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GENERATEUR DE VAPEUR A CIRCULATION FORCEE AVEC PRODUCTION DE VAPEUR A UNE
PRESSION CRITIQUE OU ULTRA-CRITIQUE.
L'invention concerne un procédé pour l'exploitation d'un générateur de vapeur à circulation forcée, avec transformation de l'agent moteur liquide en vapeur, à une pression critique ou ultra-critique, dans une zone de transformation située dans un échangeur de chaleur disposé en dehors de la chambre de rayonnement et du courant de gaz de fumée et chauffé par la vapeur. Elle concerne en outre le générateur lui-même. Ce procédé est caractérisé en ce que, dans un circuit fermé sur lui-même de l'agent moteur, le chauffage de la zone de transformation est assuré par l'agent moteur déjà surchauffé, ramené dans cette zone, agent qui est ensuite soumis à une nouvelle surchauffe.
Selon l'invention, une partie de la zone de transformation est soustraite à l'action de la vapeur de chauffe, cette partie pouvant être parcourue par une fraction au moins de l'agent moteur liquide, avant l'entrée de celui-ci dans le réchauffeur. En outre, le système tubulaire comprenant la zone de transformation dans l'échangeur de chaleur peut être chauffé au moyen de l'agent moteur surchauffé. D'autre part, la zone de transformation comprise dans l'échangeur peut être chauffée au moyen de la vapeur de chauffe surchauffée, conduite à travers cette zone dans un système tubulaire.
La construction du générateur de vapeur selon l'invention est caractérisée en ce que la conduite parcourue par la vapeur et qui part du surchauffeur à rayonnement, est en communication avec la chambre de chauffe de la zone de transformation, la conduite d'évacuation de l'agent moteur qui sert ici de vapeur de chauffe - de cette chambre étant raccordée à un surchauffeur prévu en aval de cette dernière chambre, dans l'espace de rayonnement et/ou l'espace de contact du générateur. La zone de transformation pour l'agent moteur peut être située avantageusement dans un tronçon de tuyau élargi de façon à former un échangeur de chaleur et traversé par les tubes de la conduite de vapeur partant du surchauffeur à rayonnement.
Un tronçon
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du tube comprenant la zone de transformation de l'agent moteur peut présenter un espace élargi soustrait à l'action de la vapeur de chauffe et muni d'un dispositif de réfrigération ainsi que d'un dispositif d'ébouage. Le dispositif réfrigérant peut être constitué par un tronçon d'une conduite partant de la conduite d'arrivée d'eau alimentaire en amont du point de raccordement de cette dernière au réchauffeur et rejoignant ensuite la conduite alimentaire, toujours en amont de ce point de raccordement.
Somme on le sait, l'eau n'entre pas en ébullition dans les générateurs de vapeur de ce type, de sorte que l'on évite les perturbations résultant des phénomènes d'ébullition. Afin d'opérer l'évaporation au-dessus des valeurs critiques, l'eau est soumise dès le début à une pression élevée, au moins égale à la pression critique. En chauffant l'eau de cette pression jusqu'à la température critique, on atteint la zone de transformation, 'dans laquelle s'opère le passage, qui n'est pas nettement défini, de l'état liquide à l'état de vapeur. La surchauffe de la vapeur s'amorce aussitôt après sous l'effet d'un nouvel apport de chaleur.
Dans les générateurs de vapeur à circulation. forcée connus, dans lesquels la vapeur est produite de la façon sus-indiquée, et qui, en ce qui regarde la chauffe, sont subdivisés de telle façon que, la chaleur est transmise dans la première partie par rayonnement et dans la deuxième partie par le contact des gaz chauds avec les tubes de la chaudière, la zone de transformation était d'abord prévue dans l'intérieur de la chambre de rayonnement, de même que les tronçons tubulaires situés en amont et en aval de cette zone, en considérant le sens d'écoulement des gaz. Or,ici la chaleur transmise à la zone de transformation est trop élevée, d'autant plus qu'il suffit d'une quantité de chaleur relativement réduite pour transformer le liquide en vapeur dans les conditions critiques.
