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ESCHER WYSS SOCIETE ANONYME, résidant à ZURICH ( Suisse ): INSTALLATION DE FORCE MOTRICE A VAPEUR A SURCHAUFFE INTERMEDIAIRE.
La présente invention concerne une installation de force motri- ce à vapeur dans laquelle la vapeur de travail est surchauffée au moins en deux points intermédiaires sous des pressions différentes.
On sait que la consommation de chaleur d'installations de force motrice à vapeur peut être réduite par une surchauffe intermédiaire; la chaleur nécessaire est fournie au surchauffeur par les gaz de combustion de la chaudière et même .partiellement par la chaleur rayonnée par le foyer.
Dans d'autres installations, on a également déjà utilisé le sur chauffage en alimentant le surchauffeur intermédiaire par de la vapeur vive qui s'y ,condense. D'autre part, on a proposé de prélever de la vapeur pour le chauf- 'fage du surchauffeur intermédiaire en un point de la turbine en amont de ce dernier.
Enfin, on a proposé de soumettre la vapeur à un surchauffage in- termédiaire double ou multiple pour obtenir une réduction complémentaire de la consommation de chaleur par rapport au surchauffage intermédiaire uni- que. Si on pratique dans ce cas le surchauffage intermédiaire double par les gaz de combustion, il en résulte la difficulté que la vapeur doit pas- ser deux fois de la turbine à la chaudière et de la chaudière à la turbine.
Les conduits destinés au surchauffage sous une pression relativement faible sont alors très incommodes, parce que les diamètres de ces conduits de- viennent très importants. De plus, en comparaison avec le réglage d'une seule température de surchauffage intermédiaire, il est beaucoup plus dif- ficile de régler sur la chaudière non seulement la température de la vapeur vive, mais également deux températures de surchauffage intermédiaire.
De même, le réglage de la turbine devient difficile à cause des grands volumes de vapeur que contiennent les conduits reliant les surchauffeurs à la turbi-
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Suivant l'invention, pour une installation de force motrice à vapeur, dans laquelle la vapeur de travail est soumise à au moins deux sur- chauffages intermédiaires sous des pressions différentes, le surchauffage intermédiaire de la vapeur à pression supérieure est effectué par des gaz de combustion, tandis que le surchauffage intermédiaire de la vapeur à pres- sion inférieure est mis en oeuvre dans un échangeur de chaleur chauffé par de la vapeur en voie de condensation. On évite de cette manière les incon- vénients précités.
On utilise avantageusement pour le chauffage du surchauffeur de l'étage à pression inférieure de la vapeur prélevée dans un étage à pression supérieure de la turbine, de préférence en amont du surchauffage intermédiaire par les gaz de combustion.
Cet agencement offre d'une part l'avantage de supprimer les gros conduits à basse pression allant de la turbine à la chaudière et de la chaudière à la turbine, parce que le surchauffeur intermédiaire à basse pression peut être placé directement à côté de la turbine et parce qu'il suffit de prévoir un conduit de faible longueur entre le point de prélève- ment sur la turbine même, et le surchauffeur intermédiaire chauffé à la vapeur.
D'autre part, on réalise une économie de chaleur par le fait que la vapeur prélevée pour le chauffage du surchauffeur intermédiaire à basse pression a déjà fourni du travail dans la turbine à haute pression.
Si le prélèvement de la vapeur destinée au chauffage du sur- chauffeur intermédiaire à basse pression a lieu en un point de la turbine où la vapeur est encore fortement surchauffée, cette vapeur prélevée, pré- sentant de préférence une haute température de surchauffage, peut être uti- lisée dans un échangeur de chaleur à circulation en contre-courant pour por- ter la vapeur à basse pression à une température de surchauffage supérieure à la température de saturation correspondant à la pression de la vapeur pré- levée. Dans un agencement de ce genre, une partie de la vapeur prélevée, refroidie dans l'échangeur de chaleur à circulation en contre-courant du surchauffeur intermédiaire, peut être avantageusement condensée partielle- ment ensuite dans un réchauffeur de l'eau d'alimentation.
Ce dernier agen- cement est particulièrement avantageux si la vapeur nécessaire au chauffage du. surchauffeur intermédiaire à basse pression est prélevée dans un étage de la turbine dans lequel la pression est inférieure à celle à laquelle est effectué le premier surchauffage intermédiaire.
L'agencement d'une installation de force motrice à vapeur suivant l'invention est particulièrement avantageux si on utilise de la vapeur vive à très haute pression, par exemple d'une pression absolue de 150 à 300 kg/ cm2, et si le premier surchauffage intermédiaire a lieu par les gaz de com- bustion sous une pression absolue de 50 à 100 kg/cm2, tandis que le deuxième sur chauffage est effectué sous une pression absolue de 2 à 20 kg/cm2.
