<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements apportés aux installations motrices et aux procé- dés pour assurer leur réglage.
La présente invention se réfère aux installations motri- ces comprenant un générateur de vapeur et une turbine et elle concerne plus particulièrement une telle installation fonctionnant suivant le cycle à double réchauffage.
L'invention vise à établir une disposition et un procé- dé de marche d'une telle installation à double réchauffage permet- tent de commander les températures du réchauffage haute et basse pression par une combinaison de réglages ou opérations prévus de façon à obtenir l'effet optimal pour chacun de ces réglages. Dans le cycle a double réchauffage, auquel l'invention se réfère, les besoins en chaleur respectifs des réchauffages haute pression et basse pression variant l'un par report à l'autre en fonction des
<Desc/Clms Page number 2>
variations de la charge.
Il est désirable que ces deux températures, j c'est-àdire celle de la vapeur réchauffée haute pression et celle de la vapeur réchauffée basse pression, telles que ces deux genres de vapeur sont amenés respectivement à l'étage intermédiaire ; et à l'étage basse pression de la turbine, soient maintenues à une ' valeur déterminée, généralement constante, dans tout le domaine des charges Imposées a l'ensemble. En raison des caractéristiques sus-mentionnées des deux réchauffages, il est nécessaire de prévoir des réglages particuliers pour parvenir à ce résultat.
Conformé- ment à la présente invention ce réglage des deux températures de réchauffage est essentiellement réalisé par des réglages élé- mentaires séparés qui aboutissent à maintenir lesdites tempéra- tures à la valeur désirée, savoir le réglage du recyclage dans le foyer d'une fraction des gaz brûlés et celui de la position de la zone de combustion à l'intérieur de ce foyer.
Cela est obtenu en disposant le? surfaces de réchauffage haute et basse pression l'une par rapport à l'autre à l'Intérieur du générateur de vapeur de manière telle que le réglage du recyclage des gaz brûlés présente son effet le plus important et essentiel sur l'un des deux types de réchauffage, préférablement le réchauf- fage haute pression, tandis que le ré lage de la position de la zone de combustion a l'intérieur du foyer donne son effet essentiel ou le plus important sur l'autre genre de réchauffage, préférable- ment celui à basse pression, grâce à cette disposition et a ce pro- cédé, les deux températures de réchauffage sont commandées dans tout le domaine de la charge imposée à l'installation, ou du moins dans la plus grande partie de ce domaine.
La présente invention vise par conséquent à permettre d'établir une installation motrice dans laquelle l'ensemble générateur de vapeur-turbine est agencé de façon à fonctionner suivant le cycle a double réchauffage et dans laquelle les deux températures de réchauffage son:, réglées dans un domaine important de variation de la charge appliquée.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
L'invention vise encore à permettre d'établir une 1nsttl.1.. lation motrice du genre en question dans laquelle le r7a.ge des deux réchauffages est réalisé par une combinaison du réglagedu re- cyclage des gaz et du réglage par variation de la position de la zone de combustion dans le foyer.
EMI3.2
Le procédé suivant l'invention pour produire de leênergîf par le moyen d'un ensemble générateur de vapeur-turbine fonction- nant suivant le cycle à double réchauffage avec cette car&té1w tique que le pourcentage de la chaleur totale absorbée exige urr au moins l'un des réchauffages augmente par rapport à celui ehi par l'autre lorsque la charge décroît à partir de son maximum, consiste
EMI3.3
à brûler le combustible dans le foyer du générateur de va-eur en ra' lisant ainsi un courant de gaz brûlés, a faire passer le fluiae primaire en échange de chaleur avec le coubustible enflammé, à faire passer la vapeur à haute pression a réchauffer en échange
EMI3.4
de chaleur avec les gaz brûlés essentielleuent en un point a3,
éj. a: du trajet de ceux-ci, a faire passer la vapeur basse pression a réchauffer en échange de chaleur avec les gaz brûlas essentielle- ment en un point éloigné du précédent dans le sens d'écoulement
EMI3.5
des gaz, et a régler les deux températures de réchauffage 'n. xç ;s.riy d'une part 1* emplacement de la zone de combustion dans le foyer et d'autre part le recyclage des az de combustion, dans celui-ci.
