Installation comportant un générateur de vapeur chauffé au moyen de gaz chauds sous pression. La présente invention se rapporte à une installation comportant un générateur de vapeur chauffé au moyen de gaz chauds sous pression.
Cette installation est caractérisée par une turbine à gaz et par un auto-générateur de gaz sous pression comportant un cylindre moteur et au moins un cylindre compresseur dans lequel est comprimé l'air de balayage et d'alimentation dudit cylindre moteur, une partie au moins des gaz sous pression débités par l'auto-générateur traversant le générateur de vapeur et la. turbiné à gaz en série.
Le dessin annexé montre schématique ment, à titre d'exemples, trois formes d'exé cution de l'objet de l'invention.
La fi-. 1 représente la première de ces formes d'exécution de l'installation; La fig. ? représente, semblablement à. la. fig. 1, la deuxième de ces formes d'exécution de l'installation; La fig. 3 est un diagramme de fonction nement de certains éléments de cette der nière installation; La fig. 4, enfin, représente la troisième forme d'exécution de l'installation.
L'installation suivant la. fig. 1 comporte un générateur de vapeur 1 dont le circuit de chauffe est alimenté par le gaz sous pres sion débité par un auto-générateur 3, com portant un cylindre moteur et au moins un cylindre compresseur qui comprime l'air de balayage et d'alimentation dudit cylindre mo teur des ouvertures d'échappement duquel sortent lesdits gaz sous pression, ces gaz contenant, en plus des produits résultant de la combustion dans le cylindre moteur, une proportion élevée d'oxygène non combiné.
On se sert de cet oxygène en excès pour brûler, dans un espace 2 -du conduit amenant les gaz débités par l'auto-générateur au gé nérateur de vapeur 1, du combustible intro duit à l'aide de brûleurs 4, la. quantité de com- bustible ainsi introduite dans les gaz chauds ic,sus de l'auto-générateur 3 variant avec la puissance demandée à l'installation.
Une partie importante de l'énergie que contiennent encore les gaz sous pression à leur sortie du circuit de chauffe du généra teur de vapeur est récupérée en les faisant détendre dans une turbine à. gaz 5 montée en série avec le générateur 1.
Pour améliorer le rendement. thermique de cette installation, l'eau d'alimentation du générateur de vapeur 1 sert d'abord au re froidissement de l'auto-générateur 3, cette eau étant préalablement chauffée dans un échangeur 6 traversé par les gaz détendus dans la turbine 5. la circulation de ladite eau vers les compartiments la du générateur de vapeur contenant l'eau: à évaporer étant activée par une pompe î . L'eau de refroi dissement dé l'auto-générateur est mise sous pression par une pompe P. ce qui permet.
d'élever la température de cette eau dans les chemises de l'auto-générateur à une tempé rature supérieure à sa température d'ébulli tion à la pression ambiante.
Le générateur de vapeur 1 est relié par un conduit 8 à une turbine à vapeur 9. suivie d'un condenseur 10. la vapeur traversant au préalable un surchauffeur 11 traversé par les gaz chauds sous pression avant leur entrée dans le générateur 1. Une partie des gaz sous pression débités par l'auto-générateur est envoyée directement dans une turbine à gaz 12 accouplée à la turbine à gaz 5.
Mais, bien entendu, dans une variante de l'installation représentée par la fig. 1, on pourrait envoyer au foyer du générateur 1 la totalité des gaz débités par l'auto-géné- rateur 3.
Dans l'installation suivant la fig. 2, on utilise les gaz chauds sous pression prove nant de l'auto- générateur<B>3</B> qui est-analogue à celui de l'installation de la. fi-. 1, sans y brîiler de combustible.
On s'arrange pour envoyer vers le générateur de vapeur 1, par la conduite ?;,. seulement une partie des gaz chauds sous pression débités, cette partie étant celle quittant le cylindre moteur au début de la phase d'échappement (avant que ne commence le balayage), et étant à une pression supérieure à la pression d'alimenta tion de ce cylindre moteur de 1'auto-généra- teur 3.
3 cet effet. la paroi du cylindre moteur est pourvue de deux séries d'ouvertures d'échappement. qui sont successivement dé couvertes par le piston ou l'un des pistons de l'auto-générateur.
