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" @POUR LA PRODUCTION DE VAPEUR " On demande actuellement des générateurs de vapeur pour de tres natues pressions. Pour de telles chaudières à natue pression, si l'on ne veut pas se contenter d'un volume .'eau très réduit, on est obligé de construire des corps cy lixdriques aux dimaètres actuellement usités, mais en tôles d'épaisseurs extrêmement fortes. Dans des parois de telles épaisseurs il est impossible, avec de grandes différences de température entre les deux côtés de la tôle, d'éviter de for- tes tendions thermiques dans le métal.
Les corps cylindriques pour hautes pression ne doivent par conséquent pas être placés dans le fcy?i, r.i être exposés aux gaz à haute température ré.- sulatntde la combustion. A cause du grand nombre de trous né censités apr les tubes d'eau, l'épaisseur des tôles des corps
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Jlis6 des chaudières actuelles àgrande puisssnce doit :t1 choisis tien plus grand qu'il ne le faudrait pour cee CC2-V.S ides pleines, c'est-à-dire non affaiblies, peur use : xesi,r. égale de la vapeur.
','ne autre difficulté se présente dans les chaudières 1.....',te pression, dès qu'il faut alimenter avec dee e-;;:-.'. i::.- ;. r1 puisque avec les fortes épaisseurs des tôles de ces .., ,:. bref: les cépots de tartre sont particulièrement d&ng-s- .
II :±t cornu d'éviter les difficultés énoncées ci- :S:O'..5 en chauffant le générateur de vapeur à l'aide d'un b.- . e calorifique spécial dont la pression est fEdl.le 1 ter.- ¯ :- w t .ar ùr:..r.dc3 et qui n'exige par conséquent que Ce faille? .:,,i:sevrs de tôles. Il a été proposé également d'utiliser ....., 2 i.èr.t calcrifique la vapeur surchauffée qui est refoulée 21 circuit icras t travers le surchauffeur et le générateur .-uifei. Avec ce dispositif, seul le surcï,:-f;aur qui et . ¯:. tifi. ¯ ;r des tubes relativement petits, est placé c-aTic- I: ¯.:;ar. Les corps cylindriques à parois épaisses se trouvent ,. ¯. .rE du foyer, ne sont soumis à aucun échange de cL=.leur ot : e = 1-ifct.er.t, par suite, pas de tensions thermiques.
Un tel ..-'p de chauffage d'un générateur de vapeur, par injection "f! e mret.r surchauffée dans l'eau, supprime d'ailleurs aussi, ';.::s 1: cas ce l'emploi d'une eau d'alimentation impure, le :-:'"''::,: -le l'entartrage des surfaces de chauffe, relais il sv"c- : ': 't :¯r..;r::1.r.d inconvénient résidant en ce que cee générateur? : v-;e.'.r -;::;"'....±':;'';±0 a. moyen d'une circulation de vapeur de -, ..¯¯.;.-;
:.:esster¯t une pompe de circulation tour le refou- le.. 5:;* ie cette videur, cette pompe n'a à vaincre, il est '. l.;.Í, q e It perte ce pression dans lec= serpentins du sirchituiieur.
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et clins la colonne d'eau qui les surmonte dans le générateur, nais elle st boigée de refouler contre la pression intégrale du générateur de vapeur, ce qui provoque des difficultés assez considéralles à aesurer l'étanchéité des presses-étoiles .
Le traçai] mécanique absorbé par la commande de la pmpe est en outre généralement t ell ement impo rtant que le rendement d.e la chaudière en est amoindri dans une mesure inadmissible. liais une telle pcrr.pe de circulation constitue avant tout une complication très désagréable de l'installation pouvant faci- lement donner naissance à des causes d'arrêt sérieuses de la marhce de l'installation.
La présente invention est relative à un procédé por la production de vapeur qui tire parti des avantages de la chauffeindirecte au moyen de la vapeur surchauffée, maie Cens lequel les graves inconvénients de la pompe de circulation sent supprimés. Suivant ce procédé, la vapeur produite par une petite chaudière excitatrice passe, avec une chute de pression naturelle, à travers un surchauffeur à un premier étage de la chaudière, d'une pression légèrement moindre, y abandonne sa chaleur de surchauffe et vaporise ainsi une nouvelle quantité de liquide, d'eau par exemple.
La vapeur de surchauffais et la nouvelle vapeur formée se rendent à l'état saturé, travers un de ximème surchauffeur, 3. un deuxième étage de la chaudière cont 12 pression est de nouveau un peu plus basse, y rétro- cèdent de nouveau leur, chaleur de surchauffe, vaporisent une nouvelle quantité d'eau et s'écoulent plus loin ensemble avec cette nouvelle vapeur.
