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La présente invention concerne un procédé pour mettre en marche une installation d'énergie à vapeur débitant sur un réseau électrique, ins- tallation possédant une chaudière à circulation forcée avec au moins deux systèmes tubulaires montés en parallèle chauffés chacun indépendamment par un foyer et présentant chacun une partie formant évaporateur.: et une partie formant surchauffeur et dont l'installation de turbines est répartie en trois étages de détente chacun avec surchauffeur intermédiaire intercalé, le surchauffeur intermédiaire à haute pression se trouvant entre le pre- mier et le deuxième étage étant chauffé par un premier foyer et le sur- chauffeur intermédiaire à basse pression se trouvant entre le deuxième et le troisième étage étant chauffé par le second foyer.
L'invention con- cerne en outre une installation d'énergie à vapeur pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Les installations d'énergie à vapeur à deux chambres de combus- tion sont destinées en général à de grandes puissances. Dans les installa- tions de ce genre,les surchauffeurs intermédiaires doivent être placés dans une zone de température élevée, c'est-à-dire le plus près possible des chambres de combustion}, afin qu'il puisse être amené une quantité de chaleur suffisamment grande à la vapeur à surchauffer. Mais si les réchauffeurs intermédiaires sont montés au voisinage des chambres de combustion, il faut qu'ils soient refroidis pendant l'allumage des chambres de combus- tion par un courant de vapeur qui les traverse, ou bien alors le chauffage doit être assez faible pour que les surchauffeurs intermédiaires ne subissent aucun dommage.
Pendant la période de démarrage,le réchauffeurs intermédiaires ne sont pas normalement refroidis tant qu'il n'est pas envoyé de vapeur à travers l'installation de turbines -par exemple pour le réchauffage des différents étages de turbines. Mais., à cette fin, la vapeur doit être surchauffée au moins assez pour ne plus contenir dinclusions d'eau - ce qu'on appelle des "tampons d'eau" - qui peuvent inonder des parties du système tubulaire qui fait suite. Il faut donc, pendant cet espace de temps, que le chauffage des chambres de combustion reste très faible. Il faut donc de ce fait un temps très long, en particulier dans les grandes installations, jusqu'à ce qu'il se constitue de la vapeur surchauffée et qu'elle puisse être amenée dans l'installation de turbines.
Le processus de démarrage peut alors, dans son ensemble, durer de 12 à 24 heures jusquà, connexion de la génératrice sur un réseau électrique.
Suivant l'invention, on réduit notablement cette durée de démarrage en exécutant les mesures suivantes
A. le système tubulaire chauffé par le deuxième foyer est alimenté avec 15 à 40% de la quantité d'eau dalimentation correspondant à la puissance continue maximum et l'agent de fonctionnement qui sort est conduit au condenseur en contournant l'installation de turbines.
B. ce système tubulaire est chauffé par le second foyer aussi fortement que le permet le surchauffeur intermédiaire à basse pression non refroidi.
C/ après début de la production de vapeur dans ce système tubulaire la vapeur est conduite à travers le surchauffeur intermédiaire à basse pression et la puissance du second foyer portée à 15 à 40% de la vapeur maximum.
D. une fois le surchauffage atteint la vapeur du système tubulaire chauffé par le second foyer est conduite au moins en partie à travers les deux premiers étages de l'installation de turbines et le surchauf- feur intermédiaire à haute pression intercalé, réunie ensuite à la partie restante de la vapeur surchauffée et conduite à travers le surchauffeur intermédiaire à basse pression et le troisième étage de turbine.
E. ensuite la puissance du premier foyer est portée à 15 à 40%
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de sa valeur maximum,une fois que le système tubulaire chauffé par lui a déjà été alimenté avec 15 à 40% de la quantité d'eau d'alimentation correspondant à la puissance continue maximum, avec évacuation de l'agent de fonc- tionnement sortant dans le condenseur.
