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La présente invention a pour objet un procédé d'exploitation d'un générateur de vapeur fonctionnant à une pression et une température supérieures à un. niveau critique. L'invention a en outre pour objet un dispositif; destiné à la mise en oeuvre de ce procédé.
Le procédé est caractérisé par le fait que la pression du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire du générateur de vapeur est maintenue au moins au niveau critique, même en dehors du fonctionnement à effet utile de ce générateur. Selon une.., caractéristique - de l'invention @@@ pares- sion du fluide moteur, refoulé à travers le système tubulaire, peut déjà être maintenue au niveau critique au moins avant la mise en marche du chauf- fage. Il peut être à recommander pendant le réchauffage préalable du géné- rateur de vapeur de maintenir constamment la pression du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire à un niveau au-dessus du niveau cri- tique à la sortie du surchauffeur.
Il peut être avantageux aussi, pendant le réchauffage préalable du générateur de vapeur, d'amener progressivement à la pression de fonctionnement voulue la pression à la sortie du surchauf- feur du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire. L'apport du fluide moteur nécessaire au générateur de vapeur peut., de préférence, être influencé par la pression régnant à la .sortie du système tubulaire du générateur de vapeur.
Le dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé peut pré- senter une soupape de décharge disposée à l'extrémité du système tubulaire du générateur de vapeur et servant à maintenir la pression voulue. En aval de cette soupape de décharge il peut, en être monté une seconde servant à soulager la première. Le dispositif peut de plus être constitué de façon qu'une soupape de décharge au moins soit évitée par une conduite pourvue d'un dispositif qui ne serve à maintenir la pression voulue qu'en dehors de la marche à effet utile du générateur de vapeur. Le dispositif peut être de préférence équipé d'un moyen servant à mesurer la pression régnant dans le système tubulaire à la sortie du générateur de vapeur et qui influence l'arrivée de l'eau d'alimentation au générateur.
Grâce à ce moyen destiné à mesurer la pression on peut également agir sur le chauffage du générateur de vapeur.
On sait que les bulles de vapeur qui se forment ordinairement dans le système tubulaire au cours de la mise en marche d'un générateur de vapeur agencé pour une pression et une température hypercritiques sont souvent la -cause de pertubations susceptibles d'influencer d'une manière très fâcheuse par exemple le mélange ou la séparation du fluide moteur dans les communications transversales ou collecteurs des différentes tuyauteries.
Or, on a constaté que les inconvénients qui en résultent peuvent être évités d'une simple façon en rendant impossible la présence de deux phases @ du fluide moteur et en assurant ainsi en tout cas la stabilité de la répartition du fluide moteur dans le système tubulaire du générateur de vapeur.
On peut y arriver du fait que, selon les caractéristiques du procédé suivant l'invention, la pression du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire du générateur est maintenue au minimum au niveau critique même en dehors de la marche à effet utile.
On se rendra compte également des caractéristiques de l'invention d'après la description donnée ci-après ainsi que d'après les figures qui représentent schématiquement, à titre d'exemples), des possibilités de mise en oeuvre de l'invention des montages d'installations de production de vapeur,
Sur la figure 1,1 désigne le réservoir par lequel le générateur de vapeur 4 est alimenté en passant par la pompe d'alimentation 2 et la soupape régulatrice 3.
La vapeur produite dans le générateur à pression supérieure à la pression critique et à température plus élevée de façon
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correspondante, est amenée, en passant par la conduite 6 pourvue de l'organe de fermeture 5 au récepteur à effet utile, la turbine 7 par exemple, et revient de là par la conduite 8 et après traversée du condenseur 9 dans le réservoir 1 en passant par la pompe 10 et la conduite 11.