La nouvelle quantité d'eau vaporisée dans chaque générateur individuel est d'autant plus grande que la. température de surchauffe dépasse davantage la température
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,1- =. t ., r.t 3.'7âa et que la chaleur de vaporisation est plus faible Ce l recède convient par conséquent tout particulièrement pour f- ps r.xxteu.re de vapeur à. très haute pression, puisque #':?.- :e:.ei: tr;;s élevées, la chaleur de vaporisation est, c': ,# on le sait, réduite. En supposant que la température de :w..;...;-3 --it t::.:;'e tous les étages, et que la température ... 1';: .. G',li.=r¯taticr. soit la !i,ême pour tous les étages c .
¯ . ¯ :t¯..¯, le report entre la quantité d'e.u nouvelle vo- ri.-ce 'i. ur. étage, et la quantité de vapeur de chaufiage aura, c-¯al -:#.. ç.'.t -ns valeur ce te rainée et invariable. La quantité ce v e..r =='w!ttlte i-::.r 1=. chaudière excitatrice étant par exe::..;.e , - et la quantité d'e=.u vaporisée par la chaleur de eurcjf- -e - l'otage suißar.t du générateur étant une fraction a de cette :.:: : i tG, la quantité ce vapeur saturée au départ de cet étage e=t - ¯ 1 #*# .-.). A la ourtie du deuxième étage du générateur ¯ ¯ti: ;e vapeur c.ispcaiLle est de C (1 z 8.):2, et du n1- e t e . =:rteur ± 'écoule une quantité de vapeur qui est cle C (1 -1- agir.
On constate que la quantité de vapeur ¯ if-.; .tu' le croît rapidement a. mesure qu'augmente le norii'r-re :'t::e et le calcul contre qu'il est possible de produire, 1; l'-iCe Je six sept étapes supplémentaires une quantité e v-..îur c.resxor.dânt à environ vingt fois la quantité
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e vapeur d'excitation. La vapeur d'excitation ne constitue
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f rr c.'usèrent qu'environ 5% de la quantité de vapeur totale et .:e¯t7 ?n ':utre3 être produite dans un générateur ce petites.
. L¯2r.sior.;;;'."-, 'U système quelconque. Les difficultés r::eF.- C'#u...
,ic8.: :'0t.r haute pression à chauffe directe, dont il ':1. été -0:,;1'; ..'.. ¯ê:2l:.t, disparaissent de plus en plus s. mesure i 1 ;: ,;.i.Ç::SiGr. diminuent et elles sont faciles à. vaincre ;...:# 1,- i-etxte chduiière d'excitation.
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Cornue chaudière d'excitation on peut utiliser un sytème d'un type quelconque. Etant donnée la quantité d'eau nécessaire à 1'alimentation ce la chaudière d'excitation on peut admettre qu'il sera toujours possible de se procurer la quantité d'eau pure d'alimentation nécessaire. La vaporisation par paliers n'occasionne qu'une légère perte de puissance de travail de la vapeur, (le telle sorte que la perte occasionnée dans la chau- dière par la circulation de la vapeur ne s'élève qu'à une petite traction de la perte entraînée par une pompe de circu- lation. Pour l'exploitation, la suppression de la pompe de circulation travaillant à haute pression constitue un avantage particulièrement appréciable.
A la fig 1 du dessin annexé est représentée echématiquement une installation de générateurs de vapeur construite en conformité de la présente invention, 1 est' la chaudière d'excitation, qui peut être d'un type quelconque et peut être chauffée au moyen d'un foyer spécial 10 ou bien du foyer principal de l'installation de générateurs à vapeur.
Dans le premier cas, or. a l'avantage de pouvoir utiliser par exemple une chaudière normale existante.
Lorsque la chaudière d'excitation est installée dans les mê:r.es carneaux que les tubes surchauffeurs, elle peut être placée à proximité du foyer, de telle manière qu'elle intercepte la chaleur de rayonnement du foyer et l'empêche de venir frapper les tubes surchauffeure Elle peut cepen- dant s'installe? aussi à la suite des', tubes surchauffeurs, puisqu'on cet endroit, la chaleur des gaz chauds pe peut plus être utilisée pour la surchauffe, mais bien encore pour la
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vaporisation.
La vapeur d'excitation qui a été produite par exemple 1. une pressicn de 108 kilogr. par centimètre carré dans la
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cGi1'e d'excitation, est portée au surchauffeur 2 k uns ;.a-te température et s'écoule ensuite, par suite de la chute de pression naturelle au premier étage I du générateur, L une i- re a Ó ior. de 107 kilogr. par centimètre carré par exemple, et ; L..r.onne sa chaleur de surchauffe en vaporisant une certaine y antité de liquide. La vapeur de chauffage et la vapeur ::'0'. ve::'l:: ent produite se rendent à travers le surchauffeur suivant 3 s. l'étage II du générateur ayant par exemple lulu :¯:..10 Z:,r. de pression par centimètre carré, et ainsi de suite, ur parvenir finalement, travers le surchauffeur 7 z. une .:'':;.:in 0: par exemple 100 kilogr. par centimètre carre, 1: cuite ? 6 'utilisation.