Pour cette raison, on a ,dans un autre générateur de vapeur connu, transféré la zone de transformation de la chambre de rayonnement au carneau de contact, tandis que le tronçon tubulaire suivant, dans lequel la vapeur est surchauffée est ramené vers la chambre de rayonnement.
Toutefois, dans le cas de charges calorifiques élevées, le transfert, connu en soi, de la zone de transformation vers le courant des gaz de fumée de l'espace de contact du générateur peut encore donner lieu à des perturbations. Selon l'invention, ceci est évité par le fait que le tronçon tubulaire comprenant la zone de transformation de l'agent moteur se situe en dehors de la chambre de rayonnement et en dehors du courant de gaz de fumée et est chauffé indirectement par la vapeur surchauffée provenant de son propre système, la vapeur de chauffe étant conduite depuis le surchauffeur à rayonnement situé en aval de la zone de transformation et étant amenée à traverser la chambre de chauffe pour la zone de transformation, pour être ensuite amenée à traverser un surchauffeur à rayonnement et/ou à contact, prévus en aval de cette chambre.
Lorsque, dans l'objet de l'invention, et comme il est connu en soi, on prévoit, dans le tronçon tubulaire comprenant la zone de transformation de l'agent moteur,un tube élargi ou une bonbonne, etc., pouvant être réfrigérée et munie d'un dispositif d'ébouage, on peut, conformément à une autre caractéristique de l'invention faire en sorte qu'une partie au moins du courant d'agent moteur liquide traverse, en tant que réfrigérant, le tube élargi, soustrait à l'action de la vapeur de chauffe, avant de pénétrer dans le réchauffeur. Il est avantageux dans ce cas de court-circuiter par un conduit de dérivation l'entrée et la sortie de l'agent moteur liquide traversant le tube élargi en qualité de réfrigérant et de prévoir un organe obturateur dans le conduit de dérivation et la conduite d'entrée.
On dispose alors de trois modes de connexion possibles à savoir, l'agent qui se dirige vers le réchauffeur peut être amené à traverser le tube élargi, soit en totalité, soit en partie, soit pas du tout.
Il en résulte, dans les installations de générateurs de vapeur
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établies selon l'invention, que, d'une part, l'agent moteur liquide, tout en passant dans un circuit continu transforme en vapeur et chauffé à la température d'utilisation et que, d'autre part, et sans que ce circuit soit interrompu, la vapeur produite est utilisée pour chauffer l'agent moteur dans la gamme de température critique de la cone de transformation.
Un autre avan- tage réside dans le fait que, conformément à l'intention l'agent moteur peut être refroidi dans la zone de transformai, on et les sels éventuellement dé- posés dans cette zone peuvent être éva@ués. sans que le circuit, fermé sur lui-même, de l'agent moteur, ainsi que la production de vapeur, doivent être interrompus.
Les dessins représentent deux exemples d'exécution du générateur de vapeur à circulation forcée selon l'invention.
Dans la Fig. 1, l'agent moteur liquide, porté à une pression cri- tique par une pompe, est d'abord dirigé sur le réchauffeur habituel 2, pré- vu dans le carneau 1. De là le liquide se rend à l'évaporateur 4 installé dans la chambre de rayonnement 3, pour quitter cet évaporateur peu avant qu'il n'atteigne la température critique. Le liquide parvient ensuite dans un tube 6 situé dans une chambre de chauffe spéciale 5 et dans lequel est comprise la zone de transformation où l'agent moteur passe de l'état liquide à l'état de vapeur.
