BE857109A - Generateur de vapeur a recuperation de chaleur perdue - Google Patents
Generateur de vapeur a recuperation de chaleur perdueInfo
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Description
SUIZER FRERES SOCIETE ANONYME à Winterthur (Suisse) La présente invention est relative à un générateur de vapeur à récupération de chaleur perdue, destiné en particulier à l'utilisation de la chaleur contenue dans les gaz d'échappement de turbines à gaz. Le but de la présente invention consiste à réaliser un générateur de vapeur à récupération de chaleur perdue dans lequel une simple adaptation à l'exploitation en charge partielle est rendue possible moyennant de faibles investissements. Ce problème est résolu, conformément à l'invention, en ce sens que deux carneaux montés parallèlement côté gaz, revêtus de surfaces de chauffe conduisant le fluide de travail sont prévus au moins sur une partie de la longueur du générateur de vapeur parcourue par les gaz d'échappement et en ce sens que le générateur de vapeur comprend un premier foyer supplémentaire et un deuxième foyer supplémentaire à mettre en action indépendamment du premier, le premier foyer supplémentaire étant disposé dans l'un des deux carneaux et conçu de façon qu'il chauffe à plus de 900[deg.]0 le flux de gaz entrant dans ce carneau et le deuxième foyer supplémentaire, situé entre l'entrée des gaz d'échappement dans le générateur de vapeur et la surface de chauffe de l'autre carneau, étant conçu de telle sorte qu'il chauffe à moins de 900[deg.]C au moins une partie du flux des gaz d'échappement pénétrant dans le générateur de vapeur. Grâce à la subdivision en deux carneaux <EMI ID=1.1> deux foyers supplémentaires à mettre en action indépendamment l'un de l'autre, une bonne faculté d'adaptation du générateur de vapeur à récupération de chaleur perdue aux différentes charges est rendue possible, tandis que l'incidence de la chaleur sur les surfaces de chauffe disposées dans les deux carneaux peut être variée simplement en influençant les foyers supplémentaires. Le deuxième foyer supplémentaire peut être situé à proximité de l'entrée de l'autre carneau, de sorte que la chaleur sortant de ce foyer ne s'exerce que sur le flux de gaz parcourant l'autre carneau. Toutefois; il est avantageux en général de disposer le deuxième foyer supplémentaire à l'entrée des gaz d'échappement dans le générateur de vapeur, afin que le- flux entier des gaz d'échappement soit chauffé par ce foyer. Selon une autre conception avantageuse de l'invention, le carneau, dans lequel le premier foyer supplémentaire se trouve, est limité par une surface de chauffe d'évaporateur formant une paroi tubulaire, et l'autre carneau comprend des surfaces de chauffe de surchauffeur chauffées en substance uniquement par contact. Il en résulte une bonne utilisation thermique de la matière pour les surfaces de chauffe, car une partie de la paroi tubulaire forme également la cloison de séparation entre les deux carneaux et est chauffée par conséquent à partir des deux côtés. Ceci entraîne en soi non seulement une augmentation de la surface de transmission de chaleur active, mais les contraintes thermiques de la paroi tubulaire sont aussi réduites simultanément. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit en détail ci-après à l'aide du dessin annexé au présent mémoire, représentant schématiquement un générateur de vapeur à récupération de chaleur perdue conforme à l'invention. Selon l'exemple de réalisation représenté au dessin, le générateur de vapeur à récupération de chaleur perdue, désigné par 11 dans l'ensemble, est chauffé par les gaz d'échappement d'un turbogroupe se composant d'un compresseur 1, d'une chambre de combustion 2 et d'une turbine à gaz 5 accouplée, par l'intermédiaire d'un arbre 4, avec le compresseur 1 et un générateur électrique 3. La sortie de la turbine à gaz 5 est reliée, par l'inter- médiaire d'un conduit de branchement 10 formant l'entrée <EMI ID=2.1> laquelle est rectangulaire en section droite et est équipée de différentes surfaces de chauffe. Le générateur de vapeur est subdivisé en deux carneaux 15 et 16, montés parallèlement côté gaz, dans la partie de