EP1009951B1 - Procede de conduite d'une chaudiere a circulation forcee et chaudiere pour sa mise en oeuvre - Google Patents

Procede de conduite d'une chaudiere a circulation forcee et chaudiere pour sa mise en oeuvre Download PDF

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EP1009951B1
EP1009951B1 EP97938700A EP97938700A EP1009951B1 EP 1009951 B1 EP1009951 B1 EP 1009951B1 EP 97938700 A EP97938700 A EP 97938700A EP 97938700 A EP97938700 A EP 97938700A EP 1009951 B1 EP1009951 B1 EP 1009951B1
Authority
EP
European Patent Office
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outlet
water
fluid
heat exchanger
steam
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP97938700A
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German (de)
English (en)
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EP1009951A1 (fr
Inventor
Alfred Dethier
Pierre Grandjean
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cockerill Mechanical Industries SA
Original Assignee
Cockerill Mechanical Industries SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Cockerill Mechanical Industries SA filed Critical Cockerill Mechanical Industries SA
Publication of EP1009951A1 publication Critical patent/EP1009951A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1009951B1 publication Critical patent/EP1009951B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
    • F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
    • F22B29/12—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating with superimposed recirculation during starting and low-load periods, e.g. composite boilers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B35/00—Control systems for steam boilers
    • F22B35/06—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
    • F22B35/14—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type during the starting-up periods, i.e. during the periods between the lighting of the furnaces and the attainment of the normal operating temperature of the steam boilers

Definitions

  • the present invention relates to a method for driving a forced circulation boiler, in particular for a steam turbine, said boiler comprising at least a first heat exchanger heat whose input is connected to a water supply pipe and whose output is connected, through an adjustment valve, either to the input of a second heat exchanger, the output of which is connected to the steam turbine, either directly to the steam turbine.
  • the invention also relates to a boiler for the implementation of this process.
  • the invention without being limited thereto, relates more particularly to boilers supplying steam turbines used in thermal power plants for electricity production. These plants have, in fact, a boiler producing steam under pressure that drives a steam turbine driving a generator electricity.
  • the boiler can be heated by a burner which burns a fossil fuel or fuel from industry.
  • Boiler can also be a recovery boiler used in a so-called combined cycle thermal power plant.
  • a fuel for example natural gas or fuel oil
  • gas turbine driving an electricity generator.
  • Gas exhaust of this gas turbine large in volume and rich in heat energy, are recovered in a boiler called recovery to produce pressurized steam which entrains, by means of a steam turbine, an electricity generator.
  • the pressurized steam produced in the boiler instead to operate a turbine, can optionally be used to other needs.
  • boilers always include heat exchangers operating as an evaporator (water) or a superheater (water steam) arranged horizontally or vertically in a flow of hot gases. Depending on their type of heating, their arrangement, their operating principle, etc ..., we can distinguish several types of boilers.
  • the document DE 4303613 A1 describes a boiler with forced circulation including a steam-water separator liquid which, during start-up and when running stabilized boiler separates steam from fluid two-phase leaving the evaporator to drain the latter via a superheater to the turbine.
  • Document JP-02016119 describes a boiler with "once through” forced circulation which includes using a separation flask to separate the vapor phase and water-liquid phase of the mixture biphasic leaving the evaporator of the boiler during from the start of the installation. Depending on the pressure reached by steam, it is either recondensed, either drained to the turbine.
  • document US-3,135,096 describes a "once through" forced circulation boiler which includes two vapor-liquid separators where water and vapor are separated by gravity.
  • a first separator (not shown) is placed after the evaporator to recirculate the unvaporized water via a blender the inlet of the evaporator and to drain the other fraction of the fluid to the boiler superheater.
  • the second vapor-water / liquid separator is mounted in bypass with respect to the turbines of the installation, and in principle, is only used during from the start of the installation. This separator separates the liquid phase (water) and vapor phase of the fluid two-phase output from the superheater.
  • the liquid phase (water) is drained to a condenser and the vapor phase is drained by means of three pressure regulators and controllers either towards a deaerator, either via a heat exchanger to this deaerator or to a condenser before return to the boiler economizer input.
