Brevet FR2549444A1 — publié le 19850125

La présente invention se rapporte à des systèmes de propulsion de bateaux mûs par turbine à vapeur. Les perfectionnements auxquels se réfère la présente invention ont pour but de réduire la consommation spécifique en mazout des systèmes de propulsion des bateaux mûs par turbine à vapeur dans les navires nouvellement construits, et plus particulièrement au moyen de transformationsadéquatesen utilisant les perfectionnements ci-dessus, pour réduire la consommation 10 spécifique de mazout des systèmes de propulsion de-. bateaux existants ms par turbine à vapeur. Les perfectionnements ci-dessus sont basés sur une idée totalement nouvelle du cycle de vapeur des systèmes marins à turbine à vapeur en introduisant, dans le cycle, 15 une turbine à gaz qui a les taches qui suivent: la production d'électricité pour l'usage du bateau; la fourniture d'énergie à l'arbre de transmission par un pré-réducteur ou un moteur électrique alimenté par un générateur entraîné par la turbine à gaz; la production 20 des gaz d'échappement pouvant être utilisés comme air de combustion dans les chaudières principales et pour réchauffer la vapeur principale dans un réchauffeur externe (chaudière à gaz d'échappement), ou pour réchauffer la vapeur principale dans un réchauffeur externe seulement. 25 Les améliorations selon l'invention concernent également le cas o le système de propulsion a deux chaudières, avec l'utilisation du surchauffeur d'une chaudière comme réchauffeur de vapeur principale, cela étant logiquement applicable uniquement à la transformation d'un système 30 existant. Les perfectionnements ci-dessus, ou une partie de ceux-ci sont applicables à un système nouvellement construit, mais ils sont particulièrement adaptés à une application à des systèmes à turbine à vapeur sur des bateaux existants, 35 qui, du fait du lent entraînement à la vapeur auxquels ils sont forcés à fonctionner, en particulier les plus grands bateaux, d'abord du fait de l'augmentation énorme 2 2549444 du prix du carburant et deuxièmement du fait du faible niveau de chargement (cela affectant particulièrement les grands pétroliers), doivent réduire la puissance de propulsion par rapport à la puissance d'origine, et 5 la consommation spécifique en mazout à cette puissance réduite augmente de manière remarquable et en conséquence la réduction du prix dérivé d'un lent entraînement à la vapeur dans les bateaux mûs par turbine à vapeur diminue remarquablement du fait de cette augmentation de la consom10 mation spécifique de mazout. Grâce aux perfectionnements de la présente invention, il est possible, dans les bateaux nouvellement construits, d'obtenir une réduction de la consommation spécifique en mazout par rapport à celle du système conventionnel d'environ 30 %; et dans des bateaux existants mûs par turbine à vapeur fonctionnant au lent entraînement à la vapeur habituel, il est également possible d'obtenir une réduction de la consommation spécifique de mazout d'environ %, ce qui pour un pétrolier ayant un tonnage en lourd de 30 000 tonnes, aux conditions actuelles de fonctionnement, signifie une économie quotidienne d'environ 40 tonnes de fuel-oil lourd ou environ 2,0 millions de dollars US par an au prix actuel du fuel-oil lourd. De plus, l'augmentation de la consommation spécifique 25 de mazout dans les deux cas pour des variations en plus ou en moins de lapissance nominale s'atténue, ce qui dans le cas de systèmes existants modifiés et ré-adaptés à une puissance réduite par les perfectionnements de la présente invention, permet des augmentations de la puissance réduite de la conception modifiée d'environ 15 % à 20 %, avec des augmentations de la consommation spécifique de mazout d'environ 4 %, ce qui améliore la flexibilité du système pour s'adapter à une plus forte puissance si cela est nécessaire. Tout cela est d'un intérêt double Du fait de son caractère intrinsèque et comme jusqu'à la crise de l'énergie et dans certains cas quelques années après, la propulsion 3 2549444 à la vapeur a coexisté avec la propulsion diesel dans les bateaux de forte puissance, cette coexistence a été profondément affectée par la crise de l'énergie. Les systèmes de propulsion des bateaux sont soit 5 des moteurs diesel ou des turbines à vapeur