l'enveloppe 12 se raccordant au conduit de branchement 10. Le carneau 15 est limité par une paroi tubulaire 14 en forme de puits, constituée de tubes montés <EMI ID=3.1> <EMI ID=4.1> et qui, en partant d'un collecteur 39 à section droite <EMI ID=5.1> En aval des deux carneaux 15 et 16, le générateur de vapeur 11 comprend un carneau commun 17 raccordé au conduit de sortie de gaz 20 aboutissant à une <EMI ID=6.1> partie supérieure, on a disposé, comme le montre le dessin^ un préchauffeur d'eau d'alimentation 30 formé de serpentins et accroché à des organes non représentés de l'enveloppe 12. La sortie du préchauffeur d'eau d'alimentation 30 débouche dans un réservoir d'eau d'alimentation 31 servant en même temps de dégazeur d'une manière connue en soi, non représentée en détail. L'eau d'alimentation provenant du réservoir 31 est amenée, au moyen d'une pompe 32, à une surface de chauffe d'économiseur 33 formé également de serpentins et accroché à l'enveloppe 12, comme le montre le dessin, au-dessous du préchauffeur d'eau d'alimentation 30. La surface de chauffe d'économiseur 33 aboutit <EMI ID=7.1> levée au moyen d'une pompe de circulation 38 et est conduite au collecteur 39 de la paroi tubulaire 14. La paroi <EMI ID=8.1> première surface de chauffe d'évaporateur dont la partie inférieure 9 comme indiqué au dessin, est chauffée par rayonnement au soysn du premier foyer supplémentaire 25. Au collecteur 40 de la paroi tubulaire 14, on a raccordé une deuxième surface de chauffe d'évaporateur 42 constituée de plusieurs serpentins et disposée dans le carneau 15. La sortie de la deuxième surface de chauffe d'évaporateur 42 débouche dans une troisième surface de chauffe d'évaporateur 45 se situant dans le carneau commun 17 entre la surface de chauffe d'économiseur 33 et la sortie des deux carneaux 15 et 16. Cette troisième surface de chauffe se compose également de plusieurs serpentins et débouche dans le tambour vapeur-eau 36. A la chambre de vapeur du tambour 36, on a raccordé une surface de chauffe de présurchauffeur 51 constituée de serpentins, disposée dans le carneau 15 au-dessus de la deuxième surface de chauffe d'évaporateur <EMI ID=9.1> <EMI ID=10.1> finale 55 formée également de serpentins, mais située dans le carneau 16. La vapeur vive produite par la surface de chauffe de surchauffeur finale 55 est amenée à une turbine à vapeur non représentée par l'intermédiaire d'un conduit 60. Les surfaces de chauffe 45, 55, 51 et 42, ainsi que la paroi tubulaire 14 sont accrochées, comme les surfaces de chauffe 30 et 33, à l'enveloppe 12 du générateur de vapeur. Pour approvisionner en combustible le premier et le deuxième foyer supplémentaire 25, 26, on utilise une pompe 60 reliée, côté aspiration, à un réservoir d'alimentation en combustible non représenté et, côté refoulement, au foyer supplémentaire 25 ou 26 par l'intermédiaire de conduits 71 et 72. Une soupape 23 reliée à un régulateur 83 par un servomoteur est incorporée au conduit 71 et sert à régler la quantité de combustible parvenant au foyer supplémentaire 25. L'entrée valeur réelle du régulateur 83 est raccordée, par l'intermédiaire d'une ligne de signalisation 85, à un capteur de pression 82 raccordé au conduit de vapeur vive 60. La valeur prescrite de la pression de vapeur vive est amenée au régulateur 83 par une ligne de signalisation 84. Une soupape 74, reliée à un régulateur 90 par un servomoteur, est incorporée au conduit 72 et sert à régler l'approvisionnement en combustible du foyer supplémentaire 26. Comme valeur réelle, on amène, au <EMI ID=11.1> <EMI ID=12.1> <EMI ID=13.1> <EMI ID=14.1> <EMI ID=15.1> prescrite de la température concernée parvient au régu- lateur 90 par l'intermédiaire d'une ligne de signalisation 93. Il est possible également de faire agir simultanément les deux capteurs de température 91 et 92 sur le régulateur 90, l'une des deux grandeurs de mesure étant immixée en tant que grandeur perturbatrice. Comme air de combustion, on amène, au premier et au deuxième foyer supplémentaire 25 et 26, le gaz provenant du générateur de vapeur 11, contenant encore une teneur suffisante en oxygène et soutiré du générateur de vapeur au point 18 où il est