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L'invention, due à Monsieur Charles TROTIN, concerne le refroidissement d'un gaz et par exemple la désurchauffe de la vapeur dteau, grâce à un dispositif d'injection d'un liquide tel que de l'eau, oomportant, une enceinte, une conduite de gaz chaud.dont une portion d'extrémité est située à l'inté'- rieur de ladite enceinte, une conduite d'évacuation de ladite enoeinte pour le gaz refroidi, dans lequel le disposait d'injection de liquide comporte une canalisation de liquide sous pression règlable dont l'orifice de sortie est placé à l'intérieur de ladite conduite do gaz chaud.
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Les refroidisseurs de gaz et par exemple les désurchauffeurs de vapeur d'eau de ce type, comportent actuel- lement un dispositif d'injection d'eau qui introduit l'eau, pratiquement sans pression pour les faibles débits de vapeur, et qui, pour les forts débits de vapeur, pulvérisent l'eau sous l'action de l'aspiration créée par la vapeur.
Avec ce type d'appareil, l'eau injectée n'est pas toujours complètement vaporisée, et une quantité non négli- geable d'eau est quelquefois évacuée par la purge. En outre, la désurchauffe se fait souvent dans des conditions défavora- bles, et pour les faibles débits de vapeur il n'y a pas de désurohauffe.
L'invention remédie aux inconvénients des systèmes connus.
Selon l'invention, l'orifice de sortie de la canali- sation de liquide sous pression comporte un pulvérisateur constitué par l'orifice de sortie et un organe de fermeture obturant cet orifice,'un organe de rappel étant de plus prévu pour tendre à obturer l'orifice de sortie contre l'action de la pression du liquide dans la canalisation,
D'autres caractéristiques de l'invention ressorti-. ront de la description qui va suivre de modes de réalisation d'un désurchauffeur do vapeur à dispositif d'injection d'eau, donnée à titre d'exemple non limitatif et représentée sur les dessins.
La fig, 1 représente schématiquement une installation d'un désurchauffreur de vapeur selon l'invention,
La fig. 2 représente en coupe et à plus grande échelle, une installation de règlago de la quantité d'eau. injectée en fonction do la température de sortie de la vapeur dé sur chauffée.
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La fig. 3 représente en coupe et à plus grande échelle que sur la fig. 1, l'enceinte du désurchauffeur de vapeur et son dispositif d'injection'd'eau.
La fig. 4 est une coupe longitudinale, par un plan passant par son axe, d'un dispositif d'injection d'eau diffé- rent de celui représenté fig. 3.
La fig. 5 est une vue extérieure des orifices de sortie d'eau du dispositif d'injection représenté fig. 4.
L'installation de désurchauffe do vapeur représentée sur les fig, 1 à 3 comporte, une enceinte 1, une conduite de vapeur surchauffée 2 dont une portion d'extrémité 3 est située à l'intérieur de l'enceinte 1. Une conduite d'évacuation 4 est prévue pour évacuer la vapeur désurchaufféo après son passage dans l'enceinte 1.
L'installation comporte de plus un dispositif d'in- jection d'eau comprenant une canalisation d'eau 5 dont l'ori- fice de sortie est placé à l'intérieur de la conduite de va- peur 2,
La canalisation 5 reçoit de l'eau sous pression et, selon l'invention, l'orifice do sortie 6 de cette canalisation comporte un pulvérisateur d'eau constitué par cet orifice 6 proprement dit, et par un organe de fermeture obturant l'ori- fice, Dans le cas du mode de réalisation représenté sur les fig. 1 à 3,l'organe de fermeture est constitué par une soupape 7 rappelée sur son siège, c'est-à-dire sur le bord do l'ori- fice 6, par un ressort de traction 8.
Pondant le fonctionnement du désurchauffeur, il règne une certaine pression de vapeur dans la conduite 2, à l'endroit où est placé l'orifice 6.
La soupape 7 no se soulève de son siège pour laisser le passage à l'eau sous pression de la canalisation 5, que
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lorsque la pression do l'oau dans la canalisation 5 dépasse la somme do la prossion do vapeur régnant dans la canalisation 2 et do la tension du ressort 8.
