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"Générateur de vapeur à circulation forcée à parcours unique".
La présente invention se rapporte à un générateur de vapeur à circulation foroée à parcours unique conçu pour une marche à charge partielle et à pleine charge et oompre- nant un séparateur d'eau disposé entre un évaporateur et un surohauffeur, ainsi qu'un second évaporateur.
Un générateur de vapeur à circulation forcée à parcours unique est réalisé la plupart du tempe pour un grand régime de puissance et un débit déterminé de fluide de travail est établi pour chaque puissance dans les limites du régime.
Lors d'une marche à charge partielle de ce générateur de vapeur, des flux instables peuvent toutefois se présenter dans le système tubulaire, lesquels peuvent être provoqués par un débit de fluide de travail trop faible et conduire à des détériorations connues des tubes, par suite des tempé- ratures trop élevées des parois tubulaires. En vue d'éliminer cet inconvénient, il est connu, lors d'une marohe à charge partielle, de protéger les tubes du système de passage, ex- posés à des détériorations, par une circulation supplémentai-
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re du fluide de travail.
A cet effet, un débit circule et sup- plémentaire de fluide de travail est superposé au fluide de travail parcourant les tubes lors de la circulation for- cée à parcours unique, de façon que les tubes exposés à des détériorations soient alimentés aveo un débit de fluide de travail plus grand que celui déterminé pour la charge partiel- le.
Le problème posé par la présente invention consiste à réaliser un générateur de vapeur à circulation forcée à parcours unique du type mentionné ci-avant, lequel permet une marche à charge partielle sans circulation supplémentai- re de fluide de travail et sana qu'ainsi les tubes de l'éva- poration soient exposés à des détériorations. Abstraction faite du faible débit de fluide de travail, qui est soutiré avec des impuretés éventuelles à partir du séparateur, le générateur de vapeur conforme à l'invention doit être ali- mente, même lors d'une Marche à charge partielle; unique- ment à l'aide d'un débit de fluide de travail nécessaire à la production de vapeur.
Pour la résolution de ce problème, il est proposé, con- formément à l'invention, que le second évaporateur raccordé à une conduite branchée en aval de l'éoonomiseur et disposé d'une manière connue en soi en tant que double tube oonoen- triquement à l'intérieur des tubes du Burohauffeur, soit conçu et puisse être mis hors service éventuellement pour le débit de fluide de travail non nécessaire au cours d'une marche à charge partielle.
Dès lors, des phénomènes d'instabilité sont évitée sans l'interoalation d'une pompe de circulation dans l'évapora- teur, tant lors d'une marche à charge pleine que lors d'une marche à charge partielle, et par conséquent un refroidisse-= ment suffisant des tubes de l'évaporateur est obtenu dans
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la partie de rayonnement, même lors d'une charge partielle du générateur de vapeur, parce qu'en raison du second évapo- rateur mis hors service, le débit de fluide de travail par- . court, à une vitesse suffisamment élevée, les tubes de l'é- vaporateur fonctionnant par rayonnement.
Si, lors d'une mar- , cne é charge partielle, la conduite de dérivation se bran- chant en aval de l'éoonomiseur est mise hors service et par oonséquent si le second évaporateur, disposé à l'inté- rieur des tubes du surchauffeur, n'est pas paroouru par les fluide de travail, aucune détérioration ne se produit en dépit du guidage non modifié des gaz de fumée, par suite de la température élevée aux tubes de 3,'évaporateur dispo- sés à l'intérieur des tubes du surohauffeur, parce que ces tubes ne sont pas contactés par 1 gaz de fumée, mais uni- quement par le fluide de travail affluant dans les tubes du surohauffeur. Les tubes de l'évaporateur n'acceptent par conséquent que la température propre à ce fluide de travail, inoffensive pour la matière des tubes.
Le second évaporateur n'est dès lors pas chauffé directement par les gaz de fumée, mais est chauffé indirectement comme un tube intérieur à la manière d'un éohangeur thermique à trois flux. En outre, le générateur de vapeur conforme à l'invention rend possible, même lors d'une charge partielle, un règlage satisfaisant de la température de la vapeur vive.
Selon une forme de réalisation de l'invention, le fluide de travail, émanant du second évaporateur à une température presque égale à celle du fluide de travail provenant du premier évaporateur, pénètre dans le séparateur. Grâce à cette disposition, une température approximativement constan- te du fluide de travail pénétrant dans le surchauffeur dis- posé en aval est garantie.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, l'échangeur thermique à doubles tubes, comprenant le sur-
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'chauffe'.).:' et les évaporateurs, se compose de plusieurs groupes de surfaces de chauffe parallèlement montés et dis- posés dans les différentes zones des températures des gaz de fumée. Grâce à cette disposition, il est fait en sorte que l'absorption thermique sélective des groupes de surfa- ces de chauffe est compensée largement sur l'ensemble du régime de charge, parce que les surfaces de chauffe tra- vaillant par rayonnement et par contact présentent une ca- ractéristique contraire.