Lorsque cet agent est constitué par l'eau, celle-ci peut pénétrer dans le tube 6 à une température de 370 , tandis que la vapeur formée quit- te ce tube à 3800. De là, la vapeur afflue dansle surchauffeur à rayonnement 7 et, après avoir quitté celui-ci) est conduite hors de la chambre de rayonnement, pour chauffer le tube 6 contenu dans la zone de transformation, en traversant la chambre de chauffe contre-courant. La vapeur surchauffée cède alors, en tant que vapeur de chauffe, une partie de sa chaleur de surchauffe, qui lui est cependant restituée dans le surchauffeur à rayonnement 8, installé en aval de cette chambre. Une surchauffe plus poussée de la vapeur a lieu dans ce surchauffeur, ainsi que dans le surchauffeur à rayonnement 9.
Il s'ensuit que le tube 6, qui contient la zone de transformation, se trouve en dehors à la fois de la chambre de rayonnement et de la chambre de contact du générateur et est donc entièrement soustrait à l'action des gaz chauds. Cette zone est chauffée uniquement d'une manière indirecte par la vapeur surchauffée provenant de son propre système.
Dansle générateur de vapeur à circulation forcée selon la Fig.
2,on prévoit le même système d'évaporation que dans le premier exemple.
Toutefois, on y prévoit en outre, dans le tube 6 comprenant la zone de transformation,un trongon de tube élargi 10 ou une bonbonne, etc. en vue de réaUser, an un point où la vapeur s'était déjà formée, une retransformation de cette vapeur en liquide par refroidissement et de pouvoir évacuer le liquide ainsi formé par le conduit d'ébouage 11. Ceci nécessite un léger re- froidissemer.t de l'agent moteur traversant le tube élargi 10. Selon l'invention, le réfrigérant peut être constitué parl'agent moteur liquide qui se dirige vers le réchauffeur 2. Cet agent est envoyé au réchauffeur 2 par exemple à traversla conduite d'amenée 12,la conduite d'entrée 13, le tube élargi 10, la conduite de sortie 14 et la conduite (le raccordement 15.
Une conduite de dérivation 16 est prévue entre les conduites 13 et 14. Les conduites 13 et 16 sont munies de soupapes réglables 17 et 18.
Lorsque la totalité du courant de liquide amené par la conduite 12 est appelée à traverser le tube élargi 10, on ouvre la soupape 17 et l'on ferme la soupape 18. Lorsqu'une partie seulement du courant de liquide est appelée à servir de réfrigérant, on règle les soupapes 17 et 18 d'une manière appropriée, à la suite de quoi le liquide qui n'est pas requis pour le refroidissement s'écoule directement par la conduite de dérivation 16 vers la conduite 15. Lorsqu'on ne doit pas effectuer un ébouage - celui-ci ne devant s'opérer que temporairement - on ferme la soupape 17 et la totalité du courant liquide s'écoule par la conduite de dérivation 16 et la conduite 15 vers le réchauffeur 2.
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On peut envisager - tout en restant dans le cadre de l'invention - le chauffage de la zone de transformation comprise dans l'échangeur à l'aide d'un système tubulaire traversé par l'agent moteur surchauffé.
Dans ce cas, les sels qui seraient éventuellement éliminés se déposeraient sur la surface des tubes de chauffe, ce qui est avantageux pour le décrassage de l'échangeur, vu que les dépôts peuvent être plus aisément enlevés de l'extérieur des tubes que de l'intérieur de ceux-ci.
REVENDIQUIONS.
1. - Procédé pour l'exploitation d'un générateur de vapeur à circulation forcée, avec transformation de l'agent moteur liquide en vapeur, à une pression critique ou ultra-critique, dans une zone de transformation située dans un échangeur de chaleur disposé en dehors de la chambre de rayonnement et du courant des gaz de fumée et chauffé par la vapeur, caractérisé en ce que, dans un circuit fermé sur lui-même de l'agent moteur, le chauffage de la zone de transformation est assuré par l'agent moteur déjà surchauffé, ramené dans cette zone, et qui est ensuite soumis à une nouvelle surchauffe.
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FORCED CIRCULATION STEAM GENERATOR WITH STEAM PRODUCTION AT A
CRITICAL OR ULTRA-CRITICAL PRESSURE.
