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La présente invention se rapporte à une centrale d'énergie à va- peur comportant un circuit d'un agent de fonctionnement passant par un gé- nérateur de vapeur à circulation forcée, une machine motrice à vapeur par- tagée en deux étages de pression au minimum, un resurchauffeur intercalé entre deux étages de pression, et un condenseuro L'invention est caracté- risée par deux dispositifs de prélèvement d'agent de fonctionnement dont l'un est raccordé au système tubulaire du générateur de vapeur dans la ré- gion de transformation située entre la zone où l'agent de fonctionnement est liquide et la zone où il est sous forme de vapeur surchauffée, et le se- cond à l'extrémité de ce système tubulaire, et, en outre, par des systèmes de conduites d'évacuation de deux genres raccordés à ces dispositifs de pré- lèvement,
dont le premier système revient au circuit d'agent de fonction- nement, par mise en parallèle des deux dispositifs de prélèvement, tandis que le second système relie en série le premier dispositif de prélèvement avec le second, et aboutit hors du second en un point extérieur au circuit.
Dans un développement de l'invention, il peut être disposé dans le second système de conduites d'évacuation, en aval du second dispositif de prélève- ment, un séparateur d'où d'une part la vapeur séparée est amenée à l'agent de fonctionnement en un point en aval de sa sortie de la machine motrice et en amont de sa rentrée dans le générateur de vapeur, et d'autre part, l'eau séparée est envoyée en un point extérieur au circuit.
Il peut aussi être avantageux de faire aboutir le second système de conduites d'évacuation, extérieurement au circuit, à l'installation de préparation de l'eau, d'où l'eau préparée est ramenée dans le circuit. Il peut en outre être préférable d'amener au circuit, en un.point en amont du resurchauffeur, la vapeur séparée dans le second dispositif de prélèvement.
Dans les systèmes de conduites d'évacuation peuvent être disposés des orga- nes de réglage qui, réglés d'après les données de fonctionnement, détermi- nent la quantité d'agent de fonctionnement à évacuer. Au moyen des organes de réglage prévus dans le premier système de conduites d'évacuation, la quantité d'agent de fonctionnement à évacuer peut être réglée d'après les données du fonctionnement pendant la mise en marche ou un fonctionnement anormal de la centraleo Il peut aussi être avantageux de régler la quanti- té de liquide ébouée hors du circuit,
au moyen d'organes de réglage dispo- sés dans le second système de conduites d'évacuation et qui sont réglés d'après les données de fonctionnement pendant la marche de régimeo
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront aussi du dessin et de la description ci-après, dans laquelle sont expliqués des exem- ples de possibilités de réalisation de l'invention en regard des schémas de montage représentés sur le dessin.
La figure 1 représente le schéma de montage d'une centrale d'é- nergie à vapeur fonctionnant à pression hypocritiqueo A la figure 2 est reproduit le schéma de montage d'une centrale d'énergie à vapeur fonction- nant à pression hyper-critique.
Sur les deux figures, les mêmes dispositifs sont pourvus des mê- mes références, La référence 1 désigne le générateur de vapeur à circula- tion forcéeo La machine motrice à vapeur, divisée en deux étages de pres- sion, est désignée par 2 et 3. La référence 4 désigne la génératrice action- née par la machine motrice. La référence 5 désigne le resurchauffeur inter- calé entre les deux étages de pression. Le condenseur est désigné par 6, la pompe à eau d'alimentation par 7, et l'économiseur par 8.
Suivant la figo 1, l'agent de fonctionnement arrive au moyen de la pompe à eau d'alimentation 7 à l'économiseur 8 du générateur de vapeur et de là à la surface de chauffe de vaporisation 9. De cette surface de
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chauffe, l'agent de fonctionnement s'écoule vers le dispositif de prélève- ment 10. De là, une partie de l'agent de fonctionnement arrive en passant par la conduite 11 à la partie de surchauffage 12, et de là, par la condui- te 13 qui est équipée des vannes de réglage habituelles 14, à l'étage de haute pression 2 de l'installation de turbine. La vapeur quittant l'étage de haute pression est amenée par la conduite 15 au resurchauffeur 5 et de celui-ci, en passant par l'étage à basse pression 3 de la machine motrice et la conduite 16, au condenseur 6.
