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"PEHF1OTIONNb:1IEN:rS A LA CuNs':kVATIUN DE LA. CHALEUR DA:J8 LES INSTALLATIONS DE OrCâ...O:RICE A VAPEUR "
L'invention concerne une méthode et un appareil destinés à assurer la conservation de la chaleur dans une installation de force motrice à vapeur du type comprenant,une chaudière à la chaudière une machine à vapeur et une pompe pour ramener/les produits d'échappement de la machine, et la chaleur latente qu'ils contiennent, les produits d'échappement étantamenés dans un collecteur ou réfrigérant de dimensions relativement réduites, disposé entre la machine à vapeur et la chaudière, et étant.
lorsqu'ils pénètrent dans le réfrigérant, refroidis ou par- tiellement condensés à l'aide d'eau ou d'un autre agent, et ensuite comprimés par l'arrivée des produits des échappe- .rente subséquents, suivant la pression à laquelle s'effec-
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tuent ces derniers, l'éinulsiôn ou le mélange do- vapeur et d'eau qui se forme étant ramené à la chaudière par la pompe, laquelle comporte un cylindre d'eau de capacité moin- dre que celle du collecteur ou réfrigérant.
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L'on sait qu'une économie de chaleur, par retourà la chaudière des produits d'échappement de la machine à vapeur, n'est possible que si la vapeur d'échappement est tout d'a- bord anenée dans un état ou une condition lui a été dénommé "vapeur-eua", et si elle est pompée dans la chaudière dans cet état. Pour que cet état puiss s'obtenir, les conditions dans lesquelles la vapeur d'échappement est transformée en "sapeur- eau" doivent être réglées le manière que l'unité de poide du mélange ne contienne pas plus des 70% environ de la chaleur totale de l'unité de poids de la vapeur engendrée dans la chaudière, qui lui a donné naissance.
Si, dans l'émulsion ou mélange "vapeur-eau", la proportion de vapeur par rapport à l'eau- est plus grande que celle qui correspond à ces 70%, le mélange ne peut être économiquement pompé dans la chaudière.
La présente invention consiste en perfectionnements apportés à la méthode précitée et aux appareils destinés à assurer la conservation de ¯a chaleur dans les installations de force motrice à vapeur, et, conformément à l'un des perfec- tionnements, afin de permettre le pompage économique de l'é- mulsion, on règle le degré de refroidissement des produits d'échappement, par exemple, en cantrôlant la température du fluide ou de l'agent employé pour refroidir le réfrigérant .
En outre, conformément à l'invention, il convient de veiller à ce que le mélange vapeur-eau formé par refroidisse- mebt de la vapeur d'échappement, conserve autant que possible sa composition après son départ du réfrigérant et tandis qu'on le pompe dans la chaudière.
Apparamment, le mélange vapeur-eau est une é @ulsion ou une suspension de vapeur dans l'eau, dont la vapeur peut se séparer si la pression tombe, le mélange ne pouvant plus dès lors être pompé économiquement.
Afin que dans le mélange vapeur-eau,l'équilibre entre la vapeur et l'eau. puisse rester tel que le mélange se peut économiquement pomper, on leurra s'orranger pour qu'il soit pompé directement du refroidisseur ou réfrigérant dans @
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la chaudière. Généralement, il est nécessaire de faire traver- ser au mélange vapeur-eau, du refroidisseur ou réfrigérant à la pompe, un conduit ou passage, et l'on a. constaté que du- rant ce déplacement l'équilibre de la vapeur-eau est suscepti ble de se modifier de faon que le mélange ne puisse être pompé, et que cette modification résulte de la chute de vites- se de déplacement qui se produit lorsque le mélange s'écoule dans le passage.
Pour conserver un mélange vapeur-eau suscep- tible d'être pompé, la vitesse d'écoulement ou de retour de la "vapeur-eau "vers la chaudière est, conformément à l'invention, maintenue constante entre la sortie du condenseur ou réfrigérant et l'entrée de la pompe.
L'une des méthodes permettant de prévenir la chute de la vitesse d'écoulementdu mélange vapeur-eau, ou de mainte- nir cette dernière constante, consiste à établir les conduits ou passages que traverse le mélange vapeur-eau,de section transversale progressivement décroissante dans la direction de l'écoulement. Les meilleurs résultats semblent obtenus, lorsque cette réduction pro ressive de section est également appliquée au passage traverse par la vapeur d'échappement s'écoulant vers le réfrigérant, de même qu'à une conduite quelconque qui conduit le mélange vapeur-eau du réfrigérant à la pompe, et même à toute conduite disposée entre la pompe et la chaudière.
Le condenseur ou réfrigérant peut être constitué d'un certain nombre de tubes convenablement refroidis, la surface de la section droite interne, totale, de ces tubes n'étant pas plus importante que la surface de la section droite inter- ne de la. conduite qui amène la vapeur d'échappement au réfri- gérant. La sortie du réfrigérant est de préférence construite de manière que le mélange vapeur-eau s'écoule à grande vitesse.
