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"PERF:EPTIONNEJIENTS AUX C#DENSEURS A s#FAt}E
Cette invention a trait aux condenseurs à surface, et plus particulièrement au type de condenseur à surface qui comprend une série de tubes de refroidissement par surface s'étendant longitudinalement à. l'intérieur d'une chambre et en travers du chemin parcouru par le courant de vapeur.
Dans un condenseur à un seul passade de ce genre comportant des tubes à eau autour et au contact desquels passe la vapeur à condenser, les tubes sont plus froidà, dans leur partie d'admission que dans leur partie d'échappe- ment parce que, dans son passage à l'intérieur des tubes, l'eau réfrigérante absorbe de la chaleur et. en condensant la vapeur, s'échauffe progressivement le long dea tubes dans @
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la. direction du courant d'eau.
L'effet de cette différence
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de températurp est de diminuer le pouvoir de condensation de la. vapeur que possèdent les tubes à eau dans les sec- tions du condenseur qui sont relativement éloignées de
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1-'a.dmi.S2ion domu,
Un des buta de l'invention est de disposer les tubes à l'intérieur d'un condenseur de façon que la vapeur se répartisse naturellement le long du condenseur d'une façon propre à assurer sensiblement la même profondeur de pénétration dans toutes les parties ou. en d'autres termes, de façon à utiliser la surface de refroidissement entière du condenseur de la manière la plus efficace et la plus pratique.
L'invention a en outre pour objet un condenseur dont la cons- truction est extrêmement simple et dans lequel on s'en re- pose uniquement sur la, disposition et l' emplac ement des di- vers tubes pour effectuer une profondeur de pénétration égale de la vapeur. on avait déjà proposé de diriger la vapeur en quantité plus grande vers l'extrémité relativement froide du condenseur par une disposition dans laquelle les tubes convergent 'vers l'extrémité la plus chaude, ce qui augmentait graduellement la chute de pression par frottement de l'ori- fice d'admission de vapeur à l'orifice d'échappement d'air, dans la direction de l'extrémité la pluschaude du conden- seur.
Toutefois* dans une disposition de ce genre, la plaque à tubes du aollecteur d'eau d'échappement est sensi- blement plus petite que celle située à l'extrémité la plus froide, et l'enveloppe externe est aussi contactée à l'extré- mité la plus chaude, Il en résulte un condenseur dont le poids est disposé exaentriquement et qui présente des dif-
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fiauitée de construatian, un des buts de cette invention est de permettre aux tubes de converger vers l'extrémité chaude du condenseur
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tout en donnant à l'enveloppe du condenseur, au collecteur d'eau et à la plaque à tubes de ce collecteur les mêmes dimensions aux deux extrémités.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les tubes sont divisés en groupes dans chacun desquels ils convergent. L'espace compris entre les groupes de tubes est occupé par des pièces de remplie- sage. Un avantage de cette construction eat que l'on peut modifier les dimensions des pièces de remplissage dana di- verses parties du condenseur pour offrir à la vapeur des chemins propres à modifier similairement le courant de vapeur suivant qu'on le désire. Un autre avantage de l'in- vention est que la disposition des tubes des condenseura actuellement en usage peut être modifiée pour assurer une meilleure distribution longitudinale de la vapeur.
D'autres buts et avantages de l'invention seront mis en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant au dessin annexé dans lequel ;
Figure 1 est une coupe faite par un plan horizon- tal à travers le condenseur, en regardant dans le sens du courant de vapeur.
Figure 2 est une coupe suivant 2-2 (figure 1) @
Figure 3 est une coupe suivant 3,(3(-figure 1)
Le condenseur comprend un corps au enveloppe externe 1Ç de l'un quelconque des types usuels, comportant un orifice d'admission de vapeur 11 et un orifice d'échappement 12 pour l'évacuation de l'eau de condensation et des gaz non condensables. Le corps 10 reçoit toute longueur convena- ble et est traversé par une série de tubes 13 recevant de l'eau d'un collecteur 14 muni d'une tubulure d'admission 15, ces tubes débouchant à l'extrémité opposée dans un col- lecteur 16 muni d'une tubulure d'échappement 17.
Une plaque à tubes 18 obture une des extrémités du collecteur d'eau 14. et une plaque à tubes 19 de mêmesdimensions obture une
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des extrémités du collecteur d'eau 16, ces deux plaques ser- vant à supporter les tubes à. l'intérieur du condenseur et empêchant les fuites et la pénétration de l'eau de circu- lation dansle corps 10.
