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,PROCEDE .ET 'DISPOSITIFS POUR 'PRODUIRE !ET SURGHAUFFER LA .VAPEUR.
Cette invention concerne un procédé pour produire et surchauffer de .la vapeur et un groupe générateur et surchauffeur de vapeur pour réaliser ce procédé.
Plus spécifiquement, l'invention se rapporte à des perfectionne- ments aux groupes générateurs et surchauffeurs de vapeur du type à circula- tion en série où le liquide est refoulé sous pression dans une extrémité d' au moins un passage tubulaire chauffé extérieurement et en est déchargé à l'extrémité ou aux extrémités de sortie à l'état de vapeur surchauffée, et à un mode de fonctionnement d'un tel groupe.
Dans un groupe générateur et surchauffeur de vapeur à circula- tion en série le liquide est introduit à une extrémité du tube ou de chaque tube et la ohaleur est appliquée le long du tube de telle sorte que de la va- peur surchauffée est déchargée à l'autre extrémité, la vaporisation finale et complète du liquide ayant lieu en un certain point localisé. Celui-ci correspond à l'emplacement où se fait la dessiccation initiale à 100% de va- peur et on l'appelle généralement point de conversion ou de transition.
En amont de ce point, c'est-à-dire entre le point d'introduction du liquide et le point de transition, le liquide est chauffé progressivement jusqu'à la'témpérature de saturation et est ensuite vaporisé progressivement jus- qu'au point de transition. De ce dernier point jusqu'au point de sortie ou de décharge de la vapeur, si le système tubulaire est soumis à des gaz de chauffe de température suffisante, il y a une augmentation de la quantité de chaleur contenue dans la vapeur, avec une augmentation de la température ou du degré de surchauffe.
Lorsqu'un tel groupe générateur fonctionne à un taux variable d'introduction de liquide d'alimentation, c'est-à-dire si l'on élève ou abais- se le taux d'alimentation en modifiant d'une manière correspondante la con- sommation de chaleur en vue d'obtenir un rendement thermique convenable, l'emplacement du point de conversion ou de transition se déplace, particuliè-
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ronent dans les installations où une partie de la vaporisation est assurée par les tubes de parois des chambres de combustion. Le point de transition se déplace vers l'extrémité de l'entrée d'alimentation,du.-système tubulaire en donnant lieu à une réduction du débit de l'alimentation ét vers l'extré- mité correspondant à la sortie du surchauffeur en donnant lieu à une aug- mentation du débit d'alimentation.
La région du point de transition et la longueur du système tubu- laire ou de la zone dans laquelle cette région se déplace en fonction des charges variables sont sujettes à recevoir des dépôts de sels chimiques par suite de l'évaporation à siccité et le dépôt de sels tend à réduire la trans- mission de chaleur dans une telle mesure que lorsque le point de transition et la zone se trouvent dans une région à température élevée, par exemple, dans la chambre de combustion le système tubulaire est sujet à se surchauffer et à être mis hors service.
On a proposé de faire sortir la zone de transition de la région à température élevée où se fait l'absorption de chaleur, en la plaçant dans le parcours à convection, de telle sorte que môme:s'il se pro- duit une accumulation interne de sels, la transmission de chaleur est telle- ment faible que la surchauffe ne se produit pas. Les sels sont alors enlevés par lavage ou autrement.
Le défaut d'une telle disposition est que le point de transition n'est pas fixe à l'intérieur du tube mais se déplace sur une longueur consi- dérable du système tubulaire lorsque la charge varie, en faisant ainsi inter- venir une longueur notable du système tubulaire qui doit être nettoyée fré- quemment et recevoir une meilleure protection contre les détériorations, par suite de surchauffe et de corrosion par l'emploi d'aciers spéciaux appropriés.
Un but de l'invention est de réduire le déplacement du point de transition, en abaissant ainsi le coût de l'installation par suite de la di- minution des quantités de métaux spéciaux extrêmement coûteux qui seraient nécessaires sans cela.