La communication entre le condenseur et la pompe à eau d'alimentation 7 est établie au moyen de la conduite 17 comportant la pompe 18 et du réservoir d'eau d'alimentation 19.
Dans le dispositif de prélèvement 10 qui est constitué en sépara- teur d'eau de chaudière, l'agent de fonctionnement venant de la surface de chauffe de vaporisation 9 est séparé en eau et en vapeur. L'eau séparée quitte le dispositif de prélèvement en passant par la conduite 20 qui est en communication avec un second dispositif de prélèvement 21. Dans la con- duite 20 est prévue une vanne de réglage 22 dont l'ouverture est réglée par le premier dispositif de mesure du niveau de l'eau 23 pour un niveau d'eau relativement bas à hauteur limitée dans le dispositif de prélèvement 100 Le conducteur d'impulsions de ce dispositif de mesure est désigné par la référence 24. Entre l'organe de réglage 22 et la sortie du dispositif de prélèvement 10 est disposé un clapet de retenue 25.
De la conduite de sor- tie 20 se détache encore, entre le clapet de retenue et le dispositif de prélèvement, une conduite 26 qui mène au condenseur 6 en passant par un ré- frigérateur, par exemple un dispositif à injection 26a. Il est également prévu, dans la conduite 26, un organe de réglage 27 dont le fonctionnement est déterminé par un second dispositif de mesure du niveau de l'eau 28 pour un niveau de l'eau relativement assez élevé dans le dispositif de prélève- ment 10, par l'intermédiaire d'un conducteur de transmission des impulsions 290
L'agent de fonctionnement arrivant par la conduite 20 dans le -dispositif de prélèvement 21 est encore séparé en vapeur et en eau dans ce dispositif qui est de préférence constitué en réfrigérateur de mise en mar- che,
et dans lequel règne une pression plus basse que dans le dispositif de prélèvement 10. La vapeur ici séparée s'écoule par la conduite 30 dans la conduite 15 qui mène au resurchauffeur 5. Le côté sortie du resurchauffeur est raccordé de préférence par la conduite 15a pourvue d'un organe de fer- meture, au réfrigérateur à. injection 26a, L'eau séparée dans le dispositif de prélèvement 21 est amenée, en passant par la conduite 32 pourvue d'un organe de fermeture 31, au récipient d'évaporation 33.
L'ouverture de l'organe 31 est influencée par le premier dispositif de mesure du niveau de l'eau 34 pour un bas niveau d'eau à hauteur limitée du dispositif de prélèvement 21, par l'intermédiaire du conducteur de transmission des im- pulsions 35' Entre l'organe de réglage 31 et le dispositif de prélèvement 21 est prévu ici aussi un clapet de retenue 36. De la conduite 32 se dé- tache encore entre le clapet de retenue et le dispositif de prélèvement, la conduite 37 qui débouche dans la conduite 26 menant au condenseur 60 La conduite 37 est également équipée d'une vanne de réglage 38 qui est ré- glée en fonction d'un appareil de mesure du niveau de l'eau 39 pour un ni- veau de l'eau plus élevé de ce dispositif de prélèvement, par l'intermédiai- re du conducteur de transmission des impulsions 40.
L'agent de fonctionnement entrant dans le réservoir d'évaporation 33 en passant par la conduite 32 y est encore une fois séparé en vapeur et en eau et la partie vapeur est amenée, en passant par la conduite 41, dans le réservoir d'eau d'alimentation 19 ou dans un réchauffeur 19a. L'eau contenant des sels évacuée du réservoir d'évaporation 33 en passant par le diaphragme 42 peut être amenée à une installation de dessalage non figurée
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ici, après la traversée de laquelle cette eau est ramenée à l'état dessalé au circuit de l'agent de fonctionnement au point convenable.