L'invention vise également un ensemble générateur de vapeur-turbine comportant un foyer avec une sortie de gaz brûlés éloignée de l'emplacement des brûleurs par le moyen desquels le combustible est injecté dans le foyer, les parois de ce foyer étant tapissées de tubes d'échange de chaleur, tandis qu'il est
EMI3.6
prévu un réchauffeur haute pression et un réchauffeur "basse pressa un dont une partie au moins est disposée dans le courant de gaz brûlés sortant du foyer pour être chauffée par ceux-ci,
lequel
EMI3.7
ensemble est remarquable en ce que la position effective dee rûch'-vJ'- feurs haute et basse pression est telle que le déplacement de is
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
XOM' de combustion A 1-Ilat6rîeur du foyer par rapport à la sortie de celui-ci ait un effet plus important sur l'un. des réchauffages que sur l'autre* tandis qu'au contraire le recyclage des gaz de com- bustion influe sur le secona réchauffage que sur le pre-
EMI4.2
mier,
les moyens étant prévus pour régler d'une part la position de la zone de d-*autre part le débit des gax brûlés recyclés en vue de régler les températures de réchauffage haute et basse pression lors des variations de la charge.
EMI4.3
Lir x e3=.aion pourra, de toute façon, être bien. comprise 1-lulde 69 1&. description qui suit ainsi que des dessins ci- lesquels description, et dessins sont, bien entendu, don-
EMI4.4
née surtout à titre d" indication. r,$ 1 est un schéma représentant en coupe verticale un ensemble g4nûM..!r vapeur-turbine à grande puissance compor- tant application, de l'invention.
EMI4.5
Fig. S est un graphique montrant l'effet obtenu par le réglage de la zone de combustion à l'intérieur du foyer. i'igr 3 est un graphique senblable à celui de fig. 2., mais corresponaant L l'effet obtenu par réglage du recyclage des gaz.
Fig. 4 est un. graphique montrant les caractéristiques d'absorption de chaleur des deux réchauffages suivant une forme
EMI4.6
d'exécution prêt6e4e de l'invention.
#fc'lg 5 est un graphique semblable correspondant à une variante.
EMI4.7
Fig. 6 est une vue schématique semblable à celle de fig.l mais correspondant à une disposition quelque peu modifiée.
Sur ces dessins, qui montrent à titre d'exemple une forme d'exécution, préférée de l'invention, on a utilisa partout mêmes références pour désigner les mêmes pièces. Le foyer 10 reçoit le combustible et l'air par l'intermédiaire des brûleurs 12. Les gaz brûles résultent de la combustion du combustible dans le foyer traversent celui-ci et s'évacuent par la sortie
<Desc/Clms Page number 5>
latérale prévue à son extrémité supérieure, sortie de laquelle part un passage horizont&i 14 qui aboutit à son tour à un passage vertical 16 orienté vers la bas.
Ce second passage est disposa
EMI5.1
paralLèlement au foyer et à une certaine distance de celui-ci; les gaz brûlés sortant du foyer et qui ont traversé le passage horizontal 14, descendent aans le passage 16 pour s'évacuer par la sortie 18 vers un réchauffeur d'air approprié et une cheminée ou autre.
Le fluide primaire (eau) du générateur de vapeur est d'abord introduit dans l'économiseur 20 par l'intermédiaire d'une pompe d'alimentation non représentée. Aprs avoir traversé l'éco- nomiseur ce fluide est amené au ballon 22 par la canalisation 23.
EMI5.2
Da ballon 22 il descend par la canalisation 26 dans laquelle est In- sérée une pompe 28. De cette pompe le liquide primaire arrive aux collecteurs 30 prévus à l'extrémité inférieure du foyer. Ces collec- teurs sont relias des tubes 32 qui tapissent les parois au foyer,
EMI5.3
lequel est préférablenent à prof il rectangulaire en coupe transversa- le. Les tabès 32 remontent ainsi contre les parois, leurs extrémi- tués supérieures aooutissoit à aea collecteurs 34.. De ces collec- teurs 34 le fluide est r&aenf'.1 au ballon 22 par une canalisation 36.
Du f,u,tle (V!'pdlr) du billon 2; est d'autre part t'ment. à un êlê- ment .'.chnn#eur 33 ipz''c:1;r surchuuffc:ux i par une canalisation 40 et Je .'.r':wnt 38 il est finalement amené par la canalisation 42 à l'élément à haute température 44 (secon surchauffeur) du circuit primaire d'échange de chaleur. A la sortie de l'élément 44 la vapeur , primaire est alors chauffée à la température désirée et elle est
EMI5.4
amene l'étape hute pression 46 de la turbine août l'ensemble est indiqué par la référence générale 48.