Dans le cas où il est fait usage d'une chambre de :combustion à parois refroidies dans un groupe générateur et surchauffeur de vapeur à cir- culation forcée, haute pression et température de surchauffe élevée., du type à circuit continu, et où le volume de la chambre de combustion est établi de manière que les gaz qui quittent celle-ci aient une température suffisam- ment faible pour éviter les difficultés dues aux scories, particulièrement dans le cas où l'on brûle du charbon pulvérisé, la quantité de chaleur ab- sorbée par les parois de la chambre de combustion constitue une proportion tellement grande de la quantité totale nécessaire pour évaporer l'eau et surchauffer la vapeur qu'il ne doit s'effectuer qu'une faible évaporation dans une zone de transition disposée dans un parcours de gaz relativement froid.
Si la grandeur de la surface de chauffe vaporisante située dans le parcours de gaz est considérable, il est possible qu'une réduction de la charge ne ramène pas le point de transition dans les tubes qui garnissent la chambre de combustion, mais pour éviter que ceci ne se produise la gamme des variations de la charge doit être réduite d'une manière peu désirable.
Un autre but de l'invention est de limiter la température des, gaz à la sortie de la chambre de combustion, de manière à réduire ou éviter le dépôt des scories sur les surfaces de chauffe par convection, mais dans des conditions permettant d'augmenter le pourcentage des surfaces de chauffe par convection par rapport aux surfaces de chauffe par rayonnement.
Plus spécifiquement, un but de l'invention est de permettre d'é- lever les températures de l'eau d'alimentation à des- valeurs induement élevées et d'obtenir une gamme de charges étendues pour le groupe générateur de va- peur, tout en maintenant la zone de transition en un endroit où la températu- re des gaz est suffisamment réduite pour que les difficultés provenant de dépôts de caractère chimique et de la corrosion du métal des tubes dans la zone de transition soient réduites à un minimum.
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La présente invention concerne un groupe générateur et surchauf- feur de vapeur du type à circulation en série, comprenant une chambre pour= vue d'une partie vaporisante tubulaire fonctionnant par rayonnement et une 95
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partie tubulaire chauffant le liquide par convection, disposée dans le par- cours des gaz s'échappant de la chambre et comportant une zone de transi- tion pour assurer une vaporisation complète, des dispositifs étant utilisés pour régler la position de la zone de transition en réglant l'absorption de chaleur par la partie à rayonnement.
L'invention concerne aussi le mode de fonctionnement d'un groupe générateur et surchauffeur de vapeur à circulation en série comprenant une chambre de combustion pourvue d'une section tubulaire fonctionnant par rayon- nement pour produire de la vapeur et refroidir la chambre et une section tubulaire fonctionnant par convection pour chauffer le fluide, disposée dans le parcours des gaz qui s'échappent de la chambre et comportant une zone de transition dans laquelle la vaporisation s'achève l'installation compre- nant un dispositif permettant de régler les pourcentages d'absorption de chaleur de la partie refroidissante fonctionnant par rayonnement et de la partie fonctionnant par convection par rapport à la quantité totale de cha- leur disponible de manière à réagir.
contre la tendance de la zone de tran- sition à se déplacer dans la section à conveetion vers la section à rayonne- ment.
L'invention concerne encore le procédé applicable au fonctionne- ment d'un groupe générateur et surchauffeur de vapeur à circulation en série comportant une chambre de combustion pourvue d'une section tubulaire fonc- tionnant par rayonnement pour la production de vapeur et le refroidisse- ment de la chambre et une section tubulaire fonctionnant par convection pour le chauffage du fluide disposée dans le parcours des gaz qui s'échappent de la chambre et comprenant une zone de transition dans laquelle la vaporisa- tion complète s'achève, le procédé comportant un réglage du partage de la quantité totale de chaleur disponible entre la section à rayonnement et la section à convection, par une recirculation réglable dans la chambre de combustion des gaz provenant d'un point du parcours des gaz situé- au-delà de la sortie des gaz de la chambre,
de manière à maintenir ainsi la zone de transition à l'intérieur de la section à convection.
Suivant un mode d'exécution, des mesures sont prises pour remet- tre les gaz en circulation dans une région de la chambre de combustion, en amont- par rapport au sens de circulation des gaz - du brûleur associé à la chambre et des mesures sont également prises pour remettre les gaz en circu- lation d'une manière réglable dans une région de la chambre de combustion adjacente à la sortie des gaz de celle-ci, en vue de limiter ou d'empêcher le dépôt des scories sur les surfaces d'échange de chaleur par convection en modérant la température des gaz de combustion frais . De préférence, cette dernière région se trouve aussi près que possible de la sortie des . gaz de combustion et de l'entrée du parcours à convection, eu égard à la nécessité de mélanger les gaz avant qu'ils n'atteignent les surfaces d'échan- ge de chaleur par convection.