The invention relates to a method for operating a forced circulation steam generator, with transformation of the liquid motive agent into vapor, at a critical or ultra-critical pressure, in a transformation zone located in a heat exchanger. heat disposed outside the radiation chamber and flue gas stream and heated by steam. It also relates to the generator itself. This process is characterized in that, in a closed circuit on itself of the motive agent, the heating of the transformation zone is provided by the already overheated motive agent, brought back into this zone, agent which is then subjected to further overheating.
According to the invention, part of the transformation zone is subtracted from the action of the heating vapor, this part possibly being traversed by at least a fraction of the liquid motive agent, before the latter enters the latter. the heater. Further, the tubular system including the transformation zone in the heat exchanger can be heated by means of the superheated motive medium. On the other hand, the transformation zone included in the exchanger can be heated by means of the superheated heating steam, conducted through this zone in a tubular system.
The construction of the steam generator according to the invention is characterized in that the pipe traversed by the steam and which leaves from the radiant superheater, is in communication with the heating chamber of the transformation zone, the discharge pipe of the 'motive agent which serves here as heating steam - of this chamber being connected to a superheater provided downstream of the latter chamber, in the radiation space and / or the contact space of the generator. The transformation zone for the motive agent can be situated advantageously in a section of pipe widened so as to form a heat exchanger and crossed by the tubes of the steam pipe leaving from the radiant superheater.
A section
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of the tube comprising the zone for transforming the motive agent may have an enlarged space withdrawn from the action of the heating vapor and provided with a refrigeration device as well as a scouring device. The refrigerating device can be formed by a section of a pipe starting from the feed water inlet pipe upstream of the point of connection of the latter to the heater and then joining the food pipe, always upstream of this connection point. .
As we know, water does not come to the boil in steam generators of this type, so that disturbances resulting from boiling phenomena are avoided. In order to operate evaporation above critical values, the water is subjected from the start to a high pressure, at least equal to the critical pressure. By heating the water from this pressure to the critical temperature, the transformation zone is reached, 'in which the passage, which is not clearly defined, from the liquid state to the vapor state takes place. . The steam will overheat immediately afterwards under the effect of a new addition of heat.
In circulation steam generators. known forced, in which the steam is produced in the above-mentioned manner, and which, as regards the heating, are subdivided in such a way that the heat is transmitted in the first part by radiation and in the second part by the contact of the hot gases with the tubes of the boiler, the transformation zone was first planned inside the radiation chamber, as well as the tubular sections located upstream and downstream of this zone, considering the direction gas flow. However, here the heat transmitted to the transformation zone is too high, all the more so since a relatively small quantity of heat is sufficient to transform the liquid into vapor under critical conditions.
For this reason, in another known steam generator, the transformation zone has been transferred from the radiation chamber to the contact flue, while the next tubular section, in which the steam is superheated, is returned to the radiation chamber. .
However, in the case of high heat loads, the transfer, known per se, from the transformation zone to the flow of flue gases from the contact space of the generator can still give rise to disturbances. According to the invention, this is avoided by the fact that the tubular section comprising the zone for transforming the motive agent is located outside the radiation chamber and outside the flue gas stream and is heated indirectly by the steam. superheated coming from its own system, the heating vapor being conducted from the radiant superheater located downstream of the transformation zone and being passed through the heating chamber for the transformation zone, to be then passed through a superheater to radiation and / or contact, provided downstream of this chamber.
When, within the object of the invention, and as is known per se, there is provided, in the tubular section comprising the zone for processing the motive agent, an enlarged tube or a carboy, etc., which can be refrigerated and provided with a scouring device, it is possible, in accordance with another characteristic of the invention, to ensure that at least part of the flow of liquid motive agent passes through, as coolant, the enlarged tube, subtracted to the action of the heating steam, before entering the heater. In this case, it is advantageous to short-circuit the inlet and outlet of the liquid motive medium passing through the enlarged tube as a refrigerant via a bypass duct and to provide a shutter member in the bypass duct and the duct. 'Entrance.