EMI5.5
De ie--trte haute pression 46 de la turbine la vapeur re- vient par une canalisation. 52 à à basse température .4 du réchauffeur haute pression, Aorès avoir été partiellement réchauf- fée dans cet élément, cette vapeur est amenée par la canalisation
<Desc/Clms Page number 6>
56 à 1'élément à haute température de ce même réchauffeur haute pression et de cet élément la vapeur réchauffée est amende pnr la canalisation 60 à l'otage intermédiaire 62 de la turbine.
La vapeur est réchauffée uhe seconde fois en étant ame- née par la canalisation 63 au réchauffeur à basse pression 66.
Après avoir étu ainsi réchauffée à la température désirée, cette vapeur sort de l'échangeur ou réchauffeur 66 et revient à l'entrée de l'étage basse pression 68 de la turbine par la canalisation 70.
La sortie de cet étage basse pression aboutit au condenseur habituel et au système de condensât qu'on trouve en général dans les trou- pes générateur de vapeur-turbine auxquels l'invention se réfère.
Comme on l'a indiqué plus haut, la chaleur nécessaire au réchauffage haute et basse pression varie lorsque la charge 'imposée au groupe varie elle-mère. Dans le cas de l'invention la caractéris- tique générale qui prévaut est que lorsque la charge décrott à par- tir de son maximum, le pourcentage de la chaleur totale absorbée exigé par le réchauffage de la vapeur haute pression pour mainte- nir celle-ci à la température désirée, généralement constante, dans tout le domaine de variation de la charge, augmente par rapport au pourcentage qu'il faut fournir au réchauffeur basse pression pour maintenir la température de la vapeur correspondante à aa valeur désirée, laquelle est généralement constante elle aussi dans tout le domaine de la charge.
Par conséquent pour assurer que la température de la vapeur réchauffée haute pression et basse pression soit mainte- nue aux valeurs désirées, il est nécessaire de prévoir à cet effet des dispositifs de réglage.
Bien que la caractéristique générale sus-mentionne con- cernant les quantités relatives de chaleur exigées par les réchauf- fages basse et haute pression soit à considérer comme la plus im- portante suivant l'invention, dans une forme d'exécution préférée de celle-ci cette caractéristique tst de la forme représenté en
<Desc/Clms Page number 7>
tige 4' Comme on peut le voir dans cette figure, par rapport à l'absorption totale de chaleur du groupe, le réchauffage basse pression et celui haute pression présentent l'un et l'autre une caractéristique croissante, ce qui revient à dire que le pourcentage de la chaleur totale absorbée qu'exigent ces deux réchauffages aug- mente à mesure que la charge décroît à partir de sa valeur maximale,
l'augmentation qui correspond au réchauffage haute pression étant substantiellement plus grande ou présentant une pente plus forte que celle correspondant au réchauffage basse pression. Tout cela ressort des diverses courbes de fig. 4 où la pente de la courbe du réchauffage haute pression est bien plus forte que celle de la cour-, be du réchauffage basse pression.
Fig. $ montre une forme d'exécution de l'invention compor tant une caractéristique quelque peu différente. Dans cette varian- te le réchauffage haute pression comporte une caractéristique d'ab- sorption de chaleur qui croît avec la diminution de la charge, tandis que la caractéristique correspondant au réchauffage basse pression décroît avec celle-ci. Cela ressort de la figure dans laquelle la Charge est portée en abscisses, tandis que les ordonnées représen- tent le pourcentage d'absorption de chaleur par rapport à la chaleur totale absorbée; il est visible que la courbe du réchauf- fage haute pression présente une pente ascendante dans le sens de la diminution de la charge, tandis que la pente du réchauffage basse pression est descendante.
Conformément a l'invention on combine un réglage de recyclage des gaz brûlés et un ré glage de la position de la zo- ne de combustion dans le foyer, et les deux réchauffages sont agencés de manière telle qu'on puisse régler la température de chacun d'eux dans un domaine de charge désiré par la seule action de ces deux systèmes de réglage.
