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La présente invention concerne des générateurs de vapeur.
Lorsqu-'il est souhaitable de construire un générateur de vapeur compact de dimensions minimum, destiné par exemple à être u- tilisé dans un sous-marin.!' on a constate qu'un générateur de vapeur vertical se prê'te de lui-même avantageusement à une application de ce genre parce qu'il ne prend que peu de place sur le pont réservé au moteur.
Cela étant, la présente invention a pour but de procurer une construction compacte d'un générateur de vapeur vertical ayant une dimension minimum pour un rendement énergétique donnée
Lorsqu'on utilise un générateur de vapeur dans une appli- cation telle qu'une installation atomique de production de force motrice dans laquelle des problèmes de radiation peuvent se poser, il est souhaitable de réaliser une construction qui ne nécessite qu'une quantité minimum d'emmagasinage d'eau et dans laquelle l'éven-
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tualité de fuites de fluide est réduite au minimum. L'invention a ainsi pour autre but de procurer un générateur de vapeur qui contien- ne une quantité minimum d'eau et qui fonctionne efficacement et d'une façon sure.
Lorsque le manque de place nécessite la construction d'un propulseur compact, il est souhaitable ae réduire le nombre d'élé- ments séparés qui constituent l'installation de force motrice. De plus, lorsque des problèmes de radiation peuvent se poser, il est souhaitable de réduire le nombre d'éléments de l'installation qui sont contenus dans des récipients séparés de manière à réduire le nombre des chemins de fuites possibles. Une construction de ce'gen- re ne rend pas seulement l'entretien économique mais contribue à assurer la sécurité du personnel qui fait fonctionner l'installation,
L'invention a encore pour but de réduire le nombre d'élé- ments séparés qui étaient jusqu'à présent utilisés dans des généra- teurs de vapeur.
Une forme d'exécution de la présente invention comprend une chemise disposée de façon que son axe longitudinal soit verti- cal. La chemise contient une chambre de production de vapeur, une chambre d'emmagasinage d'eau, et une zone de séparation. Plusieurs tubes en U, qui sont entourés par une enveloppe, sont disposés dans la chambre de production de vapeur. L'enveloppe est espacée unifor- mément de la chemise et procure une colonne de descente de sorte que l'eau contenue dans la chambre d'emmagasinage puisse s'écouler vers le fond de la chambre ae production de vapeur. L'enveloppe est pourvue d'un prolongement supérieur de diamètre réduit. La colonne de montée conduit le mélange de vapeur d'eau de la chambre de pro- duction de vapeur à la zone de séparation.
L'eau contenue dans la chambre d'emmagasinage entoure la colonne de montée sur une partie substantielle de sa hauteur.
Plusieurs dispositifs servant à séparer l'eau de la va- peur sont placés près de la colonne de montée intérieure. Lorsque l'eau est séparée du mélange, elle s'écoule vers la masse d'eau em-
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magasinée qui entoure la colonne de montée.
Cette forme d'exécution de l'invention, sera décrite ci- après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels ; la figure 1 est une coupe verticale d'un générateur de vapeur suivant la présente invention ; la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II - II de la figure 1, vue dans le sens indiqué par les flèches ; la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III -'III de la figure 1, vue dans le sens indiqué par les flèches et, la figure 4 est une vue à plus grande échelle d'une par- tie de l'appareil représenté sur la figure 3.
Les dessins, et en particulier la figure 1, représentent un générateur de vapeur vertical. Le générateur de vapeur est pour- vu d'une chemise annulaire 12 dont la majeure partie est de section circulaire, comme le montrent les figures 2 et 3, définissant un organe ou élément cylindrique 14 auquel sont fixées des coiffes inférieure 16 et supérieure 18. Le corps est pourvu de pieds 19 servant à supporter toute la construction sur une fondation appro- priée.
La partie inférieure de l'organe cylindrique 14 contient une chambre de production de vapeur 20 et la partie supérieure de l'organe cylindrique 14, en combinaison avec la coiffe supérieure 18, définit une zone de séparation 22. Une chambre d'emmagasinage d'eau 24 est disposée entre la zone de séparation et la chambre de production de vapeur.