alimentées par des chaudières à vapeur Dans certains cas exceptionnels, et dans certains bateaux de guerre, les systèmes de propulsion se composent de turbines à gaz. Jusqu'à la fin de l'année 1973 lorsque s'est produite 10 la première crise de l'énergie, il y avait un équilibre entre la propulsion par diesel et la propulsion par turbine à vapeur dans des bateaux de forte puissance L'avantage de la vapeur était sa plus grande fiabilité et sa meilleure adaptabilité à de grands bateaux de forte puissance, c'est-à- dire à de grands pétroliers, compensant sa plus forte consommation en mazout par rapport à celle du diesel. En 1973, la consommation spécifique en mazout d'un système de propulsion par turbine à vapeur conventionnel était d'environ 200-210 g/puissance de l'arbre en chevaux x heure, tandis que celle du diesel était d'environ 160 g/ chevaux au frein x heure Il est impératif d'ajouter que les deux consommations ne sont pas homogènes pour les raisons qui suivent: la consommation spécifique en mazout d'un système de propulsion par turbine à vapeur 25 est toujours donnée sur le fuel-oil lourd, ou Bunker C (fuel de soutes), qui a un plus faible pouvoir calorifique de 40600-41000 k J/kg tandis que celle d'un moteur diesel est donnée sur du gas-oil ayant un faible pouvoir calorifique de 42700 à 42900 k J/kg, ce qui signifie une différence de 5 % Par ailleurs, la consommation spécifique en mazout d'un système à vapeur comprend toujours les consommations des installations annexes et également celles d'un turbogénérateur qui fournit l'énergie électrique requise à bord, quelque chose qui n'était pas usuel dans des bateaux 35 propulsés par diesel et qui pourrait signifier une différence supplémentaire de 4-6 % Par conséquent, lorsque l'on compare la consommation réelle, la consommation spécifique en mazout du système à moteur diesel doit être accrue d'environ 10-11 % plus la quantité correspondant à la consommation de l'huile des cylindres qui est de l'ordre de 5 g/chevaux au frein x heure de fuel-oil équivalent. Malgré cela, en 1973, il y avait une différence de la consommation "homogène" de fuel-oil ou de mazout d'environ 15 % en faveur du diesel qui était partiellement compensée par la meilleure efficacité de l'hélice dans 10 les bateaux à turbine à vapeur (plus faible nombre de tours de 1 'hélice); et par un moindre poids et une moindre nécessité de volume du système à vapeur; et des prix moindresd'entretien ainsi que de plus courts temps hors location des bateaux entraînés par turbine à vapeur Et naturellement, par le très faible prix du mazout qui, pour de faibles différences de consommation n'avait qu'une valeur marginale. En 1973/1974 a eu lieu la première augmentation du prix du pétrole qui, référéeau prix du pétrole franco à 20 bord au producteur en 1970 a signifié une augmentation de 11 fois A la fin de 1979 est survenuela seconde augmentation de prix du pétrole, qui a mis le prix du pétrole à 28 fois plus, en se référant toujours a 1970, sur une base franco à bord au producteur Les prix du 25 pétrole ont légèrement baissé au début de 1983 mais la force du dollar annule dans de nombreux cas la réduction de prix qui en découlerait autrement. Du côté construction des machines, il faut noter que les constructeurs de moteurs diesel ont commencé en 30 1975/1976 une course en vue de réduire la consommation spécifique en fuel-oil des moteurs diesel, qui, après plusieurs sauts vers le bas, est maintenant de l'ordre de 118 à 125 g/chevaux au frein x heure En même temps, le nombre de tours par minute des moteurs diesel à deux temps a baissé avec l'augmentation du rapport course/alésage, éliminant ainsi dans les grands moteurs l'avantage du 2549444 nombre de tours de l'hélice de la turbine à vapeur. Il y a enfin une caractéristique très importante qui différencie les deux types de propulsion: lorsque pour une raison ou une autre la vitesse et par conséquent la puissance doivent être réduites, les moteurs diesel fonctionnent mieux parce que la consommation spécifique en fuel-oil varie très peu avec la variation de la puissance tandis que dans des systèmes à turbine à vapeur, la consommation spécifique en fuel-oil augmente considéra10 blement avec la réduction de la puissance de façon qu'un système à turbine à vapeur ayant