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La présente invention concerne un procédé destiné à déconnec- ter provisoirement du réseau une génératrice actionnée par une installation d'énergie à vapeur qui possède une chaudière à circulation forcée avec au moins deux systèmes tubulaires montés en parallèle, chauffés indépendamment chacun par un foyer et présentant chacun une partie formant évaporateur et une partie formant surchauffeur, et dont l'installation de turbines est ré- partie en trois étages de détente avec, chaque fois, un surchauffeur inter- médiaire intercalé, le surchauffeur intermédiaire à haute pression se trouvant entre le premier et le deuxième étage étant chauffé par un premier foyer et le surchauffeur intermédiaire à basse pression se trouvant entre le deuxième et le troisième étage étant chauffé par le second foyer.
L'invention concerne en outre une installation d'énergie à vapeur pour l'exécution du procédé.
Les chaudières à vapeur à deux chambres de combustion sont destinées en général à de grandes puissances. Dans des installations 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'une quantité de chaleur suffisamment grande puisse être amenée à la vapeur à surchauffer. Mais. si les surchauffeurs intermédiaires sont montés au voisinage des chambres de combustion, il faut qu'ils soient refroidis par un courant de vapeur qui les traverse pendant l'allumage des chambres de combustion ou que le chauffage soit assez faible pour que les surchauffeurs ne puissent subir aucun dommage.
Les génératrices électriques doivent parfois être déconnectées du réseau, par exemple en raison de court-circuit, de mise à la terre accidentelle ou autres perturbations. Dans les machines motrices à vapeur qui actionnent de telles génératrices, la soupape de fermeture rapide se ferme immédiatement après car, sans cela, la turbine s'emballerait après la suppression'de la charge.
Sans doute, toute l'installation peut - elle être arrêtée jusqu'à ce que le défaut soit éliminé ; mais comme, à cause de l'ir- régularité du refroidissement à l'intérieur des turbines, il faut d'abord ', attendre le complet refroidissement de celles-ci et ne remettre ensuite que lentement toute l'installation en pleine marche, il n'est possible de reconnecter la génératricequ'au bout de 12 à 24 heures au plus tôt. Cet intervalle de temps comparé au temps nécessaire à l'éliminer du défaut qui peut exiger une demi-heure au moins encore est inadmissible.
Une autre possibilité consiste à étrangler suffisamment l'arrivée de la vapeur au moyen de la soupape de fermeture rapide pour que la turbine continue à marcher à sa vitesse angulaire nominale et actionne encore le cas échéant les machines auxiliaires. Comme il serait anti-économi- que, dans ces grandes installations, de laisser échapper toute la vapeur résiduelle ou de la ramener au condenseur pendant une assez longue période de temps en contournant la turbine, il faut réduire la puissance du chauffage et la quantité d'eau d'alimentation. La puissance du chauffage doit être suffisamment abaissée pour que les surchauffeurs intermédiaires qui ne sont refroidis que par une petite quantité de vapeur ne subissent pas de dommages.
Mais la quantité d'eau d'alimentation ne peut pas être diminuée dans la même mesure, une vitesse minimum de l'agent de fonctionnement étant nécessaire dans les tubes. La vapeur-pénétrant dans la turbine a donc une température moindre qu'en marche normale. De ce fait, les turbines sont donc refroidies non seulement par émission de chaleur vers l'extérieur mais encore par la vapeur plus froide. Il se produit alors également un refroidissement irrégulier de sorte qu'il faut bientôt arrêter la turbine car elle se détériorerait sans cela.
De nouveau l'installation ne peut être remise en pleine marche qu'après refroidissement intégral de la turbine,
Suivant la présente invention on peut éviter un arrêt de l'installation de turbines en cas de déconnexion temporaire d'une génératrice du réseau en mettant en oeuvre les mesures suivantes :
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A) La génératrice est déconnectée du réseau ;-
B) L'arrivée de vapeur à l'installation de turbines est assez étranglée pour que le débit de vapeur suffise à maintenir la vitesse angulaire nominale et le reste de la vapeur est conduit directement du système tubulaire chauffé par le premier foyer et du système tubulaire chauffé par le second foyer dans le condenseur en passant par le surchauffeur intermédiaire à basse pression, en contournant l'installation de turbines.
C) La puissance du premier foyer est abaissée autant que l'exige le surchauffeur à haute pression qui n'est refroidi que par la faible quantité de vapeur qui s'écoule à travers les turbines.