La sortie peut être directement reliée avec le côté d'aspiration de la pompe, établie de telle manière que la surface de la section droite du cylindre d'eau est plus rédui- te que la surface de la section droite de la sortie du réfrigé- rant.
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Généralement cependant, la sortie du réfrigérant et l'entrée de la pompe sont reliées par une conduite qui peut être soit de section décroissante sur toute sa longueur, ou peut être composée d'une série de longueurs de tube dont chacune présen- te un diamètre plus réduit que la précédente, dans la direc- tion le l'écoulement.
Afin de contrôler la composition du mélange vapeur-eau, pour ce qui regarde la proportion de vapeur qu'il contient, on peudisposer un by-pass à soupape entre l'entrée et la sortie du réfrigérant. Si la pression à la sortie dépasse uee limite déterminée, la soupape se ferme partiellement et réduit la quantité de vapeur qui ne traverse pas le réfrigé- rant.
Le dessin schématique annexé montre une installation de force motrice à vapeur du type défini, comportant application de l'invention. ans le dessin, a désigne la machine à vapeur dont se dé- tache la conduite d'échappement communiquant avec un collec- teur ou réfrigérant qui peut comprendre un empilage ou un certain nombre de tubes c logés dans une enveloppe ou che- mise d laquelle est pourvue d'une entrée e et d'une sortie! pour la circulation de l'eau ou d'un autre agent de refroidis- sement. Le réfrigérant comprenant l'empilage ou les tubes et la chenise d, est pourvu, à son extrémité inférieure, d'un organe de sortie 1[. dont la surface en section droite décroît progressivement avec le niveau .
L'organe ¯g comporte une sortie réduire h, qui est reliée à l'extrémité d'entrée i d'una condui- te jdont la section droite diminue également progressivement, et dont l'extrémité de sortie k est branchée du côté de l'aspi- ration ¯1 d'une pompe m de tout type connu convenable. La sortie u de la pompe est reliée à une conduite 2 qui est en communica- tion avec l'intérieur de la chaudière p. La conduite o, seule ou en combinaison avec la conduite o' peut, si on le désire, présenter une section droite qui décroit progressivement.
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La conduite q, reliée avec la chaudière ± et la machine à vapeur a sert à mener la vapeur de la chaudière à la machine vapeur.
Entre la conduite d'échappement b et l'organe de sortie .8, en dessous du réseau de tubes c, on prévoit une conduite pour faire passer la vapeur d'échappement de la conduite d'échappement vers la sortie du réfrigérant sans qu'elle doive traverser les tubes c du réfrigérant. Le by-pass est pourvu d'une soupape ou vanne qui est contrôlée par la. pression régnant dans la conduite.±. Si la pression dans la conduite b dépasse une limite déterminée, laquelle limite correspond avec la chaleur contenue dans le mélange vapeur-eau quittant le réfrigérant, la soupape ou vanne se referme par- tiellement de manière à réduire la quantité de vapeur qui ne traverse pas le réfrigérant.
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RLVENDIOATION 1. - .Dans une méthode pour assurer la conservation de la ( chaleur dans une installation de force motrice à vapeur dgt type défini, la mesure qui consiste à assurer le maintien ( de 7' :mulsion ou mélange de vapeur-eau dans un état permettant i\é sumé î - ( ) son pompage économique, durant son retour-ou écoulement vers la. chaudière, en prévenant la chute de la vitesse d'écoule- ( ment ou en maintenant cette vitesse sensiblement constante ( entre li sortie du réfrigérant et l'entrée de la pompe servant ( à ramener l'é#ulsion ou le mélange à la chaudière.
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"PEHF1OTIONNb: 1IEN: rS A LA CuNs': kVATIUN DE LA. HEAT DA: D8 THE ORCâ INSTALLATIONS ... O: VAPOR RICE"
The invention relates to a method and apparatus for providing heat conservation in a steam power plant of the type comprising, a boiler to the boiler a steam engine and a pump for returning the exhaust products from the machine, and the latent heat which they contain, the exhaust products being brought into a collector or refrigerant of relatively small dimensions, arranged between the steam engine and the boiler, and being.
when they enter the refrigerant, cooled or partially condensed with water or another agent, and then compressed by the arrival of the products of subsequent escapes, depending on the pressure at which s 'effect
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kill the latter, the einulsiôn or the mixture of steam and water which forms being returned to the boiler by the pump, which comprises a water cylinder of less capacity than that of the collector or refrigerant.
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It is known that a heat saving, by returning the exhaust products of the steam engine to the boiler, is only possible if the exhaust steam is first of all in a state or a state. condition him was referred to as "steam-eua", and if it is pumped into the boiler in this state. In order for this state to be achieved, the conditions under which the exhaust vapor is transformed into "sapper-water" must be set so that the unit weight of the mixture does not contain more than about 70% of the heat. total of the unit of weight of the steam generated in the boiler, which gave rise to it.
