<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention concerne une installation de force motrice à vapeur qui comporte des préchauffeurs d'eau d'alimentation chauffée par les gaz brûlés et par de la va- peur de soutirage. Le préchauffeur d'eau d'alimentation chauf- fé par les gaz brûlés, dit éqonomiseur, a consisté jusqu'à présent en une seule surface de chauffe ou en plusieurs surfaces de chauffe immédiatement contiguës.
Au contraire l'invention est caractérisée en ce que, pour utiliser dans les meilleures conditions l'énergie calorifique contenue dans les gaz brûlés, on partage le préchauffeur d'eau d'ali- mentation chauffé par les gaz brûlés en deux surfaces de chauffe au moins, qui sont réunies entre elles par au moins un préchauffeur d'eau d'alimentation chauffé par de la va- peur de soutirage.
<Desc/Clms Page number 2>
Deux points sont à considérer spécialement dans l'éta- blissement du projet d'un générateur de vapeur pour en obte- nir un rendement aussi élevé que possible. En premier lieu les gaz brûlés quittant le carneau de sortie doivent être re- froidis à une température aussi basse que possible. En second -lieu l'eau d'alimentation doit être préchauffée à une tempé- . rature aussi élevée que possible, c'est-à-dire par des cha- leurs autrement perdues. Le second point est particulièrement important dans les installations de chaudières modernes qui fonctionnent à haute pression, car la température de vaporisa tion y est très élevée. les considérations sur lesquelles est basée l'inven- tion pour remplir ces deux conditions sont faciles à compren- dre d'après la figure 1 du dessin ci-joint.
Cette figure re- présente schématiquement les courbes obtenues en portant en fonction des surfaces de chauffe dans le carneau des gaz brû- lés les valeurs de la température t des gaz brûlés (courbe I), de l'eau d'alimentation (courbe II) et de l'air (courbé III).
L'échelle des abscisses a été modifiée de façon à faire appa- raitre la courbe de la température des gaz brûlés sous forme de ligne droite. Le carneau des gaz brûlés contient plusieurs surfaces dé chauffe, à savoir un préchauffeur d'air A , une première surface de chauffe B d'un réchauffeur d'eau d'ali- mentation à gaz brûlés, une seconde surface de chauffe C d'un réchauffeur d'eau d'alimentation à gaz brûlés et une troisième surface de chauffe D d'un réchauffeur d'eau d'ali- mentation à gaz brûlés. On suppose que les gaz brûlés arri- vent dans le carneau à une température t1, et doivent en sor- tir à une température t2.
Si l'air à préchauffer est à une température t3 à son entrée dans le préchauffeur d'air, les gaz brûlés peuvent être refroidis au maximum de t 4 à t2, puisqu'en raison de la différence entre les chaleurs,spé- cifiques des gaz brûlés et de l'air d'une part et de la dif- férence des quantités de ceux-ci d'autre part, une éléva-
<Desc/Clms Page number 3>
tion de la température de l'air de 1 ne fait diminuer celle - des gaz brûlez que de 0,6 à 0,8 . Si on désirait chauffer l'air à une température de plus de t5 atteignant t6 et re- froidir en conséquence les gaz brûlés entre des limites plus étendues, on aurait besoin d'un préchauffeur d'air de dimen- ,sions infinies.
Le reluidissement des gaz brûlés de t1 à t doit donc s'effectuer par l'eau d'alimentation. Les condi- tions sont alors exactement inverses. Une élévation de 1 de la température de l'eau d'alimentation correspond à un abaissement de celle des gaz brûlés d'environ 2 à 4 . Si on désirait chauffer l'eau jusqu'à la température t7, on pour- rait dans les installations actuelles, refroidir les gaz brû- les. dans l'économiseur théoriquement au plus de t1 à t8. Le préohauffage complémentaire de l'eau d'alimentation de la tem- pérature to de l'eau d'alimentation sortant du condenseur, jusqu'à la température t8 devrait s'effectuer suivant le tra- cé en pointillé au moyen d'un préchauffeur d'eau d'alimenta- tion chauffé par de la vapeur de soutirage.
Les gaz brûlés ne pourraient plus alors être refroidis par le préchauffeur d' air jusqu'à une température t2.
Par contre, si suivant l'invention, on partage le pré- chauffeur d'eau d'alimentation chauffé par les gaz brûlés en au moins deux surfaces de chauffe qui sont réunies par au moins un préchauffeur d'eau d'alimentation chauffé par de la vapeur de soutirage, on peut mettre en harmonie la condition du refroidissement des gaz brûlés et la condition d'un pré- chauffage suffisant de l'eau d'alimentation. L'eau d'alimen- tation subit un préchauffage de la température to à la tempé- rature t9 par de la vapeur de soutirage. La température s'élè- ve encore jusqu'à t10 dans la surface de chauffe B du préchauf- feur d'eau d'alimentation chauffé par les gaz brûlés, Le pré- ohauffage jusqu'à la température de t11 s'effectue encore par de la vapeur de soutirage.
Puis vient la surface de chauffe C du préchauffeur d'eau d'alimentation chauffé par les gaz brûlés.
<Desc/Clms Page number 4>
dans lequel l'eau d'alimentation est chauffée à la tempéra- ture t12, puis un préchauffage à t13 par de la vapeur de sou- tirage et enfin un préchauffage par les gaz boules dans la surface de préchauffage D à la température de l'eau d'ali- mentation t7 qu'on désire. Les gaz brûlés se refroidissent .de t1 à t4 dans les surfaces de chauffe B, 0 et D du pré- chauffeur d'eau d'alimentation chauffé par les gaz brûlés, et par suite le refroidissement complémentaire jusqu'à t2 peut s'effectuer sans difficultés dans le préchauffeur d'air
A.