Une conduite de dérivation 13 pourvue d'une soupape de décharge 12 part de l'extrémité de la zone de surchauffage du générateur de vapeur et débouche dans le réservoir 1. En outre à partir de l'extrémité de la zone de surchauffage se détache encore, parallèlement à la soupape de décharge 12 de la conduite 13, une conduite 15 équipée d'une soupape de décharge 14, conduite qui évite la soupape 12 et débouche dans la conduite de: dérivation 13 en aval de cette soupape. La référence 16 désigne la conduite d'égalisation de la pression allant du réservoir 1 au condenseur 9 ; cette conduite est munie comme d'ordinaire d'une soupape de décharge 18 commandée par un dispositif de mesure 17; L'agent réfrigérant du condenseur 9 lui est amené par la conduite 19.
Les installations de production de vapeur représentées sur les figures 2 et 3 font apparaître des variantes par rapport à l'installation représentée à la figure 1. C'est ainsi qu'à la figure 2 il n'existe pas de conduite évitant la soupape de décharge 12. En revanche, une seconde soupape de décharge 20 est montée dans la conduite de dérivation 13 derrière la soupape de dérivation 12. On voit aussi sur cette figure le dispositif de mesure, 21,ou 22, correspondant à chacune des soupapes de décharge; la pression régnant avant les soupapes de décharge peut être mesurée par un dispositif au moyen des conduites 23 et 24. Les valeurs mesurées peuvent influencer de façon appropriée les soupapes de décharge comme impulsions régulatrices, en passant par les conduites 25 ou 26.
Dans l'installation représentée à la figure 3, un dispositif d'étranglement 27 composé d'un ou de plusieurs diaphragmes est placé dans la conduite de by-pass 15 à la place de la soupape de décharge 14 selon la figure 1 ; en amont de ce dispositif d'étranglement 27 se trouve un dispositif de fermeture 28 qui peut être manoeuvré à la main ou automatiquement. La pression régnant dans la conduite 6 qui vient de la sortie de la chaudière est transmise en passant par la conduite 29 à l'instrument de mesure 30 qui transmet les impulsions régulatrices correspondantes à la soupape de réglage de l'eau d'alimentation 3 en passant par la conduite 31.
Afin de satisfaire à cette exigence que la pression du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire du générateur de vapeur soit maintenue au moins au niveau critique, même en dehors du fontionnement à effet utile, la mise en marche se fait par exemple de.telle façon que, la soupape 5 étant fermée, le fluide moteur, par exemple, l'eau des métaux liquides ou autres matières appropriées telles que des mélanges de composés diphénylés ou du bromure d'antimoine, est d'abord mis en circulation par la pompe d'alimentation dans le système tubulaire du générateur de vapeur, tandis que l'on veille par des dispositifs, soupape de décharge ou diaphragmes, par exemple, à ce que, dès avant la mise en marche du chauffage, la pression soit amenée à un niveau supérieur au niveau critique dans l'ensemble du système tubulaire du générateur de vapeur,
y compris ou non compris les surchauffeurs. Ce n'est seulement qu'après dépassement de la pression critique que le chauffage est alors allumé. Dans l'exécution de ce procédé, il est impossible que se forment les bulles de vapeur qui constituent principalement les causes de graves inconvénients dans le fonctionnement de la chaudière avec les procédés de mise en marche utilisés jusqu'à présent. De plus, un avantage très important du procédé suivant l'invention réside déjà en ce seul fait que la disposition des surfaces de chauffe est facilitée dans la mesure où il n'y a plus à redouter la formation de bulles de vapeur et que les problèmes de mélange et de séparation dans les collecteurs ou communications transversales des différentes tuyauteries qui s'y rattachaient naguère deviennent sans objet.
In en résulte de grande libertés dans la construction d'installations de production de
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vapeur.
Pendant le réchauffage préalable du générateur de vapeur, la pression du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire est de préférence constamment maintenue à un niveau supérieur à la pression criti- que à la sortie du surchauffeur. Il peut aussi se révéler avantageux dans bien des cas d'amener progressivement, au cours de l'opération de mise en marche, la pression du fluide moteur refoulé à travers le système tubulaire à la pression voul de marche à la sortie du surchauffeur. Ce procédé se révèle particulièrement avantageux lorsqu'on doit mettre en marche par exemple un générateur de vapeur fonctionnant en marche à effet utile normale à une pression sensiblement critique ou un peu inférieure.