  • the water runs through the first part of the interchange until separator, where water and steam are separated by gravity. Water is drained from the separator to a condenser or other tank, while steam travels the second part of the exchanger to undergo a overheated. During this start-up phase, the separator is said to be in wet operation.
  • the separator receives less in less water and at the end of the start-up phase, it only receives steam and becomes an element inert. It is then said in dry operation and the will remain during stabilized walking.
  • the separator is a tank subjected to high pressure and high temperature. It is therefore a expensive element which, moreover, introduces constraints operating due to large wall thicknesses put into play. In stabilized operation, not only is a superfluous element, but it also causes pressure losses on the water / steam side, altering the installation performance.
  • the object of the present invention is to provide a new process for operating a boiler forced circulation as well as a boiler for the implementation of the process allowing the removal of the separator.
  • the present invention provides a process for operating a forced circulation boiler of the type described in the preamble which is characterized in that during the start-up phase, the regulating valve to the 2nd exchanger or the turbine is closed, in that, as long as the fluid at the output of the first exchanger is a two-phase fluid consisting of a mixture of water and steam, we transform, by condensation, all water vapor and in that when the fluid at the outlet of the first evaporator is pure steam, we gradually open the valve adjustment.
  • Condensation of steam at the outlet of the first evaporator is carried out by mixing the two-phase fluid with water Power.
  • the condensed water thus obtained is sent to the condenser and is thus recycled.
  • the method according to the present invention makes it possible to eliminate the separator since there is no longer any separation between the vapor and water. According to the invention, as long as one is not in the presence of pure steam, all the steam is transformed into water and the passage of the mixture in the second exchanger or in the turbine.
  • the control elements such as regulators thus always work in liquid medium.
  • the removal of the separator or starter tank in addition to lower investment costs, eliminates thermal gradient constraints associated therewith.
  • the process according to the invention also allows faster starting of the boiler and reduced pressure drop on the water / steam side in stabilized operation.
  • the invention also provides a forced circulation boiler, in particular for a steam turbine, comprising at least a first heat exchanger, the inlet of which is connected to a pipe water supply and whose outlet is connected through a first regulating valve to a steam turbine, either directly, either through a second heat exchanger, characterized in that the outlet of the first exchanger is connected through a second valve adjustment at the supply line and through a valve expansion to a condensing device and in that the second valve adjustment is controlled by the temperature of the fluid upstream of the expansion valve so that during the startup, this temperature remains below the temperature of saturation.
  • the boiler shown schematically in the figure is a recovery boiler placed downstream of a gas turbine in a combined cycle power plant. With a few transformations, it could however work with a burner.
  • the boiler consists of two heat exchangers in series, namely an evaporator 10 producing, in steady operation, slightly overheated steam and final superheater 12 intended to heat the steam produced by the evaporator 10 at the desired temperature.
  • the two exchangers 10 and 12 consist, in a conventional manner, of tubes, with or without fins, arranged here horizontally in an upward flow of gas hot symbolized by arrow 14 and formed by gases exhaust from a gas turbine.
  • the evaporator is supplied with water by a pump 16 through a supply line 18.
  • the flow rate in line 18 is adjusted by a flow control valve 20 under the control of a flow meter 22.
  • the output of the evaporator 10 is connected to a non condenser shown through an outlet line 24 and a valve trigger 26 under the control of a pressure gauge 28.
  • This valve trigger 26 controls and regulates the pressure in the the evaporator.
  • the outlet of the evaporator 10 is also connected through a control valve 30 at the inlet of the superheater 12.
  • the outlet thereof is connected through an outlet line 32 to the condenser and to the steam turbine not shown.
  • the pressure in the circuit superheater 12 is controlled by an expansion valve 34 under the control of a pressure gauge 36 during the start-up phase, and by the steam turbine in stabilized operation.
  • One of the features that characterizes the boiler circuit according to the present invention is a pipe 38 in bypass between the inlet pipe 18 and outlet pipe 24 of the evaporator and which allows the mixing of a controlled quantity of "cold" water with the two-phase mixture produced by the evaporator during the starting the boiler.