F. quand l'état de la vapeur surchauffée est sensiblement le même aux sorties des surchauffeurs des deux systèmes tubulaires, ceux-ci sont montés en parallèle et une partie de la vapeur provenant des deux systèmes tubulaires est amenée dans l'installation de turbines qui ést réchauffée de ce fait et portée et maintenue à sa vitesse angulaire nominale en marche à vide.
G. enfin l'installation est connectée au réseau, la totalité de la vapeur surchauffée amenée à l'installation de turbines et la puissance du chauffage ainsi que la quantité d'eau d'alimentation augmentée.
Du fait que l'un des surcha uffeurs intermédiaires est refroidi aussitôt après la formation de vapeur, la puissance du foyer correspondant peut être augmentée et l'un des systèmes tubulaires fournir de la vapeur surchauffée beaucoup plus tôt que jusqu'à maintenant. On peut en conséquence commencer plus tôt à alimenter l'installation de turbines. De ce fait le deuxième surchauffeur intermédiaire est également refroidi et le second système tubulaire peut être mis rapidement en plein état de marche, lui aussi. Cette imbrication d'opérations se déroulant habituellement l'une après l'autre ou parallèlement abrège considérablement la durée du démarrage.
Dans la aise en marche, la quantité d'eau d'alimentation ne doit pas être trop grande afin qu'elle s'échauffe..-rapidement. Mais, d'autre part, elle ne doit pas non plus être trop petite .'car, autrement, la vitesse de l'agent de fonctionnement dans les tubes deviendrait trop faible pour provoquer avec la paroi des tubes un échange de chaleur suffisant et nécessaire pour le refroidissement des tubes et pour entraîner des bulles de vapeur à l'encontre de leur foce ascensionnelle par exemple dans des tubes descendants dans des chaudières fonctionnant à une pression subcritique. Cette valeur de la quantité d'eau d'alimentation se situe environ entre 15 et 40% de la quantité d'eau d'alimentation qui correspond à la charge continue normale.
En outre, à la mesure D, une partie de la vapeur quittant le surchauffeur intermédiaire à basse pression peut être amenée dans le condenseur en contournant le troisième étage de turbines. Il est à recommander aussi de chauffer le système tubulaire chauffé par le premier foyer, dès avant le refroidissement du surchauffeur intermédiaireà haute pression aussi intensément que l'admet ce surchauffeur intermédiaire à haute pression. Il est particulièrement avantageux que le chauffage des systèmes tubulaires se fasse par des foyers d'allumage tant que les surchauffeurs intermédiaires ne sont pas refroidis.
Il est à recommander en outre que la température de la fraction de vapeur qui s'écoule directement de la sortie du système tubulaire chauffé par le second foyer versl'entrée du surchauffeur à basse pression soit réglée par injection d'eau.
Le procédé suivant l'invention peut êtremis en oeuvre à l'aide d'une installation d'énergie à vapeur qui est caractérisée par une conduite allant de la sortie du système tubulaire chauffé par le second foyer à l'entrée du surchauffeur à basse pression, en contournant les deux premiers étages de l'installation de turbines et le surchauffeur intermédiaire à haute pression intercalé, de plus par un refroidisseur de démarrage place dans cette conduite, à partir duquel de l'eau séparée peut être amenée dans le condenseur, en outre par une seconde conduite allant de la sortie du système tubulaire chauffé par le premier foyer directement dans le condenseur, et enfin par un refroidisseur de démarrage placé dans cette seconde conduite,
dans lequel peut être amené de l'agent de fonctionnement quittant le surchauffeur intermédiaire à basse pression et à partir duquel de l'eau séparée peut être conduite dans le condenseur. En particulier, le premier des refroidisseurs de démarrage au moins peut être pourvu d'une conduite pour injection d'eau.
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On expliquera plus en détail un exemple d'exécution de l'objet de l'invention en se référant au dessin.
