Générateur de vapeur instantané à
deux plaques fixes La présente invention est relative à un générateur de vapeur instantané chauffé par un fluide chauffant quelconque, à circulation naturelle, et à très faible contenance en eau.
Dans un générateur de vapeur à chauffage indirect
<EMI ID=1.1>
générateur décrit dans ce brevet comprend un séparateur vapeur/liquide connecté à la sortie de vapeur de 1 'échangeur
<EMI ID=2.1>
rature, ces tubes sont habituellement profilés en U et fixés une plaque tubulaire, ou bien ils sont rectilignes
<EMI ID=3.1>
flottante qui permet leur dilatation par rapport à l'enveloppe les contenant. L'inconvénient de la première dispo-
<EMI ID=4.1> à l'enveloppe extérieure comprenant des tubes allongés soudés qui sont parfaitement étanches et peuvent fléchir sous l'influence de la température sans contrainte inacceptable ni déformation de l'enveloppe les contenant.
Le générateur de vapeur instantané suivant l'invention se caractérise par un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe allongée de forme incurvée suivant sa direction longitudinale, deux plaques fixes disposées à l'intérieur
de l'enveloppe afin de délimiter aux extrémités de celle-ci une chambre d'admission et une chambre d'évacuation pour le fluide chauffant, le compartiment formé entre les deux plaques fixes constituant le compartiment d'échange thermique dans lequel circule le liquide à évaporer,
et au moins un tube allongé ayant un profil longitudinal courbe, chaque tube étant soudé à ses deux extrémités aux plaques fixes respectivement et s'ouvrant dans lesdites chambres d'admission et d'évacuation pour le fluide chauffant.
L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'un générateur de vapeur à deux plaques
fixes, ce procédé se caractérisant par les phases suivantes:
(ci) on place l'enveloppe de 1 ' échangeur de chaleur de profil courbe de telle sorte que son centre de courbure soit situé vers le bas,cette enveloppe contenant les deux plaques fixes;
(b) on soude chaque tube à ses extrémités aux deux plaques fixes respectivement de telle manière que son centre de courbure sait situé vers le bas;
<EMI ID=5.1>
courbure de l'enveloppe et de chaque tube soit situé vers le haut.
Un mode de réalisation de l'invention va être décrit ci-après à titre d'exemple en se référant aux dessins joints sur lesquels:
- la figure 1 montre la disposition de l'échangeur lors de la soudure des tubes;
- la figure 2 montre la disposition de l'échangeur pour la mise en service du générateur;
- la figure 3 illustre schématiquement un exemple d'installation.
Le générateur 1 comprend une enveloppe cylindrique contenant un tube 2 ou plusieurs tubes de grande longueur dans lequel circule un fluide chauffant quelconque A
(eau, vapeur d'eau ou autre). Ce tube 2 s'ouvre à ses extrémités d'une part dans une chambre d'admission 3
et d'autre part dans une chambre d'évacuation 4. L'espace compris à l'intérieur de l'enveloppe entre les chambres 3 et 4 et qui entoure le tube 2 constitue le compartiment échangeur thermique 5. Celui-ci reçoit le liquide à évaporer B par la conduite 6 et évacue la vapeur produite par
<EMI ID=6.1>
Suivant l'invention, l'enveloppe et le tube 2
sont assemblés en sorte de se trouver en état de précontrainte de telle manière que la dilatation différentielle du tube 2 et de l'enveloppe ne provoque pas de déformation ni de sollicitation dangereuse. Pour ce faire, lors de la soudure du tube 2 (ou du faisceau tubulaire) le généra- teur 1 est courbé en deçà de la limite d'élasticité,
<EMI ID=7.1>
Lors de sa mise en place, le générateur 1 est retourné avec le centre de courbure dirigé vers le haut (voir figure 2) et il slétablit de ce fait une précontrainte en traction sur le tube 2. Par la dilatation de ce tube, qui se produit en fonctionnement, la précontrainte se trouve supprimée, le rayon de courbure et donc la longueur du tube 2 augmente et, le cas échéant, une précontrainte inverse s'établit sans dépasser les efforts acceptables sur les soudures des plaques tubulaires et sans modification du rayon de courbure de l'enveloppe extérieure du générateur 1. La figure 3 illustre schématiquement un exemple d'installation.
Un fluide chauffant A est introduit en 3 et évacué en 4 après avoir abandonné ses calories dans le générateur
1. Un organe 8 règle le débit du fluide chauffant : suivant l'état de celui-ci, l'organe 8 sera hydrostatique (vapeur) ou thermostatique (vapeur ou fluide). Le liquide à évaporer est introduit par une pompe 9 suivie d'un clapet de nonretour 10 et de la tuyauterie 6. Le liquide évaporé en tout ou en partie est évacué par la tuyauterie 7 vers
un séparateur 13. La vapeur produite est évacuée par la
<EMI ID=8.1>
évacuées par la tuyauterie 16 et la vanne 17 tandis que la partie de liquide éventuellement non évaporée se trouve évacuée par la conduite 18 et le purgeur 19. La conduite 20 dirige le liquide non évaporé soit vers
une vanne d'évacuation 21, soit vers un réservoir tampon 22 qui comporte un conduit 23 pour l'introduction du liquide à évaporer. Le réservoir 22 est relié à la
<EMI ID=9.1>
Le fluide chauffant évacué par l'organe S peut utilement être dirigé par une conduite 25 vers un échangeur
11 placé sur la conduite 24 de manière à réchauffer le liquide à évaporer avant d'être évacué par la tuyauterie
12,augmentant ainsi le rendement de l'ensemble.