une consommation spécifique en fuel-oil de 210 g/puissance de l'arbre en chevaux x heure à sa puissance normale de fonctionnement, qui est usuellement de l'ordre de 90 % de sa valeur de MCR (puissance 15 maximale continue) peut atteindre des consommations spécifiques en fuel-oil de 240 et 250 g/puissance de l'arbre en chevaux x heure ou SHP x h pour des puissances de 70 % à 50 % de MCR. Le poids important qu'a actuellement la facture du carburant dans les prixde fonctionnement d'un bateau avec la persistance du faibleniveau de fret dans les grands pétroliers, ont entraîné comme mesure générale la réduction de la vitesse et en conséquence de la puissance afin d'optimiser les gains ou de diminuer les pertes Ainsi, les bateaux propulsés par turbine à vapeur sont considérablement désavantageux par rapport à ceux propulsés par des moteurs diesel, du fait de la consommation spécifique considérablement plus élevée de fuel-oil des premiers, en particulier à une puissance réduite Ce fait, et la 30 moindre flexibilité du système à turbine à vapeur à fonctionner à diverses puissances, en ce qui concerne la consommation spécifique de fuel-oil, ont pratiquement éliminé la propulsion par turbine à vapeur dans la construction des navires de commerce. 35 Cependant, étant donné le nombre important de bateaux propulsés par des systèmes à turbine à vapeur de forte puissance, la situation ci-dessus a conduit à ré-équiper les bateaux dans un assez grand nombre de 5 cas, ce qui signifie la susbtitution de l'installation à turbine à vapeur par une installation à moteur diesel, généralement d'une puissance plus faible Cette sorte de conversion, dépendant de la production du moteur (consommation spécifique en fuel-oil) permet d'obtenir 10 des économies atteignant 40 % à un faible entrainement à la vapeur en comparaison à la consommation précédente du système Cependant, une telle conversion implique un investissement très important et un temps d'arrêt très long pour l'effectuer, elle est donc par conséquent assez 15 coûteuse à effectuer. En parallèle, mais à une moindre échelle, une série de conversions du type vapeur à vapeur a été développée, comprenant une amélioration du cycle de vapeur et une restauration des conditions de conception du système à la 20 puissance réduite à laquelle le bateau fonctionne Ces sortes de conversionsdonnent par suite une consommation spécifique en fuel-oil du système converti, à la nouvelle puissance réduite, qui est de l'ordre de 195 à 205 g/SH Pxh. Ces conversions sont moins chères que le ré-équipement et nécessitent également un moins long temps d'arrêt mais l'économie de fuel-oil en comparaison à un ré-équipement est considérablement moindre Dans les deux cas, soit vapeur à diesel ou vapeur à vapeur, le bateau est laissé à une puissance nominale réduite à un pourcentage de la 30 puissance d'origine qui est variable, et il n'y a pas de possibilité, de manière pratique, de retourner à la puissance d'origine, en particulier dans les versions rééquipées. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative 7 2549444 qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 montre un système conventionnel d'un bateau mû par turbine à vapeur; la figure 2 montre un système de propulsion comprenant un cycle avec réchauffage intermédiaire; la figure 3 montre une modification de la figure 1 10 la figure 4, comprenant les agencements de réchauffage de la figure 3, montre schématiquement un cycle avec deux réchauffages intermédiaires; la figure 5 représente schématiquement un cycle avec réchauffage intermédiaire totalement externe et une turbine à gaz selon un autre agencement du cycle schématiquement montré sur la figure 4; la figure 6 montre une modification de l'agencement de la figure 5; les figures 7 a, 7 b, 7 c et 7 d montrent certaines 20 modifications des figures 4, 5 et 6; la figure 8 montre schématiquement la récupération des gaz d'échappement des chaudières principales dans la chaudière de récupératon; et la figure 9 montre une installation représentant 25 une simplification importante par rapport à celles représentées sur les figures 4 et 5. Le système montré sur la figure 1 se compose d'une ou deux chaudières principales 1, d'un surchauffeur 2, d'une turbine à vapeur haute pression 3, d'une turbine 30 à