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INSTALLATION DE FORCE MOTRICE, A VAPEUR DE HAUTE PRESSION ET DE HAUTE
TEMPERATURE.
La présente invention concerne une installation de force motrice à vapeur de haute pression et de haute température dans laquelle de la va- peur surchauffée, provenant d'un point de prélèvement, est utilisée au moins en partie en aval de ce point de prélèvement pour le surchauffage intermé- diaire de la vapeur de travail entre deux étages de détente de la machine à vapeur à plusieurs étages de détente.
Le but de l'invention est de perfectionner une installation de ce genre pour augmenter davantage le rendement thermique de l'ensemble. A cet effet, le sur chauffage intermédiaire a lieu dans une installation sui- vant l'invention en deux étages consécutifs, dont l'étage inférieur, par rap- port à la température de surchauffe,comporte un échangeur de chaleur dans lequel au moins une partie de la vapeur prélevée est condensée après sa sor- tie de l'étage de sur chauffage intermédiaire supérieur. Le condensat formé dans cet échangeur de chaleur peut passer avec la vapeur non condensée dans un étage de préchauffage de l'eau d'alimentation de l'installation.
De plus, une partie de la vapeur prélevée n'arrivant pas dans l'échangeur de chaleur de l'étage de surchauffage inférieur peut passer dans un étage de préchauf- fage de l'eau d'alimentation branché en aval de l'étage de préchauffage dans lequel s'écoule le condensat de l'étage de sur chauffage inférieur.
Le dessin annexé représente schématiquement un mode de réalisation d'une installation suivant l'invention. Sur ce dessin, les tuyauteries à va- peur sont tracées en traits pleins, tandis que les tuyauteries destinées à la circulation de l'eau ou du condensat sont tracées en tirets.
1 désigne une chaudière, 2 un surchauffeur et 3 la partie haute pression d'une turbine à vapeur à deux corps dont la partie basse pression est indiquée en 4. Entre la partie haute pression 3 et la partie basse pres- sion 4, c'est-à-dire dans les tuyauteries 5, 6, 7 destinées au passage de
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la vapeur de travail entre ces parties 3 et 4, sont intercalés les serpen- tins récepteurs de chaleur 81 et 82 de deux étages de surchauffage intermé- diaire. Le surchauffage intermédiaire a donc lieu en deux étages consécutifs.
Au point 9 de la partie haute pression 3 de la turbine à vapeur est branchée une tuyauterie de prélèvement 10 pour de la vapeur surchauffée. Dans le ser- pentin 11 de la tuyauterie 10, qui constitue l'élément transmetteur de cha- leur de l'étage supérieur, par rapport à la température de surchauffe, la vapeur prélevée cède une partie de sa chaleur de surchauffe à la vapeur de travail traversant cet étage. En 12, la tuyauterie de prélèvement se divise en deux branches]3 et 14. La branche 13 aboutit à un échangeur de chaleur 15 de l'étage inférieur de surchauffage intermédiaire. La branche 14 se divise à son tour en 16 en deux branches 17 et 18.
Après sa sortie de l'étage supé- rieur de surchauffage 82 , 11, une partie de la vapeur prélevée cède dans l'échangeur 15 une autre partie de sa chaleur à la vapeur de travail déjà partiellement détendue traversant l'étage de surchauffage inférieur 81, 15, et ce avant son entrée dans l'étage de surchauffage supérieur consécutif 82, IL Le condensat résultant dans l'échangeur de chaleur 15 de l'étage in- férieur de sur chauffage de la vapeur prélevée, refroidie dans cet échangeur, s'écoule avec la vapeur non encore condensée par une tuyauterie 19 dans un appareil 20 destiné àu préchauffage de l'eau d'alimentation de l'installa- tion.
Le préchauffeur 20 est également relié directement par une tuyauterie 201 à la branche 5 de la tuyauterie 5,6,7, de sorte que ce préchauffeur re- çoit par la tuyauterie 201 une partie de la vapeur de travail s'échappant de la partie haute pression 3. 21 désigne une pompe à condensat qui aspire le condensat dans le condenseur 22 de l'installation et le refoule dans une tuyauterie d'alimentation 23. Cette tuyauterie passe par les appareils de préchauffage 24, 25, 20 et 26 dans lesquels l'eau d'alimentation de l'instal- lation est progressivement portée à une température plus élevée. L'eau ainsi chauffée arrive dans un réservoir d'alimentation 27 dans lequel la pompe d'a- limentation 29 l'aspire par une tuyauterie 28 pour la refouler par une tuyau- terie 30 dans la chaudière 1.
La partie de la vapeur prélevée passant dans la branche 17 cède sa chaleur dans le préchauffeur 26. Le préchauffeur 20 est intercalé en amont du préchauffeur 26, vu dans la direction de circulation de l'eau parcourant la tuyauterie 23. Le condensat formé dans le préchauffeur 26 arrive par une tuyauterie 31 dans le préchauffeur 20 où il se mélange avec le condensat pré- cipité dans ce dernier. Une pompe 32 refoule le condensat du préchauffeur 20 dans une tuyauterie 33 qui débouche en 34 dans la tuyauterie d'alimentation 23.
La partie de la vapeur prélevée arrivant dans la branche 18 après avoir traversé le serpentin transmetteur de chaleur 11 de l'étage de surchauf- fage supérieur sert encore unefois de fluide chauffant dans un évaporateur 35 d'eau d'appoint. Le condensat résultant de cette partie de la vapeur pré- levée s'écoule également par une tuyauterie 36 dans le préchauffeur 20.
