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La présente invention concerne un générateur @ @ @ de vapeur à circulation forcée, qui comporte une conduite de prélèvement faisant sortir l'agent de travail du faisceau tubulaire du générateur de vapeur et le faisant revenir dans le circuit de l'agent de travail, et un échangeur de chaleur dans lequel l'agent de travail prélevé cède de la chaleur à l'agent de travail encore liquide. L'invention est caractérisée par le fait qu'un organe régulateur de débit est placé dans la conduite de prélèvement, EN aval de l'échangeur de chaleur.
L'organe régulateur de débit peu être actionné en fonction de la pression ré- gnant dans l'échangeur de chaleur ou sous la dépendance d'un poste de mesure de la température situé dans le faisceau tubulaire du générateur de vapeur.
Suivant une solution connue destinée à limiter la baisse de température de la vapeur surchauffée dans les générateurs de vapeur à circulation forcée, on prélève une certaine quantité d'agent de tra- vail directement dans le circuit focé du générateur de vapeur. A cet effet, on fait passer une conduite de prélèvement qui comporte au com- mencement un organe régulateur de débit sur lequel peut agir un poste de mesure de la température, de préférence dans le coté primaire d'un échangeur de chaleur, dans lequel là quantité de chaleur contenue dans l'agent de travail prélevé doit être transmise à l'agent de travail en- core liquide, et on fait revenir cette conduite dans le circuit de l'a- gent de travail.
Etant donné que la température de l'agent de travail prélevé avec le plus souvent plus élevée que celle de la vapeur de sou- tirage qui sert à chauffer le préchàuffeur ordinaire d'eau d'alimenta- tion, on monter.préférence l'échangeur de chaleur dans le faisceau tubulaire en amont du dernier préchauffeur d'eau d'alimentation chauf- fé par la vapeur de soutirage, afin d'utiliser le niveau élevé de tem- pérature et de ne pas compromettre le rendement du préchauffage par la vapeur de soutirage.
Or si on fait arriver la conduite de prélèvement en aval de l'échangeur de chaleur directement en un point à basse pression du faisceau tuhulaire par exemple dans 1 le réservoir d'eau d'alimentation, la chute de pression dans l'organe égulateur de débit se produit tou- te entière au commencement de la conduite de prélèvement. La pression du côté primaire de l'échangeur de chaleur est à peu près la même que dans le réservoir d'eau d'alimentation. Mais à cette pression corres- pond une température à laquelle l'aent de travail se condense.
Si la température de l'agent de travail liquide dans le faisceau tubulaire est déjà plus élevée que cette température de condensation, l'agent de travail prélevé ne se condense pas, mais s'écoule à l'état de':vapeur, sans céder sa chaleur de condensation, dans le réservoir d'eau d'ali- mentation et si la pression y devient trop forte, est refoulé dans le condenseur dans lequel la quantite de chaleur contenue dans l'agent de travail est éliminée inutilement par le fluide de refroidissement.
Mais étant donné que la température de l'eau d'alimentation qui arrive est déjà égale dans le réservoir d'eau d'alimentation à la température de condensation qui correspond à la prssion qui y règne, et que cette température augmente encore dans les préchauffeurs d'eau d'alimenta- tion chauffés par la vapeur de soutirage, et y faisant suite, un échan- geur de chaleur disposé en aval du réservoir d'eau d'alimentation ne peut pas transmettre de chaleur à l'eau d'alimentation.
On pourrait aussi essayer d'intercaler un pot de condensa- tion dans la conduite de prélèvement en aval de l'échangeur de chaleur, La pression dans l'échangeur de chaleur y est évidemment assez forte dans ce cas,mais il n'en sont que le condensat'qui s'y forme, indé- pendamment de la position de l'organe régulateur' de débit situé au com-
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mencement de la conduite de prélèvement. Le réglage devient ainsi impos- sible. De plus, si la pression du côté primaire de l'échangeur de chaleur est plus forte que la pression critique,le pot de condensation ne peut pas fonctionner, car étant donné que les densités de l'eau et de la vapeur sont sensiblement égales, il ne peut pas se former d'interface entre les deux phases.
Au contraire, on dispose suivant l'invention, en aval de l'échangeur de chaleur dans la conduite de prélèvement un organe régulateur de débit, qui peut avoir pour effet de maintenir dans l'échangeur une pression suffisamment forte et de faire sortir la quantité d'agent de travail nécessaire au réglage. L'organe régulateur de débit peut être actionné en fonction de la pression régnant dans l'échangeur de chaleur.
On peut le régler par exemple pour une valeur appropriée de la pression qui doit rester constante dans l'échangeur de chaleur. Si la pression augmente, par exemple du fait que l'organe régulateur de débit placé au commencement de la conduite de prélèvement s'ouvre davantage, l'organe régulateur de débit placé en aval de l'échangeur de chaleur s'ouvre aussi davantage, et l'agent de travail sort, soit à l'état de condensat, soit à l'état de vapeur. Il est aussi possible sans difficulté de disposer l'organe régulateur de débit sensible à la température en un point situé en aval de l'échangeur de chaleur, au lieu du commencement de la conduite de prélèvement.