partiellement refroidi. L'acheminement du gaz du point de soutirage 18 aux foyers se fait au moyen d'une soufflerie 67, au côté aspiration de laquelle est raccordé un conduit 75 qui bifurque en un <EMI ID=16.1> <EMI ID=17.1> point de bifurcation du conduit 75, on a prévu un distributeur 95 en forme de clapet qui, ppr un réglage approprié, établit le rapport précis des quantités de gaz passant par <EMI ID=18.1> aux foyers 25 et 26 est réglée en influençant la vitesse de rotation de la soufflerie 67. Un autre distributeur 35 en forme de clapet est prévu dans le conduit de branchement 10, la quantité de gaz affluant au carneau 15 peut être réduite à zéro à l'aide du distributeur 35. Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, les gaz d'échappement de la turbine 5 sont chauffés, <EMI ID=19.1> 26. Le gaz ainsi chauffé est réparti dans les deux carneaux 15 et 16 en fonction de la position du distributeur 35. Par suite de la cession de chaleur du gaz affluant au carneau 16 <EMI ID=20.1> s'établit, à la sortie de cette surface de chauffe, une <EMI ID=21.1> quelle.un haut rendement de turbine à vapeur est obtenu. Le flux partiel de gaz pénétrant dans le carneau 15 est chauffé à une valeur de plus de 900[deg.]C à l'aide du premier foyer supplémentaire 25, la chaleur étant transmise à la paroi tubulaire 14 en substance par le rayonnement des flammes, ainsi qu'à la deuxième surface de chauffe d'évaporateur 42 et à la surface de chauffe de présurchauffeur 51 en substance par contact. En entrant dans la deuxième surface de chauffe d'évaporateur 42, le gaz a une température d'environ 900[deg.]C. Par refroidissement sur les sur- <EMI ID=22.1> à l'extrémité du carneau 15 est approximativement égale à celle régnant à l'extrémité du carneau 16, si bien que les deux flux de gaz entrent à la même température approximativement dans le carneau commun 17 où les surfaces de chauffe 45, 33 et 30 leur prélèvent encore de la chaleur. Si la puissance de la turbine à gaz 5 est réduite, la température du gaz s'abaisse à la sortie de la turbine à gaz, tandis que la quantité de gaz sortante reste pratiquement la même. Si la valeur prescrite amenée au régulateur 90 par la ligne de signalisation 93 est maintenue constante, l'alimentation en combustible du deuxième foyer supplémentaire 26 est augmentée par suite de l'abaissement initial de la température aux capteurs 91 et/ou 92. Par conséquent, la température réduite du gaz sortant de la turbine 5 est compensée.
Claims (1)
- Si la consommation en vapeur vive diminue, ce qui conduit à une augmentation temporaire de la pression de vapeur vive, l'alimentation en combustible du premier foyer supplémentaire 25 est réduite par l'intermédiaire du régulateur 83 en raison de cette pression accrue. Cette diminution de ltalimentation en combustible provoque une réduction de la quantité de vapeur produite et par consé- <EMI ID=23.1>vapeur vive, ce qui conduit à une diminution de l'alimentation en combustible du deuxième foyer supplémentaire 26 par l'intermédiaire du régulateur 90.En s'écartant de l'exemple de réalisation prédécrit, il est possible également de disposer le deuxième foyer supplémentaire 96 à proximité de l'entrée du carneau 16, de façon que ce foyer ne chauffe qu'une<EMI ID=24.1>tandis que l'autre partie parvient directement au carneau15. En outre, une cloison de séparation subdivisant le carneau commun 17 peut être raccordée à la face (à la gauche du dessin) de la paroi tubulaire 14 pour que deux carneaux s'étendant sur la longueur entière du générateur de vapeur soient ainsi présents. Le deuxième foyer 26 monté dans le conduit de branchement 10 peut être conçu comme un brûleur dit tubulaire.REVENDICATIONS<EMI ID=25.1>chaleur perdue, destiné en particulier à utiliser la chaleur contenue dans les gaz d'échappement de turbines à gaz, caractérisé en ce que deux carneaux revêtus de surfaces de chauffe conduisant le fluide de travail, montés parallèlement côté gaz, sont prévus au moins sur une partie de la longueur du générateur de vapeur parcourue par les gaz d'échappement et en ce que le générateur de vapeur est équipé d'un premier foyer supplémentaire et d'un deuxième foyer supplémentaire à mettre en action indépendammentdu premier, le premier foyer supplémentaire étant disposé dans l'un des deux carneaux et conçu de telle sorte qu'il<EMI ID=26.1>carneau, et le deuxième foyer supplémentaire, situé entre l'entrée des gaz d'échappement dans le générateur de vapeur et la surface de chauffe de l'autre carneau, étant conçu<EMI ID=27.1>du flux des gaz d'échappement pénétrant dans le générateur de vapeur.2. Générateur de vapeur suivant la revendi-<EMI ID=28.1>à plus de 900[deg.]C correspond au maximum à 50 % du flux des gaz d'échappement entrant dans le générateur de vapeur.3. Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième foyer supplémentaire - en considérant le sens d'afflux des gaz - est disposé devant les deux carneaux et chauffe le flux total des gaz d'échappement pénétrant dans le générateur de vapeur.4. Générateur de vapeur suivant la revendi- cation 3, caractérisé en ce que le carneau, où le premier foyer supplémentaire est disposé, est limité par une sur- face de chauffe d'évaporateur formant une paroi tubulaire et en ce que l'autre carneau comprend des surfaces de chauffe de surchauffeur chauffées en substance uniquement 5. Générateur de vapeur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le carneau, où le premier foyer supplémentaire est monté, comprend, en plus de la surface de chauffe d'évaporateur formant une paroi tubulaire, une autre surface de chauffe d'évaporateur chauffée par contact.6. Générateur de vapeur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le carneau, où le premier foyer supplémentaire est disposé, comprend, en plus de la surface de chauffe d'évaporateur chauffée par contact, une surface de chauffe de présurchauffeur chauffée par contact et disposée dans le sens de l'afflux des gaz en aval de la surface de chauffe d'évaporateur chauffée par contact.7. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un carneau commun, comprenant d'autres surfaces de chauffe chauffées par contact, est prévu - en considérant le sens d'afflux des gaz - en aval des deux carneaux.8. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un distributeur de gaz est prévu à l'entrée du carneau contenant le premier foyer supplémentaire.9. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins le premier foyer supplémentaire est relié à un point de soutirage pour le gaz refroidi au moins partiellement et servant d'air de combustion.10. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque dés revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le deuxième foyer supplémentaire est relié à un régulateur répondant à une température de gaz régnant dans l'autre cameau.11. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le deuxième foyer supplémentaire est relié à un régulateur<EMI ID=29.1>12. Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le deuxième foyer supplémentaire est relié à un régulateur répondant tant à une température du gaz régnant dans<EMI ID=30.1><EMI ID=31.1><EMI ID=32.1><EMI ID=33.1>
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (2)
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| BE857109 | 1977-07-25 |
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| BE179596A BE857109A (fr) | 1977-07-25 | 1977-07-25 | Generateur de vapeur a recuperation de chaleur perdue |
Country Status (1)
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|---|---|
| BE (1) | BE857109A (fr) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2692966A1 (fr) * | 1992-06-30 | 1993-12-31 | Babcock Entreprise | Dispositif de réchauffage par combustion de gaz chauds. |
| WO1994027034A1 (fr) * | 1993-05-12 | 1994-11-24 | British Gas Plc | Turbine a vapeur |
| WO1996012091A1 (fr) * | 1994-10-12 | 1996-04-25 | Rice Ivan G | Chaudiere a courant divise pour centrales de production d'energie a cycle combine |
| EP0807785A1 (fr) * | 1996-05-14 | 1997-11-19 | Ansaldo Energia S.P.A. | Chaudière de récupération |
| NL1008162C2 (nl) * | 1997-01-31 | 2001-09-07 | Toshiba Kk | Warmtekrachtcentrale alsmede werkwijze voor het daaraan toevoeren van koelstoom. |
-
1977
- 1977-07-25 BE BE179596A patent/BE857109A/fr unknown
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