La coiffe inférieure 16 et la coiffe supérieure 18 sont chacune en substance hémisphériques et soudées à l'organe cylindri- que 14. La coiffe inférieure 16 est divisée en une chambre d'admis- sion 26 et une chambre d'échappement 28 par une cloison 30. Une conduite d'admission 32 communique avec la chambre d'admission 26 et une conduite d'échappement 34 communique avec la chambre d'échap- pement 28. La coiffe supérieure 18 est pourvue d'une conduite d'é-
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chappement 36 qui est reliée à la conduite aboutissant à l'élément moteur.
Une conduite d'admission d'eau d'alimentation 38 est dis- posée entre la coiffe supérieure et la coiffe inférieure, mais plus proche de la première que de la seconde, et sert à introduire une quantité appropriée d'eau d'alimentation dans la chambre d'emmaga- sinage 24, décrite ci-après de façon plus détaillée. La conduite d'admission d'eau 38 pénètre dans la chambre d'emmagasinage 24 et s'étend en substance sur toute l'étendue circonférentielle de cette chambre (figure 2). La conduite d'admission d'eau 38 logée dans la chambre d'emmagasinage est pourvue de plusieurs trous 40 ménagés dans sa partie inférieure de manière à produire une répartition uni- forme de l'eau.
Plusieurs tubes en U 42 sont disposés dans la chambre de production de vapeur 20 et leurs parties d'extrémité sont reliées à un collecteur 44 qui peut faire corps avec la partie cylindrique 14 mais qui, dans la forme d'exécution préférée, se présente sous forme d'un élément séparé, que l'on soude par après à une extrémité à la partie cylindrique 14 et à l'autre extrémité à la coiffe inférieure 16. Une paroi ou enveloppe 46 de section circulaire, comme le mon- trent les figures 2 et 3, est disposée dans la chemise de façon à enfermer une partie substantielle des tubes en U.
L'enveloppe com- prend une partie principale 48 qui est concentrique par rapport à la partie cylindrique 14 mais est espacée de cette dernière, de façon à définir conjointement avec cette partie cylindrique une colonne ou conduite annulaire de descente 50 qui s'étend à partir de la chambre d'emmagasinage de l'eau d'alimentation 24 jusqu'à un point situé près du collecteur 44. La colonne de descente- 50 permet à l'eau contenue dans la chambre d'emmagasinage 24 de s'écouler vers le bas vers le collecteur 44 et ensuite de traverser l'espace 52 ménagée entre le bord inféieur de l'enveloppe 48 et le collecteur 44 pour pénétrer dans l'espace de production de vapeur 20.
Les tubes 42 sont maintenus espacés par plusieurs plaques
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ou organes d'espacement 54 qui sont maintenus en place par plusieurs - tirants verticaux 56 et par des colliers 58. Les tirants sont vis- sés à une extrémité dans le collecteur 14, et leur autre extrémité est filetée pour recevoirun écrou servant à fixer l'organe d'espa- cement supérieur.
Comme le montrent les figures 3 et 4, chaque organe d'es- pacement 54 est pourvu de plusieurs trous circulaires 60 par les- quels passent les tubes. D'autres trous circulaires 62 sont prévus, de diamètre inférieur aux trous mentionnés en premier lieu et dis- posés entre ceux-ci pour le passage de la vapeur. De plus, plusieurs ouvertures rectangulaires 64 sont prévues dans les plaques d'espace ment 54 pour le passage de la vapeur, ces ouvertures 64 étant pla- cées dans l'espace ménagé entre les branches des tubes en U.
On peut prévoir plusieurs supports supérieurs 66 et infé- rieurs 67, qui sont espacés circonférentiellement, pour espacer l'en- veloppe 48 de l'organe cylindrique 14. Les supports inférieurs 67 ne sont soudés qu'à la partie cylindrique 14 et non à l'enveloppe 46. Les supports supérieurs sont soudés à l'enveloppe 46 et à la partie cylindrique 14, de façon à supporter ainsi l'enveloppe dans la chemise.