vapeur basse pression 4, d'un condenseur principal 5, d'un turbo-générateur 6, d'une pompe d'alimentation 6 entrainée par la turbine, d'un réducteur 8, et d'un arbre avec son hélice 9. Comme valeurs typiques dans les installations marines pour la pression et la température, on peut citer les chiffres qui suivent: pression de vapeur à l'entrée de la turbine haute pression 60 bars, température 8 2549444 correspondante 505 C. Par ailleurs, afin de clarifier et de définir certains termes et expressions qui seront couramment utilisés, il serait sage de noter ce qui suit: Surchauffe: chauffage de la vapeur saturée qui est normalement accompli par la même chaudière que celle produisant cette vapeur et avant son utilisation, d'o les mots "surchauffeur" et "vapeur surchauffée" Réchauffage: le réchauffage consiste à chauffer 10 de nouveau la vapeur après l'avoir utilisée Usuellement, un réchauffage est effectué dans un réchauffeur agencé dans la même chaudière, d'o les mots "réchauffeur" et "vapeur réchauffée". Réchauffage externe: c'estun processus de réchauffage 15 accompli dans un réchauffeur qui est agencé en dehors de la chaudière produisant la vapeur à réchauffer, contrairement à la pratique établie jusqu'à maintenant consistant à réchauffer la vapeur dans un réchauffeur agencé dans la chaudière produisant la vapeur Lorsque ce réchauffage n'est pas externe, on suppose qu'il est accompli dans un réchauffeur agencé dans la chaudière produisant la vapeur. Afin d'augmenter l'efficacité du cycle de vapeur, il est nécessaire d'augmenter la chute de l'enthalpie de la vapeur à travers les turbines, et il y a diverses 25 façons possibles d'obtenir cela: augmenter la pression de la vapeur augmenter la température de la vapeur augmenter la dépression au condenseur utiliser un cycle avec un réchauffage intermédiaire. 30 Et tandis que dans une installation de nouvelle conception il serait possible de prendre toutes les mesures décrites cidessus, cela sera pratiquement impossible dans une installation ou un système déjà existant, ou en tout cas nettement anti-économique. Les systèmes schématiquement représentés sur la figure 2 comprennent une chaudière principale 1, un surchauffeur 2, une turbine à vapeur haute pression 3, une turbine à vapeur moyenne pression 3 a, une turbine à vapeur basse pression 4, un condenseur principal 5, un turbo-générateur 6, une pompe d'alimentation entraînée par la turbine 7, un réducteur 8, un arbre et son hélice 9 et un réchauffeur 10. Dans certains de ces systèmes avec réchauffage intermédiaire, le-turbo-générateur et la pompe d'alimentation entraînée par la turbine ont été remplacés par un générateur entraîné par l'arbre ou respectivement par une 10 pompe d'alimentation à commande électrique, pour ainsi obtenir une amélioration supplémentaire de l'efficacité générale. Il est très difficile et très coûteux d'adopter ce cycle dans des systèmes existants, au moyen de la trans15 formation correspondante et à la façon connue jusqu'à maintenant, car cela peut impliquer soit une modification considérable des chaudières principales pour y adapter un réchauffeur ou bien pour y agencer un réchauffeur externe avec son brûleur correspondant, pour obtenir, dans les deux cas, une amélioration modérée de l'efficacité. Sur les figures 1 et 2 ainsi que sur les autres figures, les lignes continues représentent les gaines de vapeur Les lignes en pointillé de longueur égale représentent les lignes électriques Les lignes en traits 25 mixtes représentent des gaines d'eaux d'alimentation ou de condensat. Les perfectionnements concernés par la présente invention, que l'on décrira ci-après en se référant aux dessins jointstiennent compte de la nouvelle situation 30 créée par le nouveau prix du pétrole et par la nécessité d'un lent entraînement à la vapeur ainsi que, à un certain degré, la nécessité de flexibilité du système en ce qui concerne la variation de puissance par rapport à la nouvelle puissance nominale et la variation spécifique de la consommation de fuel-oil quand la puissance varie; ces perfectionnements sont spécialement conçu pour la conversion des bateaux existants mûs par turbine à vapeur dans 2549444 les systèmes de propulsion desquels il est possible, par les perfectionnements selon l'invention, d'obtenir des