La remise en circulation dans les deux ré- gions peut être effectuée alternativement lorsque les conditions de fonction- nement varient ou simultanément.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec réfé- rence aux dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une vue schématique d'un système de réglage pour le groupe générateur et surchauffeur de vapeur représenté;
Fig. 2 est un schéma représentant la circulation forcée du liquide dans les différents éléments qui composent le groupe générateur et surchauffeur de vapeur, et
Fig. 3 est une vue partiellement schématique montrant en coupe verticale longitudinale le groupe générateur et surchauffeur de vapeur de la Fig. l, à une plus grande échelle.
Les Figs. 1 et 3 des dessins montrent une chambre de combustion verticale 10 dont les surfaces limitatives comportent destubes de parois verticales montés entre des collecteurs d'entrée inférieurs et des collec- teurs de sortie supérieurs. La chambre de combustion constitue une zone de rayonnement pour chauffer le liquide vaporisable pompé dans les tubes
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de parois à une haute pression et les tubes de parois constituent une section à rayonnement du groupe générateur et surchauffeur de vapeur.
A l'arrière de la chambre de combustion se trouve une protubérance en forme d'arc dont la partie supérieure forme le fond 113 d'un passage de sortie des gaz renfermant un surchauffeur S et conduisant à un parcours de gaz 100. Les tubes 98 s'étendant le long de la paroi arrière de la chambre de combustion, qui constitue une paroi séparatrice entre la chambre de com- bustion et le parcours de gaz 100, comportent des parties inférieures 92 et 90 respectivement s'étendant le long de la paroi 94 de la trémie qui for- me le fond 96 de la chambre de combustion et de la. paroi sous-jacente d'une trémie inférieure 88.
Quelques uns des tubes 98 comportent des sections 102, garnies de matières réfractaires 104, pour séparer le parcours de gaz 100 de l'intérieur de la protubérance arquée 106, et des sections 120 faisant partie d'un écran tubulaire entre le passage de sortie des gaz et un tournant
122 au sommet du parcours de gaz 100 . Un certain nombre d'autres tubes 98 comprennent des sections 114 s'étendant le long de la paroi inférieure de la protubérance 106 et des sections verticales formant un écran tubulaire entre la chambre de combustion et le passage de sortie des gaz,
tandis que d'autres de ces tubes encore comprennent des sections 114 et 110 s'étendant respecti- vement le long des parois inférieure et supérieure dé la protubérance ou arc
106 et des sections verticales faisant partie de l'écran tubulaire entre le passage de sortie des gaz et le tournant des gaz 122. Les sections de tubes 114 et 110 respectivement sont garnies de matière réfractaire 116 et 112 et tous les tubes 98 comprennent des sections 126 s'étendant le long du toit
124 et garnies de matières réfractaires.
Le parcours de gaz 100 contient les faisceaux tubulaires 14 et
16 d'un économiseur E et les faisceaux tubulaires 60, 61,62 et 63 d'une sec- tion de transition T formant une fraction de la partie à convection du groupe générateur et surchauffeur de vapeur.
Si l'on se réfère aux Figs. 2 et 3, on voit que pendant le ser- vice, de l'eau est refoulée à une haute pression par une pompe 80 dans le collecteur d'entrée 12 de l'économiseur pour circuler dans les tubes recour- bés en serpentin et montés en série qui constituent les faisceaux 14 et 16 des tubes de l'économiseur. Ceux-ci sont reliés à un collecteur de sortie
18 d'où le liquide est envoyé par des raccordements ou connecteurs tels que
82 et 84 aux collecteurs d'entrée adjacents 86 et 22 à la partie inférieure de la paroi arrière de la trémie inférieure 88 de la chambre de combustion.
Le liquide vaporisable s'écoule des collecteurs inférieurs 86 et 22 par les tubes des parois de la chambre de combustion et dans les rac- cordements tubulaires tels que ceux indiqués en 24 et 26 venant des collec- teurs 28 et 30 disposés à la partie supérieure de la chambre de combustion et raccordés aux extrémités de sortie des tubes des parois de cette chambre.