Pendant la marche normale de la centrale d'énergie à vapeur, les vannes 22 et 31 des dispositifs de prélèvement 10 et 21, influencées res- pectivement par les appareils de mesure 23 et 34 assurent l'évacuation de l'eau séparée dans ces deux dispositifs de prélèvemento La vanne 22 re- çoit un débit tel qu'elle amène au dispositif de prélèvement 21, par la con- duite 20, environ 4 % de l'agent de fonctionnement circulant en marche nor- male, 1/3 environ de cette quantité s'évaporant. Cette vapeur est ramenée dans le circuit en passant par le resurchauffeur. L'eau recueillie dans le dispositif de prélèvement 21 est conduite dans le réservoir d'évapora- tion 33 et la vapeur séparée dans celui-ci parvient dans le réservoir d'eau d'alimentation.
Il convient de ramener au moins une partie de l'eau d'é- bouage recueillie dans le réservoir d'évaporation 33, en passant par le dia- phragme ou dispositif régulateur de l'écoulement 42, dans l'installation de préparation ou de purification de l'eau d'alimentation, par exemple une installation de dessalage total, et de l'y dessaler. Du fait de cette éva- poration répétée et du fait que la chaleur de l'eau évacuée de l'installa- tion est ramenée dans le circuit à un étage aussi élevé que possible, on parvient à améliorer notablement le fonctionnement économique de toute 1'installation.
Lors de la mise en marche et à faible charge, ou en marche anor- male, il est recueilli une quantité d'eau beaucoup plus grande dans les dis- positifs de prélèvement. Il n'est pas indiqué d'évacuer une pareille quan- tité d'eau par la voie habituelle pour la marche normale, parce que, du fait de la grande quantité de vapeur alors constituée dans le dispositif de prélèvement 21, la température en amont du resurchauffeur pourrait être par trop abaissée, et que, d'autre part, le réservoir d'eau d'alimentation dans lequel débouche finalement la plus grande partie de l'agent de fonc- tionnement évacué sous la forme liquide du dispositif de prélèvement 21, devrait être pourvu de trop grandes soupapes de sûreté ou autres moyens ap- propriés pour évacuer la vapeur exhalée.
Pour éviter cela, les vannes 27 et 38 montées dans les conduites 26 et 37 sont plus largement calculées que les vannes 22 et 31, de sorte qu'elles sont en mesure de régler sans diffi- culté l'écoulement dans le condenseur des grandes quantités d'eau ou de con- densat recueillies dans les cas de'marche anormale. Si donc le niveau de l'eau s'élève, dans les dispositifs de prélèvement 10 et 21, au-dessus de la hauteur jusqu'à laquelle les dispositifs de mesure du niveau 23 et 34 as- surent un rôle de réglage des vannes 27 et 38, la poursuite de ce rôle de réglage revient aux vannes 27 et 38, et les grandes quantités d'eau recueil- lies dans les dispositifs de prélèvement sont ramenées dans le condenseur en passant par le réfrigérateur à injection 26a.
Ce réfrigérateur à injec- tion peut être ainsi constitué que les volumineux dégagements de vapeur qui se constituent lors de la détente de l'agent de fonctionnement évacué par- viennent dans la tubulure d'échappement de la turbine, et seul le restant d'eau dans la partie inférieure du condenseur.
Tandis que, par exemple, chacune des vannes 22 et 31 est agencée pour faire passer au maximum 10% de la quantité d'agent de fonctionnement, il est évacué en marche normale de la chaudière qu'environ 4% de la quanti- té d'agent de fonctionnement par la vanne 22. Environ 2,5 % de cette quan- tité en agent de fonctionnement liquide sont amenés, en passant par la van- ne 31 montée en aval, au récipient d'évaporation 33 et environ 1,5% s'écou- le sous forme de vapeur vers le resurchauffeur. Pendant la marche normale les vannes 27 et 38 restent ferméeso En marche anormale il est évacué par la vanne 27 environ 20% au maximum de la quantité d'agent de fonctionnement
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et par la vanne 38, à laquelle aboutit aussi la conduite de dérivation 44 pourvue de la vanne de dérivation 43,30 à 50% au maximum.