consommations spécifiques en mazout de l'ordre de à 170 g/SHP x h par rapport à 240-250 g/SHP x h ce qui est actuellement usuel dans ces bateaux avec un lent entrainement à la vapeur Les perfectionnements sont en principe décrits pour la conversion du système de propulsion d'un bateau existant mais ils s'appliquent également à un système nouvellement conçu pour un nouveau bateau La 10 différence concerne le fait que, si l'on excepte les transporteurs de gaz naturel liquéfié, il n'y a absolument aucune demande pour des systèmes de propulsion à la vapeur pour la construction de navires du commerce et qu'il y a un marché assez important pour la conversion des systèmes 15 de propulsion à la vapeur de navires existants du commerce à l'exception, précisément, des transporteurs de gaz naturel liquéfié. La caractéristique spéciale des transporteurs de gaz naturel liquéfié ou bateaux pour le transport de gaz naturel liquéfié, concerne le fait qu'ils utilisent, comme carburant, un mélange de fuel-oil lourd et de gaz chassé par ébullition provenant de la cargaison qui autrement serait perdu vers 1 'atmosphère. La proportion du mélange dépend du taux d'évaporation 25 de la cargaison qui est de l'ordre de 0,20 à 0,25 % par jour et de la consommation du système de propulsion et varie par conséquent avec la dimension du bateau et la puissance de propulsion, la proportion de gaz étant généralement supérieure à 50 %. L'utilisation de ce mélange comme carburant est la raison pour laquelle les turbines à vapeur sont encore utilisées dans des transporteurs de gaz naturel liquéfié car la combustion du gaz naturel dans des moteurs diesel n'a pas encore été résolue. Par ailleurs, et étant donné les capitaux importants des transporteurs de gaz naturel liquéfié et étant donné l 2549444 leur forme particulière de fonctionnement, toujours par affrètement à long terme, l'influence sur ces vaisseaux des prix accrus du fuel-oil a été bien plus faible que dans d'autres types de bateaux et par conséquent la 5 vitesse et la puissance correspondante de propulsion n'ont subi que de légères variations. Pour les raisons ci-dessus décrites, il n'y a eu jusqu'à maintenant aucune demande de conversion du système de propulsion de transporteurs existants de gaz 10 naturel liquéfié. Il parait sage d'indiquer ici que, dans le cas de l'application des perfectionnements faisant l'objet de la présente invention au système de propulsion d'un nouveau bateau, la consommation spécifique en fuel-oil 15 peut n'atteindre que 145 à 135 g/SHP x h, valeurs qui se rapprochent bien, après correction pour homogénéisation précédemment décrite, de celles pouvant être obtenues actuellement avec les systèmes à moteur diesel Il va sans dire que la moindre consommation du nouveau système 20 à vapeur par rapport au système converti est due au fait que c'est un nouveau système. Selon l'invention, lorsque le système a deux chaudières principales, on peut atteindre un premier but important en utilisant le surchauffeur de l'une des chaudières comme réchauffeur d'un cycle avec réchauffaqe intermédiaire La figure 3 montre schématiquement ce cas, sur laquelle on peut voir les chaudières principales 1, le surchauffeur 2, la turbine à vapeur haute pression 3, la turbine à vapeur moyenne pression 3 a, la turbine à vapeur basse pression 4, le condenseur principal 5, le turbogénérateur 6, la pompe d'alimentation entraînée par turbine 7, le réducteur 8, l'arbre et son hélice 9 et le réchauffeur 10. Ce nouveau cycle permet, par une transformation avec 35 des modifications très faciles du circuit de vapeur, ainsi que le remplacement de la turbine à vapeur haute pression par une turbine à vapeur haute pression moyenne pression, 12 2549444 d'obtenir un cycle avec réchauffage intermédiaire à un prix raisonnable et d'améliorer l'efficacité Avec en plus une réduction importante de la puissance nominale et le remplacement du turbo-générateur et de la pompe d'alimen5 tation entrainée à la vapeur par un générateur entrainé par un réducteur ou respectivement une pompe d'alimentation à commande électrique,la consommation spécifique en fuel-oil peut être abaissée à 195-200 g/SHP x h par rapport à 240-250 g/SHP x h du système parent à une puissance réduite (on suppose que le sstème modifié aura une puissance