Dans cet exemple particulier, les tubes 13 que ren- ferme le condenseur sont disposés de telle sorte que la di s- tance d'axe en axe d qui les sépare à l'une de leurs extré- mités est plus grande que la di stanc e d'axe en axe e qui les sépare à. l'autre extrémité, dans le but d'assurer une profon- deur de pénétration égale. Le fait de rapprocher graduelle- ment les tubes à mesure qu'on se rapproche de l'extrémité chau- de du condenseur restreint davantage le courant de vapeur dans cette 'extrémité chaude et tend à produire, d'une façon correspondante, une chute de pression plus grande du cou- rant de vapeur à cette extrémité qu'à l'extrémité froide.
Par conséquente étant donné que, dans le cas, les chutes de pression qui se produisent dans toutes les parties du condenseur sont égales, la vitesse de la vapeur et la quan- tité de vapeur sont plus grandes à l'extrémité froide, en- droit eu.le pouvoir de condensation est le plus grand, Dans le but de répartir les tubes aussi également que possible sur la plaque à tubes 19 à cette extrémité, on peut disposer dans la. direction longitudinale des tubes 1.3 une série d'organes de remplissage 20, 21, 22 de manière à diviser certains grou- pes de tubes les uns des autres. Ces organes ont la forme d'un coin et sont de préférence des bottes fermées creuses dont les parois divergentes sont parallèles au courant de vapeur.
Les parois des organes de remplissage divergent dans la direction du collecteur d'échappement d' eau 16 de façon à remplir sensiblement l'espace compris entre les groupes de tubes. Ces organes sont fixés aux plaques 18 et 19 de toute manière convenable, par exemple à l'aide de boulons 23.
Bas organes de remplissage peuvent être disposés de toute manière convenable, mais il est préférable de les
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disposer comme représenté dans la figure 3 en raison de la construction très ramassée ou compacte assurée par cette disposition. Si on le désire, on peut appliquer un nombre plus grand ou plus petit d'organes de remplissage. Toutefois, quels que soient ces détails de construction, les caracté- ristiques, essentielles de l'invention sont toujours aonser- vées.
La pression de vapeur est constante à l'admission
11. Cette pression, qui est un vide partiel, est maintenue constante par un appareil de raréfaction convenable (non représenté) qui peut extraire l'eau de condensation et les gaz non condensables par l'orifice d'échappement 12.
Dans un condenseur correctement établi suivant @ l'invention, les organes de remplissage 20,21 et --remplis- sent sensiblement tout l'espace compris entre les groupes de tubes. Un avantage de Inapplication d'organes de remplis- sage réside dans le fait qu'on peut changer l'espace compris entre ces organes et les tubes pour constituer des chemina permettant de modifier les obstacles apportés au passage de la vapeur pour satisfaire aux conditions qui interviennent.
Si l'on constata que 1*obstacle est trop grand à l'extrémité la plus chaude, on peut insérer des organes de remplissage plus étroits à l'extrémité large.
Il est évident que l'invention offre ainsi un condenseur dont la, construction est extrêmement simple.
La disposition commode et compacte des pièoes, la. légèreté et la robustesse sont d'autres facteurs dont on a tenu compte dans le condenseur suivant l'invention.
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"PERF: EPTIONNEJIENTS TO C # DENSEURS A s # FAt} E
This invention relates to surface condensers, and more particularly to the type of surface condenser which comprises a series of surface cooling tubes extending longitudinally. inside a chamber and across the path of the vapor stream.
In a single-pass condenser of this kind comprising water tubes around and in contact with which the vapor to be condensed passes, the tubes are cooler in their inlet part than in their exhaust part because, in its passage inside the tubes, the cooling water absorbs heat and. by condensing the vapor, gradually heats up along the tubes in @
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the. direction of water flow.
The effect of this difference
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temperature is to decrease the condensing power of the. vapor that the water tubes have in the sections of the condenser which are relatively far from
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One of the aims of the invention is to arrange the tubes inside a condenser so that the vapor is naturally distributed along the condenser in a manner suitable for ensuring substantially the same depth of penetration in all the parts or . in other words, so as to use the entire cooling surface of the condenser in the most efficient and practical manner.