La chute de pression ne se produit alors en principe qu'en aval de l'échangeur de chaleur, dans lequel la pression est ainsi suffisamment forte et par suite la température de condensation suffisamment élevée.
Sur le dessin ci-joint qui représente deux exemples de réalisation de l'invention : la figure 1 représente un générateur de vapeur dont la conduite de prélèvement comporte un organe régulateur de débit sensible à la pression disposé en aval de l'échangeur de chaleur et sur la figure 2 la conduite de prélèvement comporte un organe régulateur de débit sensible à la température disposé en aval de l'échangeur de chaleur.
Suivant la forme de réalisation représentée, l'agent de travail sortant du condenseur 1 est refoulé par une pompe à condensat 2 par un tuyau 3 dans le réservoir d'eau d'alimentation 4. En sortant de ce réservoir, l'agent de travail est refoulé par une pompe d'alimentation 5 par un tuyau 6 dans une première surface de chauffe 7, celle de l'économiseur chauffé par les gaz brûlés, puis dans un échangeur de chaleur 8, dans une seconde surface de chauffe 9, dans laquelle l'eau se transforme en vapeur, et enfin par un tuyau 10 dans une troisième surface de chauffe 11, celle du surchauffeur. L'agent de travail passe ensuite par un tuyau 12 dans une turbine 13, qui actionne une génératrice électri- que 14 et revient ensuite par un tuyau 15 dans le condenseur 1.
Pour réaliser le réglage, suivant la figure 1, par une conduite de prélèvement 16 qui comporte au commencement un organe régulateur de débit 18 influencé par le poste de mesure de température 17 situé dans le faisceau tubulaire du générateur de vapeur, on peut faire passer l'agent de travail dans le côté primaire de l'échangeur de chaleur 8 et le faire arriver en passant par un organe régulateur de débit 19 dans le réservoir d'eau d'alimentation 4. L'organe régulateur de débit 19 est actionné en fonction de la pression régnant en un poste de mesure 20, situé du côté primaire de l'échangeur de chaleur 8.
Il ressort de la figure 2 qu'il suffit de monter dans la conduite de prélèvement un seul organe régulateur qui consiste en un régulateur de débit 21 sensible à un poste de mesure de température 17. Etant
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donné que la pression qui règne en amont de cet organe régulateur et par suite dans l'échangeur de chaleur est sensiblement égale à celle de l'agent de travail dans le générateur de vapeur, l'agent de travail s condense dans l'échangeur de chaleur dans la mesure la plus avantageuse possible et sort à l'état de condensat en passant par l'organ,; régulateur de débit 21, tandis que si cet organe s'ouvre encore davantage, une portion non condensable de l'agent de travail arrive à l'état de vapeur dans le réservoir d'eau d'alimentation 4.
Si la pression dévient trop forte dans le réservoir d'eau d'alimentation 4, il n'est pas nécessaire de faire échapper dans l'atmosphère l'agent de travail à l'état de vapeur, dont la production est très coûteuse, mais on peut le. faire arriver dans le condenseur 1 par le tuyau 22. Le tuyau 22 est ouvert par un organe régulateur de débit 23 dès que le poste de mesure de la pression 24 indique que la pression est trop forte dans le réservoir d'eau d'alimentation 4.
Cet exemple de réalisation peut être modifié à volonté. Par exemple l'échangeur de chaleur peut être disposé en amont de l'économiseur 7 chauffé par les gaz brûlés. Le poste de mesure de la température 18 peut se trouver en un autre endroit quelconque du faisceau tubulaire. D'ailleurs le dessin ne doit 'être considéré que comme un dessin schématique, qui ne représente ni les nombreuses vannes nécessaires, ni le préchauffeur à vapeur de soutirage. Les surfaces de chauffe ou l'installation de turbine 13 peuvent aussi être disposées d'une manière quelconque à volonté.
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The present invention relates to a forced circulation steam generator, which comprises a bleed pipe which exits the working agent from the tube bundle of the steam generator and returns it to the circuit of the working agent, and a heat exchanger in which the removed working agent gives up heat to the still liquid working agent. The invention is characterized by the fact that a flow regulator member is placed in the sampling pipe, DOWNstream of the heat exchanger.
The flow regulator member can be actuated as a function of the pressure prevailing in the heat exchanger or under the control of a temperature measuring station located in the tube bundle of the steam generator.
According to a known solution intended to limit the drop in temperature of the superheated steam in forced circulation steam generators, a certain quantity of working agent is taken directly from the focused circuit of the steam generator. To this end, a sampling pipe is passed which comprises at the start a flow regulating member on which a temperature measuring station can act, preferably in the primary side of a heat exchanger, in which there quantity of heat contained in the withdrawn working agent must be transmitted to the still liquid working agent, and this pipe is returned to the circuit of the working agent.
Given that the temperature of the working medium taken with most often higher than that of the exhaust steam which serves to heat the ordinary feed water preheater, the exchanger is preferably mounted. heat in the tube bundle upstream of the last feedwater preheater heated by the withdrawal steam, in order to use the high temperature level and not to compromise the efficiency of the preheating by the extraction steam. racking.