  • the water flow in line 38 is regulated by an adjustment valve 40 under the control of a thermometer 42 measuring the temperature downstream of the pipe 38.
  • the evaporator Before starting the gas turbine, the evaporator is pressurized to a pressure compatible with the turbine gas temperature. This pressure which is controlled by the expansion valve 26 can be lower than the nominal pressure (for example 100 bars). A minimum flow (for example 30%) is ensured by pump 16 and regulated by valve 20 with return to the condenser through the expansion valve 26. The control valve 30 is then closed and the superheater 12 is isolated from the the evaporator 10.
  • the gas turbine is then started and stabilized at a load such that the exhaust gas temperature is higher about 100 ° C at the saturation temperature in the evaporator 10, or about 400 ° C for the selected pressure.
  • thermometer 42 controls the progressive opening of the valve 40 to allow the flow, towards line 24, with a regulated flow rate of "cold” water so that the temperature is lower than the saturation temperature (by example 300 ° C).
  • the vapor which begins to form in the evaporator 10 from the saturation temperature transforms, by this supply of "cold” water, into water, so that the valve trigger 26 always remains in water as it enters (with a mixture water / steam, it could not work) and keeps its capacity of setting.
  • valve 40 under the control of the thermometer 42, opens further to allow the contribution of the amount of water needed to condense all the steam and in order that the temperature at B be kept below the temperature saturation. This scenario lasts until there is no more water in the outlet of the evaporator. From this moment, the temperature increases again due to overheating of the steam. The absence of water at the outlet of the evaporator is therefore easily can be identified by an increase in temperature at A. This detection is used to gradually open valve 30 to divert steam 30 to superheater 12 and to close gradually the valve 40 and the expansion valve 26.
  • the load of the gas turbine can be increased.
  • the water flow will be regulated by the temperatures of the steam at the evaporator 10 and superheater 12 outlets and the relief valve 34 increases the pressure to the nominal value.
  • the temperature of the steam leaving the the evaporator keeps a slight overheating of around 50 ° C.
  • the final temperature of the steam leaving the boiler will be as requested at nominal speed or can be controlled by a any additional desuperheater for partial loads or peak.
  • the system for transforming steam into water during start-up can be transposed to the boiler outlet which, therefore, does not would have more than one heat exchanger.

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Description

La présente invention concerne un procédé de conduite d'une chaudière à circulation forcée, notamment pour une turbine à vapeur, ladite chaudière comprenant au moins un premier échangeur de chaleur dont l'entrée est reliée à une conduite d'alimentation en eau et dont la sortie est reliée, à travers une vanne de réglage, soit à l'entrée d'un second échangeur de chaleur, dont la sortie est reliée à la turbine à vapeur, soit directement à la turbine à vapeur. L'invention concerne également une chaudière pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'invention, sans y être limitée, vise plus particulièrement les chaudières alimentant des turbines à vapeur utilisées dans les centrales thermiques de production d'électricité. Ces centrales comportent, en effet, une chaudière produisant de la vapeur sous pression qui actionne une turbine à vapeur entraínant un générateur d'électricité.
La chaudière peut être chauffée par un brûleur qui brûle un combustible fossile ou un combustible issu de l'industrie. La chaudière peut également être une chaudière de récupération utilisée dans une centrale thermique dite à cycle combiné. Dans ce type de centrale, un combustible, par exemple gaz naturel ou fuel, est brûlé dans une turbine à gaz entraínant un générateur d'électricité. Les gaz d'échappement de cette turbine à gaz, importants en volume et riches en énergie calorifique, sont récupérés dans une chaudière dite de récupération pour produire de la vapeur sous pression qui entraíne, par l'intermédiaire d'une turbine à vapeur, un générateur d'électricité.
La vapeur sous pression produite dans la chaudière, au lieu d'actionner une turbine, peut éventuellement être utilisée pour d'autres besoins.
Ces chaudières comportent toujours des échangeurs de chaleur fonctionnant en évaporateur (de l'eau) ou en surchauffeur (de la vapeur) disposés horizontalement ou verticalement dans un flux de gaz chauds. Suivant leur type de chauffe, leur arrangement, leur principe de fonctionnement, etc..., on peut distinguer plusieurs types de chaudières.