Du réservoir d'évapcration 33 s'écoule environ 1% de l'agent de fonctionnement pour être conduit à une installation de dessalageo Environ 1,5% de la quantité d'a- gent de fonctionnement est ramené au réservoir d'eau d'alimentation sous forme de vapeur.
Les vannes de réglage 22 et 31 sont normalement constamment en fonctionnement de sorte qu'en certains cas il faut compter sur leur usure plus rapide. Pendant le temps au cours duquel il est procédé à la révision de ces vannes, les vannes 27 et 28 peuvent être utilisées comme vannes de secours. Ces dernières assurent ce rôle automatiquement dès que les van- nes 22 et 31 ont été mises hors d'action par des vannes d'arrêt spéciales et qu'en conséquence le niveau de l'eau s'est élevé dans les dispositifs de prélèvement.
A l'aide du montage conforme à l'invention il est rendu possible, d'une part, d'évacuer 4 % de l'agent de fonctionnement et même plus dans certains cas, selon sa pression, du circuit de cet agent dans l'installa- tion de chaudière- et il a été alors constaté que pour ces quantités d'eau évacuées, la concentration saline recherchée est atteinte de la manière la plus favorable, tandis que d'autre part cependant il n'est nécessaire d'évacuer constamment pour la préparation de l'eau, pour des motifs d'or- dre économique, qu'environ 0,5 à 1% de cette quantité.
On arrive en outre à ce que la chaleur que comporte l'eau évacuée soit ramenée au circuit d'a- gent de fonctionnement à un étage aussi élevé que possible, ou en deux éta- ges, et que du fait de l'évaporation en deux étages qui se produit, la con- centration saline soit environ doublée dans l'eau résiduelle finalement é- vacuéc.
Alors que jusqu'ici l'application des dispositifs suivant l'in- vention a été décrite pour un générateur de vapeur fonctionnant à une pres- sion hypo-critique, ces dispositifs peuvent être également employés avec un générateur de vapeur qui est organisé pour une pression hyper=critiqueo On peut également faire fonctionner un générateur de vapeur de ce genre avec le montage conforme à l'invention très économiquement avec des volu- mes d'ébouage fortement réduits. La figure 2 représente schématiquement un générateur de vapeur de ce genre fonctionnant à pression hypercritique.
Le dispositif de prélèvement peut être disposé soit à l'extérieur de la chaudière comme il est indiqué à la fige 2, soit à l'intérieur de la chau- dière. Comme dans les générateurs de vapeur fonctionnant à pression hyper- critique il n'existe en tout point de son système tubulaire qu'une seule phase de l'agent de fonctionnement, le réglage de la quantité d'agent de fonctionnement à évacuer du dispositif de prélèvement ne peut plus être réglée par la hauteur du niveau d'eau, mais il est prévu pour les quantités d'agent de fonctionnement à évacuer de ce dispositif de prélèvement un ré- glage en fonction de la température de l'agent de fonctionnement en des points déterminés du système tubulaire. Cependant ce réglage peut aussi avoir lieu en fonction de la teneur en sel par exemple.
Suivant la figo 2, l'agent de fonctionnement parvient de la par- tie 8 de l'économiseur à la première partie de surchauffage 51 en passant par la seconde partie 50 de l'économiseur logée dans la chambre de combus- tiono Entre ces deux parties de surface de chauffe se trouve la zone de transformation entre la zone d'agent de fonctionnement liquide et la zone de vapeur. Un dispositif de prélèvement 52 est logé dans la zone de trans- formation, à l'extérieur du générateur de vapeur, dispositif qui peut être mis hors d'action le cas échéant en marche normale, par exemple par des organes de fermeture 55 et une conduite de dérivation 56. A ce dispositif
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de prélèvement est raccordée la conduite de prélèvement 20 qui aboutit aux vannes 22 et 27 montées en parallèle.
La mise en oeuvre de ces vannes est influencée ici, par l'intermédiaire du conducteur d'impulsions 54, par l'appareil sensible à la température 53 qui est prévu en un point approprié de la surface de surchauffe 51.