However, if the sampling pipe is made to arrive downstream of the heat exchanger directly at a low pressure point of the tuhular bundle, for example in the feed water tank, the pressure drop in the regulator member of flow occurs fully at the start of the sample line. The pressure on the primary side of the heat exchanger is approximately the same as in the feed water tank. But this pressure corresponds to a temperature at which the working air condenses.
If the temperature of the liquid working agent in the tube bundle is already higher than this condensation temperature, the sampled working agent does not condense, but flows in the state of ': vapor, without yielding its heat of condensation, in the supply water tank and if the pressure there becomes too high, is discharged into the condenser in which the quantity of heat contained in the working medium is unnecessarily eliminated by the cooling fluid. cooling.
But given that the incoming feed water temperature is already equal in the feed water tank to the condensing temperature which corresponds to the pressure prevailing there, and that this temperature increases further in the preheaters feed water heated by the draw-off steam and thereafter, a heat exchanger arranged downstream of the feed water tank cannot transmit heat to the feed water .
One could also try to insert a condensate pot in the sampling pipe downstream of the heat exchanger. The pressure in the heat exchanger is obviously quite high in this case, but it is not. that the condensate which forms there, independently of the position of the flow regulator member located at the bottom
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start of the sampling line. Adjustment thus becomes impossible. In addition, if the pressure on the primary side of the heat exchanger is higher than the critical pressure, the condensate trap cannot operate, because since the densities of water and steam are roughly equal, it cannot form an interface between the two phases.
On the contrary, according to the invention, a flow regulator member is placed downstream of the heat exchanger in the bleed pipe, which may have the effect of maintaining a sufficiently high pressure in the exchanger and of releasing the quantity of work agent necessary for the adjustment. The flow regulator can be actuated as a function of the pressure in the heat exchanger.
It can be set, for example, for an appropriate value of the pressure which must remain constant in the heat exchanger. If the pressure increases, for example due to the fact that the flow regulator member placed at the beginning of the sampling line opens more, the flow regulator member placed downstream of the heat exchanger also opens more, and the working agent leaves, either in the condensate state or in the vapor state. It is also possible without difficulty to arrange the temperature-sensitive flow regulator member at a point located downstream of the heat exchanger, instead of the beginning of the sampling line.
In principle, the pressure drop then only occurs downstream of the heat exchanger, in which the pressure is thus sufficiently high and consequently the condensation temperature sufficiently high.
In the attached drawing which shows two exemplary embodiments of the invention: FIG. 1 represents a steam generator, the sampling pipe of which comprises a pressure-sensitive flow regulator member arranged downstream of the heat exchanger and in FIG. 2, the bleed pipe comprises a temperature-sensitive flow regulator member arranged downstream of the heat exchanger.
According to the embodiment shown, the working agent leaving the condenser 1 is pumped by a condensate pump 2 through a pipe 3 into the feed water tank 4. On leaving this tank, the working agent is delivered by a feed pump 5 through a pipe 6 into a first heating surface 7, that of the economizer heated by the burnt gases, then into a heat exchanger 8, into a second heating surface 9, in which the water is transformed into steam, and finally through a pipe 10 in a third heating surface 11, that of the superheater. The work agent then passes through a pipe 12 into a turbine 13, which operates an electric generator 14 and then returns through a pipe 15 into the condenser 1.
To carry out the adjustment, according to FIG. 1, by means of a sampling pipe 16 which initially comprises a flow regulator member 18 influenced by the temperature measuring station 17 located in the tube bundle of the steam generator, it is possible to pass the agent in the primary side of the heat exchanger 8 and make it arrive through a flow regulator 19 in the feed water tank 4. The flow regulator 19 is actuated accordingly of the pressure prevailing in a measuring station 20, located on the primary side of the heat exchanger 8.
It emerges from FIG. 2 that it suffices to mount in the sampling pipe a single regulating member which consists of a flow regulator 21 sensitive to a temperature measurement station 17. Being
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given that the pressure which prevails upstream of this regulating member and consequently in the heat exchanger is substantially equal to that of the working agent in the steam generator, the working agent condenses in the heat exchanger heat to the most advantageous extent possible and leaves in the state of condensate passing through the organ; flow regulator 21, while if this member opens even more, a non-condensable portion of the working medium arrives in the vapor state in the feed water tank 4.
If the pressure in the feed water tank 4 deviates too much, it is not necessary to release the working agent into the atmosphere in the vapor state, the production of which is very expensive, but we can. bring into the condenser 1 through the pipe 22. The pipe 22 is opened by a flow regulator 23 as soon as the pressure measuring station 24 indicates that the pressure is too high in the supply water tank 4 .
This exemplary embodiment can be modified at will. For example, the heat exchanger can be placed upstream of the economizer 7 heated by the burnt gases. The temperature measuring station 18 can be located anywhere else in the tube bundle. Moreover, the drawing should only be considered as a schematic drawing, which does not represent the numerous valves required, nor the withdrawal steam preheater. The heating surfaces or the turbine installation 13 can also be arranged in any way desired.