Le document DE 4303613 A1 décrit une chaudière à circulation forcée comprenant un séparateur vapeur-eau liquide qui, lors du démarrage et lors de la marche stabilisée de la chaudière sépare la vapeur du fluide diphasique sortant de l'évaporateur pour drainer celle-ci via un surchauffeur vers la turbine.
La particularité de cette forme d'exécution consiste à utiliser un séparateur vapeur-liquide, même en fonctionnement normal de la chaudière, si bien que la chaudière peut également fonctionner à bas régime, c'est-à-dire selon un régime à circulation assistée.
Le document JP-02016119 décrit une chaudière à circulation forcée "once through" qui comprend l'utilisation d'un ballon de séparation pour séparer la phase vapeur et la phase eau-liquide du mélange diphasique sortant de l'évaporateur de la chaudière lors du démarrage de l'installation. Suivant la pression atteinte par la vapeur, celle-ci est soit recondensée, soit drainée vers la turbine.
Le document US-3,292,372 décrit une chaudière à circulation forcée dans laquelle la phase vapeur est séparée de la phase liquide (l'eau) au moyen d'une unité de séparation qui est disposée à l'entrée du boiler de la chaudière. La phase liquide est recirculée directement ou indirectement à l'entrée de la chaudière, pendant que la phase vapeur est drainée vers un surchauffeur.
Enfin, le document US-3,135,096 décrit une chaudière à circulation forcée "once through" qui comprend deux séparateurs vapeur-liquide où l'eau et la vapeur sont séparées par gravité. Un premier séparateur (non illustré) est disposé après l'évaporateur pour recirculer l'eau non vaporisée via un mélangeur à l'entrée de l'évaporateur et pour drainer l'autre fraction du fluide vers le surchauffeur de la chaudière.
Le deuxième séparateur vapeur-eau/liquide est monté en by-pass par rapport aux turbines de l'installation, et en principe, n'est utilisé que lors du démarrage de l'installation. Ce séparateur sépare la phase liquide (l'eau) et la phase vapeur du fluide diphasique sortant du surchauffeur.
La phase liquide (l'eau) est drainée vers un condenseur et la phase vapeur est drainée au moyen de trois régulateurs et contrôleurs de pression soit vers un désaérateur, soit via un échangeur de chaleur vers ce désaérateur ou encore vers un condenseur avant de retourner à l'entrée de l'économiseur de la chaudière.
Si, en marche stabilisée, ces chaudières à circulation forcée pouvaient se passer du séparateur, elles ne peuvent s'en passer lors de la phase de démarrage, car cette phase exige toujours une séparation de l'eau et de la vapeur vu que les organes de réglages tels que les détendeurs ne peuvent fonctionner avec un fluide diphasique constitué d'un mélange de vapeur et d'eau.
Pendant cette phase de démarrage, l'eau parcourt la première partie de l'échangeur jusqu'au séparateur, où l'eau et la vapeur sont séparées par gravité. L'eau est drainée du séparateur vers un condenseur ou autre réservoir, tandis que la vapeur parcourt la deuxième partie de l'échangeur pour subir une surchauffe. Pendant cette phase de démarrage, le séparateur est dit en fonctionnement humide.
Au fur et à mesure de la montée des températures et pressions, le séparateur reçoit de moins en moins d'eau et à la fin de la phase de démarrage, il ne reçoit plus que de la vapeur et devient un élément inerte. Il est dit alors en fonctionnement sec et le restera pendant la marche stabilisée.
Le séparateur est un réservoir soumis à haute pression et à haute température. Il s'agit donc d'un élément coûteux qui, de plus, introduit des contraintes de fonctionnement dues aux fortes épaisseurs de paroi mises en jeu. En marche stabilisée, non seulement c'est un élément superflu, mais il provoque, en outre, des pertes de charge du côté eau/vapeur, altérant le rendement de l'installation.