<EMI ID=10.1>
fluide chauffant.
2. Générateur de vapeur instantané suivant la
Instant steam generator
two fixed plates The present invention relates to an instantaneous steam generator heated by any heating fluid, with natural circulation, and with very low water content.
In an indirectly heated steam generator
<EMI ID = 1.1>
generator described in this patent comprises a vapor / liquid separator connected to the vapor outlet of the exchanger
<EMI ID = 2.1>
rature, these tubes are usually U-shaped and fixed to a tube sheet, or they are straight
<EMI ID = 3.1>
floating which allows their expansion relative to the envelope containing them. The disadvantage of the first available
<EMI ID = 4.1> to the outer casing comprising elongated welded tubes which are perfectly sealed and may flex under the influence of temperature without unacceptable stress or deformation of the casing containing them.
The instantaneous steam generator according to the invention is characterized by a heat exchanger comprising an elongate casing of curved shape in its longitudinal direction, two fixed plates arranged inside
of the casing in order to define at the ends thereof an inlet chamber and an evacuation chamber for the heating fluid, the compartment formed between the two fixed plates constituting the heat exchange compartment in which the liquid circulates to evaporate,
and at least one elongated tube having a curved longitudinal profile, each tube being welded at its two ends to the fixed plates respectively and opening into said inlet and outlet chambers for the heating fluid.
The invention also relates to a method of assembling a two-plate steam generator.
fixed, this process being characterized by the following phases:
(Ci) the casing of the heat exchanger of curved profile is placed so that its center of curvature is situated downwards, this casing containing the two fixed plates;
(b) each tube is welded at its ends to the two fixed plates respectively so that its center of curvature is known to be downwards;
<EMI ID = 5.1>
curvature of the casing and of each tube is located upwards.
An embodiment of the invention will be described below by way of example with reference to the accompanying drawings in which:
- Figure 1 shows the arrangement of the exchanger during the welding of the tubes;
- Figure 2 shows the arrangement of the exchanger for commissioning the generator;
- Figure 3 schematically illustrates an example of installation.
The generator 1 comprises a cylindrical casing containing a tube 2 or more tubes of great length in which circulates any heating fluid A
(water, water vapor or other). This tube 2 opens at its ends on the one hand into an intake chamber 3
and on the other hand in an evacuation chamber 4. The space included inside the casing between the chambers 3 and 4 and which surrounds the tube 2 constitutes the heat exchanger compartment 5. The latter receives the liquid. to evaporate B via line 6 and evacuate the vapor produced by
<EMI ID = 6.1>
According to the invention, the casing and the tube 2
are assembled so as to be in a state of prestressing so that the differential expansion of the tube 2 and of the casing does not cause deformation or dangerous stress. To do this, when welding tube 2 (or the tube bundle), generator 1 is bent below the elastic limit,
<EMI ID = 7.1>
During its installation, the generator 1 is turned over with the center of curvature directed upwards (see figure 2) and it thereby establishes a tensile pre-stress on the tube 2. By the expansion of this tube, which is produced in operation, the prestress is removed, the radius of curvature and therefore the length of the tube 2 increases and, if necessary, a reverse prestress is established without exceeding the acceptable forces on the welds of the tube sheets and without modifying the radius of curvature of the outer casing of generator 1. FIG. 3 schematically illustrates an example of an installation.
A heating fluid A is introduced at 3 and discharged at 4 after having abandoned its calories in the generator
1. A member 8 regulates the flow of the heating fluid: depending on the state of the latter, the member 8 will be hydrostatic (steam) or thermostatic (steam or fluid). The liquid to be evaporated is introduced by a pump 9 followed by a non-return valve 10 and piping 6. The liquid evaporated in whole or in part is discharged through piping 7 to
a separator 13. The vapor produced is discharged through the
<EMI ID = 8.1>
evacuated through the pipe 16 and the valve 17 while the part of the liquid which may not have evaporated is evacuated via the pipe 18 and the trap 19. The pipe 20 directs the non-evaporated liquid either towards
an evacuation valve 21, or to a buffer tank 22 which comprises a pipe 23 for the introduction of the liquid to be evaporated. The reservoir 22 is connected to the
<EMI ID = 9.1>
The heating fluid discharged by the member S can usefully be directed through a pipe 25 towards an exchanger
11 placed on line 24 so as to heat the liquid to be evaporated before being discharged through the piping
12, thus increasing the efficiency of the assembly.
<EMI ID = 10.1>
heating fluid.
2. Instant steam generator according to the