Le liquide s'écoule par ces raccords 24 et 26 dans les éléments ou branches
32, 33 et 34 d'un collecteur inférieur en U 36 pour les parois du parcours de gaz, qui peut être considéré comme une zone de chauffage secondaire du liquide par convection. De la branche 34 de ce collecteur d'entrée des pa- rois du parcours de gaz, le liquide s'écoule par les tubes de parois 38 dans une branche superposée 40 d'un collecteur supérieur similaire en U 42 du parcours de gaz. D'une manière semblable, le liquide s'écoule de: la bran- che 32 du collecteur inférieur 36 par les tubes de parois inférieurs 44 dans une branche 46 du collecteur supérieur du parcours de gaz.
De la branche de paroi arrière 33 du collecteur inférieur 36, le liquide s'élève dans les tubes de parois 48 dont les parties supérieures ont des sections 50, for- mant le ciel, reliées directement à la branche 52 du collecteur supérieur
42 du parcours de gaz . Du collecteur 42 le liquide s'écoule par les con- duits 152, 153 et 154 dans le collecteur d'entrée 58 de la section de tran- sition T formée par les faisceaux superposés 60 à 63 de tubes recourbés en serpentin et montés en série, constituant le longs conduits continus reliés au collecteur de sortie 66.
L'achèvement de l'évaporation s'accomplit à l'intérieur de ces conduits et la vapeur y est surchauffée pour passer en- suite du collecteur 66 par le conduit 68 dans un modérateur de température
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70 et de là dans le collecteur d'entrée 72 du surchauffeur S qui comprend des faisceaux montés en série 74 de tubes coudés en serpentin,-dont les ex- trémités de sortie sont raccordées à un collecteur de sortie 78, d'où la vapeur fortement surchauffée et à haute pression passe au lieu d'utilisa- tion.
Si l'on examine plus en détail la partie fonctionnant par rayonnement du groupe générateur, on voit que les collecteurs inférieurs de la section chambre de combustion ou section à rayonnement R comprennent de petits collecteurs tels que 130, 131, 132 et 134-disposés à la droite du collecteur d'entrée 22 et de petits collecteurs tels que 135, 138,132 et 139 disposés à la gauche du collecteur d'entrée 86. Le dispositif des collecteurs au sommet de la section chambre de combustion comprend de petits collecteurs semblables, tels que les collecteurs 141."à 147, 28 et 30. Au lieu d'employer des collecteurs séparés, les collecteurs peuvent être cloi- sonnés pour former des sections de collecteurs correspondants.
Le liquide part du collecteur 22, poursuit son parcours dans le jeu de tubes de parois raccordés 23 de bas en haut jusqu'au collecteur
145 d'où il descend par une colonne descendante au moins 150 dans le prochain collecteur inférieur 130. De ce dernier, la circulation se fait de bas en haut par le jeu de tubes de parois raccordés 25 jusqu'au collecteur 146 et de là par les jeux successifs de tubes de parois et les colonnes descendan- tes jusqu'au collecteur supérieur 28, d'où le liquide se rend par les canali- sations 24 et 27 aux éléments ou branchements 32 et 33 du collecteur infé- rieur 36 du parcours de gaz 100.
Une circulation semblable s'établit depuis le collecteur 86 par le jeu de tubes de parois raccordés 29 de bas en haut jusqu'au collecteur 144 et de ce dernier par une colonne descendante 150 au moins, jusqu'au col- lecteur inférieur suivant 136, la circulation se poursuivant de cette manière autour des parois de la section chambre de combustion jusqu'au collecteur supérieur 30. De ce dernier le liquide se rend par un conduit de raccordement 26 à l'élément ou la branche 34 du collecteur inférieur 36 du parcours de gaz 100.
Si l'on se réfère encore à la Fig. 2, on remarquera que la des- cription qui s'y rapporte indique que l'entrée du liquide se fait dans deux collecteurs adjacents 22 et 86 de la partie médiane de la paroi de droite ou paroi arrière de la chambre de combustion de la Fig. 3. Les collecteurs successifs tels que 145, 130, 146, 131, 147, 132, 134 et 28 représentent d'abord les collecteurs supérieurs et inférieurs d'une moitié de la paroi arrière de la chambre de combustion, ensuite les collecteurs correspondants d'une paroi latérale et finalement les collecteurs supérieurs et inférieurs d'une moitié de la paroi avant de la chambre de combustion.