Le réglage de la zone de combustion à l'intérieur du foyer est préférablement obtenu en alimentant celui-ci par des
<Desc/Clms Page number 8>
brûleurs basculants, lesquels peuvent être disposés symétrique- ment sur les parois en des points appropriés de celles-ci de façon 3 diriger le combustible et l'air tangentiellement par rapport à un cylindre vertical imaginaire centré sur l'axe du foyer, en créant ainsi dans celui-ci une masse tourbillon- nante de combustible enflammé.
Dans la disposition représentée à titre d'exemple en fig. 1, les brûleurs ou tuyères de brûleurs 72 sont susceptibles de basculer angulairement de façon à dépla- cer la zone de combustion* On comprend qu'on pourrait utiliser d'autres moyens pour rapprocher ou éloigner celle-ci de façon réglable par rapport à la sortie du foyer ; on pourrait par exemple prévoir dans ce foyer des brûleurs sur toute la hauteur verticale de réglage de la zone de combustion et régler le nom- bre et l'emplacement des brûleurs en service.
Le déplacement ae la zone de combustion pour la rappro- cher ou l'éloigner de la sortie uu foyer ou, dans l'exemple représenté, le déplacement de cette zone vers le haut entre l'espace A et l'espace B, a pour effet d'augmenter la tempéra- ture des gaz dans la partie haute de ce foyer au moment où ils sortent de celui-ci, l'effet opposé étant obtenu par déplace- ment de la zone de combustion en sens inverse.
L'effet de réglage obtenu par le déplacement de la zone de combustion dans le foyer est plus important vers la sortie de celui-ci et il devient progressivement plus faible pour les points situés plus en aval de cette sortie dans le sens d'écou- lement des gaz. Par conséquent, dans la disposition décrite l'effet du réglage de la zone de combustion sera très impor- tant sur les éléments échangeurs 58 et 66 et deviendra progres- sivement moindre sur les éléments 38, 54 et 20. Ce phénomène est représenté graphiquement en fig. 2 dans laquelle on voit que l'effet obtenu est important pour le réchauffage haute
<Desc/Clms Page number 9>
pression, alors qu'il cet Moindre pour le réchauffage basse pression et encore plus faible en ce qui concerne l'économiseur.
J3ien entendu l'effet obtenu en falsa.t remonter la zone de combustion dans le foyer provoque une diminution du pourcen- tage d'absorption de chaleur a l'intérieur de celui-ci.
Le réglage au recyclage des gaz brûles, qui constitue 1' un des éléments de l'invention, comprend le ventilateur de recy- clage 74 relié à la partie inférieure du passage de gaz 16 par un carneau 76, son refoulement aboutissant à la partie basse ou cendrier du foyer 10 par des carneaux 78.
Au contraire du réglage de la zone de combustion à l'intérieur du foyer, celui du recyclage des.gaz comporte une influence ou effet maximal sur les surfaces d'échange de chaleur les plus éloignées en aval de la sortie du foyer dans le sens d'écoulement des gaz, Par conséquent lorsqu'on injecte des gaz brûlés dans le foyer la quantité de chaleur recueille par l'économiseur augmente de façon importante, tandis que celle que reçoivent les surfaces d'échange successives situées en amont de cet économiseur n'augmente que dans une mesure progressivement moindre. Cela est représenté par les courbes de fig.
J qui montrent que le pourcentage de variation de l'absorption de chaleur réalisme par le recyclage des gaz est maximal pour l'économiseur dans la forme d'exécution de fig. 1, qu'elle est un peu Moindre pour le rchauffeur hhute pression et encore moindre pour le rechauffeur basse pression. Comme l'effet au régla@e du recyclée des gaz, tels qu'il est mis en oeuvre suivant l'invention, est de diminuer l'absorption de cha- leur à l'intérieur du foyer, celle-ci va descendre, comme le montre bien fig. 3.
Fig. 2 et 3 montrent respectivement l'effet global sur le:; réchauffages basse et haute pression, du réglage du recy-
<Desc/Clms Page number 10>
EMI10.1
011'±' des gaw et du réglage de la zone d. combustion leinté- rieur du foyer. Pour obtenir Olt\..f\rt1ctfÍr:LJltiu. 'U. ut n4.. oescaire que le réchauffage hnute pression soif influencé de façon prédominante par l'élément à basse température 54 dvl ruz
EMI10.2
chauffeur haute pression correspondons de sorte que, sur l'absorption de chaleur totale correspondant à ce réchauffage
EMI10.3
haute pression, la fraction Ip plus forte soit assurée ou obtenue par ledit élément 54.