Les ouvertures découvertes les premières et laissant échapper les gaz à pression supé rieure sont commandées par une ou par plu sieurs soupapes.
La partie des gaz s'échappant par la deuxième série d'ouvertures contient la ma jeure partie de l'air de balayage fourni par le cylindre compresseur de l'auto-générateur et quitte celui-ci par la conduite distincte 8h. Cette deuxième partie des gaz, dont la tem pérature est inférieure à celle -de la première. est mélangée aux gaz de chauffage sortant du générateur de vapeur 1 par la conduite 8,. Ce mélange est ensuite amené à la turbine 5 par la, conduite<B>8,</B> L'installation suivant la. fig. ? comporte. en aval de la turbine 5, une partie frigo rifique alimentée par les gaz détendus dans cette turbine.
Pour abaisser la température des gaz chauds destinés à ladite turbine 5. on intercale dans la conduite 8, un. échangeur 13 servant. en même temps, à élever la tem pérature de l'eau de refroidissement de l'auto-générateur 3. L'eau de refroidissement quittant l'auto-générateur est réchauffée dans l'échangeur 6 intercalé dans la conduite de gaz 8, et sert ensuite à alimenter le généra teur 1. Après leur détente ,dans la turbine 5. les gaz seront à. même de fournir des fri gories à un échangeur 14 constituant la source de froid de la partie frigorifique de l'installation.
La partie des gaz sous pression servant. au chauffage du générateur de vapeur subit dans ce dernier, ainsi que dans l'échangeur 6, (les pertes de charge importantes. ce qui a pour effet d'égaliser sa pression avec celle de la partie des gaz sortant par la conduite 8,,. Pour illustrer ce fait. on a montré. dans la fi-. 3. le diagramme course-pression <I>a b</I> c <I>d</I> du cylindre moteur de l'auto-énérateur. On fait échapper les gaz (le chauffe destiné;
au générateur de vapeur 1 au point d. lors que la pression P_ règne dans le cylindre moteur, cette pression étant supérieure à la pression Pl de balay a.,,-e. Sur le diagramme d-e la. fig. 3, on choisit le point d, pour que la chute de pression (P1 P_) corresponde aux- dites pertes de charges.
Mais on pourrait aussi. dans un autre cas. prolonger la détente des gaz brûlés dans le cylindre moteur jusqu'à la. pression d'alimen tation Pl (détente prolongée d-e).
Il en résultera que la. partie des gaz sous pression traversant le générateur de vapeur aura. à sa sortie de ce dernier une pression inférieure à la. pression d'alimentation Pl. On devra alors, au lieu de la mélanger à la partie envoyée à la. turbine 5 sans passer par le générateur -de vapeur. l'envoyer séparé ment à une deuxième turbine. correspondant par exemple à la turbine 1\? cle la fi-. 1. ou.
encore. à la. même turbine. mais à u n étage de pression inférieure à l'étage de pression d'introduction de la. partie des gaz. n'ayant pas traversé le générateur de vapeur. La va peur fournie par le générateur 1 est. détendue dans une turbine 9 munie d'un condenseur 10.
Le rendement d'installations mixtes du genre de celles qui viennent. d'être décrites peut varier entre 30 et<B>35%</B> et est générale ment très supérieur à celui d'une installation à vapeur seule.
Les bains de rendement obtenus avec de telles installations mixtes sont dus à la. ré cupération de calories qui étaient perdues dans les installations actuelles. savoir: Les calories emportées par l'eau de re froidissement et: par les gaz détendus dans les installations à gaz; et les calories emportées par les gaz de chauffage dans les installation: à vapeur. Par rapport aux autres installations à vapeur. le gain de rendement est dû surtout à l'adjonction d'une installation à gaz sous pression. fonctionnant suivant un cycle propre. à rendement très élevé.