D'une manière semblable, les collecteurs successifs tels que 144, 136, 143, 138, 14é, 132, 141, 139 et 30 représentent d'abord le restant des sections de collecteurs de la paroi arrière, ensuite les sections de collecteurs de l'autre paroi latérale, et enfin'les sections de collecteurs correspondantes du restant de la paroi avant de la chambre de combustion. En d'autres termes, les parties constitutives de la Fig. 2 représentent les parois de la chambre de combustion développées dans un plan unique qui peut être considéré comme le plan de la paroi arrière de la chambre de combustion.
L'invention se rapporte aussi au maintien de la zone de transi- tion entre un mélange de liquide et de vapeur et l'état de complète vaporisa- tion, en un certain emplacement le long des tubes s'étendant du collecteur d'entée 58 au collecteur de sortie 66 de la section de transition, et un point de réglage de la température, tel que T', du coté vapeur surchauffée de la zone de transition, est choisi de telle manière qu'il se trouve à une distance minimum au-delà du collecteur d'entrée 58 pour que, quelles que soient les variations de la charge (et les variations des facteurs con- nexes), la zone de transition soit toujours au-delà de ce collecteur.
Pour maintenir la zone de transition dans les limites mentionnées la remise en circulation des gaz de carneaux est effectuée en quantités ré-
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gl es soit dans le goulet 170 de la trémie (par une série de lumières répar- ties le long du goulet) soit par une série d'ouvertures dans la paroi, telles que 172, communiquant avec un conduit transversal 178, soit à la fois dans le goulet de la trémie et dans les ouvertures 172.
Le gaz de carneau est extrait du tournant des gaz 180 à la base du parcours de gaz 100 par un conduit vertical 182, le gaz étant refoulé par un ventilateur 186 dans une boite de jonction 188. De cette dernière le gaz peut s'écouler par une rallonge de conduit 190 dans laquelle est monté un papillon régulateur 192 ou par un conduit vertical 194 dans lequel est monté un papillon régulateur 196 et ensuite par un conduit transversal 178 et des lumières 172.
Gomme c'est représenté sur la Fig. l, pour effectuer un réglage automatique un dispositif régulateur P agissant sous l'action de la pression est raccordé à la canalisation de vapeur surchauffée 200 partant du collec- teur de sortie 78 du surchauffeur à haute température. De ce dispositif régulateur tel qu'un tube Bourdon, des impulsions de pression sont transmises par une valve témoin pneumatique 203, dont une forme d'exécution appropriée est décrite et représentée dans le brevet anglais n 425.507, une canalisa- tion de charge 202, un relais à moyennes 210, tel que celui désigné par le chiffre de référence 75 sur la Fig. 2 des dessins du brevet anglais n 461.
389, une ligne 209 et un controller 211 d'un moteur électrique actionnant la pompe 80 pour refouler de l'eau dans le collecteur d'entrée 12 de l'éco- nomiseur. Le débit d'eau de cette pompe est également réglable en fonction des variations de la charge sur le groupe générateur et surchauffeur de va- peur, par des impulsions correspondant au rapport du courant de vapeur au courant d'eau, transmises par la valve témoin 205 et la ligne 206, d'un ré- gulateur du débit de vapeur ou dispositif à orifice F pourvu de liaisons tubulaires, allant de part et d'autre de l'orifice 208 ménagé dans la ca- nalisation de vapeur 200, et mesurant le débit de vapeur,
les impulsions provenant du régulateur du débit de vapeur F étant modifiées par les impul- sions provenant du régulateur du débit d'eau W raccordé par les lignes 213 et 215 aboutissant de part et d'autre de l'orifice 217 ménagé dans le tuyau relié à la pompe 80. Les régulateurs F et W sont indiqués comme étant re- liés entre eux en 221 pour ces impulsions combinées. Les régulateurs F et W de même que le régulateur 252 du débit du gaz remis en circulation, dont question ci-après, peuvent être du type décrit dans le brevet américain n 1.064.748.