L'installation d'énergie à vapeur représentée possède un jeu de turbines avec un étage à haute pression 1, un étage àpression moyenne 2 et un étage àbasse pression 3 qui sont placés sur un arbre commun et ac- tionnent une génératrice 4 ainsi que des machines auxiliaires 4a. La chaudière de cette installation présente deux chambres de combustion dont la chambre de combustion 5 est chauffée par un foyer 6 et la chambre de combustion 7 par un foyer 8.
En marche, de 1?eau provenant du condenseur 9 est amenée dans le réchauffeur 12 par la conduite 11 au moyen de la pompe d'alimentation 10. De là , l'agent de fonctionnement s'écoule d'une part en passant par la soupape à pression différentielle 13 et la soupape d'alimentation 14 dans 19 évaporateur 15 et le surchauffeur 16 qui sont chauffés par le foyer 6, et., d'autre part, en passant par la soupape à pression différentielle 17 et la soupape d9alimentation 18 dans l'évaporateur 19 et le surchauffeur 20 qui sont chauffés par le foyer 8.
En aval des deux soupapes à vapeur 21 et 22, à la sortie des surchauffeurs.respectivement 16 et 20, l'agent de fonctionnement se rassemble et il est conduit dans l'étage à haute pression 1 par la conduite 23 en passant par la soupape à fermeture rapide 24 et la soupape régulatrice 25. De là, il s'écoule par la conduite 26 dans le surchauffeur intermédiaire à haute pression 27 chauffé par le foyer 6, puis par la conduite 28 et en passant par la soupape 29 dans l'étage à pression moyenne 2, ensuite par la conduite 30 dans le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31 chauffé par le foyer 8, enfin par la conduite 32 en passant par la soupape 33 dans l'étage à basse pression 3 pour revenir de là dans le condenseur 9.
Si l'on veut mettre cette installation en marchande l'agent de fonctionnement est d'abord amené du condenseur 9 dans le système tubulaire chauffé par le foyer 8 au moyen de la pompe d'alimentation 10 en passant par¯la conduite 11 et le réchauffeur 12. La soupape d'alimentation 18 est alors réglée de façon que 15 à 40% environ de la quantité d'eau d9alimentation correspondant à la puissance continue maximum puisse traverser le système tubulaire.
A partir de la sortie du surchauffeur 20 l'agent de fonctionnement est d'abord amenée en passant par la soupape de dérivation 34, dans un refroidisseur de démarrage fonctionnant d'abord comme séparateur d'eau, d'où il peut être ramené directement dans le condenseur en passant par le pot de condensation 36 et la conduite 37.
Pendant ce temps, le foyer 8 est réglé de façon que le surchauffeur inter- médiaire 31 non refroidi ne puisse encore subir aucun dommage. Dès que de la vapeur se produit à la sortie du surchauffeur 20, cette vapeur n'est plus séparée dans le refroidisseur de démarrage 35 mais elle s'écoule de là par les conduites 38 et 30 dans le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31 et ensuite par la conduite 32 d'Où$ la soupape 33 étant fermée, elle est conduite dans une conduite d'embranchement 40 en passant par une soupape 39 dans le second refroidisseur de démarrage 41. De là, 19agent de fonctionnement peut parvenir soit sous forme de vapeur par la conduite 42 dans le condenseur, soit soue'forme d'eau séparéeégalement dans le condenseur;
, par le pot de condensation 43 et la conduite 44.
Le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31 étant maintenant refroidi, la puissance du foyer 8 peut être portée à une valeur correspondant à la quantité d'eau d'alimentation qui s'écoule, c'est-à-dire à 15 à 40% de son intensité maximum. Il agent de fonctionnement se réchauffe plus vite qu'auparavant, et, beaucoup plus tôt que dans les installations avec surchauffeurs intermédiaires encore non refroidis tout d'abord, il se produit de la vapeur surchauffée à la sortie du surchauffeur 20.