If, in the emulsion or "steam-water" mixture, the proportion of steam to water is greater than that which corresponds to these 70%, the mixture cannot be economically pumped into the boiler.
The present invention consists of improvements made to the aforementioned method and to apparatus intended to ensure the conservation of heat in steam motive power installations, and, in accordance with one of the improvements, in order to allow economical pumping. of the emulsion, the degree of cooling of the exhaust products is controlled, for example, by controlling the temperature of the fluid or of the agent used to cool the refrigerant.
In addition, according to the invention, care should be taken to ensure that the vapor-water mixture formed by cooling the exhaust vapor retains its composition as far as possible after it has left the refrigerant and while it is being removed. pump in the boiler.
Apparently, the vapor-water mixture is an e @ulsion or a suspension of vapor in water, from which the vapor can separate if the pressure drops, and the mixture can no longer be pumped economically.
So that in the steam-water mixture, the balance between steam and water. can remain such that the mixture can be pumped economically, we will arrange for it to be pumped directly from the cooler or refrigerant into @
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Boiler. Generally, it is necessary to pass the vapor-water mixture, from the cooler or refrigerant to the pump, a conduit or passage, and one has. found that during this displacement the equilibrium of the vapor-water is liable to change so that the mixture cannot be pumped, and that this change results from the drop in displacement speed which occurs when the mixture flows into the passage.
In order to maintain a vapor-water mixture capable of being pumped, the rate of flow or return of the "vapor-water" to the boiler is, according to the invention, kept constant between the outlet of the condenser or refrigerant. and the pump inlet.
One of the methods of preventing the drop in the flow velocity of the vapor-water mixture, or of maintaining this latter constant, consists in establishing the conduits or passages through which the vapor-water mixture passes, of gradually decreasing cross section. in the direction of flow. The best results seem to be obtained when this pro ressive reduction in section is also applied to the passage traversed by the exhaust vapor flowing to the refrigerant, as well as to any pipe which conducts the vapor-water mixture of the refrigerant to the pump, and even to any pipe arranged between the pump and the boiler.
The condenser or condenser may be made up of a number of suitably cooled tubes, the total internal cross sectional area of these tubes not being larger than the internal cross sectional area of the. pipe which brings the exhaust vapor to the refrigerant. The refrigerant outlet is preferably constructed so that the vapor-water mixture flows at high speed.
The outlet can be directly connected with the suction side of the pump, established in such a way that the area of the cross section of the water cylinder is smaller than the area of the straight cross section of the refrigerant outlet. rant.
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Generally, however, the refrigerant outlet and the pump inlet are connected by a pipe which may either be of decreasing cross section over its entire length, or may be made up of a series of lengths of tube each of which has a diameter. smaller than the previous one, in the direction of the flow.
In order to control the composition of the vapor-water mixture, with regard to the proportion of vapor that it contains, a valve bypass can be placed between the inlet and the outlet of the refrigerant. If the outlet pressure exceeds a set limit, the valve partially closes and reduces the amount of vapor that does not pass through the refrigerant.
The attached schematic drawing shows a steam power plant of the type defined, comprising application of the invention. In the drawing, a designates the steam engine from which the exhaust pipe is detached, communicating with a collector or refrigerant which may comprise a stack or a certain number of tubes c housed in an envelope or jacket in which has an e input and an output! for circulation of water or other coolant. The refrigerant comprising the stack or the tubes and the track d, is provided, at its lower end, with an output member 1 [. whose cross-sectional area gradually decreases with level.
The component ¯g has a reducing output h, which is connected to the input end i of a conduit j, the cross section of which also gradually decreases, and the output end k of which is connected to the side of l 'suction ¯1 of a pump m of any suitable known type. The outlet u of the pump is connected to a pipe 2 which is in communication with the interior of the boiler p. The o pipe, alone or in combination with the o 'pipe, can, if desired, have a straight section which gradually decreases.
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Line q, connected with the boiler ± and the steam engine a is used to lead the steam from the boiler to the steam engine.
Between the exhaust pipe b and the outlet member .8, below the network of tubes c, a pipe is provided for passing the exhaust vapor from the exhaust pipe to the coolant outlet without it must pass through the refrigerant tubes c. The bypass is provided with a valve or valve which is controlled by the. pressure in the pipe. ±. If the pressure in line b exceeds a determined limit, which limit corresponds to the heat contained in the vapor-water mixture leaving the refrigerant, the valve or valve is partially closed so as to reduce the quantity of vapor which does not pass through. the refrigerant.
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RLVENDIOATION 1. -. In a method for ensuring the conservation of (heat in a steam motive power installation dgt type defined, the measure which consists in ensuring the maintenance (of 7 ': mulsion or mixture of steam-water in a state allowing it to be pumped economically, during its return or flow to the boiler, by preventing the fall in the flow speed (or by maintaining this speed substantially constant (between the outlet of the refrigerant and the pump inlet serving (to return the e # ulsion or the mixture to the boiler.