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La présente invention est relative à une centrale à vapeur avec surchauffe intermédiaire fonctionnant avec un surchauffeur intermédiaire chauffé directement et un surchauffeur intermédiaire de réglage chauffé indirectement et disposé en amont du précédent, entre la partie à haute pression et la partie à basse pression du système de turbineso Elle est caractérisée par le fait que le côté primaire du surchauffeur intermédiaire de réglage est monté dans le circuit du fluide de travail entre deux surfaces de surchauffée Grâce à l' invention il est possible de régler de façon simple la température de la vapeur surchauffée de manière intermédiaire, même dans les centrales moder- nes,
qu'elles comportent un générateur de vapeur à circulation forcée on une chaudière fonctionnant autrement ou qu'elles fonctionnent à pression subcritique ou supercritique.
Il est déjà connu de disposer un surchauffeur intermédiaire de règlage chauffé à la vapeur en amont d'un surchauffeur intermédiaire chauf- fé par les gaz de fumée. On prélève alors, du tambour supérieur d'une chan- dière à circulation, de la vapeur humide que l'on utilise pour chauffer le surchauffeur intermédiaire de réglageo La vapeur humide se condense et 1' eau de condensation revient par gravité de ce surchauffeur dans le tambour supérieur qui se trouve en dessous. On n'utilise plus une disposition de ce genre dans les centrales à vapeur modernes.
La vapeur entrant dans le sur- chauffeur intermédiaire de règlage est à une température qui est bien supé- rieure à la température de condensation de la vapeur humide de sorte que, d'une part, il n'y aurait pas chauffage mais refroidissement de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire et, d'autre part, il n'y aurait pas con- densation de la vapeur humide. Il doit cependant se produira, dans tous les cas une condensation, car autrement il faudrait encore une pompe de circula- tion qui refoulerait la vapeur dans le système tubulaire du générateur de vapeur.
Par contre, si, conformément à l'invention, on dispose le côté primaire du surchauffeur intermédiaire de réglage dans le circuit du fluide de travail entre deux surfaces de surchauffé, les difficultés ci-dessus ne se produisent plus. Dans la première surface de surchauffe intermédiaire, on peut surchauffer si fortement le fluide de travail qu'il a une température suffisamment élevée pour chauffer la vapeur surchauffée de façon intermédiai- re. Du fait de la grande quantité de vapeur chaude - pour laquelle on dispose de toute la quantité du fluide de travail - on peut transférer une grande quantité de chaleur à la vapeur surchauffée de façon intermédiaire.
Comme le côté primaire du surchauffeur intermédiaire de réglage est en série avec les surfaces de surchauffe, on n'a pas besoin de pompes de circulation.
On peut régler de différentes façons la température de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire, à l'aide du surchauffeur intermédiaire de règlageo Un dispositif particulièrement avantageux assure l'injection d'eau dans le système tubulaire du générateur de vapeur de manière à agir ainsi sur la température de la vapeur chaude allant au surchauffeur intermédiaire de réglage. Ce dispositif peut être automatique ou actionné à la main.
Une autre solution recommandable comporte un by-pass dans lequel peut passer une partie de la vapeur chaude, en contournant le surchauffeur intermédiaire de règlage et un organe de règlage du débit dans ce by-passo D'autre part, on peut également utiliser un by-pass au moyen duquel une partie de la'vapeur surchauffée de façon intermédiaire peut contourner le surchauffeur intermédiaire de réglage, avec organe de réglage du débit dans ce bypasse
La solution selon l'invention présente encore d'autres avantages.
La vapeur chaude pour le surchauffeur intermédiaire de réglage peut être prélevée en un point du système tubulaire du générateur de vapeur pour lequel
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la vapeur chaude a une température qui permet d'utiliser de l'acier ferritique comme matière pour le surchauffeur intermédiaire de réglage. La division du surchauffeur intermédiaire en une partie chauffée directement et une partie chauffée indirectement peut se faire de telle sorte que le surchauffeur intermédiaire de règlage peut être en acier ferritique plus ou moins allié, tandis que le surchauffeur intermédiaire chauffé directement doit seul être en acier,fortement résistant à la chaleur et de prix élevé, par exemple en acier austénitique.