Selon une autre forme encore de réalisation de l'inven- tion, l'éohangeur thermique à doubles tubes se trouve à l'extérieur du flux de gaz de fumée En fonction de cette disposition, la vapeur suchauffé n'absorbe par conséquent aucune chaleur émanant des gaz de fumée lors du parcours à travers l'échangeur thermique, mais cède de la chaleur au fluide de travail provenant de l'économiseur. De même, dans cette disposition, il est avantageux qu'un flux suffisant de fluide de travail apparaisse dans le premier évaporateur par la mise hors service du second évaporateur lors d'une marche à charge partielle.
Un exemple de réalisation de l'invention est'repré- senté schématiquement sur le dessin annexé. Le générateur de vapeur à circulation forcée à paroours unique oonforme à l'invention se compose en substance des évaporateurs 1 et
2, des surchauffeurs 3 à 6, ainsi que des séparateurs d'eau
7. L'évaporateur 1 est chauffé directement, notamment par le rayonnement du foyer, tandis que l'évaporateur 2 est chauffé indirectement, évaportateur 1, se composant de plu- sieurs tubes montés parallèlement, part du distributeur d'ad- mission 8 et aboutit à un collecteur de sortie 9 et est ensuite raccord4 au séparateur 7 par l'intermédiaire d'une conduite la.
La vapeur sortant du séparateur 7 est intro- duite, par l'intermédiaire d'une conduite 11 et d'un distri- buteur 12, danu le surchauffeur 3 qui constitue un surchauf-
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four préalable. Le surchauffeur 3, se composant de plusieurs tubes montés parallèlement, se transforme en un surchauffeur 4 qui, en commun avec l'évaporateur 2 se composant d'un même nombre de tubes montés parallèlement, est conçu comme un échangeur thermique à doubles tubes. A ce surchauffeur 4 se raccorde le surchauffeur 5 aveo le collecteur 13 que suit le surchauffeur final 6 avec les collecteurs 14 et 15.
La vapeur vive eat soutirée de la conduite 16 et amenée à un dispositif de consommation, par exemple une turbine à vapeur. L'eau d'alimentation de la chaudière est amenée, par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation 17, au moyen de la pompe d'alimentation 18, à un éoonomiseur 19 qui est muni d'un distributeur d'admission 20 et d'un col- lecteur de sortie 21. Une r'nduite 22 part du collecteur de sortie 21 et aboutit au collecteur d'admission 8 de l'é- vaporateur 1. Une conduite 23, obturable au moyen d'une van- ne, 27, part de la conduite 22 et est reliée, par l'inter- médj,aire d'un distributeur d'admission 24, à l'évaporateur 2, qui, en commun aveo le surohauffeur 4, forme l'échangeur thermique à doubles tubes.
De même, l'évaporateur 2 est raccordé au séparateur 7 par l'intermédiaire d'un oolleo- teur de sortie 25 et d'une conduite 26. Le mode d'aotion du générateur de vapeur à circulation forcée à parcours uni- que conforme à l'invention est le suivant ;
L'évaporateur 2, disposé à l'intérieur des tubes 4 du surchauffeur, eut conç4pour la fraction de débit de fluide de travail qui n'est pas nécessitée lors d'une marche à charge partielle. La vanne 27 se trouvant dans la conduite 23 est fermée au cours d'une marche à churge partielle, de façon que'l'évaporateur 2 ne soit pas parcouru par le fluide de travail et que le débit total de fluide de travail ne soit dirigé qu'à travers l'évaporateur 1.
Par conséquent, l'évaporateur 1 est parcouru constamment par un débit suffisant de fluide de travail, de sorte qu'un
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refroidissement parfait des tubes de l'évaporateur 1 est garanti en tout temps et qu'aucun phénomène d'instabilité ne se présente. Cette mesure est spontanément possible parce que la matière des tubes de l'évaporateur 2 ne peut accep- ter que la température de la vapeur surchauffée affluant dans le surchauffeur 4. Cette température eat inoffensive pour la matière des tubes de l'évaporateur 2.
Au cours d'une marche à pleine charge, l'évaporateur 1 et l'évaporateur 2 sont parcourus parallèlement par le fluide de travail, après quoi les deux courants partiels parviennent dans le séparateur 7 par l'intermédiaire du collecteur de sortie 9 ou 25 et des conduites 10 ou 26. Dès lors, les évaporateurs 1 et 2 sont conçus et disposés de fa- çon que les deux courants partiels pénètrent avec une tem- pérature presque égale dans le séparateur 7. Cette disposi- tion est avantageuse, en ce sens que le fluide de travail pénétrant .dans le surcha eur 3 présente toujous la même température.
L'invention n'est pas liée au seul exemple de réalisa- tion représenté. Ainsi, elle peut être mise en oeuvre égale- ment dans les générateurs de vapeur sans séparateur et/ou comprenant des groupes de surchauffeurs montés d'une autre façon.
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