Ainsi le réchauffage haute ptè'" sion se situe en fait en aval du réchauffage basse pression pié rapport au sens d'écoulement des ga brûlés, de sorte qu'il petfi avantageusement être conunindé par le recyclage des gaz, tundlô que le réchauffage basse pression 10*st par le réglage de la position de 1& zone de combustion sur la hauteur de foyer.
Comme le rú,lnre du recyclage des gat présente son ef- ficasoité maximale en un point éloigné de la sortit -au foyer. alors que celui de la 7one dw combustion rez son rximam d'CArt!.. cac1té en un point rapproche de cette sortie, l'on teut, sui-
EMI10.4
vant l'invention, rendre plus sensible le réglée des tempe*. ratures de réchauffage haute et basse pression en éloignant les réchauffeurs correspondants l'un de l'autre sur le parcours
EMI10.5
des g8 brûlés et en prévoyant des surfaces d'échangea supplé- mentaires situées en un point intermédiaire entre les deut t4 chauffeurs précités. C'est pourquoi on a prévu 1& surface '64hhh ge primaire 38 entre le réchnuffear basue pression 66 et 1'16- ment principal a faible température 54 au réchauffeur haute pression.
En disposant les surfaces d'échange de chaleur à la façon exposée, la position effective au réchauffeur basse press-
EMI10.6
sion dans le courant de gaz brûlés est très proche de la sortie
EMI10.7
du foyer, tandis que celle du réchauffeur haute pression'se trou" ve notablement plus en aval, la surface d'échangé primaire âtràt
EMI10.8
interposée entre les deux.
<Desc/Clms Page number 11>
Contas on l'a déjà vu, le réchauffeur haute pression est divisé en un élément à basse température 54 présentant une forte capacité 'absorption de chaleur et en un élément à haute température 58 à capacité d'absorption beaucoup plus faible, ceci pour la raison qu'en disposant ainsi la partie principale prédomi- nante du réchauffage haute pression en un point situé en aval, la température des gaz brûlés en ce point est assez faible pour qu'il faille prévoir un élément du réchauffeur hute pression en un point du courant gazeux présentant une température élevée afin qu'on puisse réaliser la température de réchauffage finale désirée pour la vapeur:
haute pression* Bien que l'élément à haute température 58 du réchauffeur haute pression soit représenté comme disposé en amont duréchauffeur basse pression 66 par rapport au courant gazeux, cette disposition des surfaces d'échange peut être inversée, En pareil cas il est nécessaire de prévoir un élément réchauffeur haute pression un peu plus important afin d'obtenir la température finale désirée pour la vapeur réchauffée, mais on réalise une amélioration du réglage du fait que le réchauffeur haute pression répond encore mieux au réglage du recyclage des gaz, tandis que le réchauffeur basse pression est de son côté encore plus sensible à l'action du réglage de la zone de combustion à l'intérieur du foyer.
Comme avec le procédé et l'agencement suivant l'inven- tion l'absorption de chaleur du réchauffeur basse pression est modifiée dans une bien plus grande mesure que celle du réchauffear haute pression par le réglage de la zone de combustion à l'intérieur du foyer, alors que l'absorption de chaleur du réchauf- feur haute pression est influencée ou changée de façon bien plus importante que celle du réchauffeur basse pression par introduc- tion de gaz brûles dans le foyer par le système de recyclage,
on peut régler les températures des deux réchauffages et les -nain- tenir aux valeurs désirées lors des variations de la charge par réglage combiné de la zone de combustion et du recyclage des gaz
<Desc/Clms Page number 12>
brûlés. Ce réglage des températures de réchauffage par les moyens ci-dessus peut être obtenu de façon automatique. Fig. 1 montre schématiquement une disposition pour obtenir ce résultat. Cette disposition comporte un dispositif thermosensible 80 qui répond à la température de la vapeur sortant du réchauffeur basse pression 66 pour être amenée à l'étage basse pression 68 de la turbine 48.
Ce dispositif 80 agit par l'intermédiaire d'un régulateur appro- prié 82 relié au dispositif de commande 84 destina à régler l'orien- tation des tuyères des brûleurs 72 en vue d'assurer ainsi le réglage de la position de la zone de combustion sur la 'hauteur du, foyer pour la rapprocher ou l'éloigner de la sortie de celui-ci. La température de la vapeur réchauffée haute pression qui arrive par la canalisation 60 à l'étage intermédiaire 62 de la turbine est détectée par un autre dispositif thermo-sensible 86 qui agit par l'intermédiaire d'un régulateur 90 pour commander la vanne 88 par le moyen d'un dispositif d'actionnement 92. Grâce à ces comman- des la température des deux réchauffages peut être réglée en fonction des variations de la charge.