Ainsi qu'il ressort de la figure 1, il est particuliè- rement avantageux de faire se succéder alternativement, sé- parément ou par groupes, plusieurs surfaces de chauffe de préchauffeur d'eau d'alimentation chauffées par les gaz brû- lés, et des préchauffeurs d'eau d'alimentation chauffés par de la vapeur de soutirage.-Cette intercalation qui dépend des conditions existantes des étages de préchauffage chauffés par de la vapeur de soutirage et par les gaz brûlés permet de réaliser le rendement le plus avantageux de l'ensemble de
1-'installation.
La présente installation diffère ainsi fondamentale- ment d'une-installation connue, dans laquelle, on monte en aval de l'économiseur quelques préohauffeurs d'eau d'alimen- tation chauffés par de la vapeur de soutirage pour obtenir une température de préchauffage finale déterminée.
En raison de la température de préchauffage relative- ment élevée dans les préchauffeurs d'eau d'alimentation à vapeur de soutirage, intercalée entre deux surfaces de chauf- fe de préchauffeurs d'eau d'alimentation à gaz brûlés, il est parfaitement possible dans une installation de force motrice à vapeur qui comporte une resurohauffe simple ou multiple de l'agent de travail déjà détendu en partie dans la turbine, d'accoupler l'étage de resurchauffe à pression maximum de la ' @ turbine avec un préchauffeur d'eau d'alimentation chauffe par
<Desc/Clms Page number 5>
de la vapeur de soutirage. On peut ainsi faire l'économie
EMI5.1
d 1i!l point àe s5'àÎira#ë àeoEàpeur coûteux à Intérieur de la turbine.
On peut même encore accoupler au moins le der- nier préchauffeur d'eau d'alimentation à vapeur de soutirage qui se trouve dans la direction de circulation de l'eau d'a- limentation, avec un étage de la turbine qui se trouve dans la direction de circulation de l'agent de travail en amont de l'étage de resurchauffe à pression maximum. Ces possibi- lités complètement nouvelles'permettent de mieux utiliser que jusqu'à présent des installations de force motrice à va- peur qui comportent une résurchauffe simple et surtout double.
EMI5.2
'Dt atf-tre:g--Dè,rac1féri'st1ques de l'invention'apparat front au cours de la description donnée ci-après d'une forme de réalisation à titre d'exemple de l'invention, représentée sur la figure .2 du. dessin ci-joint.
La chaudière 1 chauffée par le foyer 2 contient les éléments suivants sur lesquels passent successivement les gaz brûlés . l'évaporateur 3, les surchauffeurs 4 et 5, le résur-
EMI5.3
chauffeur 6 et"dans le .¯ ce,rnau de sortie les surfaces de z...... ¯ chauffe 7,8 et 9 du préchauffeur d'eau d'alimentation chauf- fées par les gaz brûlés, ainsi que le préchauffeur d'air 10.
La turbine' se divisa en une- portion haute pression 11 et une portion basse pression 12 et actionne une machine 13 four- nissant du travail. Le fluide moteur qui sort de la turbine
EMI5.4
se condensa dans le condenseur 14 ç..!2L1?0p...,dfe¯n!:: - ., tion 15 le refoule en le faisant passer par la série des pré- chauffeurs 7-9 et 16-19 dans l'évaporateur 3, par l'intermé- diaire du séparateur d'eau 20 dans les surchauffeurs 4 et 5, 'puis le fait revenir dans le' condenseur- en passant par l'étage à haute pression 11, le resurchauffeur 6 et l'étage à basse pression 12.
EMI5.5
- . - La-sri&-:puff#urjg ee-'omposrdes préohauf- @ feurs d'eau d'alimentation chauffée par de la vapeur de soutirage 16, 17, 18 et 19 et du préchauffeur d'eau d'aliment
<Desc/Clms Page number 6>
tation chauffé par les gaz brûlés qui se divise en surfaces de chauffe 7,8 et 9.
Le fluide moteur passe dans les pré- chauffeurs d'eau d'alimentation chauffés par de la vapeur de soutirage 16 et 17, puis dans la surface de chauffe 9 du préchauffeur d'eau dtlimentation chauffé par les gaz brûlés, puis dans la surface de chauffe 8 du préchauffeur d'eau d'a- limentation chauffé par de la vapeur'de soutirage, et enfin dans le préchauffeur d'eau d'alimentation chauffé par de la vapeur de soutirage 15 et la surface de chauffe 7 du pré- chauffeur d'eau d'alimentation chauffé par les gaz brûlés. On remarquera que la vapeur de soutirage du préchauffeur 13 provient de l'étage de resurchauffe 21 de la turbine, dans lequel la pression est relativement forte et que la vapeur de soutirage du préchauffeur 19 provient d'un étage 22 de la turbine, dans lequel la pression est encore plus forte.
Toutes les variantes de l'invention ne peuvent être représentées dans l'exemple de réalisation choisi, Par exem- ple l'invention est particulièrement avantageuse dans les installations à resurchauffe double. La position de la pompe d'eau d'alimentation 15 et des éléments éventuels tels que le réservoir d'eau d'alimentation, le dégazeur, le réservoir de démarrage, etc. peut être choisie à volonté dans la série des réchauffeurs d'eau d'alimentation et son choix dépend des conditions existantes.