Le ressort 8, qui peut éventuellement être prévu réglable, détermine la tarago do la soupape 7.
Aussitôt que la soupape 7 se soulève, il commence à se produire une pulvérisation, qui se continue si la pression dans la conduite 5 augmente, c'est-à-dire si la débit d'eau augmente.;
Il est à noter que grâce à l'utilisation d'une soupape tarée avec son organe de rappel, l'eau est toujours atomisée môme pour les très faibles débits, L'ouverture do sortie d'eau d'injection varie et se règle automatiquement au cours du fonctionnement.
Il est à noter de plus que l'orifice de pulvérisa- tion d'eau est, selon l'invention, placé à proximité dos parois de la conduite 2 de vapeur surchauffée.
Cotte caractéristique présente une grande importance, En effet, dans le cas où il subsisterait dans les jets do pulvérisation d'eau, dos gouttelettes d'eau de diamètre non négligeable, ces gouttelettes viendraient éclater sur los parois voisines de la conduite de vapeur.
Le désurchauffeur comportant les caractéristiques selon l'invention possède ainsi un dispositif d'injection d'eau assurant une pulvérisation fine de l'eau quel que soit le débit.
La pulvérisation est toujours faite sous pression et sans aucun retard, à travers un orifice de sortie se réglant automatiquement sans intervention extérieure, los gouttelettes d'eau insuffisamment pulvérisées étant finalement transformées en brouillard par chocs sur los parois voisines; cotte
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atomisation est facilitée par la température élevée dos parois.
Bien entendu, l'installation peut comporter un système do réglage manuel ou automatique do 1'arrivée d'eau compto tenu de la température de sortie dans la canalisation 4.
Un règlage automatiquo peut, à titre d'exemple, être réalisé comme suit :
L'installation comporte un bulbe 9 rempli d'un fluide dilatable ot disposé dans la conduite de sortie 4.
Le bulbe 9 est on communication avec un soufflot 10 par l'intermédiaire d'un tuyau 11.
Le soufflot commande le basculement d'une palette 12 grâce à un doigt 13 tendant à repousser la palette lorsque le soufflet 10 augmente de volume.
Un ressort 14 combiné avec un dispositif de réglage 15 de sa tension, équilibre la pression exercée par le doigt 13 sur la pâlotte. Cotte dernière peut pivoter autour d'un axe 16.
La palette 12 porto uno plaquette 17 située devant un orifice 18 de passage d'un fluide moteur qui peut être par exemple do l'huile, do l'eau, ou de l'air comprimé.
L'installation comporte également une vanne 26 rè- glant l'arrivée d'eau sous pression dans la canalisation 5.
Cotto vanno est commandée par une membrane 19 soumise, d'une part à l'action d'un ressort 20 tondant à commander l'ouvor- turc do la vanne, et d'autre part à la pression régnant dans la chambre 21 au-dessus de la membrane 19.
La chambre 21 est on liaison par une canalisation 22 avec une arrivée do fluide moteur 23. Un dispositif de règlage 24 permet do calibrer convonablomont l'orifice d'admission du fluide moteur dans la canalisation 23.
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Entro los canalisations 22 et 23 ost branchée une
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canalisation supplémentaire 25 débouchant à l'orifico 18 par- tiollonont formé par la plaquette 17.
Si la tompératuro do la vapour monte dans la conduite do sortie 4, le fluide dilatable détermine l'extension du soufflot 10 et par conséquent le basculement do la palette 12 dans le sons de l'ouverture do l'orifice 18.
La pression baisse donc dans la canalisation 22, et la vanno 26 s'ouvro.
Le débit d'eau augmente alors dans la canalisation 5, et la température do la vapour désurchauffée baisse.
Si la température do la vapour désurchayufféc était trop basse, la vanne 26 se reformerait.
Comme il ost roprésonté sur la fig. 3, le dispositif do pulvérisation d'eau est de préférence assez loin de la sortie de vapeur hors do la canalisation 2, do telle façon quo le 'mélange do la vapeur surchauffée et du brouillard d'eau so fasse le plus intimement possible avant l'entrée dans l'oncointo 1 du désurchauffeur.