1;u fig. -1 montre une installation agencée de façon telle que le générateur (le vapeur qu'elle comporte constitue. aux faible charges de l'installation, un récupérateur de calorie= de la;
turbine à gaz. la chaudière étant alors chauffée. de préférence à faible pression. par des gaz déjà. détendus dans la dite turbine alimentée directement par l'auto générateur (qui est analogue à ceux des ins tallation. des fit-- 1 et ?). et. aux charges élevée. l'élément le plus important de l'ins tallation au point de vue de la puissance fournie. la. majeure partie de l'énergie déve loppée dans l'auto-nénérateur servant alors à assurer le chauffage du susdit générateur de vapeur.
Dans l'installation de la. fin. 4. on les chiffres 1. ?. 3. 5, 9 et 10 désignent les même: élément: que dans la. fi;. 1. de l'eau de refroidissement, circulant dans la chemise 3;, entourant la chambre de combustion du cylindre moteur de l'auto-générateur 3 est directement vaporisée dans cette dernière.
tandis que de l'eau de refroidissement circu lant dans les chemises<B>31,</B> entourant les autres parties de l'auto-générateur et séparées de la chemise 3" est envoyée, par un conduit 15. au générateur de vapeur 1. la vapeur issue di rectement de la. chemise vaporisatrice 3., de l'auto-ménérateur 3 et celle provenant du zé- nérateur 1.
étant mélangée. avant leur intro duction dans le surchauffeur 11 précédent la turbine à vapeur 9.
Le conduit<B>16</B> relié à l'échappement de l'auuto--énérateur 3 par l'intermédiaire du sur chauffeur 11 comporte une bifurcation dont l'une des branches 17 permet d'envoyer di rectement à l'admission de gaz de chauffage du générateur de vapeur 1 en passant par le surchauffeur 11, les gaz chauds- sous pression (éventuellement surchauffés par combustion additionnelle) provenant de cet anto-;énéra- teur. L'échappement;
des gaz de chauffage du générateur 1 est relié à la. turbine à gaz 5 par nu conduit 18, l'échappement de\ cette turbine étant relié à -un économiseur 19 ser- vaut au réchauffage (le l'eau destinée à l'ali mentation du générateur 1 < < pleine charge. L'autre branche 16' de la. bifurcation (lu conduit 16 est reliée à l'admission de la turbine 5.
Des pompes P1, P_ et P; assurent respec tivement l'alimentation en eau de la chemise :31, des chemises 3,, et de l'économiseur 19. Une double vanne 20 est disposée sur les branches 16' et 17 de la. bifurcation du con duit 16. cette vanne permettant. suivant la position qu'elle occupe. de faire passer les ;-az sous pression provenant de l'auto-généra- teur 3. soit par la branche 16' immédiatement clans la turbine 5 (pour la marche à charge partielle). soit par la branche 17 (pour la.
marche à pleine charge). la branche qui ne doit pa.. être mise en service étant alors. clans chaque cas, obturée.
Sur le conduit 18 est: montée une double vanne ?1 permettant, soit d'obturer ledit conduit et en même temps de démasquer un orifice d'évacuation ?? des gaz avant traversé le circuit de chauffe du générateur de vapeur (cas de la. marche à charge partielle). soit au contraire de libérer ledit conduit 18 et de masquer ledit orifice (cas de la marche à pleine charge). Une vanne 23 permet de mettre hors ou en circuit l'économiseur 19 suivant que l'on désire réaliser la marche à charge partielle ou la marche à pleine charge.
Enfin, l'installation comporte les clapets de retenue \?4, 25 et 26. dont les deux premiers servent à obturer soit la branche 16' de la bifurcation du conduit 16, soit le con duit 18 (desservant la turbine 5). tandis que le clapet \?6 sert à fermer par la pression d'amont la communication entre le conduit d'échappement de la turbine 5 et l'admission des gaz de chauffa-e du ;-énérateur 1 lors de la marche à pleine charge.
On conçoit qu'il suffira de donner des positions appropriées aux vannes 20, 21 et \?3 (positions qui résultent clairement. de la dr@- c ription qui précède) pour obtenir à volonté soit que les gaz chauds 'sous pression traver sent d'abord la. turbine 5 et ensuite le géné rateur de vapeur 1 (marche à charge par- tielle). soit que ces gaz chauds sous pression traversent d'abord le générateur de vapeur 1 et ensuite la turbine 5 (marche à pleine charge).
