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" RECHAUFFEUR D'EAU POUR GENERATEURS DE VAPEUR DANS LESQUELS LES GAZ DE CHAUFFE PASSENT A UNE, TRES GRANDE VITESSE LE LONG DES
SURFACES DE CHAUFFE "
Dans les générateurs de vapeur où le combustible est brûlé sous une pression élevée et où la chute de pression est utilisée à conférer aux gaz de chauffe des vitesses très grandes, les gaz de chauffe possèdent encore à, leur sortie des tubes de chauffe, malgré le refroidissement considérable qu'ils ont subi, des vitesses relativement élevées (200 mètres par se- conde et plus).
Mais leur température aussi peut être encore plus élevée, vu' que malgré l'échange de chaleur considérable,
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dù à la grande vitesse du flux des gaz, ces gaz ne peuvent être refroidis à une température plus basse que celle de l'eau qu'ils ont échauffée. Si la pression de la vapeur est élevée, la tem- pérature de l'eau en circulation est élevée également. 'En dehors de leur énergie cinétique les gaz de chauffe, en quittant l'appareil évaporateur proprement dit, renferment par con- séquent encore une forte quantité de chaleur sensible, la- quelle doit également être utilisée si l'on veut que le gé- nérateur devapeur ait un bon rendement.
La présente invention est relative à un dispositif qui permet d'utiliser ces deux formes de chaleur, savoir au réchauffage de l'eau d'alimentation. Ce réchauffeur d'eau se compose de conduits ou de tubes qui vont en s'élargissant gra- duellement et qui, en travaillant à l'inverse d'une tuyère, ramènent graduellement à une vitesse réduite la grande vites- se du flux gazeux. Il en résulte une recompression des gaz de chauffe qui a pour conséquence une élévation de la. température des gaz perdus. La chaleur libérée par cette recompression et par les frottements est transmise à l'eau à réchauffer ensem- ble avec la chaleur sensible encore contenue dans les ga,z de chauff e.
La fig. 1 montre une coupe verticale d'une forme d'exécution du réchauffeur d'eau suivant l'invention, donnée à titre d'exemple.
La fig. a montre les mêmes éléments de réchauffeur partiellement en coupe transversale.
Le tube de chauffe qui débouche en 1 se d.ivise par exemple en cinq tubes aplatis 2 qui vont en s'élargissant graduellement et entrelesquelsl'eau d'alimentation circuletrans- versalement. Afin d'obtenir une circulation de l'eau d'après le principe des contre-courants, la longueur totale des tubes est divisée, du côté baigné par l'eau, par plusieurs cloi- sons 3 qui constituent des compartiments que l'eau d'alimenta- tion vient parcourir les uns après les autres. Il est utile @
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de relier chaque tube de chauffe, ou un nombre limité de ces tubes, à un élément réchauffeur. Plusieurs éléments sont rassemblés dans une boite commune, telle que 4.L'eau d'ali= mentation entre froide en 5 et ressort réchauffée en 6.
Les gaz de chauffe dont la vitesse d'écoulement a été ramenée à une faible valeur par l'augmentation des sections de passage des tubes réchauffeurs s'échappent par le tube collecteur 7 pour Des gaz perdus.
Par la recompression dans les tubes du réchauffeur,, la quantité de chaleur qui avait été ekelvée aux gaz de chauffe pour leur accélération à l'entrée des tubes de chauffe et leur détende consécutive avec baisse de température dans les dits tubes, se trouve libérée sous une forme utilisable par l'élé- vation de leur température. Mais le réchauffeur suivant l'in- vention donne encore lieu à un autre phénomène important.
Par suite des vitesses considérables, inconnues jusqu'ici dans des réchauffeurs (plus de 200 mètres par seconde à l'entrée et au moins 60 mètres par seconde à la sortie) données aux gaz de chauffe, la transmission de la chaleur à la paroi, et l'action refroidissante produite par l'eau d'alimentation froide, est tellement énergique que l'eau provenant de la combustion et qui est toujours mêlé aux gaz de chauffe sous la forme de vapeur, leur est enlevée et précipitée par con- densation et cela même lorsque la température des gaz de chauf- fe est encore de beaucoup supérieure à la température d'éva- poration corespondant à la pression partielle de la vapeur d'eau de combustion.
Il en résulte qu'une grande partie de la vapeur d'eau de combustion abandonne, en se condensant, sa chaleur de vaporisation (chaleur latente) à l'eau d'alimenta- tion. Ce réchauffage par la chaleur de vaporisation de l'eau provenant de la combustion est un pur bénéfice dont jusqu'ici
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aucun mode de chauffe n'avait permis de tirer parti. Cornue les gaz perdus des générateurs équipés avec ce réchauffeur sont généralement appelés à être utilisés dans une turbine à gaz, et doivent par conséquent être secs, il convient d'adapter aux réchauffeurs des séparateurs d'eau appropriés. Dans ce but on peut employer, en les modmfiant convenablement, destypes de séparateurs d'eau connus.
Aux lieux et placardes tubes dédoublés :en plusieurs éléments on peut utiliser aussi comme réchauffeur d'eau un tube unique, par exemple de la manière indiquée aux fig. 3 et 4. Ce tube^peut être soit cônique, soit cylindrique et à bout tronconique, ou bien il peut être un assemblage de plu- sieurs tronçons de tubes cylindriques de diamètres différents raccordés au moyen de raccords tronconiques.
Ces tubes 10 peuvent être installés tout autour et à. l'extérieur de la paroi 11 de la chambre de combustion et sont raccordés aux tubes de chauffe proprément dits 13 par l'intermédiaire de cols de cygne 12. Les gaz perdus des élé- ments individuels sont recueillis par le tuyau collecteur 14.
L'eau d'alimentation arrive en 15, pour ressortir en 16. Chaque élémént peut être alimenté séparément, ou bien plusieurs éléments ou même tous les éléments peuvent être branchés sur une alimentation commune.