La vapeur chaude devrait donc être prélevée en un point du système tubulaire du générateur de vapeur pour lequel suivant le degré d'alliage de l"acier ferritique - la température est inférieure ou au plus égale à 550 . On peut encore obtenir une simplification supplémentaire grâce à ce que le surchauffeur intermédiaire de réglage est en acier peu allié et est fait par soudure.. De l'acier peu allié contient au plus 0,5% de molybdène et de faibles traces de chrôme; il n'a besoin d'être revenu, pour éliminer des tensions qu'à environ 650 à 7000 et non à des températures supérieures pour obtenir le recuit de normalisation.
Bien qu' en utilisant des aciers ferritiques peu alliés, la température de vapeur chaude doive se trouva:' en dessous de 5000 pour le surchauffeur intermédiaire chauffé indirectement, il est possible, sans difficulté, avec le surchauffeur chauffé directement, d'obtenir l'augmentation de température nécessaire, ayant la valeur désirée, sans que ce surchauffeur ait de trop grandes dimensions - quand bien même il serait disposé dans le générateur de vapeur de telle sorte qu'il soit protégé contre le rayonnement des flammes. Ceci serait par exemple le cas dans le canal des gaz de fumée, par conséquent dans une zone où la température des gaz du foyer s'est déjà un peu abaissée.
De cette manière, le surchauffeur'intermédiaire chauffé directement n'est pas en danger pendant la mise en route et pendant le fonctionnement à faible charge, même sans refroidissement spécial. On peut même supprimer toutes les dispositions qui étaient jusqu'ici nécessaires pour protéger le surchauf- feur intermédiaire.
La présente invention n'est pas limitée au installations à un seul surchauffeur intermédiaire.Lorsque l'installation comporte au moins deux surchauffeurs intermédiaires chauffés directement, un surchauffeur intermédiaire de réglage chauffé indirectement peut être monté en amont d'au moins un des surchauffeurs intermédiaires chauffés directement. Le deuxième peut, par exemple, être réglé par un brûleur pivotant ou également au moyen d'un surchauffeur intermédiaire .de réglage chauffé indirectement, disposé en amont.
On a représenté un exemple de réalisation de l'objet de l'invention sur le dessin annexé dans lequel:
La fig. 1 représente schématiquement une centrale à vapeur avec générateur de vapeur à circulation forcée, deux turbines et, entre cellesci un surchauffeur intermédiaire chauffé directement et un surchauffeur intermédiaire de réglage chauffé indirectement.
Les fige.. 2 et 3 représentent des détails du générateur de vapeur, avec variantes pour le réglage du surchauffeur intermédiaire de réglage.
Le fluide de travail venant du condenseur 1 est refoulé, par la pompe à condensat 2 et la canalisation 3, dans le réservoir 4 d'eau d'ali- mentationo 'De là, la pompe d'alimentation 5 porte le fluide de travail à la pression de fonctionnement et le refoule par la conduite 6 dans une première surface de .chauffe 7, chauffée par les gaz de fumée - "l'économiseur" puis dans une deuxième surface de chauffe 8 dans laquelle se produit la transformation de l'eau en vapeur, et ensuite, par une conduite 9, dans une troisième surface de chauffe 10 - un premier surchauffeur - De là le fluide de travail va par la conduite 11 dans le côté primaire du surchauffeur in-
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termédiaire de réglage 12 chauffé indirectement,
puis par la conduite 13 dans la quatrième surface de chauffé 14 - le surchauffeur final - et enfin, par la conduite 15, dans la partie à haute pression 16 de l'installation de turbines. Ensuite, le fluide de travail arrive par la conduite 17 dans le côté secondaire du surchauffeur 12 chauffé indirectement, puis dans le surchauffeur intermédiaire 18 chauffé directement'et, par la conduite 19, dans l'étage à basse pression 20 de l'installation de turbines, pour finale- ment revenir par la conduite 21 dans le condenseur. La partie à haute .ores- sion 16 et la partie à basse pression 20 de l'installation de turbines sont montées sur un arbre commun et elles actionnent la génératrice électrique
22.
Le réglage du surchauffeur intermédiaire de réglage 12, chauffé in- directement, peut se faire de différentes façons. La plus avantageuse con- siste à prélever de l'eau de la conduite d'arrivée 6, par la conduite d'in- jection 23 et d'injecter celle-ci dans la conduite 9, en aval de la surface de chauffe 8, la quantité injectée dépendant de la position de l'organe de réglage du' débit 24.