nominale à peu près égale à la puissance réduite du système d'origine). Une autre façon d'améliorer l'efficacité du cycle, que l'on peut combiner ou non à celle décrite ci-dessus, et permettant d'obtenir une consommation spécifique encore plus faible de fuel-oil, comprend l'installation, comme autre composant du cycle complet, d'une turbine à gaz qui entratne un générateur électrique, et l'utilisation des gaz d'échappement de la turbine à gaz, qui contiennent une forte quantité d'énergie, pour produire un ou plusieurs (en général un ou deux) réchauffages intermédiaires qui auront une très forte efficacité et qui, par leur propre nature, seront du type que nous avons appelé "externe". Le générateur électrique entratné par la-turbine à gaz 25 fournira l'énergie électrique au bateau ainsi qu'à un moteur électrique qui délivrera du courant à l'arbre de transmission par un réducteur (comme alternative décrite ci-après, la turbine à gaz délivre directement du courant au réducteur et non pas par l'intermédiaire d'un moteur 30 électrique). La figure 4 montre schématiquement un cycle avec deux réchauffagoe intermédiaires, le premier dans le surchauffeur de la seconde chaudière et le second dans un réchauffeur agencé dans la chaudière de récupération des 35 gaz d'échappement de la turbine à gaz, la turbine étant également incorporée dans les fonctions décrites précédemneat. Sur la figure 4, on peut voir une pompe d'alimentation à commande électrique 7 a, le premier réchauffeur , la chaudière 11 de récupération des gaz d'échappement de la turbine à gaz, un second réchauffeur (externe) 12 unl vaporiseur basse pression 13 dans la chaudière de récupération, un générateur de gaz de la turbine à gaz 14, une turbine 15 alimentant la turbine à gaz, un moteur électrique 16 relié au réducteur et un tableau principal de commutation 17, et un générateur électrique 6 a entrainé par la turbine à gaz 10 Avec le cycle montré sur la figure 4, laconsommation spécifique en fuel-oil a une puissance réduite qui est dans le système d'origine de l'ordre de 240-250 g/SHP x h peut être abaissée à une valeur de l'ordre de 160-165 g/SH Pxh pour la même puissance réduite Il faut mentionner ici que 15 les chiffres donnés ci-dessus correspondent à un cycle de vapeur et qu'en tenant compte de ce qui a été indiqué ci-dessus concernant l'homogénéisation, 160-165 g/SHP x h dans un système à vapeur équivaut à 183-190 g/k W x h dans un système diesel, c'est-à-dire que cela est plus 20 faible que la valeur pour les systèmes diesel de 1974 et avant, et immédiatement après 1974, valeur existant actuellement avec les systèmes à vapeur dans les grands pétroliers. Le cycle montré sur la figure 5 a une consommation 25 spécifique en fuel-oil légèrement plus forte, bien que ne dépassant pas 170 g/SHP x h, mais il est plus simple, moins coûteux et plus facile à installer dans un système existant car il n'est pas nécessaire de modifier les chaudières principales et il n'y a pas de problème de 30 régulation Par ailleurs, on peut l'utiliser dans des systèmes o il n'y a qu'une seule chaudière. Sur la figure 5, 10 a désigne le premier réchauffeur (externe). L'agencement décrit précédemment et montré schémati35 quement sur la figure 4 présente quatre caractéristiques qui sont uniques et nouvelles et qui sont les suivantes: L'utilisation d'une turbine à gaz dans un cycle de vapeur pour la propulsion du bateau. L'utilisation des gaz d'échappement de la turbine à gaz dans les chaudières principales pour la production de vapeur et la surchauffe. L'utilisation du surchauffeur d'une chaudière comme réchauffeur. L'utilisation d'un second réchauffeur externe qui 10 utilise pour son fonctionnement, l'énergie des gaz d'échappement de la turbine à gaz dans une chaudière de récupération. En ce qui concerne l'agencement décrit cidessus et montré schématiquement sur la figure 5, il présente 15 quatre caractéristiques qui sont uniques et nouvelles et qui sont les suivantes: L'utilisation d'une turbine à gaz dans un cycle de vapeur pour la propulsion du bateau. L'agencement d'un premier réchauffeur externe dans la 20 chaudière de récupération des gaz d'échappement de la turbine à gaz qui utilise, pour son fonctionnement, l'énergie de ces gaz. L'agencement d'un second réchauffeur externe, également