<B>À</B> titre d'exemple, on peut établir comme suit le bilan thermique de l'installation selon la fig. 4 (pour la marche à charge partielle): Si l'on introduit 152,7 cal. par kilo d'air dans l'auto-générateur 3, 1,'30 cal. restent dans les gaz. 15.2 cal. sont transformées en vapeur autour de la chambre de combustion, 3 cal. passent dans l'eau d'alimentation du généra teur (le vapeur 1 et 4,5 cal. sont perdues par convection. Les 15,? cal. évacuées par les parois de la chambre (le combustion per mettent de vaporiser 0.023 kg d'eau à l97 .
à la. pression de 15 kg/cm=. Les 3 cal. éva cuées par les autres parties du cylindre mo teur échauffent. de 15 à 115 , 0,030, kg d'eau, quantité qui est transformée en vapeur à<B>197'</B> et à 15 kg/cm= par l'absorption de 18,9 cal. cédées par le gaz après détente dans la tur bine 5, lesdits gaz se refroidissant de 215 à 130 dans la chaudière. Les gaz sous pression assurant la, sur chauffe de la totalité .de la vapeur produite entre 197 et 400 abaissent leur température de 470 à 447 . en échangeant 5,? cal. Les gaz moteurs, en se détendant dans la turbine 5. se refroidissent de 447 à 215 , en transfor- ma,nt en travail 55,6 calories.
La somme des calories introduites clans le circuit-vapeur est de: 15 ,? -I- 3 -+- 18,9 -I- 5,2 = .12.3 calories. En supposant le rendement du cycle à vapeur égal à ?2 ô , le travail mécanique sur l'arbre de la. turbine 9 est égal à 9,3 calories.
Le rendement de l'installation à gaz seule ressortirait à:
EMI0004.0058
Le rendement, de l'inst.alla.tion avec récu- pération ressortirait à:
EMI0004.0064
soit une augmentation de travail d'environ 15,. ô.
Dans l'exemple qui vient d'être décrit, toute l'eau de refroidissement du cylindre de <B>'</B> uto-énérateur autre que l'eau vaporisée <B>l</B> U tD autour de la chambre de combustion est va porisée dans le générateur 1, cette quantité étant juste suffisante pour absorber les calo ries résiduelles disponibles dans les gaz d'échappement de la turbine 5.
Bien entendu, on pourrait, soit perdre une certaine quantité d'eau de refroidissement, soit envoyer dans le générateur de vapeur de l'eau en supplé ment, suivant la disponibilité des calories restant dans les gaz détendus, ce qui, d'ail leurs, ne modifie pas notablement le rende ment -de l'opération de récupération.
II est à remarquer que, en raison du faible écart de température des gaz dans le générateur de vapeur 1 de l'installation dé crite. ce dernier présente une .grande dimen sion par rapport aux autres éléments de l'installation. Cette caractéristique rend ledit générateur propre à produire une grande quantité de vapeur lorsqu'il est directement chauffé sous pression par les gaz de l'auto générateur 3, enrichis des calories provenant de la combustion, dans l'espace ?, d'une quan tité convenable de combustible.
L'installation selon la fig. 4 correspond particulièrement bien aux conditions de pro pulsion d'un navire devant, le plus souvent. se déplacer à une vitesse économique, dite de croisière, ne nécessitant qu'une charge par tielle de l'installation ou, moins fréquem ment, à une vitesse plus élevée nécessitant une puissance considérablement accrue de l'appareil moteur.
Toutes les installations mixtes telles que celles qui viennent d'être décrites sont très avantageuses dans toutes les installations industrielles qui ont besoin, en outre, de force motrice, de vapeur à haute ou basse pression, ou encore -de vapeur de chauffage, cette vapeur pouvant être soutirée soit au générateur de vapeur, soit à la sortie des ré cepteurs de vapeur.
Les installations des fig. 1 et 4 présen tent encore, par rapport aux installations à gaz à combustion interne, l'avantage de pou- voir utiliser, pour la combustion qui a lieu en aval de l'auto-générateur. un combustible moins coûteux, lequel combustible peut être constitué par les sous-produits de distillation des huiles employées pour l'alimentation de l'auto-générateur.