Il y a lieu de noter que le système de commande représenté n'est que schématique et qu'en fait on peut combiner de toute manière appropriée des si- gnaux élémentaires représentant les écarts des deux températures de réchauffage par rapport aux valeurs désirées, de façon à obtenir des signaux susceptibles d'être utilisés pour régler la zone de combustion et le recyclage des gaz brûlés en vue de maintenir lesdites températures aux points voulus. Quel que soit le détail des mécanismes utilisés, ce résultat de réglage des tempéra- tures de réchauffage peut toujours être obtenu.
Comme le réchauffage haute pression comporte une varia- tion de pourcentage d'absorption de chaleur plus importante que le réchauffage basse pression, ainsi que le montrent fig. 4 et 5, et comme le réglage du recyclage des gaz présente un effet plus impor- tant que celui de la zone de combustion, la disposition préférée consiste à disposer le réchauffage haute pression en aval du réchauffage basse pression dans le passage des gaz par rapport
<Desc/Clms Page number 13>
au sens d'écoulement de ceux-ni. C'est cette disposition qui est montrée en fig. 1.
Toutefois, bien que la disposition en question constitue le mode de réalisation préféré parce qu'elle permet une utilisation plus efficace des deux commandes ou opérations de réglage, il doit être entendu que l'invention englobe de même la disposition inverse suivant laquelle le réchauffage haute pression est Monté en amont du réchauffage basse pression et dans laquelle par conséquent la température du réchauffage haute'pression est surtout influencée par le réglage de la zone de combustion, tandis que la température du réchauffage basse pression l'est surtout par celui du recyclage des gaz brûlas dans le noyer.
Pour mettra en oeuvre cette disposition inversée, confor- mément à l'invention, .La charge maximale du générateur de vapeur la zone de combustion est réglée à l'intérieur du foyer de façon à se trouver en un point éloigné de la sortie de celui-ci et l'on recycle dans ce foyer une quantité prédéterminée de gaz brûles, de telle manière que la vapeur réchauffée qui sort du réchauffeur haute pression 54 et celle sortant de la partie à haute température 66 du réchauffeur basse pression atteignent la valeur désirée à cette charge maximale.
A mesure que la charge décroît à partir de son maximum ou valeur 100%, on déplace progressivement la zone de combustion en direction de sa position la plus rapprochée de la sortie du foyer en même temps qu'on augmente de façon progressive le débit de gaz recycla dans ce dernier, ces deux réglages ayant pour effet de maintenir la vapeur réchauffée haute pression et celle réchauffée basse pression aux températures désirées dans un domaine important de la variation de charge. On décrira brièvement ci-après cette disposition inversée en se référant à la fig. 6 des dessins dans laquelle on a utilisé les mêmes références qu'en fig. 1 pour désigner les mêmes pièces.
Dans la disposition ou variante de fig. 4 le fonctionne- ment est tel qu'à la charge maximale imposée au générateur de vapeur, la zone de combustion se trouve à sa position la plus basse du do-
<Desc/Clms Page number 14>
mains de réglage possible à l'intérieur du foyer, tandis que la quantité de gaz recyclas est faible,ou même nulle. Il peut toute- fois être avantageux de faire passer dans le système de recyclage la quantité de gaz juste nécessaire pour s'assurer qu'il ne se produit pas d'inversion du sens d'écoulement et pour maintenir lies divers éléments à leur température de fonctionnement. Lorsque l'installation fonctionne ainsi à la charge maximale, les températu- res des réchauffages haute pression et basse pression se trouvent à la valeur désirée, par exemple 590 C.
A mesure que la charge imposée à l'ensemble décroît, ces températures tendent à s'abaisser par rapport à la valeur fixée. Pour contrebalancer cette tendance , on déplace progressivement la zone de combustion à l'intérieur du foyer en direction de la sortie de celui-ci, ce qui a un effet prédominant sur la température du réchauffage basse pression dans la forme d'exécution représentée; en même temps on augmente progressivement la quantité de gaz recyclas dans le foyer ce qui influence surtout la température du réchauffage haute pres- sion. Les deux réglages sont effectués de manière à maintenir les deux températures de réchauffage à la Valeur voulue. Au cours de ce réglage ces deux températures peuvent ainsi être maintenues à la valeur désirée dans un domaine notable de la variation de charge.