Los fig. 4 et 5 décrivent une variante de réalisation du pulvérisateur.
Selon cette variante, la canalisation d'eau 5 est pro- longée par un tube 27 formé par un piston 28 dont la tige 29 est accrochée au ressort 8.
Le tube 27 constitue intérieurement un cylindre dans lequel se déplace le piston 28.
Los parois du tube 27 sont percées d'orifices qui, dans lo cas du modo do réalisation dos fig. 4 et 5, ont la forme de fontes 30 inclinéos par rapport à l'axe du tube 27.
Lorsque le piston 28 descend sous l'action d'une augmentation do pression dans la canalisation d'eau 5, il dégage de plus on plus les ouvertures 30 et le débit d'eau pulvérisé
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augnonto. Au contraire, lorsque la prossion décroît dans la canalisation 5, le débit d'oau pulvérisé diminue, le piston 28 renontant sous l'action du ressort 8, la détente ot par consé- quant la pulvérisation restant pratiquemen constantes.
Bien ontondu, l'invention n'ost pas linitée par los modes do réalisation qui viennent d'être décrits. Ceux-ci pou- vont subir dos nodifications do détails sans sortir du cadro de 1'invention.
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The invention, due to Mr. Charles TROTIN, relates to the cooling of a gas and for example the desuperheating of water vapor, by means of a device for injecting a liquid such as water, including an enclosure, a hot gas pipe, one end portion of which is located inside said chamber, an outlet pipe from said chamber for the cooled gas, in which the liquid injection device comprises a pipe liquid under adjustable pressure, the outlet of which is placed inside said hot gas pipe.
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Gas coolers and, for example, steam desuperheaters of this type currently include a water injection device which introduces the water, practically pressure-free for low steam flow rates, and which, for strong steam flows, spray water under the action of the suction created by the steam.
With this type of device, the injected water is not always completely vaporized, and a not insignificant quantity of water is sometimes evacuated by the purge. In addition, desuperheating often takes place under unfavorable conditions, and for low steam flows there is no desuperheating.
The invention overcomes the drawbacks of known systems.
According to the invention, the outlet orifice of the pressurized liquid pipe comprises a sprayer constituted by the outlet orifice and a closure member closing off this orifice, a return member being moreover provided to tend to block the outlet orifice against the action of liquid pressure in the pipe,
Other features of the invention emerge. ront from the following description of embodiments of a steam desuperheater with a water injection device, given by way of non-limiting example and shown in the drawings.
Fig, 1 schematically shows an installation of a steam desuperheater according to the invention,
Fig. 2 shows in section and on a larger scale, an installation for regulating the quantity of water. injected as a function of the outlet temperature of the overheated steam.
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Fig. 3 shows in section and on a larger scale than in FIG. 1, the enclosure of the steam desuperheater and its water injection device.
Fig. 4 is a longitudinal section, through a plane passing through its axis, of a water injection device different from that shown in FIG. 3.
Fig. 5 is an exterior view of the water outlet orifices of the injection device shown in FIG. 4.
The steam desuperheating installation shown in Figs, 1 to 3 comprises, an enclosure 1, a superheated steam pipe 2, an end portion 3 of which is located inside the chamber 1. evacuation 4 is provided to evacuate the desuperheated vapor after it has passed through enclosure 1.
The installation further comprises a water injection device comprising a water pipe 5, the outlet of which is placed inside the steam pipe 2,
The pipe 5 receives pressurized water and, according to the invention, the outlet orifice 6 of this pipe comprises a water sprayer constituted by this orifice 6 proper, and by a closure member closing the ori - fice, In the case of the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the closure member is constituted by a valve 7 returned to its seat, that is to say on the edge of the opening 6, by a tension spring 8.
Affecting the operation of the desuperheater, there is a certain vapor pressure in line 2, where port 6 is placed.