La Fig. 1 du brevet américain n . 1.962.676 montre aussi comment ce débitmètre de vapeur et ce débitmètre d'eau peuvent être inter- connectés par un jeu de bielles pour amener une valve témoin, telle que la valve témoin 205, dans une position en concordance avec les rapports entre les deux débits de fluide. En outre, la Fig. 4 du brevet américain 2.526.843 montre une autre manière d'établir une relation entre le débit de vapeur. et le débit d'eau dans le cas où chacun des deux compteurs donne une' pres- sion de charge du fluide et alors les deux pressions de charge pénètrent dans une gauge différentielle, déterminant une pression résultante du flui- de dans une ligne conduisant à un relais donnant les moyennes.
La ligne de charge 206 rejoint la ligne de pression 202 au relais des moyennes 210, au moyen duquel les impulsions de pression et les impulsions du rapport du débit de vapeur au débit d'eau combinées sont transmises au controller 211 du moteur de pompe à vitesse variable pour régler le fonctionnement de la pompe à eau 80.
Le controller de moteur 211 peut comporter un servo-moteur tel que celui désigné par le chiffre de référence 40 dans le brevet américain n 2.298.257, actionnant l'organe mobile d'un commutateur et rhéostat combi- né. Le relais 210 est susceptible d'être ajusté de telle manière que chacune des impulsions de pression ou de charge peut avoir un effet'prédominant sur la pression du fluide dans la ligne 209, et, par conséquent, sur le fonc- tionnement de la pompe 80.
Le régulateur du débit de vapeur, ou le dispositif à orifice F mesure le débit de vapeur, ou la charge de la chaudière, et, associé à une ou plusieurs valves témoins, telles que 201, provoque des variations de près-
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sion dans les canalisations de charge 212,216 et 226.
Le ventilateur 184 est actionné à une vitesse constante et les papillons 192 et 196 sont actionnés de manière à provoquer, à une faible charge, un débit maximum de gaz de carneaux en recirculation, dans le goulet de la trémie par le conduit 190 et un débit minimum dans le conduit vertical
194 et les lumières 172, tandis qu'à une charge élevée les conditions inver- ses ont lieu. Les papillons sont commandés automatiquement pour obtenir ce résultat.
Cette commande automatique comprend un élément thermostatique K agissant en fonction des températures des gaz à la sortie de la chambre de combustion ou à l'entrée des gaz du surchauffeur à haute température, les indications de températures de cet élément étant transmises par la ligne
191 au régulateur de la température des gaz 193 et transmises ensuite, comme variations de la pression de charge ou des impulsions, d'une valve témoin 197, par une ligne 212' au relais totalisateur 195, puis par une valve sélectrice 199 et une ligne 207 à un dispositif de commande à valve
214 pour le papillon 196. Les impulsions dépendant de la température sont modifiées par le débit de vapeur au moyen des variations des pression de la charge ou des impulsions transmises par le régulateur F, de la valve témoin
201 par la ligne 212 et la ligne 216 au relais 195.
Les effets relatifs des impulsions de température du gaz et les impulsions du débit de vapeur peuvent être réglées opportunément de telle sorte que l'une ou l'autre des impulsions peuvent avoir un effet prédominant pour la commande du papillon
196 et le réglage du débit de gaz par l'intermédiaire des lumières supérieu- res 172.
Le débit du gaz de carneau en recirculation, par le conduit 190 dans le goulet de la trémie 170 est réglé par l'intermédiaire du régulateur de température de la vapeur T" agissant en fonction de la température de surchauffe au point de contrôle de la température T' au delà de la zone de transition dans l'un des tubes au moins de la section de transition. Du ré- gulateur T" et de sa valve témoin 219,les indications de température sont transmises comme variations de pression de charge ou impulsions correspon- dantes par la ligne 220, le relais totaliseur 321, la ligne 223, la valve sélectrice 225, et la ligne 227 au dispositif de commande 222 (semblable au dispositif de commande 214) du papillon 192.
Ces impulsions, provenant du régulateur de température de la vapeur intermédiaire T" sont modifiées d'une façon réglable, par un relais de moyennes ou de totalisation 321 à cham- bre multiple (similaire au relais 210), dont l'une des chambres à liquide est raccordée par la canalisation 226 à la valve témoin 201 du régulateur de débit de vapeur F. Le relais 321 reçoit aussi des impulsions modifian- tes représentant les changements de débit des gaz remis en circulation par le conduit 182. Dans ce but, le régulateur du débit 252 des gaz remis en circulation est raccordé par les lignes 254 et 256 en des points situés de part et d'autre d'un orifice 258 du conduit 182.