L'enveloppe 46 est pourvue d'un prolongement vertical 68 situé au-dessus des tubes. Ce prolongement a un diamètre inférieur à celui de la partie de l'enveloppe qui entoure les tubes 42. Le - prolongement 68 constitue une conduite ou colonne de montée servant à conduire le mélange de vapeur et d'eau qui sort de l'espace de production de la vapeur 20, vers la zone de séparation 22.
La disposition des colonnes de montée et de descente in- térieures fait l'objet d'un brevet de même date de la Demanderesse, intitulé "Appareil échangeur de chaleur".
La partie supérieure de la colonne de montée 68, représen- tée sur la figure 1, est pourvue d'une aube appropriée 70 qui fait tournoyer le mélange de vapeur et d'eau qui la franchit, amenant ainsi l'eau contenue dans le mélange à être chassée vers l'extérieur
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par la force centrifuge. Une chicane 72 est disposée'entre la colon- ne de montée 18 et la partie cylindrique 14 et entoure concentrique- ment la colonne de montée 68. La chicane 72 est fixée à son extrémi- té supérieure par un support 73 et son extrémité inférieure s'étend dans l'eau contenue dans la chambre d'emmagasinage d'eau .24.
L'eau chassée par la force centrifuge vient heurter la chicane 72 et s'é- coule vers le bas dans l'espace annulaire défini par la colonne de montée 68 et la chicane 72 et rejoint l'eau contenue dans la cham- bre d'emmagasinage 24. Le reste du mélange continue à s'écouler vers le haut et traverse un séparateur à chevrons 74 comportant plusieurs aubes qui séparent à nouveau le mélange. Le séparateur à chevrons
74 est calé au centre de la chemise 14 par les supports 73 qui s'é- tendent radialement vers l'intérieur et fixent également la chicane
72. Les supports 73 sont des organes en forme de tiges espacées les unes des autres pour permettre à l'eau séparée dans le séparateur à chevrons 74 de s'écouler vers le bas.
L'eau s'écoule vers le bas dans un espace annulaire définit par la chicane 72 et la chemise
12 et rejoint l'eau contenue dans la chambre d'emmagasinage 24. Le reste du mélange s'écoule vers le haut dans un épurateur 75 suppor- té par la chemise. L'épurateur est pourvu de tuyaux de drainage 76 qui renvoient l'eau séparée dans l'épurateur dans la chambre d'emma gasinage. Le fluide quitte l'épurateur via la conduite 36 qui l'amè- ne à l'élément moteur.
Dans les dessins,l'écoulement de l'eau a été indiqué par des flèches en traits pleins et l'écoulement de la vapeur par des flèches en traits pointillés.
Avant la présente invention, il était courant d'utiliser un tambour sépara dans lequel étaient placés les dispositifs de sé- paration, ainsi que des conduites partant du tambour sépare et re- liée$ au générateur de vapeur. Une conduite de ce genre était la co- lonne de descente servant à amener l'eau de la partie d'ammagasinage du tambour de vapeur à la zone de production de vapeur. La colonne de descente était disposée à l'extérieur du tambour de vapeur et du
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générateur de vapeur. Dans le brevet précité de la Demanderesse, une colonne de descente intérieure qui fait partie intégrante du corps est prévue, afin de rendre la construction compacte.
D'autre part, dans la technique connue, une colonne de.montée extérieure s'étendant à partir du générateur de vapeur amenait le mélange de vapeur et d'eau au dispositif de séparation de vapeur logé dans le tambour. Suivant la présente invention, on réduit notablement la longueur de la colonne de montée, en plaçant la zone de séparation dans la même chemise que la chambre de production de vapeur. La présente invention donne une construction dans laquelle la chambre d'emmagasinage de l'eau et la zone de séparation sont situées près de la colonne de montée intérieure et placées dans la chemise de l'échangeur de chaleur. Cette construction procure un appareil com- pact qui peut être utilisé là où l'espace disponible est limité.
Quoique l'invention n'ait été représentée que sous une seule forme d'exécution, il est clair qu'elle ne s'y limite pas, mais que de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
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