Dans la variante de fig. 5, le fonctionnement est tel qu'à la charge maximale imposée au générateur la zonedecombus- tion se trouve à sa position de réglage la plus'haute à l'intérieur du foyer, ou tout au moins très haut dans celui-ci si elle ne se trouve pas à la limite extrême de réglage dans ce sens.
Comme dans le cas de fige 4 on ne recycle qu'une quantité de gaz faible ou nulle. Toutefois ici encore il peut être avantageux de recycler une quantité de gaz brillés suffisante pour éviter les inversions d'écoulement dans le système et pour que les divers éléments de celui-ci soient maintenus à la température de fonctionnement voulue. ' lorsque l'installation fonctionne ainsi à la charge maximale, les
<Desc/Clms Page number 15>
températures des réchauffages haute pression et basse pression se trouvent à. la valeur désirée, par exemple 590 C.
A mesure que la charge sur l'ensemble générateur de vapeur-turbine décroît, on augmen- te progressivement la quantité de gaz brûlés recyclés au foyer et l'on déplace la zone de combustion de façon progressive à par- tir de sa position la plus haute, ou position la plus rapprochée de la sortie du tour, vers sa position la plus basse, c'est-à-dire la plus éloignée de cette sortie. Grâce à cette combinaison du réglage de recyclage des gaz et de celui de la zone de combustion, l'on maintient les deux températures de réchauffage à la valeur désirée dans un domaine notable de variation de la charge à partir de son maximum de 100%.
Apres qu'une partie de l'énergie de la vapeur à haute pression et à haute température provenant de l'échangeur ou surchauffeur 44 ait été utilisée dans l'étage haute pression 46 de la turbine, cette vapeur est ramenée au générateur pour être réchauffée par la canalisation 52 qui, venant de l'étage précité 46, .La fait passer dans le réchauffeur haute pression 54' situé à l'in- térieur du passage de,gaz 14 dans l'exemple représenté en fig.6.
Au cours de cette traversée du réchauffeur 54', la température de la vapeur est amende à la valeur désirée et cette vapeur parvient par la canalisation 60 à l'étage intermédiaire 62 de la turbine.
Après avoir encore cédé de l'énergie dans cet étage 62, la vapeur est-réchauffée une seconde fois en étant amenée à cet effet par la canalisation 60' de l'étage intermédiaire précité à l'élément à basse température 94 du réchauffeur basse pression, élément disposé dans le passage vertical 16. Après avoir été partiellement réchauffée dans cet élément 94, la vapeur est amenée par la canalisation 64 à l'élément à haute température 66' de ce même réchauffeur. Cet élément 66' est disposé immédiatement en aval du réchauffeur haute pression 54' par rapport au sens d'écoulement des gaz brûlés, et en amont de l'échangeur 38 du circuit du fluide primaire, ce dernier échangeur étant ainsi interposé entre les éléments à haute et à basse température du
<Desc/Clms Page number 16>
réchauffeur basse pression.
Après son passage dans l'élément 66', la vapeur à basse pression se trouve à la température désirée et elle est amenée à l'étage basse pression 68 de la turbine.
Dans cette forme d'exécution les surfaces de réchauffage, , c'est-à-dire le réchauffeur haute pression et le réchauffeur basse pression, sont agencés de façon à tirer parti des caracté. ristiques de fonctionnement des deux réglages afin que les tempéra- tures de réchauffage de la vapeur puissent être maintenues à la valeur désirée dans un domaine notable de charge au-dessous du maximum. Bien que le réchauffage basse pression comprenne tin élément à haute température 66' et un élément à basse température 94, comme ce dernier présente une capacité d'absorption de chaleur notablement plus grande que le premier, on peut considérer qu'en , fait l'absorption de chaleur globale du réchauffage basse pression se situe en aval du réchauffage haute pression 54' dans le sens d'é- coulement des gaz.
Il est nécessaire dans ce cas de diviser le ré- chauffeur basse pression en un élément à haute température et en un élément à basse température pour obtenir ce résultat et pour que néanmoins la vapeur basse pression réchauffée atteigne i la température élevée désirée.