dans la chaudière de récupération des gaz d'échappe25 ment de la turbine à gaz, en série avec le premier réchauffeur, et qui utilise, pour son fonctionnement, l'énergie de ces gaz Le fait de ne pas produire la vapeur principale dans la chaudière de récupération des gaz d'échappement de la 30 turbine à gaz qui est une caractéristique des cycles combinés de vapeur sur une base terrestre. Dans les agencements ci-dessus mentionnés, la turbine à gaz entraîne un générateur électrique qui alimente un moteur électrique qui, à son tour, délivre 35 son courant à l'arbre par un réducteur Alternativement, la turbine à gaz pourrait fournir du courant directement au réducteur. Cet agencement qui est schématiquement montré sur la figure 6 sera plus avantageux du point de vue efficacité globale et bien que mécaniquement plus compliqué dans le cas de la conversion des systèmes existants, il est, dans l'ensemble moins coûteux. Malgré ce qui précède, les caractéristiques essentielles des perfectionnements obtenus par la présente invention ne seront pas modifiées. Sur la figure 6, on peut voir, en plus de ce qui 10 a été précédemment décrit, un générateur électrique 6 b et un engrenage intermédiaire 18. Alternativement, et dans une configuration mécanique différente, la turbine à gaz, selon le type de bateaux ou de système à convertir, pourrait être agencée en série 15 avec la turbine à vapeur haute pression moyenne pression et le générateur électrique être entraîné par un engrenage approprié. Dans certains cas, et pour simplifier, le second réchauffeur intermédiaire ainsi que d'autres composants 20 non essentiels pourraient être éliminés, et on peut également augmenter à plus de deux réchauffeurs intermédiaires. Dans d'autres cas, et selon le faible taux d'entrainement à la vapeur, il pourrait être utile de prévoir 25 entre les turbines à vapeur et le réducteur, une réduction supplémentaire de vitesse afin de ramener les turbines à leur vitesse nominale et ainsi de réduire l'investissement et le prix. Tous les cycles de vapeur décrits et illustrés ici 30 sont schématisés En particulier, on a omis les purges de vapeur des turbines à vapeur ainsi que les réchauffeurs correspondants d'eau d'alimentation, et égaboent de nombreux autres articles qui sont accessoires par rapport aux perfectionnements faisant l'objet de la présente invention, et qui ne sont ni modifiés et ne modifient pas les perfectionnements de la présente invention. Il faut enfin indiquer que ces perfectionnements qui forment l'objet de la présente invention diffèrent essentiellement de l'utilisation bien connue de cycles combinés de turbine à gaz turbine à vapeur dans des installations à terre Cela est dû à la différence essentielle qui existe entre les agencements des installations marines en comparaison aux installations à terre, et en réalité, jusqu'à maintenant, une turbine à gaz n'a jamais été utilisée, à bord d'un bateau, en un cycle combiné avec une turbine à vapeur Par ailleurs, l'agencement des réchauffeurs dans les cycles et la non production de vapeur principale dans la chaudière de récupération des gaz d'échappement de la turbine à gaz sont totalement nouveaux dans les systèmes marins ainsi que dans les 15 installations basses sur terre. Enfin, il est possible d'obtenir d'autres améliorations dans certains cas par un chauffage supplémentaire des gaz d'échappement de la turbine à gaz à leur entrée dans la chaudière de récupération ou en chauffant les gaz 20 avant leur entrée dans la turbine de puissance, en utilisant dans les deux cas un brûleur. Ces deux possibilités sont schématiquement représentéessur les figures 7 a, 7 b, 7 c et 7 d qui se rapportent aux figures 4, 5 et 6 Sur ces figures 7 a, 7 b, 7 c et 7 d, 25 les chiffres de référence correspondent à ceux déjà mentionnés pour les figures 4, 5 et 6, le brûleur étant identifié en 19 lorsque l'on chauffe les gaz d'échappement à l'entrée de la chaudière de récupération et en 20 lorsque l'on chauffe les gaz avant leur entrée dans la 30 turbine. Sur ces figures ainsi que sur les précédentes et les suivantes, les entrées ou sorties d'air ou de gaz ainsi que les gaines correspondantes sont représentées par deux lignes parallèles avec des flèches à l'intérieur 35 indiquant la direction d'écoulement. La