L'eau d'appoint arrive par une tuyauterie 37 dans l'évaporateur 35, et la vapeur formée dans celui-ci passe par une tuyauterie 38 dans le pré- chauffeur 25. Le condensat formédans ce dernier s'écoule par une tuyauterie 39 dans le préchauffeur 24 qui reçoit par une tuyauterie 40 comme fluide chàuf- fant de la vapeur prélevée dans la partie basse pression 4 de la turbine à vapeur. Le condensat formé dans le préchauffeur 24 est repris par une pompe 41 et refoulé d ans une tuyauterie 42 qui débouche en 43 dans la tuyauterie d'alimentation 23.
-Des callculs effectués ont démontré que le rendement thermique d'une installation de force motricé à vapeur du genre décrit est supérieur de 0,5 à 1% environ au rendement des installations connues les plus perfection- nées.
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MOTOR FORCE, HIGH PRESSURE AND HIGH STEAM INSTALLATION
TEMPERATURE.
The present invention relates to a high-pressure, high-temperature steam power plant in which superheated steam, coming from a sampling point, is used at least in part downstream of this sampling point for the extraction. Intermediate superheating of the working steam between two expansion stages of the steam engine with several expansion stages.
The aim of the invention is to improve an installation of this type in order to further increase the thermal efficiency of the assembly. To this end, the intermediate overheating takes place in an installation according to the invention in two consecutive stages, the lower stage of which, in relation to the superheating temperature, comprises a heat exchanger in which at least one part of the withdrawn steam is condensed after leaving the upper intermediate overheating stage. The condensate formed in this heat exchanger can pass with the non-condensed steam to a preheating stage for the supply water of the installation.
In addition, part of the withdrawn steam that does not reach the heat exchanger of the lower superheating stage can pass into a feed water preheating stage connected downstream of the heating stage. preheating in which the condensate of the lower overheating stage flows.
The appended drawing shows schematically an embodiment of an installation according to the invention. In this drawing, the steam pipes are drawn in solid lines, while the pipes intended for the circulation of water or condensate are drawn in dashed lines.
1 designates a boiler, 2 a superheater and 3 the high pressure part of a two-body steam turbine, the low pressure part of which is indicated in 4. Between the high pressure part 3 and the low pressure part 4, c ' that is to say in the pipes 5, 6, 7 intended for the passage of
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the working steam between these parts 3 and 4, are interposed the heat receiving coils 81 and 82 of two intermediate superheating stages. Intermediate superheating therefore takes place in two consecutive stages.
At point 9 of the high pressure part 3 of the steam turbine is connected a bleed pipe 10 for superheated steam. In the coil 11 of the piping 10, which constitutes the heat transmitting element of the upper stage, with respect to the superheating temperature, the withdrawn steam gives up part of its superheating heat to the steam of work crossing this floor. At 12, the bleed pipe is divided into two branches] 3 and 14. Branch 13 leads to a heat exchanger 15 of the lower intermediate superheating stage. Branch 14 in turn divides into 16 into two branches 17 and 18.
After leaving the upper superheating stage 82, 11, part of the withdrawn steam gives up in the exchanger 15 another part of its heat to the already partially expanded working steam passing through the lower superheating stage 81. , 15, and this before its entry into the consecutive upper superheating stage 82, IL The condensate resulting in the heat exchanger 15 of the lower stage of the overheating of the withdrawn steam, cooled in this exchanger, s 'flows with the steam not yet condensed through a pipe 19 in an apparatus 20 intended for the preheating of the feed water of the installation.
The preheater 20 is also connected directly by a pipe 201 to the branch 5 of the pipe 5,6,7, so that this preheater receives through the pipe 201 part of the working steam escaping from the upper part pressure 3.11 designates a condensate pump which sucks the condensate from the condenser 22 of the installation and delivers it to a supply pipe 23. This pipe passes through the preheating devices 24, 25, 20 and 26 in which the The feed water for the installation is gradually brought to a higher temperature. The water thus heated arrives in a supply tank 27 in which the supply pump 29 sucks it through a pipe 28 to deliver it through a pipe 30 into the boiler 1.
The part of the vapor taken passing in the branch 17 gives up its heat in the preheater 26. The preheater 20 is interposed upstream of the preheater 26, seen in the direction of circulation of the water passing through the pipe 23. The condensate formed in the preheater 26 arrives through a pipe 31 in preheater 20 where it mixes with the condensate precipitated in the latter. A pump 32 delivers the condensate from the preheater 20 into a pipe 33 which opens at 34 into the supply pipe 23.
The part of the withdrawn steam arriving in branch 18 after having passed through the heat transmitting coil 11 of the upper superheating stage once again serves as heating fluid in a make-up water evaporator. The condensate resulting from this part of the withdrawn steam also flows through a pipe 36 into the preheater 20.
The make-up water arrives through a pipe 37 in the evaporator 35, and the steam formed in the latter passes through a pipe 38 in the preheater 25. The condensate formed in the latter flows through a pipe 39 into the preheater. the preheater 24 which receives, via a pipe 40, as a heating fluid steam taken from the low pressure part 4 of the steam turbine. The condensate formed in the preheater 24 is taken up by a pump 41 and discharged into a pipe 42 which opens at 43 into the supply pipe 23.
-Callculs carried out have shown that the thermal efficiency of a steam-driven power plant of the type described is approximately 0.5 to 1% greater than the efficiency of the most sophisticated known installations.
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