Le but de la présente invention est de prévoir un nouveau procédé de conduite d'une chaudière à circulation forcée ainsi qu'une chaudière pour la mise en oeuvre du procédé permettant la suppression du séparateur.
Pour atteindre cet objectif, la présente invention prévoit un procédé de conduite d'une chaudière à circulation forcée du genre décrit dans le préambule qui est caractérisée en ce que, pendant la phase de démarrage, la vanne de réglage vers le 2ème échangeur ou la turbine est fermée, en ce que, aussi longtemps que le fluide à la sortie du premier échangeur est un fluide diphasique constitué d'un mélange d'eau et de vapeur, on transforme, par condensation, toute la vapeur en eau et en ce que, lorsque le fluide à la sortie du premier évaporateur est de la vapeur pure, on ouvre progressivement la vanne de réglage.
La condensation de la vapeur à la sortie du premier évaporateur est réalisée par mélange du fluide diphasique avec de l'eau d'alimentation. L'eau de condensation ainsi obtenue est envoyée au condenseur et est ainsi recyclée.
Le procédé selon la présente invention permet de supprimer le séparateur étant donné qu'il n'y a plus de séparation entre la vapeur et l'eau. Selon l'invention, tant qu'on ne se trouve pas en présence de vapeur pure, on transforme toute la vapeur en eau et on empêche le passage du mélange dans le second échangeur ou dans la turbine. Les éléments de réglage tels que détendeurs travaillent ainsi toujours en milieu liquide.
La suppression du séparateur ou ballon de démarrage, outre la diminution des frais d'investissement, permet la suppression des contraintes de gradients thermiques qui y sont associés. Le procédé selon l'invention permet également un démarrage plus rapide de la chaudière et une diminution de la perte de charge du côté eau/vapeur en marche stabilisée.
L'invention prévoit également une chaudière à circulation forcée, notamment pour turbine à vapeur, comprenant au moins un premier échangeur de chaleur dont l'entrée est reliée à une conduite d'alimentation en eau et dont la sortie est reliée à travers une première vanne de réglage à une turbine à vapeur, soit directement, soit à travers un second échangeur de chaleur, caractérisé en ce que la sortie du premier échangeur est reliée à travers une seconde vanne de réglage à la conduite d'alimentation et à travers une vanne de détente à un dispositif de condensation et en ce que la seconde vanne de réglage est contrôlée par la température du fluide en amont de la vanne de détente de manière à ce que, pendant la phase de démarrage, cette température reste inférieure à la température de saturation.
D'autres particularités de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation préféré, présenté, ci-dessous, à titre d'illustration, en référence à la figure annexée qui représente un schéma synoptique d'une chaudière à circulation forcée selon la présente invention.
La chaudière représentée schématiquement sur la figure est une chaudière de récupération placée en aval d'une turbine à gaz dans une centrale à cycle combiné. Moyennant quelques transformations, elle pourrait toutefois fonctionner avec un brûleur.
Dans l'exemple représenté, la chaudière est constituée de deux échangeurs en série, à savoir d'un évaporateur 10 produisant, en marche stabilisée, une vapeur légèrement surchauffée et d'un surchauffeur final 12 destiné à chauffer la vapeur produite par l'évaporateur 10 à la température souhaitée. Les deux échangeurs 10 et 12 sont constitués, de façon classique, de tubes, avec ou sans ailettes, disposés ici horizontalement dans un flux ascendant de gaz chauds symbolisé par la flèche 14 et constitués par les gaz d'échappement d'une turbine à gaz.
L'évaporateur est alimenté en eau par une pompe 16 à travers une conduite d'alimentation 18. Le débit dans la conduite 18 est réglé par une vanne de réglage de débit 20 sous le contrôle d'un débitmètre 22.
La sortie de l'évaporateur 10 est reliée à un condenseur non représenté à travers une conduite de sortie 24 et une vanne de détente 26 sous la commande d'un manomètre 28. Cette vanne de détente 26 contrôle et règle la pression dans le circuit de l'évaporateur.