Les variations du débit des gaz dans le conduit sont mesurées par le régulateur 252 et transmises en variations de la pression de charge ou impulsions correspondantes par la val- ve témoin associée 260 et ses connexions conjuguées. Ces impulsions sont alors transmises au relais 321 par la ligne 262.
Le réglage du fonctionnement des brûleurs 230 de la chambre de combustion est effectué par les impulsions de réglage transmises au régula- teur de combustible et d'air ou à la commande 240 du papillon ou registre de l'air primaire, cette commande pouvant comporter au moins un servo-mo- teur du genre décrit dans le brevet américain n 2.536.184, les impulsions de réglage étant obtenues sélectivement en ordre proportionnel du régulateur de température de vapeur final T3 raccordé au thermostat 241 monté dans la canalisation de vapeur 200, et du régulateur du débit de vapeur, ou appareil de mesure de la charge F.
La Fig. 1 du brevet américain n 2.155 .986 montre un régulateur de la température de la vapeur dans lequel une valve témoin règle les variations de pression de la charge ou impulsions correspondant à la température de la vapeur.
.Le régulateur de température de la vapeur final T3, raccordé au thermostat 241 par la ligne 270,règle la température finale de la vapeur dans
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1 canalisation 200, et transmet par l'intermédiaire de la valve témoin associée 272 les variations de pression de la charge correspondantes dans la ligne 274 au relais "Standatrol 276". Les impulsions venant de la ligne 274 sont modifiées d'une manière réglable par le relais 276 et sont transmi- ses de celui-ci par la ligne 278 à l'une des chambres opérantes du relais totaliseur 280.
Le relais 280 reçoit aussi les impulsions de charge du régula- teur du débit de vapeur F, par la ligne 216. Ainsi, les impulsions trans- mises du relais 280 à la valve de sélecteur 284 par la ligne 282 sont les résultats de l'effet combiné des impulsions parcourant les lignes 278 et 216 pour pénétrer dans le relais 280.
L'emplacement de la zone de transition dépend de la quantité de chaleur absorbée dans les tubes vaporisants des parois de la chambre de combustion et la présente invention a pour effet de faire, varier d'une maniè- re réglable le degré d'absorption de cette chaleur.
Dans un groupe non contrôlé, l'absorption de chaleur proportion- nelle par les tubes de parois de la chambre de combustion varie en fonction de la charge et tend à augmenter lorsque la charge tombe. Ceci donnerait lieu à une tendance de la zone de transition à se déplacer dans la chambre de combustion. L'amplitude du mouvement de la zone de transition est rédui- te au minimum par la remise en circulation réglée des gaz de carneaux dans la chambre de combustion pour régler l'absorption de chaleur par les tubes de paroi de cette chambre.
En général, le volume de gaz remis en circulation augmente lors- que la charge de la chaudière diminue, afin de maintenir la zone de transi- tion dans les limites désirées. Le système de réglage représenté est effi- cace pour faire varier la quantité de gaz de carneaux introduite dans la chambre de combustion et la position du point de cette introduction dans cette dernière , en fonction de variables qui comprennent la température du liquide au point Tl de réglage de la température.
Le système de réglage est efficace pour obtenir les résultats désirés, par une introduction maximum de gaz en recirculation (par exemple 27% des gaz de carneaux se rendant dans la cheminée), à faible charge,par le conduit 190 dans le goulet 170 de la trémie,le débit de gaz de carneaux remis en circulation dans cette position étant réduit à zéro lorsque la char- ge augmente jusqu'à un maximum. Inversement, le maximum de gaz de carneaux remis en circulation a lieu par les lumières supérieures 172 en cas de plei- ne charge et est réduit aux environs de zéro à faible charge.
Lorsque le groupe fonctionne de manière à produire le maximum de vapeur, le gaz remis en circulation est introduit dans les lumières supé- rieures 172, ajoutant ainsi un poids de gaz aux produits frais de la combus- tion, mais diluant ceux-ci de telle sorte que la température du mélange quit- tant la chambre de combustion est inférieure à un maximum prédéterminé.
Cette introduction de gaz remis en circulation à la partie supé- rieure de la chambre de combustion ne produit pas une réduction notable de l'absorption de chaleur par rayonnement par les parois de la chambre, mais elle augmente d'autre part le poids du gaz circulation sur les surfaces de convection.