L'élément à basse température de ce réchauffeur basse pression est disposé trop loin en aval dans le cou- rant des gaz brûlés pour que la température de ces derniers soit suffisante pour réchauffer la vapeur à la valeur finale désirée. En ! disposant l'échangeur de chaleur primaire 38 entre la partie principale à basse température 94 et la partie à haute températu- re 54' du réchauffeur basse pression on augmente l'efficacité des deux réglages sur les réchauffages respectifs de manière à pouvoir assurer un fonctionnement optimal.
Le réglage des températures de la Vapeur réchauffée haute et basse pression est là encore assurée par des dispositifs auto- matiques. En fig. 6 on a indiqué un dispositif thermosensible 86' répondant à la température de la vapeur à la sortie du réchauffeur haute pression, ce dispositif étant relié à un régulateur 90', le-
<Desc/Clms Page number 17>
quel est à son tour relié au dispositif d'actionnement 84 destiné à orienter les tuyères des brûleurs 72 en vue de régler la zone de combustion à l'intérieur du foyer et de maintenir la température du réchauffage haute pression à la valeur désirée.
Il est de même prévu un dispositif thermosensible 80' qui répond à la température à la sortie du réchauffeur basse pression et qui est relié à un régulateur 82', lequel est à son tour relié au dispositif d'actionna- ment 92' agissant sur la vanne 88 pour commander le recyclage des gaz de façon à maintehir la température de la vapeur réchauffée à basse pression à la valeur désirée.
On comprend que les diverses surfaces d'échange 44, 54', 66', 38, 94 et 20 sont réalisées sous forme tubulaire, à la façon classique dans les générateurs de vapeur du genre visé par l'invention, les tubes étant préférablement disposés sous forme de faisceau* constituas par des éléments convenablement repliés disposas les uns à côté des autres transversalement par rapport au passage des gaz.
Comme l'invention vise à régler les deux températures de réchauffage dans une installation générateur de vapeu r-turbine fonctionnant suivant le cycle à double réchauffage et comme le réglage de la température ae la vapeur primaire ne concerne pas l'invention, ce dernier réglage n'a pas été exposé dans les présen- tes. On comprend toutefois que cette vapeur primaireamene à l'éta- ge haute pression 46 de la turbine est maintenue à la température voulue dans tout le domaine de variation de la charge et que le réglage de cette température peut être effectué par tous moyens con- nus, tels que dé-surchauffe ou vannes de by-pass, ou encore, dans le cas d'un générateur de vapeur à vaporisation instantanée, par réglage du feu et du débit du fluide primaire dans l'appareil.
La description qui précède montre bien que l'invention permet de régler avantageusement et efficacement les températures de la vapeur réchauffée à, basse et à haute pression dans une instal- lation à double réchauffage, ces températures pouvant être mainte-
<Desc/Clms Page number 18>
nues à la valeur désirée dans un domaine substantiel de variation de la charge, tandis que le réglage est obtenu par action sur le foyer, le générateur étant d'autre part agence de facon à assurer un réglage optimal de la température der deux réchauffages
Comme il va de soi.
et comme il ressort d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'Invention ne se limite aucunement à Celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux desmodes de réalisa- tion de ses diverses parties, ayant plus spécialement indiqués;
elle en embrasse au contraire toutes les variantes* REVENDICATIONS,
1.- Procédé de production de force motrice dans une installation comportant un ± Orateur de vapeur et une turbine fonctionnant suivant le cycle à doublé réchauffage et se distinguant en ce que le pourcentage de la chaleur totale absorba requis par au moins un des réchauffages augmente par rapport à celui requis par l'autre réchauffage lorsque la charge diminue à partir d'un maximum,
dans lequel procédé on bruis du combustible dans le foyer du générateur de vapeur en créant ainsi un courant de gaz de Soin* bustion et on fait passer le fluide primaire en rapport d'échange de chaleur avec le combustible qui brûle, on fait passer la vapeur de réchauffage haute pression en rapport d'échange de chaleur avec le courant de gaz de combustion, principalement à un premier empla- cement ou point, on fait passer la vapeut de réchauffage basse pres- sion en rapport d'échange de chaleur avec le courant de gaz de combustion,
principalement à un deuxième emplacement ou point diffé- rent du premier par rapport au sens de circulation des gaz de combustion, et on commande les deux températures de réchauffage en déplaçant l'emplacement de la zone de combustion dans le foyer, et on règle le recyclage des gaz de combustion dans le foyer.