapeur en
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contact avec une source froide en reprenant l'eau du collecteur à la pres- sion la plus basse pour la réinjecter dans l'eau d'un collecteur à pression plus élevée. C'est ainsi que l'eau chaude du collecteur 8 est admise, par une vanne 15, dans un réservoir 16, d'où elle est reprise par une pompe 17 pour être réinjectée dans un réservoir 18 auquel est amenée, d'autre part, par une vanne 19, l'eau du collecteur 5.
L'eau condensée à 2 kg. par cm2 est à une température de 119 tandis que l'eau condensée à 6 kg. par cm2 est à une température de 158 . Le mélange des deux eaux donne une température dé- pendant évidemment des volumes des eaux mélangées mais qui sera toujours can- prise entre les températures précitées. Supposons que cette température soit de 1510 ce qui correspond à une tension de vapeur de 5 kg. par cm2.
Il naît donc, entre le réservoir 18 et le collecteur 5, une dépression re- lative qui contribuera à la circulation de l'eau condensée, c'est-à-dire à son amenée ¯par les conduites 4.
- Une pompe 20 reprend l'eau du réservoir 18 pour l'amener à un réservoir 21. dans lequel est admis, d'autre part, par une vanne 22, l'eau du collecteur 3. Le même phénomène se reproduit et la dépression qui est créée entre le réservoir 21 et le collecteur 3 assure l'amenée de l'eau condensée par les conduites 2, bien que l'on n'ait pas prévu, sur le col- lecteur 3, de chambre de vapeur. L'eau du réservoir 21 est alors amenée à une bâche générale 23 pourvue d'un dégazeur 24. Cette eau est reprise par des pompes 25 pour être réintroduite dans la chaudière 1. On peut éven- tuellement prévoir une pompe 26 uniquement pour assurer la circulation à la mise en marche On monte utilement en 27 une vanne de réglage du débit d'eau condensée chaude.
A la figure 2, on a représenté une installation utilisant de la vapeur à une seule pression mais à des températures différentes.Les chaudières 1 fournissent de la vapeur à 4 kg. par cm2 qui est admise dans des appareils d'utilisation 29 marchant tous à la pression de 4 kg. par cm2. Les eaux de condensation des appareils 29 sont reprises séparément, par des conduites 30, pour être admises., par des vannes 31, dans un collecteur 37 avec chambre de vapeur 38. Des regards 32 permettent de vérifier l'écoulement des eaux condensées* La température des eaux de condensation à leur sortie des appareils 29 est de 143 , puisque la pression est de 4 kg. par cm2.
La conduite 28 alimente également un autre appareil d'utilisation 40, qui a été supposé divisé en deux parties. Il peut par exemple s'agir d'un séchoir dont la première partie du serpentin, en l'occurrence 40, utilise de la vapeur à une pression de 4 kg. par cm2. Les calories empruntées par le séchage ont pour effet de condenser partiellement cette vapeur. Une pompe de reprise 42 permet d'amener uniquement l'eau du serpentin 40 dans la seconde partie de l'appareil d'utilisation qui est formée d'un serpentin 41, qui est donc alimenté par une eau à une température de 143 . Cette eau se refroidit et est portée par exemple à une température de 120 .
Elle est alors réînjectée., par une conduite 39 et une vanne 43, dans le collecteur 37, ou plus exactement dans la chambre de vapeur 38 de ce dernier. La pression de l'eau qui est réinjectée dans le collecteur 37 est de 4 kg. par cm2, ou mème plus, car la vanne 43 peut être partiellement obturée de manière à limiter le débita ce qui tend à augmenter la pression de la conduite 39.
L'eau refroidie à 120 , et pénétrant dans la chambre de vapeur 38, provoque une condensation de la vapeur et un mélange des deux eaux, l'une à 1200., l'autre à 143 . Il y a donc une diminution de température de l'eau dans le collecteur 37 - cette température étant par exemple portée à 143 - ce qui correspond à une tension de vapeur de 3 kg. par cm2. La pression diminue donc dans le collecteur 37, et il se crée., par rapport aux appareils 29, une dépression relative qui assure la circulation des eaux condensées chaudes depuis les appareils 29 jusqu'au collecteur 370
Les eaux de ce collecteur sont reprises à travers une vanne 33 dans un réservoir 34, d'où elles sont ramenées, par une conduite 35 et une
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pompe 36, aux chaudières 1.
On a donc réalisé un circuit fermé permettant la récupération des eaux condensées chaudes, sans perte appréciable de calories.
La pompe de reprise 42 a été placée entre les deux portions de l'appareil d'utilisation 40-41, mais suivant la nature de cet appareil on pourrait être amené à la placer à la sortie de l'appareil d'utilisation, donc entre celui-ci et le collecteur 37. Cependant il faut que cette pompe reprenne de l'eau à une température inférieure à la température de vaporisation correspondant à la pression utilisée dans le circuit considéré. La portion 41 de l'appareil d'utilisation 40-41 joue en somme le rôle d'un collecteur d'eau de condensation. Suivant les circonstances un collecteur séparé peut éventuellement être prévu.
Il peut se faire qu'à la sortie de l'un ou l'autre appareil d'utilisation l'eau de condensation contienne des impuretés qui rendent cette eau impropre à son retour vers le générateur de vapeur. Dans ce cas, on peut néanmoins utiliser les calories que contiennent encore de telles eaux de condensation en les amenant dans un échangeur de chaleur qui contient de l'eau froide amenée sous pression. Cette eau s'échauffe au contact des eaux de condensation précitées et cette eau ainsi échauffée peut alors être injectée dans le générateur de vapeur.
C'est ainsi que dans le schéma de la figure 2 on pourrait amener l'eau de condensation chaude à un échangeur de chaleur, représenté en traits mixtes et désigné par 44, cette eau étant alors évacuée, après refroidissement, par une conduite 45, la pompe 36 étant alors superflue. De l'eau froide serait bien entendu amenée sous pression, par une conduite 46, dans l'échangeur de chaleur 44, d'où elle serait reprise par une conduite 47 pour être ramenée aux chaudières 1.
La même disposition pourrait du reste être prévue dans un cir- cuit d'utilisation conforme à la figure 1.
On a donc décrit en fait trois systèmes de récupération pos- sibles. En effet dans l'installation de la figure 1, on assure la circulation des eaux de condensation chaudes, d'ure pare, par les prélèvements de vapeur faits dans les chambres de vapeur des collecteurs et, d'autre part, par l'amenée des eaux de condensation contenues dans le collecteur d'un réservoir., tel que 16, dans le suivant., tel que 18. Enfin, à la figure 2, on se sert non plus de différences de pression mais de différences de température, pour amener encore une fois les eaux de condensation du collecteur d'un appareil d'utilisation dans le collecteur d'un autre appareil d'utilisation qui travaille à une température plus élevée que le premier.
Cependant les trois solutions dérivent d'un même principe qui est celui de la mise de la vapeur en contact avec une source froide, ce qui correspond à une diminution de température et/ou de pression, donc à un appel des eaux de condensation chaudes.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux deux formes de réalisation décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir de la portée du présent brevet. La solution à adopter dépendra évidemment des conditions locales, c'est-à-dire des nécessités d'utilisation de la vapeur pour les divers appa- reils considérés.
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