Celle-ci s'écoule au-delà par la soupape de dérivation 34 pour refroidir le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31. Mais une partie au moins de cette vapeur est conduite en passant par la soupape à vapeur 22 dans
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l'étage à haute pression 1, à travers le surchauffeur intermédiaire à hau- te pression 27 et dans l'étage à pre ssion moyenne 2, après quoi elle se mélange dans .la conduite 30 avec la partie restante de la vapeur surchauf- fée qui sort de la conduite 38 et s'écoule en commun avec elle à travers le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31.
De préférence, la va- peur quittant le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31 n'est pas amenée en totalité directement dans le condenseur en passant par le re- froidisseur de démarrage 41, mais une partie, qui correspond à la quantité de vapeur s'écoulant par les deux premiers étages de turbines, en est ame- née dans le condenseur 9 en passant par 2/étage à basse pression 3.
De ce fait, d'une part, les étages de turbines sont réchauffés et peuvent après quelque temps être mis et maintenus en pleine marche à la vitesse angulaire nominale, et, d'autre part, le surchauffeur intermé- diaire à haute pression 27 est désormais refroidi lui aussi.
A partir de ce moment la puissance du foyer 6 peut être portée à 15 à 40% de son intensité maximum après que, déjà auparavant, 15 à 40% de la quantité d'eau d'alimentation qui correspond à la puissance continue maximum ont été amené au réchauffeur 15 et au surchatiffeur 16 chauffés par ce foyer, en passant par les deux soupapes 13 et 14. De préférence le foyer 6 avait déjà été réglé quelque temps auparavant à l'intensité permise par le sur- chauffeur intermédiaire à haute pression 27 non refroidi, de telle sorte que le système tubulaire chauffé par 'ce foyer est déjà réchauffé.
L'eau sortant du surchauffeur 16 est amenée dans le refroidisseur d e démarrage 41 en passant par la soupape de dérivation 45 et peut couler directement de là dans le condenseur 9 par le potl de condensation 43 et la conduite 44. Dès que l'agent de fonctionnement se vaporise il peut être conduit du refroidisseur de démarrage 41 dans le condenseur 9 par la conduite 42.
Enfin, si de la vapeur surchauffée quitte la sortie du surchauffeur 16 et si cette vapeur est sensiblement dans le même état que la vapeur sortant du surchauffeur 20,les deux systèmes tubulaires peuvent être mis en paral- lèle et l'on peut envoyer au moins une partie de leur vapeur en commun à l'installation de turbines.
La génératrice peut alors être connectée à un réseau électri- que, après quoi la totalité de la vapeur est d'abord amenée dans les turbines en fonction de la puissance électrique demandée et la quantité d'eau d'alimentation et la puissance du chauffage encore augmentée jus- qu'à ce que la puissance nominale soit atteinte.
Il est avantageux de donner à la vapeur qui s'écoule de la conduite 38 dans la conduite 30 la même température que celle que possède la vapeur après avoir quitté l'étage à pression moyenne 2. Pour ce motif, le refroidissement de démarrage 35 est pourvu d'un dispositif d'injec- tion 16 qui reçoit de l'eau qui lui est amenée à partir de la conduite d'a- limentation 11 en passant par une conduite 47 et par une soupape 48, pour refroidir la vapeur passant par la soupape de dérivation 34. Il est avan- tageux de régler la soupape 48 en fonction de la température de la vapeur en aval de l'embouchure de la conduite 38 dans la conduite 30.
Le refroi- disseur de démarrage 41 peut être également pourvu d'une manière analogue d'un dispositif d'injection 50 réglable par une soupape 49 et au moyen du- quel la vapeur passantpar les soupapes 39 ou 45 peut être assez refroidie pour se déposer dans le condenseur.
Les foyers 6 et 8 peuvent être d'un genre quelconque, foyers à gaz, à mazout ou à charbon par exemple. Les foyers à charbon nécessi- tent en général un foyer d'allumage spécial de moindre puissance fonction- nant au mazout ou au gaz; il est souvent avantageux d'utiliser ce foyer d'allumage à chauffer les systèmes tubulaires tant que les surchauffeurs intermédiaires correspondants* sont pas encore refroidis.