D) La quantité d'eau d'alimentation amenée au système tubulaire chauffé par le premier foyer est abaissée à 15 à 40% de son importance correspondant à la puissance continue maximum.
E) La température de la vapeur est réglée de façon que, dans tous les étages de l'installation de turbines et dans les surchauffeurs intermédiaires intercalés, elle ne tombepas au-dessous de 80% de la tempéra,ture de marche normale.
F) L'interruption ayant pris fin, la génératrice est de nouveau connectée au réseau, toute la vapeur surchauffée est conduite aux turbines et la quantité d'eau d'alimentation ainsi que la puissance de chauffa- ge augmentées.
Pendant la'durée de déconnexion, entre génératrice et réseau, l'installation de turbines est actionnée pour l'essentiel par la vapeur provenant de l'un des deux systèmes tubulaires. Comme il est envoyé de la vapeur pour refroidissement par le surchauffeur intermédiaire qui est chauffé par le même foyer que ce système tubulaire, la puissance du chauffage et la quantité d'eau d'alimentation peuvent être réglées l'une sur l'autre de façon que la température de la vapeur traversant les turbines conserve sa valeur en marche ou tombe tout au plus à 80% de cette valeur. Les turbines ne se refroidissent donc pas complètement et, de ce fait, elles peuvent être alimentées à bref délai avec la quantité de vapeur normale après élimination du défaut dans le réseau et après reconnexion de la génératrice.
Après la mesure B, les mesures complémentaires suivantes peuvent encore être exécutées : la puissance du second foyer est abaissée à 15 à 40% de sa valeur maximum ; la quantité d'eau d'alimentation amenée au système tubulaire chauffé par le second foyer est abaissée à 15 à 40% de la valeur qui correspond à la puissance continue maximum.
En outre, dans le cas d'installations de turbines qui, en dehors de la génératrice, actionnent aussi des machines auxiliaires, on peut, à la mesure B, n'étrangler la quantité de vapeur qu'assez pour que le débit de vapeur amené à l'installation de turbins suffise à maintenir la vitesse angulaire nominale et à actionner les machines auxiliaires.
Il est avantageux également que la faction de la vapeur provenant du système tubulaire chauffé par le second foyer, qui est amenée dans le surchauffeur intermédiaire à basse pression en contournant les deux premiers étages de turbines et le surchauffeur à haute pression intercalé soit refroidie par injection d'eau. On peut empêcher par ce moyen des surchauffages éventuels dans le surchauffeur intermédiaire à basse pression et dans les parties de l'installation en aval.
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Une installation d'énergie à vapeur destinée à la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention peut être caractérisée par une con- duite allant de la sortie du système tubulaire chauffe par le second'foyer à l'entrée du surchauffeur intermédiaire à basse pression, en contournant les deux premiers étages de l'installation de turbines et le surchauffeur à haute pression intercalé, puis par un refroidisseur à injection placé dans cette conduite et à partir duquel de l'eau peut être amenée dans le condenseur, en outre par une seconde conduite allant directement de la sortie du système tubulaire chauffé par le premier foyer dans le condenseur, et enfin par un refroidisseur à injection placé dans cette seconde conduite,
dans lequel peut être amené de l'agent de fonctionnement quittant le surchauffeur intermédiaire à basse pression et hors duquel de l'eau séparée peut être conduite dans le condenseur. De plus un dispositif de réglage est à recommander, dispositif à l'aide duquel la quantité d'eau qui est injectée dans la vapeur s'écoulant par le premier refroidisseur à injection est réglée en fonction de la température de la vapeur entrant dans le surchauf- feur intermédiaire à basse pression.
On expliquera plus en détail un exemple de réalisation 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 à pression moyenne 2 et un étage à basse pression 3. placés sur un arbre commun, et 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 par un foyer 8.
En marche, de l'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 l'évaporateur 15 et le surchauffeur 16 qui sont chauffés par le foyer 6, et, d'autre part, en passant par la soupape à pression différen- tielle 17 et la soupape d'alimentation 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 ±* De là il s'écoule par la conduite 26 dans le surchauffeur à haute pression 27 chauffé par le foyer 6, puis dans l'étage à pression moyenne 2. par la conduite 28 et en passant par soupape 29, ensuite, par la conduite 30, dans le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31 chauffé par le foyer 8, puis, par la conduite 32 en passant par la soupape 33, dans l'étage à basse pression 3, et il revient de là dans le condenseur 9.