La sortie de l'évaporateur 10 est également reliée à travers une vanne de réglage 30 à l'entrée du surchauffeur 12. La sortie de celui-ci est reliée à travers une conduite de sortie 32 au condenseur et à la turbine à vapeur non représentée. La pression dans le circuit du surchauffeur 12 est contrôlée par une vanne de détente 34 sous la commande d'un manomètre 36 pendant la phase de démarrage, et par la turbine à vapeur en marche stabilisée.
L'une des particularités qui caractérise le circuit de la chaudière selon la présente invention est une conduite 38 en by-pass entre la conduite d'entrée 18 et la conduite de sortie 24 de l'évaporateur et qui permet le mélange d'une quantité contrôlée d'eau "froide" avec le mélange diphasique produit par l'évaporateur pendant la phase de démarrage de la chaudière. Le débit d'eau dans la conduite 38 est réglé par une vanne de réglage 40 sous la commande d'un thermomètre 42 mesurant la température en aval de la conduite 38.
On va maintenant décrire le fonctionnement de la chaudière schématisée sur la figure. Avant le démarrage de la turbine à gaz, l'évaporateur est pressurisé à une pression compatible avec la température des gaz de la turbine. Cette pression qui est contrôlée par la vanne de détente 26 peut être inférieure à la pression nominale (par exemple 100 bars). Un débit minimal (par exemple 30%) est assuré par la pompe 16 et réglé par la vanne 20 avec retour vers le condenseur à travers la vanne de détente 26. La vanne de réglage 30 est à ce moment fermée et le surchauffeur 12 est isolé du circuit de l'évaporateur 10.
La turbine à gaz est alors démarrée et stabilisée à une charge telle que la température des gaz d'échappement soit supérieure d'environ 100°C à la température de saturation dans l'évaporateur 10, soit à environ 400°C pour la pression choisie.
La température de l'eau à la sortie de l'évaporateur 10 au point A augmente rapidement jusqu'à la température de saturation et se stabilise ensuite au palier de l'évaporation. Lorsque cette température est presque atteinte au point B, le thermomètre 42 commande l'ouverture progressive de la vanne 40 pour permettre l'écoulement, vers la conduite 24, d'un débit réglé d'eau "froide" de manière que la température soit inférieure à la température de saturation (par exemple 300°C). Ainsi, la vapeur qui commence à se former dans l'évaporateur 10 à partir de la température de saturation se transforme, par cet apport d'eau "froide", en eau, si bien que la vanne de détente 26 reste toujours en eau à son entrée (avec un mélange eau/vapeur, elle ne pourrait pas fonctionner) et garde sa capacité de réglage.
Au fur et à mesure de l'évaporation, la proportion de vapeur augmente au détriment de la proportion d'eau à la sortie de l'évaporateur 10. Par conséquent, la vanne 40, sous la commande du thermomètre 42, s'ouvre davantage pour permettre l'apport de la quantité d'eau nécessaire à la condensation de toute la vapeur et afin que la température en B soit maintenue en-dessous de la température de saturation. Ce scénario dure jusqu'à ce qu'il n'y ait plus d'eau à la sortie de l'évaporateur. A partir de ce moment, la température augmente à nouveau par suite d'une surchauffe de la vapeur. L'absence d'eau à la sortie de l'évaporateur est donc aisément repérable par une augmentation de la température en A. Cette détection est utilisée pour ouvrir progressivement la vanne 30 pour dévier la vapeur 30 vers le surchauffeur 12 et pour fermer progressivement la vanne 40 et la vanne de détente 26.
La vapeur est maintenant surchauffée à la température souhaitée dans l'échangeur 12 dont la pression est contrôlée par la vanne de détente 34. Lorsque la vanne de réglage 30 est complètement ouverte, ou éventuellement court-circuitée par un by-pass, l'entièreté du débit traverse les deux échangeurs, ce qui termine la phase de démarrage et débute la marche stabilisée.
A partir de ce moment, la charge de la turbine à gaz peut être augmentée. Le débit d'eau sera réglé par les températures de la vapeur aux sorties de l'évaporateur 10 et du surchauffeur 12 et la vanne de détente 34 augmente la pression jusqu'à la valeur nominale.
En marche stabilisée, la température de la vapeur à la sortie de l'évaporateur garde une légère surchauffe de l'ordre de 50°C.