The invention further relates to a condenser the construction of which is extremely simple and which relies solely on the arrangement and location of the various tubes to achieve an equal depth of penetration. steam. it had already been proposed to direct the vapor in greater quantity towards the relatively cold end of the condenser by an arrangement in which the tubes converge towards the hotter end, which gradually increases the pressure drop by friction of the condenser. steam inlet to the air outlet, in the direction of the hotter end of the condenser.
However, in such an arrangement, the tube plate of the exhaust water manifold is significantly smaller than that at the colder end, and the outer casing is also contacted at the end. - the hottest moth, The result is a condenser whose weight is placed exaentrically and which presents
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one of the aims of this invention is to allow the tubes to converge towards the hot end of the condenser
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while giving the casing of the condenser, the water collector and the tube plate of this collector the same dimensions at both ends.
In the preferred embodiment of the invention, the tubes are divided into groups in each of which they converge. The space between the groups of tubes is occupied by filling pieces. An advantage of this construction is that the dimensions of the fillers in various parts of the condenser can be altered to provide steam paths for similarly altering the steam stream as desired. Another advantage of the invention is that the arrangement of the tubes of the condensers currently in use can be modified to ensure better longitudinal distribution of the vapor.
Other objects and advantages of the invention will be demonstrated during the description given below with reference to the appended drawing in which;
Figure 1 is a section taken on a horizontal plane through the condenser, looking in the direction of the vapor stream.
Figure 2 is a section along 2-2 (figure 1) @
Figure 3 is a section along 3, (3 (-figure 1)
The condenser comprises an outer casing 1C of any of the usual types, having a vapor inlet 11 and an outlet 12 for the discharge of condensed water and non-condensable gases. The body 10 receives any suitable length and is crossed by a series of tubes 13 receiving water from a manifold 14 provided with an intake manifold 15, these tubes opening out at the opposite end into a collar. reader 16 fitted with an exhaust manifold 17.
A tube plate 18 closes one end of the water collector 14. and a tube plate 19 of the same dimensions closes a
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of the ends of the water collector 16, these two plates serving to support the tubes. inside the condenser and preventing leaks and the penetration of circulating water into the body 10.
In this particular example, the tubes 13 which the condenser contains are arranged such that the distance from axis to axis d which separates them at one of their ends is greater than the distance from axis to axis d. e from axis to axis e which separates them to. the other end, in order to ensure an equal penetration depth. Gradually bringing the tubes together as one gets closer to the hot end of the condenser further restricts the flow of steam through that hot end and tends to produce a corresponding drop of greater pressure of the vapor stream at this end than at the cold end.
Therefore since, in the case, the pressure drops which occur in all parts of the condenser are equal, the vapor velocity and the amount of vapor are greater at the cold end, in- place eu.le condensing power is the greatest, In order to distribute the tubes as equally as possible on the tube plate 19 at this end, we can have in the. longitudinal direction of the tubes 1.3 a series of filling members 20, 21, 22 so as to divide certain groups of tubes from one another. These members have the shape of a wedge and are preferably hollow closed bundles, the divergent walls of which are parallel to the vapor stream.
The walls of the filling members diverge in the direction of the water exhaust manifold 16 so as to substantially fill the space between the groups of tubes. These members are fixed to the plates 18 and 19 in any suitable manner, for example using bolts 23.
Bottom fillers can be arranged in any convenient way, but it is preferable to have them
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dispose as shown in Figure 3 due to the very compact or compact construction provided by this arrangement. If desired, a larger or smaller number of fillers can be applied. However, whatever these details of construction, the essential features of the invention are always retained.
The vapor pressure is constant at the inlet
11. This pressure, which is a partial vacuum, is kept constant by a suitable rarefaction apparatus (not shown) which can extract the condensed water and non-condensable gases through the exhaust port 12.
In a properly constructed condenser according to the invention, the fillers 20, 21 and - fill substantially all of the space between the groups of tubes. An advantage of the application of filling members lies in the fact that it is possible to change the space between these members and the tubes to constitute paths making it possible to modify the obstacles brought to the passage of the steam in order to satisfy the conditions which intervene.
If it is found that the obstacle is too large at the hot end, narrower fillers can be inserted at the wide end.
It is obvious that the invention thus provides a condenser whose construction is extremely simple.
The convenient and compact arrangement of the pieces, the. lightness and robustness are other factors which have been taken into account in the condenser according to the invention.