Si la génératrice est déconnectée du réseau, la soupape à fermeture rapide 24 entre immédiatement en action après suppression de la charge des turbines et elle étrangle l'arrivée de la vapeur jusqu'à ce que les turbines soient encore maintenues à leur vitesse angulaire nominale et actionnent les machines auxiliaires 4a.
La vapeur en excédant provenant du système tubulaire chauffé par le foyer 8 est conduite en passant par la soupape de dérivation 34, le refroidisseur à injection de % l'eau séparée peut être amenée dans le condenseur 9 en passant par le pot de condensation 36 et la conduite 37 - puis par la conduite 38, la couche principale 30, le surchauffeur intermédiaire à basse pression 11, la conduite principale 32, en passant par la soupape 39 et par la conduite 40 dans le refroidisseur à injection 41 et enfin par la conduite 42 dans le condenseur 9.
De l'eau peut être amenée aussi, à partir du refroidisseur à injection 41, dans le condenseur 9. en passant par le pôt de condenseur 43 et la conduite 44.
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A partir du système tubulaire chauffé par le foyer 6. la vapeur en excédent peut s'écouler directement, en passant par la soupape de dérivation 45, dans le refroidisseur à injection 41, et de là dans le condenseur. En vue du réglage de la température de la vapeur en excédent, et le condenseur ne suffisant pas à condenser cette vapeur excédentaire en totalité, la vapeur peut être refroidie dans le refroidisseur à injection 35 au moyen d'un dispositif d'injection 46 qui reçoit de l'eau d'alimentation lui arrivant par la conduite 47 et la soupape 48,et dans le refroidisseur à injection 41 au moyen du dispositif d'injection 50 qui reçoit de l'eau d'alimentation lui arrivant par la même conduite en passant par la soupape 49.
Le plus rapidement possible après fonctionnement de la soupape de fermeture rapide, la puissance du foyer 6 est assez abaissée suffisamment pour que le surchauffeur intermédiaire à haute pression 27 qui n'est que faiblement refroidi ne subisse aucun dommage. De plus, le débit d'eau d'alimentation est assez réduit dans le système tubulaire chauffé par le foyer 6 pour que soit juste maintenue la vitesse minimum de l'agent de fonctionnement dans les tubes, c'est-à-dire environ 15 à 40% de la quantité d'eau d'alimentation qui correspond à la puissance continue maximum.
Selon la construction de la chaudière et selon la durée d'interruption à escompter, peut conserver à l'alimentation de l'autre système tubulaire sa valeur normale ou bien l'abaisser aussi à 15 à 40%. La puissance du foyer 8 est réglée de façon que la température de la vapeur à la sortie du surchauf- feur 20 ne soit pas inférieure à 80 % de la température de la vapeur en marche normale. Ceci est possible parce que le surchauffeur intermédiaire à basse pression 31 est refroidi et ne peut pas être endommagé par le chauf- l'age.
L'installation de turbines reçoit alors la faible quantité de vapeur qui lui est nécessaire essentiellement du système tubulaire chauffé par le foyer 8. La faction restante de la vapeur provenant du même système tubulaire est refroidie dans le refroidisseur à injection 35 au moyen du dispositif d'injection 46 avant sa réunion avec la vapeur issue de l'étage à moyenne pression 2.. Il est avantageux alors de régler la soupape !il en fonction de la température de la vapeur dans la conduite 30 après le mélange. La quantité d'eau d'injection du refroidisseur à injection 41 réglée par la soupape ±9 peut être influencée également en fonction de la température de la vapeur quittant ce refroidisseur.
Il suffit d'alimenter en vapeur seulement l'étage à basse pression 3.dans la même mesure que les deux premiers étages de l'installation de turbines, pendant que la vapeur résiduelle est amenée dans le condenseur 9 en passant par la soupape 39 et le refroidisseur à injection 41.
De cette manière la turbine conserve sensiblement sa température de marche dans toutes ses parties, et, après la fin de l'interruption, on peut dans le plus bref délai, amener à la turbine la totalité de la vapeur surchauf- fée et augmenter la quantité d'eau d'alimentation et la puissance du chaut- fage.
Les foyers 6 et 8 peuvent être d'un genre quelconque, foyers à gaz, a mazout ou à charbon par exemple. Les foyers à charbon nécessitant en général un foyer d'allumage de moindre puissance fonctionnant au mazout ou au gaz, il est souvent avantageux d'utiliser ce foyer d'allumage par exemple pour le foyer 6 au moment où le surchauffeur intermédiaire à haute pression 27 n'est que faiblement refroidi.