Installation comprising a steam generator heated by hot pressurized gases. The present invention relates to an installation comprising a steam generator heated by means of hot gases under pressure.
This installation is characterized by a gas turbine and by a pressurized gas self-generator comprising an engine cylinder and at least one compressor cylinder in which the air for sweeping and supplying said engine cylinder is compressed, at least part of it. pressurized gases delivered by the auto-generator passing through the steam generator and the. gas turbine in series.
The attached drawing shows schematically, by way of examples, three embodiments of the object of the invention.
The fi-. 1 represents the first of these embodiments of the installation; Fig. ? represents, similarly to. the. fig. 1, the second of these embodiments of the installation; Fig. 3 is an operating diagram of certain elements of this last installation; Fig. 4, finally, represents the third embodiment of the installation.
The installation following the. fig. 1 comprises a steam generator 1, the heating circuit of which is supplied by the pressurized gas delivered by an auto-generator 3, comprising an engine cylinder and at least one compressor cylinder which compresses the purging and supply air of said engine cylinder from the exhaust openings from which exit said pressurized gases, these gases containing, in addition to the products resulting from combustion in the engine cylinder, a high proportion of uncombined oxygen.
This excess oxygen is used to burn, in a space 2 -du duct bringing the gases delivered by the auto-generator to the steam generator 1, the fuel introduced using burners 4, 1a. quantity of fuel thus introduced into the hot gases ic, above the auto-generator 3, varying with the power required from the installation.
A large part of the energy still contained in the pressurized gases at their outlet from the heating circuit of the steam generator is recovered by expending them in a turbine. gas 5 mounted in series with generator 1.
To improve performance. thermal of this installation, the feed water of the steam generator 1 is first used for cooling the auto-generator 3, this water being previously heated in an exchanger 6 through which the gases expanded in the turbine 5. the circulation of said water to the compartments 1a of the steam generator containing the water: to be evaporated being activated by a pump î. The cooling water for the auto-generator is pressurized by a pump P. which allows.
to raise the temperature of this water in the jackets of the auto-generator to a temperature above its boiling point at ambient pressure.
The steam generator 1 is connected by a pipe 8 to a steam turbine 9. followed by a condenser 10. the steam first passing through a superheater 11 through which the hot gases under pressure pass before their entry into the generator 1. A part of the pressurized gas delivered by the auto-generator is sent directly to a gas turbine 12 coupled to the gas turbine 5.
But, of course, in a variant of the installation shown in FIG. 1, it would be possible to send all the gases delivered by the auto-generator 3 to the furnace of generator 1.
In the installation according to fig. 2, hot pressurized gases from the autogenerator <B> 3 </B> which is similar to that of the installation are used. fi-. 1, without burning any fuel in it.
We arrange to send to the steam generator 1, by the pipe?;,. only a part of the hot pressurized gases discharged, this part being that leaving the engine cylinder at the start of the exhaust phase (before the flushing begins), and being at a pressure greater than the supply pressure of this engine cylinder of the auto-generator 3.
3 this effect. the wall of the engine cylinder is provided with two series of exhaust openings. which are successively uncovered by the piston or one of the pistons of the auto-generator.
The openings discovered first and letting the gases escape at higher pressure are controlled by one or more valves.
The part of the gases escaping through the second series of openings contains the major part of the purging air supplied by the compressor cylinder of the auto-generator and leaves it through the separate 8 o'clock line. This second part of gases, the temperature of which is lower than that of the first. is mixed with the heating gases leaving the steam generator 1 via line 8 ,. This mixture is then brought to the turbine 5 through the pipe <B> 8, </B> The following installation. fig. ? behaves. downstream of the turbine 5, a refrigerating part supplied by the gases expanded in this turbine.
To lower the temperature of the hot gases intended for said turbine 5. is inserted in the pipe 8, a. exchanger 13 serving. at the same time, raising the temperature of the cooling water of the auto-generator 3. The cooling water leaving the auto-generator is heated in the exchanger 6 inserted in the gas line 8, and is then used to supply generator 1. After their expansion, in turbine 5. the gases will be at. even to supply refrigeration to an exchanger 14 constituting the source of cold for the refrigeration part of the installation.