Le surchauffage intermédiaire double ou multiple, mis en oeuvre suivant l'invention, est particulièrement avantageux si, pour certaines rai- sons, la vapeur de travail n'est portée par le premier surchauffage inter- médiaire qu'à une température relativement basse d'environ 420 à 520 C.
Le dessin annexé représente schématiquement une installation de force motrice à vapeur suivant l'invention.
1, 2 et 3 désignent des turbines qui sont successivement traver- sées par la vapeur de travail et transmettent la force motrice à un généra- teur 4. En 5 est indiqué une chaudière, 6 est un surchauffeur de vapeur vive, chauffé par les gaz de combustion, 7 est un surchauffeur intermédiai- re chauffé par les gaz de combustion, 8 désigne un échangeur de chaleur rem- plissant la fonction de surchauffeur intermédiaire chauffé par la vapeur
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en voie de condensation, 9 est un autre échangeur de chaleur destiné au surchauffage intermédiaire.
En partant du surchauffeur 6, la vapeur de travail passe par un conduit 10 dans la turbine 1, sort de cette turbine par un conduit 11, traverse le surchauffeur intermédiaire 7 chauffé par les gaz de combus- tion, et entre par un conduit 12 dans la turbine 2. Après sa détente dans cette turbine, la vapeur arrive par un conduit 13 dans la deuxième surchauf- feur intermédiaire 8, et passe par un conduit 14 dans l'échangeur de chaleur 9, dans lequel elle est davantage surchauffée. En sortant de cet échangeur, la vapeur entre par un conduit 15 dans la turbine 3, qu'elle quitte par un conduit 16, pour arriver dans un condenseur 17.
Une pompe 19 refoule le condensat par un conduit 18 dans un ré- servoir à eau d'alimentation 24, à travers un échangeur de chaleur 20, et des réchauffeurs 21, 22, 23. En 25 est indiquée une pompe d'alimentation qui refoule l'eau dans la chaudière 5, à travers des réchauffeurs 26, 27 et par un conduit 28.
29, 30, 31 et 32 désignent des conduits de prélèvement de vapeur qui font passer la vapeur de chauffage dans les réchauffeurs d'eau d'alimen- tation 21, 22, 23 et 26.
Par un conduit 33, une partie de la vapeur détendue dans la tur- bine 1, est prélevée en un point 34 et passe pour le chauffage dans l'échan- geur de chaleur 9,' dans lequel elle cède sa chaleur de surchauffe à la vapeur de travail destinée à la turbine 3. Une partie de la vapeur de chauffage passe ensuite par un conduit 35 dans le surchauffeur intermédiaire à basse pression 8, dans lequel elle cède sa chaleur de condensation à la vapeur à surchauffer. La partie restante de la vapeur de chauffage passe par un con- duit 36 dans le réchauffeur 27, qui reçoit également par un conduit 37 le condensat du surchauffeur 8.
En 38 sont indiqués des dispositifs d'évacuation du condensat de la vapeur de chauffage.
L9installation de force motrice à vapeur représentée comporte deux surchauffeurs intermédiaires pour la vapeur de travail sous des pres- sions différentes. La surchauffe intermédiaire à pression supérieure est dans ce cas assuré par les gaz de combustion dans le surchauffeur 7, tandis que la surchauffe intermédiaire à pression inférieure est assuré par la va- peur se condensant dans le surchauffeur 8. De plus, on utilise pour le chauffage de ce dernier de la vapeur prélevée dans un étage à pression supé- rieure de la turbine, c'est-à-dire au point 34 en amont de la surchauffe in- termédiaire par les gaz de combustion.
En-ce point,la vapeur est encore fortement surchauffée. La va- peur surchauffée destinée au chauffage du surchauffeur intermédiaire à basse pression 8 est donc d'abord refroidie dans l'échangeur de chaleur à circula- tion en contre-courant 9, dans lequel elle cède de la chaleur à la vapeur à basse pression qui doit être surchauffée. Ensuite, une partie de la vapeur de chauffage est utilisée dans le réchauffeur d'eau d'alimentation 27.
REVENDICATIONS.
1. - Installation de force motrice à vapeur, dans laquelle la vapeur de travail est surchauffée intermédiairement, au moins deux fois sous des pressions différentes, caractérisée en ce que la surchauffe in- termédiaire à pression supérieure est assurée par les gaz de combustion, tandis que la surchauffe intermédiaire à pression inférieure est assurée dans un échangeur de chaleur chauffé par de la vapeur en voie de condensa- tion.