There are then three possible connection modes, namely, the agent heading towards the heater can be caused to pass through the enlarged tube, either in full, or in part, or not at all.
This results in steam generator installations
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established according to the invention, that, on the one hand, the liquid motive agent, while passing through a continuous circuit transforms into vapor and heated to the operating temperature and that, on the other hand, and without this circuit is interrupted, the vapor produced is used to heat the motive agent in the critical temperature range of the transformation cone.
Another advantage is that, according to the intention, the motive agent can be cooled in the transformation zone, and any salts deposited in this zone can be evacuated. without the circuit, closed on itself, of the motive agent, as well as the production of steam, having to be interrupted.
The drawings show two embodiments of the forced circulation steam generator according to the invention.
In Fig. 1, the liquid motive agent, brought to a critical pressure by a pump, is first directed to the usual heater 2, provided in the flue 1. From there the liquid goes to the installed evaporator 4 in the radiation chamber 3, to leave this evaporator shortly before it reaches the critical temperature. The liquid then arrives in a tube 6 located in a special heating chamber 5 and in which is included the transformation zone where the motive agent passes from the liquid state to the vapor state.
When this agent consists of water, the latter can enter tube 6 at a temperature of 370, while the vapor formed leaves this tube at 3800. From there, the vapor flows into the radiant superheater 7 and , after leaving the latter) is carried out of the radiation chamber, to heat the tube 6 contained in the transformation zone, passing through the counter-current heating chamber. The superheated steam then gives up, as heating steam, part of its superheating heat, which is however returned to it in the radiant superheater 8, installed downstream of this chamber. Further superheating of the steam takes place in this superheater, as well as in the radiant superheater 9.
It follows that the tube 6, which contains the transformation zone, is located outside both the radiation chamber and the contact chamber of the generator and is therefore entirely withdrawn from the action of the hot gases. This zone is heated only indirectly by superheated steam from its own system.
In the forced circulation steam generator according to FIG.
2, the same evaporation system is provided as in the first example.
However, in the tube 6 comprising the transformation zone there is further provided, however, an enlarged section of tube 10 or a carboy, etc. with a view to realizing, at a point where the vapor had already formed, a retransformation of this vapor into liquid by cooling and to be able to remove the liquid thus formed through the scouring duct 11. This requires a slight cooling down. t of the motive agent passing through the enlarged tube 10. According to the invention, the refrigerant can be constituted by the liquid motive agent which goes towards the heater 2. This agent is sent to the heater 2, for example through the supply pipe 12, the inlet pipe 13, the widened tube 10, the outlet pipe 14 and the pipe (connection 15.
A bypass line 16 is provided between the lines 13 and 14. The lines 13 and 16 are provided with adjustable valves 17 and 18.
When all of the liquid stream supplied through line 12 is called upon to pass through the enlarged tube 10, valve 17 is opened and valve 18 is closed. When only part of the liquid stream is called upon to serve as refrigerant. , the valves 17 and 18 are adjusted in an appropriate manner, whereupon the liquid which is not required for cooling flows directly through the bypass line 16 to the line 15. When not required Do not carry out scavenging - this must only take place temporarily - valve 17 is closed and all of the liquid stream flows through bypass line 16 and line 15 to heater 2.
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It is possible to envisage - while remaining within the scope of the invention - the heating of the transformation zone included in the exchanger using a tubular system through which the overheated motive agent passes.
In this case, the salts which would eventually be removed would settle on the surface of the heating tubes, which is advantageous for the scouring of the exchanger, since the deposits can be more easily removed from the outside of the tubes than from the 'inside these.
CLAIMS.
1. - Process for the operation of a forced circulation steam generator, with transformation of the liquid motive agent into vapor, at a critical or ultra-critical pressure, in a transformation zone located in a heat exchanger arranged outside the radiation chamber and the flue gas stream and heated by steam, characterized in that, in a closed circuit on itself of the motive agent, the heating of the transformation zone is provided by the engine agent already overheated, brought back to this zone, and which is then subjected to a further overheating.