La température finale de la vapeur à la sortie de la chaudière sera telle que demandée à l'allure nominale ou peut être contrôlée par un éventuel désurchauffeur supplémentaire pour les charges partielles ou de pointe.
Le fonctionnement décrit ci-dessus est valable pour une pression nominale d'utilisation super-critique ou non. Il peut également être utilisé pour des pressions relativement faibles.
Si la température de chauffe est particulièrement faible, le système de transformation de la vapeur en eau lors du démarrage peut être transposé en sortie de chaudière qui, dès lors, ne comporterait plus qu'un seul échangeur.

Claims (6)

  1. Procédé de conduite d'une chaudière à circulation forcée, notamment pour une turbine à vapeur, la chaudière comprenant au moins un premier échangeur de chaleur (10) dont l'entrée est reliée à une conduite d'alimentation en eau (18) et dont la sortie est reliée, à travers une vanne de réglage (30), soit à l'entrée d'un second échangeur de chaleur (12), dont la sortie est reliée à la turbine à vapeur, soit directement à la turbine à vapeur, caractérisé en ce que :
    pendant la phase de démarrage, la vanne de réglage (30) est fermée ;
    aussi longtemps que le fluide à la sortie du premier échangeur (10) est un fluide diphasique constitué d'un mélange d'eau et de vapeur, on provoque la condensation de ce fluide diphasique en eau liquide, par mélange dudit fluide avec de l'eau d'alimentation et sans séparation préalable des phases gazeuse et liquide dudit fluide, la quantité d'eau d'alimentation nécessaire à la condensation dudit fluide étant régulée par rapport à la température (42) du fluide en aval du point de jonction de la conduite de sortie (24) et d'une conduite en by-pass (38) entre la conduite d'entrée (18) et la conduite de sortie (24) du premier échangeur (10), de manière à ce que pendant la phase de démarrage, cette température reste inférieure à la température de saturation ;
    lorsque le fluide à la sortie du premier échangeur (10) est de la vapeur pure, on ouvre progressivement la vanne de réglage (30).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'eau de condensation est recyclée vers l'entrée du premier échangeur de chaleur (10), via un condenseur et une pompe (16).
  3. Chaudière à circulation forcée, notamment, pour turbine à vapeur, comprenant au moins un premier échangeur de chaleur (10) dont l'entrée est reliée à une conduite d'alimentation en eau (18) et dont la sortie est reliée, à travers une première vanne de réglage (30), à une turbine à vapeur, soit directement, soit à travers un second échangeur de chaleur (12), caractérisée en ce que la sortie du premier échangeur (10) est reliée à la conduite d'alimentation en eau (18) au moyen d'une conduite (38) en by-pass entre la conduite d'entrée (18) et la conduite de sortie (24) du premier échangeur (10), comprenant une seconde vanne de réglage (40) pour mélanger une quantité contrôlée d'eau "froide" avec le fluide diphasique produit par le premier échangeur (10) pendant la phase de démarrage et en ce que la seconde vanne de réglage (40) est régulée par rapport à la température dans la conduite (24) en aval du point de jonction de la conduite de sortie (24) et de la conduite (38) en by-pass, de manière à ce que pendant la phase de démarrage, cette température reste inférieure à la température de saturation.
  4. Chaudière à circulation forcée selon la revendication 3, caractérisée en ce que le second échangeur de chaleur (12) est isolé du circuit du premier échangeur de chaleur (10) lors de la phase de démarrage jusqu'à ce que le fluide à la sortie du premier évaporateur est de la vapeur pure.
  5. Chaudière à circulation forcée selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la sortie du premier échangeur (10) est reliée à une vanne de détente (26) située en aval du point de jonction de la conduite de sortie (24) et de la conduite (38) en by-pass pour contrôler la pression à l'intérieur du premier échangeur de chaleur (10).
  6. Chaudière à circulation forcée selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'un condenseur est disposé en aval de ladite vanne de détente (26) et en ce qu'une pompe (16) fait recirculer l'eau condensée vers l'entrée du premier échangeur de chaleur (10).
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