Le dispositif de réglage 25 qui commande cet organe 24 peut être actionné par un thermostat disposé peu après l'endroit où la con- duite 23 débouche dans la conduite 9 et, par un thermostat 27, situé à la sortie du surchauffeur intermédiaire 18 chauffé directemento
Par exemple, si la température de la vapeur surchauffé de façon in- termédiaire venait à baisser en quittant le surchauffeur intermédiaire 18 chauffé directement, le thermostat 27 commanderait le dispositif de réglage 25 et par suite l'organe de réglage du débit 24 de telle sorte qu'une plus faible quantité d'eau soit injectée dans la conduite 9.
Le fluide de travail serait plus fortement chauffé dans le premier surchauffeur 10, il pourrait céder une plus grande quantité de chaleur à la vapeur à surchauffer indirectement et par suite, sa température augmenterait. Afin que la température de la vapeur pénétrant dans la partie à haute pression des turbines ait la valeur désirée, il est prévu avantageusement un autre dispositif de réglage, par exemple une deuxième conduite d'injection par laquelle de l'eau est injectée dans la conduite 13. Inversement, l'organe de réglage 24 s'ouvrirait davantage si la température augmentait dans le thermostat 27. Le thermostat 26 sert en premier lieu à stabiliser le réglage de l'injection.
Comme le surchauffeur intermédiaire 12 chauffé indirectement est de préférence en acier ferritique, en particulier en acier ferritique faiblement allié de construction soudée, la répartition des surfaces de surchauffe 10 et 14 est choisie de telle sorte que la température de la vapeur sortant du surchauffeur 10 ne dépasse pas, en fonctionnement normal, une valeur admissible de, par exemple, 500 o Naturellement, l'installation comporte encore des dispositifs de protection (non représentés) qui empêchent que la température de la vapeur dépasse cette valeur dans le surchauffeur intermédiaire 12.
La figo 2 représente une variante de la commande de surchauffeur intermédiaire de réglage 12. Un by-pass 28 relie les conduites 11 et 13 1' une à l'autre, sur le côté primaire du surchauffeur intermédiaire de réglage 12. Dans ce by-pass 28, se trouve un organe de réglage du débit 29 qui est réglé en fonction de la température au thermostat 27.Lorsque la température de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire augmente, l'organe de réglage 29 s'ouvre davantage et laisse, une plus grande partie de.la vapeur à haute pression passer dans le surchauffeur intermédiaire 12. La plus faible quantité'de vapeur chaude entrâine une réduction de la température de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire.
Inversement, l'organe de réglage 29 se ferme davantage lorsque la température de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire diminueo
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La fig. 3 représente une troisième variante du réglage du surchauf- feur intermédiaire de réglage 12. Dans ce cas, la vapeur à surchauffer de ' façon intermédiaire contourne, du côté secondaire, le surchauffeur intermé= diaire de réglage 12 au moyen d'un by-pass 30.Un organe de réglage du débit 31, disposé dans ce by-pass, est réglé en fonction de la température du thermostat 27. Lorsque la température de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire augmente, 1 organe de réglage 31 s'ouvre davantage.
Une partie de la vapeur à surchauffer de façon intermédiaire arrive, sans surchauffage intermédiaire préalable dans le surchauffeur intermédiaire de réglage 12, dans le surchauffer intermédiaire 18 chauffé directement, de sorte que la température de la totalité de la vapeur sortant du surchauffeur 18 di- minue. Inversement, l'organe de réglage 31 se ferme davantage lorsque la température de la vapeur surchauffée de façon intermédiaire diminue.
On peut imaginer, dans le cadre de l'invention, de nombreuses variantes. Par exemple, le thermostat 27 peut être disposé déjà entre les deux surchauffeurs intermédiaires 12 et 18. L'installation de turbines peut comporter plus de deux parties de sorte que l'on peut utiliser de façon correspondante davantage de surchauffeurs intermédiaires qui peuvent être réglés de la façon indiquée à l'aide d'un surchauffeur intermédiaire de réglage où à l'aide d'autres dispositifs. L'invention n est pas non plus limitée à un générateur de vapeur à circulation forcée représenté ici; elle peut être également utilisée en combinaisons avec des générateurs de vapeur fonctionnant autrement.