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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.