Lorsque la demande de vapeur diminue,le réglage provoque une réduction du refoulement d'eau d'alimentation de la pompe 80 et une réduc- tion de l'entrée de combustible et d'air comburant. La réduction du déga- gement de chaleur dans la chambre de combustion donne lieu à une chute de la température à la sortie de celle-ci, ce qui permet une réduction de l'ad- dition, par les lumières 172, des gaz remis en circulation.
Gomme l'absorption de chaleur par rayonnement dans les parois de la chambre de combustion ne diminue que légèrement lorsque la consommation de chaleur diminue et non proportionnellement à la réduction du débit d'eau,¯ la position du point à l'intérieur des tubes où le liquide est complètement évaporé dans la section de transition T descend vers le collecteur d'entrée
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56. Ceci donne lieu à une élévation du léger degré de surchauffe de la vapeur déterminée par le régulateur de température T".
Lorsque la température déterminée par le régulateur T" s'élè- ve, le régulateur agit par l'intermédiaire du relais 321, conjointement avec le régulateur F, qui détermine la réduction de la production de va- peur, pour effectuer un ajustement du papillon 192 de manière à régler l'introduction de gaz remis en circulation dans le goulot.de la chambre de combustion.
Cette augmentation de gaz en recirculation dans le fond de la chambre de combustion réduit l'absorption de chaleur par rayonnement par les parois de la chambre, de telle sorte qu'un poids de gaz plus élevé ayant une teneur totale en chaleur plus grande est envoyé de la chambre de combustion dans le surchauffeur par convection et la section de tran- sition. Cette augmentation de poids de gaz est particulièrement efficace pour augmenter la proportion de chaleur absorbée par les surfaces de chauffe par convection, de telle sorte que l'emplacement de la zone de transition ne se déplace pas dans une forte mesure, et n'arrive surtout pas dans les tubes des parois de la chambre de combustion, le degré de surchauffe final désiré étant en même temps approximativement maintenu.
Les commandes qui règlent la consommation de combustible tendent à corri- ger les écarts par rapport à la tempéràture voulue de la surchauffe.
La remise en circulation des gaz de carneaux s'effectue d'une manière réglable ce qui permet une gamme de charges très étendue sur le groupe générateur, tout en maintenant la zone de transition dans une sec- tion du générateur de vapeur située en aval- par rapport au sens de circu- lation des gaz - du surchauffeur à haute température et soumise à des gaz relativement froids, et en permettant d'appliquer favorablement les températures de l'eau d'alimentation utilisées dans les installations de production de force modernes par suite de la réduction de la quantité totale de chaleur absorbée par la surface des parois vaporisantes de la chambre de combustion.
Les faibles températures de l'eau d'alimentation ne s'accomodent pas aux cycles thermiques des turbines à régénération modernes dont les rendements thermiques élevés sont obtenus par suite du réchauffage progressif à récupération de l'eau d'alimentation à des tem- pératures relativement élevées.
Les gaz remis en circulation, qui sont introduits pour éviter les températures auxquelles se font les dépôts de scories, sont amenés à un niveau intermédiaire de la hauteur de la chambre de combustion. Leur in- troduction altère l'absorption de chaleur par les tubes de parois de la chambre de combustion depuis cette position jusqu'à la sortie de la cham- bre de combustion, de telle sorte que la chaleur totale absorbée par les tubes de parois de cette chambre est réduite et que cette réduction tend à faire glisser la position de transition dans un sens qui l'écarte du collecteur d'entrée 58. L'emplacement des lumières 172 en un point inter- médiaire est une mesure qui constitue un 'compromis pour assurer le mélange des gaz en recirculation et des produits de la combustion avant qu'ils n'atteignent la surface du surchauffeur.
Une position optimum pour l'in- troduction de ces gaz en recirculation serait directement à la sortie des gaz de combustion si leur mélange uniforme avec les produits de la combus- tion venant directement des brûleurs pouvait encore être effectué.
L'invention augmente le rendement thermique total du type le plus approprié de groupe générateur et surchauffeur de vapeur et le rend particulièrement applicable au fonctionnement à des pressions variant de 2000 à 5000 livres par pouce carré (140 à 350 K/cm2).
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.