Valve 7 no rises from its seat to allow the passage of pressurized water from line 5, which
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when the water pressure in line 5 exceeds the sum of the vapor pressure in line 2 and the spring tension 8.
The spring 8, which can optionally be provided adjustable, determines the tarago do the valve 7.
As soon as the valve 7 lifts up, spraying begins, which continues if the pressure in the line 5 increases, i.e. if the water flow rate increases .;
It should be noted that thanks to the use of a calibrated valve with its return member, the water is always atomized even for very low flow rates. The opening of the injection water outlet varies and is automatically adjusted. during operation.
It should also be noted that the water spray orifice is, according to the invention, placed near the walls of the superheated steam line 2.
This characteristic is of great importance. In fact, in the event that water droplets of non-negligible diameter remain in the water spray jets, these droplets would burst on the neighboring walls of the steam pipe.
The desuperheater comprising the characteristics according to the invention thus has a water injection device ensuring fine spraying of the water regardless of the flow rate.
Spraying is always carried out under pressure and without any delay, through an outlet opening which is automatically regulated without external intervention, the insufficiently sprayed water droplets being finally transformed into mist by shocks on the neighboring walls; coat
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atomization is facilitated by the high temperature of the walls.
Of course, the installation can include a system of manual or automatic adjustment of the water inlet, taking into account the outlet temperature in the pipe 4.
An automatic adjustment can, for example, be carried out as follows:
The installation comprises a bulb 9 filled with an expandable fluid ot disposed in the outlet pipe 4.
The bulb 9 is in communication with a blower 10 via a pipe 11.
The bellows controls the tilting of a pallet 12 by means of a finger 13 tending to push the pallet when the bellows 10 increases in volume.
A spring 14 combined with a device 15 for adjusting its tension, balances the pressure exerted by the finger 13 on the paddle. The latter can rotate around an axis 16.
The pallet 12 porto uno plaquette 17 located in front of an orifice 18 for the passage of a working fluid which may for example be oil, water, or compressed air.
The installation also includes a valve 26 regulating the inflow of pressurized water in pipe 5.
Cotto vanno is controlled by a diaphragm 19 subjected, on the one hand to the action of a spring 20 to control the opening of the valve, and on the other hand to the pressure prevailing in the chamber 21 to top of membrane 19.
The chamber 21 is connected by a pipe 22 with a working fluid inlet 23. An adjustment device 24 allows to calibrate convonablomont the inlet of the working fluid in the pipe 23.
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Entro los pipes 22 and 23 are connected a
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additional pipe 25 opening to the orifice 18 part- tiollonont formed by the plate 17.
If the temperature of the vapor rises in the outlet line 4, the expandable fluid determines the extension of the blower 10 and therefore the tilting of the vane 12 in the sound of the opening of the port 18.
The pressure therefore drops in line 22, and vanno 26 opens.
The water flow then increases in line 5, and the temperature of the desuperheated vapor drops.
If the temperature of the desuperheated vapor was too low, valve 26 would reform.
As it appears in fig. 3, the water spray device is preferably far enough from the steam outlet outside of the line 2, so that the mixture of the superheated steam and the water mist is done as closely as possible before 'entry into oncointo 1 of the desuperheater.
Los fig. 4 and 5 describe an alternative embodiment of the sprayer.
According to this variant, the water pipe 5 is extended by a tube 27 formed by a piston 28, the rod 29 of which is hooked to the spring 8.
The tube 27 internally constitutes a cylinder in which the piston 28 moves.
Los walls of the tube 27 are pierced with orifices which, in the case of the embodiment of fig dos fig. 4 and 5, have the form of cast iron 30 inclined with respect to the axis of the tube 27.
When the piston 28 descends under the action of an increase in pressure in the water pipe 5, it further releases the openings 30 and the flow of sprayed water.
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augnonto. On the contrary, when the proportion decreases in the pipe 5, the flow rate of sprayed water decreases, the piston 28 being raised again under the action of the spring 8, the expansion and consequently the spraying remaining practically constant.
Of course, the invention is not limited to the embodiments which have just been described. These can undergo modifications of details without departing from the scope of the invention.