Le foyer 9 sert à chauffer les ¯ v sïair.s de, surchauffeurs; les gaz de chauffe passent en II la. cheminée eu à des appareils réchauffeurs. 12. est lu con- -.ire i1 alimentât ior. en eau de condensation et 13 une conduite ¯ ' wîi- : t.tien pour l'eau naturelle brute.
A la zig. 2 est représentée une installation aillii- l,i1"el ¯:.ais dans laquelle les différents étages du générateurs .::.t loiés cornue autant de compartiments distincts . l' inté- rieur d'us, corps de chaudière plus grand. 1 désigne encore ..ci 1 chaudière d'excitation, qui dans ce cas, est chauffée wr les Sé::.Z de CO!1i.'t't:stion du foyer principal et qui cercle- qu'elle êcit r.6tallé-= :t proximité du foyer, comme l'indique le des- 2' en traits pleins, eu à la suite des tubes des surcfiaulfeurs c;,::..:.e l'indique le pointillé- sa vapeur à travers le 8urc1".=..u:- LfiT 2 au premier étage I du générateur. La vapeur traverse, de :0', :..1:I.,-.i :re Récrite peur la construction suivant fig. 1,
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les étages suivants 3-7 des surchauffeurs et les étages sui- vante, II-IV du collecteur.
Puisque la différence entre les pres- sions régnant aux différents étages du générateur est seulement égale à la résistance qui s'oppose à l'écoulement de la vapeur au serpentin surchauffeur et dans l'eau de l'étage du généra- teur, les cloisons intermédiaires 14,15,16,17, peuvent être de faible épaisseur.
Les quantités de chaleur prises aux gaz de chauf- fage doivent être plus grandes d'étage en étage. Ce problème peut être résolu en choisissant les surfaces de surchauffe ou les différences de température entre les gaz de chauffage et la vapeur, ou bien encore la vitesse d'écoulement, de plus en plus grandes d'étage en étage. Ces moyens différents peuvent aussi être employés simultanément et parallèlement les uns aux au- tres.
La température de la vapeur surchauffée doit être peu prs uniforme à tous les étages et être poussée jusqu'à la limitemaximum imposée par le métal des serpentins des sur- chauffeurs. Cette température peut être atteinte en disposant l'ensemble des serpentins surchauffeurs en parallèle les uns à coté des autres et en contre courant par rapport aux gaz de chauffe.
Au dernier étage de surchauffe, il suffit d'amener juste assez de chaleur pour que la température désirée à la. machine à vapeur se trouve atteinte.
Quant à la disposition des tubes surchauffeurs il existe plusieurs possibilités. Puisque la quantité de vapeur augmente d'étage en étage et que la quantité de chaleur
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fournir augmente par conséquent également à chaque étage, il est nécessaire d'augmenter ou les surfaces, ou les différer.- ces de température, ou les quantités de calories transmises d'étage en étage.
Cet accroissement s'obtient, soit er. augen tant les longueurs des tubes ou les diamètres de ces derniers, il- le mogbre des serpentins surchauffeurs montés en parallèle soit en installant les étages pour les quantités de vapeur plus grandes dans une zone de température plus élevé.es que les étages !-. quantité de vapeur moindre, soit enfin en adoptant pour les derniers étages une vitesse de la vapeur plus grande qu'aux étages précédents.
La vapeur qui a tét surchauffée dans les surchauffeurs est introduite au moyen d'ajutages distributeurs dans l'espace d'eau des récipients vaporisateurs, pour que les bulles de vapeur finement divisées puissent rétrocéder leur chaleur de surchauffe à l'eau du récipient et donner naissance \ ce la vapeur nouvelle, et pour que le dégagement de la totalité ce la vapeur de l'espace d'eau s'effectue normalement, les lans d'eau dégageant de l vapeur doivent être choisie bouls grands d'étage en étage en concordance avec l'accroissement de la quantité de vapeur.
L'introduction de la chaleur ayant lieu non pas \ travers une paroi, maie dans-le liquide même, il ne peut se produire aucun entartrage dangereux. Il est par conséquent pos- fille d'alimenter sans aucun risque avec de l'eau naturelle par exemple, les sels et autres matières incrustants étant alor précipités à l'état de boues. Un ou plusieurs étages seront préférablement disposés spécialement pour l'alimentation d'eau brute en les munissant de dispositifs connus pour en
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pécher les entraînements de boues. (voir par exemple fig.l; tuyauterie 13).