Pour assurer en pareil cas, également la stabilité de la répartition du fluide moteur, on produit d'abord une pression supérieure à la pression critique dans le système tubulaire et l'on règle ensuite progressivement la pression à la sortie du surchauffeur à la pression de marche voulue pendant le réchauf- fage qui a lieu ultérieurement.
L'arrivée du fluide moteur destiné au générateur de vapeur peut être influencé à l'aide de dispositifs appropriés avec lesquels la pres- sion régnant à la sortie du système tubulaire du générateur de vapeur peut être surveillée. C'est ainsi, par exemple, que la quantité d'eau d'alimen- tation à introduire peut être réglée par l'intermédiaire de la soupape ré- gulatrice d'eau d'alimentation. L'apport des garanties de combustible peut etre réglé de manière analogue. Le nouveau procédé peut être utile aussi de façon correspondante pour arrêter le générateur de vapeur.
Pour obtenir les effets avantageux découlant de l'invention, la pression dans le système tubulaire doit être maintenue à un niveau supérieur à la pression critique tant qu'il est amené de la chaleur au système tubuas@rec ou que le contenu calorifique de l'installation de production de vapeur est encore inadmissi- blement élevé.
Le maintien de la pression supérieure à la pression critique, important pour la stabilité de la répartition du fluide moteur peut être provoquée . ainsi qu'il ressort du dessin, la soupape 5 étant fermée, uni- quement par la soupape de décharge 12 de la conduite de dérivation 13 par exemple. Cette soupape s'usant d'ordinaire très vite par suite des notables différences de pressions qui s'établissent sur-ses deux faces en cours de marche, il est avantageux de la soulager par une seconde soupape de décharge 20 (figure 2) montée en aval de la première.
Par un réglage approprié de ces soupapes dont l'actionnement est placé sous l'influence des dispositifs de mesure de la pression, 21 et 22 respectivement, il est possible d'établir entre les deux soupapes une chute de pression relativement faible qui a pour conséquence de ménager avantageusement la soupape montée en amont. De ce fait, celle-ci peut remplir plus longtemps son office d'organe de ferme- ture hermétique que la soupape montée en aval qui est soumise à de fortes érosions et avaries par suite de la grande chute de pressions jusqu'à la pression régnant dans le réservoir 1.
Toutefois, en vue de soulager la soupape de décharge 12; celle-ci peut aussi être évitée par une conduite 15. qui est-pourvue d'un .dispositif de fermeture, par exemple, une soupape de décharge 14 ou un diaphragme 27 avec dispositif de fermeture 28 (figure 1 et 3) monté en amont et, le cas échéant, actionné à la main ou automatiquement. Ces dispositifsde ferme- ture doivent remplir leut office qui est de maintenir la pression jusqu'à ce que cesse le fonctionnement à effet utile du générateur de vapeur. Lors- que ceci a lieu, on les ferme progressivement et la soupape de décharge 12 assume alors le rêle de soupape régulatrice pour la dérivationo Si au lieu d'un seul diaphragme on en utilise plusieurs montéss à la suite l'un de l'autre, cette mesure augmente en général la durée des différents diaphra- gmes.
Il peut être avantageux parfois d'éviter au moyen de la conduite 15 et ses organes de fermeture, non seulement la soupape de décharge 12 mais
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encore la seconde soupape de décharge 20 montée en aval de la première en vue de prolonger la durée de cette soupape 20 (figure 2).
Ainsi que l'indique la figure 3. l'arrivée du fluide moteur, eau d'alimentation ou combustible, par exemple, nécessaires à un moment donné peut être Influencée par l'intermédiaire du dispositif de mesure 30 qui est en communication avec la sortie du système tubulaire du générateur de vapeur par la conduite 29, et par la conduite 31, avec la soupape régulatrice de l'eau d'alimentation 3 par exemple. La transmission d'impulsions, du dispositif de mesure 30 à l'alimentation du foyer en combustible, est également possible de manière correspondante. La pression dans le système tubulaire peut ainsi être maintenue au niveau voulu par modification de l'apport de fluide moteur ou de combustible dans le sens voulu.