The part of the gas under pressure serving. the heating of the steam generator undergoes in the latter, as well as in the exchanger 6, (the significant pressure drops. which has the effect of equalizing its pressure with that of the part of the gases exiting through the pipe 8 ,, To illustrate this fact, we have shown in Fig. 3. the stroke-pressure diagram <I> ab </I> c <I> d </I> of the motor cylinder of the auto-enerator. releases gases (the intended heater;
to the steam generator 1 at point d. when the pressure P_ prevails in the engine cylinder, this pressure being greater than the pressure P1 of sweeping a. ,, - e. On the diagram d-e. fig. 3, point d is chosen so that the pressure drop (P1 P_) corresponds to said pressure drops.
But we could also. in another case. extend the expansion of the burnt gases in the engine cylinder to. supply pressure Pl (prolonged relaxation d-e).
As a result, the. part of the pressurized gases passing through the steam generator will have. on leaving the latter a pressure lower than. supply pressure Pl. We will then, instead of mixing it with the part sent to the. turbine 5 without passing through the steam generator. send it separately to a second turbine. corresponding for example to turbine 1 \? key la fi. 1. or.
again. to the. same turbine. but at a pressure stage lower than the introduction pressure stage of the. part of the gas. not having passed through the steam generator. The value supplied by generator 1 is. expanded in a turbine 9 fitted with a condenser 10.
The performance of mixed installations of the kind that are to come. to be described can vary between 30 and <B> 35% </B> and is generally much higher than that of a steam-only installation.
The yield baths obtained with such mixed installations are due to the. recovery of calories that were lost in current installations. namely: The calories carried away by the cooling water and: by the gases released in gas installations; and the calories carried by the heating gases in the installations: steam. Compared to other steam installations. the gain in efficiency is mainly due to the addition of a pressurized gas installation. operating on a clean cycle. very high efficiency.
1; u fig. -1 shows an installation arranged in such a way that the generator (the steam which it comprises constitutes. At the low loads of the installation, a calorie recuperator = of the;
gas turbine. the boiler then being heated. preferably at low pressure. by gas already. relaxed in the said turbine supplied directly by the auto generator (which is similar to those of the installations. of fit-- 1 and?). and. at high loads. the most important element of the installation from the point of view of the power supplied. the. most of the energy developed in the self-generator then used to heat the aforesaid steam generator.
In the installation of the. end. 4. we have the numbers 1.?. 3. 5, 9 and 10 designate the same: element: as in. fi ;. 1. cooling water, circulating in the jacket 3;, surrounding the combustion chamber of the engine cylinder of the auto-generator 3 is vaporized directly in the latter.
while cooling water circulating in the jackets <B> 31, </B> surrounding the other parts of the auto-generator and separated from the jacket 3 "is sent, through a conduit 15. to the generator of steam 1. the steam coming directly from the vaporizing jacket 3., from the self-heating device 3 and that coming from the zenerator 1.
being mixed. before their introduction into the superheater 11 preceding the steam turbine 9.
The pipe <B> 16 </B> connected to the exhaust of the auto-enerator 3 via the overheater 11 comprises a bifurcation, one of the branches of which 17 allows to send directly to the admission of heating gas from the steam generator 1 passing through the superheater 11, the hot pressurized gases (possibly superheated by additional combustion) coming from this antoenerator. The exhaust;
heating gas from generator 1 is connected to the. gas turbine 5 through duct 18, the exhaust of this turbine being connected to an economizer 19 is used for reheating (the water intended for supplying the generator 1 <<full load. The other branch 16 'of the bifurcation (duct 16 is connected to the inlet of turbine 5.
Pumps P1, P_ and P; respectively ensure the water supply to the jacket: 31, the jackets 3 ,, and the economizer 19. A double valve 20 is disposed on the branches 16 'and 17 of the. bifurcation of the conduit 16. this valve allows. depending on the position it occupies. to pass the pressurized gas from the autogenerator 3. either through branch 16 'immediately in turbine 5 (for operation at partial load). either by branch 17 (for the.
fully loaded). the branch which should not .. be put into service then being. in each case, closed.
On the pipe 18 is: mounted a double valve? 1 allowing either to close said pipe and at the same time to unmask an evacuation orifice ?? of the gas before passing through the heating circuit of the steam generator (in the case of partial load operation). or on the contrary to free said duct 18 and to mask said orifice (case of running at full load). A valve 23 enables the economizer 19 to be switched off or on, depending on whether it is desired to operate at partial load or at full load.
Finally, the installation comprises the check valves \? 4, 25 and 26. the first two of which serve to shut off either the branch 16 'of the bifurcation of the duct 16 or the duct 18 (serving the turbine 5). while the valve \? 6 serves to close by the upstream pressure the communication between the exhaust duct of the turbine 5 and the inlet of the heating gases of the; -enerator 1 during operation at full load .
It will be understood that it will suffice to give appropriate positions to the valves 20, 21 and \? 3 (positions which clearly result from the preceding procedure) to obtain at will either that the hot gases under pressure pass through first there. turbine 5 and then steam generator 1 (partial load operation). or that these hot gases under pressure first pass through the steam generator 1 and then the turbine 5 (operation at full load).
<B> A </B> by way of example, the thermal balance of the installation according to fig. 4 (for operation at partial load): If we introduce 152.7 cal. per kilo of air in the auto-generator 3, 1, '30 cal. remain in the gas. 15.2 cal. are converted into steam around the combustion chamber, 3 cal. pass into the generator feed water (the steam 1 and 4.5 cal. are lost by convection. The 15 cal. evacuated through the walls of the chamber (combustion allows to vaporize 0.023 kg of water at l97.
to the. pressure of 15 kg / cm =. The 3 cal. evacuated by the other parts of the engine cylinder heat up. from 15 to 115, 0.030, kg of water, a quantity which is transformed into vapor at <B> 197 '</B> and at 15 kg / cm = by the absorption of 18.9 cal. released by the gas after expansion in the turbine 5, said gas cooling from 215 to 130 in the boiler. The pressurized gases ensuring, on heating all the steam produced between 197 and 400, lower their temperature from 470 to 447. by exchanging 5 ,? cal. The driving gases, expanding in the turbine 5, cool from 447 to 215, transforming 55.6 calories into work.
The sum of the calories introduced into the steam circuit is: 15,? -I- 3 - + - 18.9 -I- 5.2 = .12.3 calories. Assuming the efficiency of the steam cycle equal to? 2 ô, the mechanical work on the shaft of the. turbine 9 is equal to 9.3 calories.
The efficiency of the gas installation alone would come out of:
EMI0004.0058
The efficiency of the installation with recovery would come out of:
EMI0004.0064
ie an increase in work of about 15 ,. oh.
In the example which has just been described, all the cooling water of the <B> '</B> uto-enerator cylinder other than the vaporized water <B> l </B> U tD around the combustion chamber is porized in generator 1, this quantity being just sufficient to absorb the residual heat available in the exhaust gases of turbine 5.
Of course, one could either lose a certain quantity of cooling water, or send additional water to the steam generator, depending on the availability of the calories remaining in the relaxed gases, which, moreover, , does not significantly affect the efficiency of the recovery operation.
It should be noted that, due to the small difference in temperature of the gases in the steam generator 1 of the installation described. the latter has a large dimension compared to the other elements of the installation. This characteristic makes said generator suitable for producing a large quantity of steam when it is directly heated under pressure by the gases of the self-generator 3, enriched with the calories coming from combustion, in space?, By a quantity suitable fuel.
The installation according to fig. 4 corresponds particularly well to the propulsion conditions of a ship in front, most often. travel at an economical speed, called cruising speed, requiring only a partial load of the installation or, less frequently, at a higher speed requiring a considerably increased power of the prime mover.
All the mixed installations such as those which have just been described are very advantageous in all the industrial installations which need, in addition, motive force, high or low pressure steam, or even heating steam, this steam. can be withdrawn either at the steam generator or at the outlet of the steam receivers.
The installations of fig. 1 and 4 still present, compared to gas installations with internal combustion, the advantage of being able to use, for the combustion which takes place downstream of the auto-generator. a less expensive fuel, which fuel can be constituted by the by-products of the distillation of the oils used to feed the auto-generator.