figure 8, montrant la récupération des gaz d'échappement des chaudières principales dans la chaudière de récupération, correspond au schéma de la figure 4 dont le principe pourrait également s'appliquer au schéma des figures 5 et 6 Leschiffresde référence sur la figure 8 correspondent à ceux de la figure 4. Il faut finalement tenir compte du fait que l'age d'un bateau et/ou d'autres considérations peuvent conduire à une solution qui n'est pas parmi celles ayant les plus faibles consommations spécifiques mais permette de combiner de manière adéquate l'investissement, la consom10 mation spécifique et les circonstances de ce bateau. En tenant compte de cela, on a développé l'installation montrée sur la figure 9, simplification de celle des figures 4 et 5 La chaudière à gaz d'échappement de récupération est éliminée et la turbine à vapeur haute 15 pression n'est pas remplacée par une nouvelle turbine à vapeur haute pression moyenne pression, mais la chaudière existante est modifiée en tenant compte de la nouvelle puissance nominale On peut également considérer, pour une simplification de l'installation de la figure 6, 20 en plus des mêmes simplifications que celles ci-dessus, l'élimination du pré-réducteur et la transmission mécanique susbtituée par une transmission électrique comme celle représentée sur les figures 4 et 5. Essentiellement, l'installation schématiquement représentée sur la figure 9 consiste à agencer la turbine à gaz en tant que groupe générateur d'électricité et à injecter les gaz d'échappement de cette turbine dans les chaudières principales en tant qu'air de combustion Le groupe générateur alimente le tableau principal de commuta30 tion et un moteur électrique qui entrainefsoit directement ou par un réducteurle réducteur du bateau, la solution la plus utile étant probablement que ce moteur électrique entraine directement le second pignon de réduction de la turbine à vapeur basse pression Alternativement et lorsque 35 cela est possible, une transmission électrique peut être remplacée par une transmission mécanique qui a une meilleure efficacité. Les éléments représentés sur la figure 9 portent les mêmes chiffres de référence que sur les figures précédentes. Avec cette solution, grace à de légères modifica5 tions supplémentaires des chaudières principales (élimination des préchauffeurs d'air; modification des caissons d'air; installation d'un économiseur supplémentaire dans la gaine d'échappement de chaque chaudière), la consommation spécifique en fuel-oil n'augmente que jusqu'à 180 g/SHP x h avec un investissement, comme on l'a précédemment indiqué, bien plus faible que dans les solutions précédentes et dans certains cas plus profitable Par ailleurs, cela présente l'avantage d'une plus grande flexibilité en ce qui concerne le volume nécessaire et la 15 facilité de l'installation. En résumé, avec les perfectionnements décrits cidessus, on peut obtenir une réduction considérable de la consommation spécifique en mazout ou en fuel-oil dans des systèmes de propulsion de bateaux entrainés par turbine 20 à vapeur pour la puissance réduite de propulsion normalement utilisée actuellement lors d'un entraînement à la vapeur en mer, cela étant une conséquence, comme on l'a indiqué ci-dessus, de l'augmentation énorme du prix du fuel-oil et du faible niveau de fret, passant de consomma25 tionsspécifiquesen fuel-oil de 240 à 250 g/SHP x h courantesde nos jours à des consommations spécifiques du système modifié selon l'invention de 160 à 170 g/SHP x h au moyen d'un investissement modéré et d'un arrêt assez court-pour effectuer la conversion, c'est-à-dire d'une 30 façon économique et profitable. Dans le cas o l'on utilise la solution schématiquement représentée sur la figure 9, la consommation spécifique en fuel-oil atteindra 180 g/SHP x h mais l'investissement requis sera considérablement moindre et le temps 35 d'arrêt plus court Par ailleurs, cette solution est plus flexible et plus facile à installer. Le nouvel agencement résultant des perfectionnements 19 2549444 présente l'avantage supplémentaire que pour des variations de plus ou moins 15 % de la nouvelle puissance nominale réduite pour laquelle le système est ré-étudié, laquelle puissance réduite doit être fixée conjointement par le propriétaire et le projeteur, l'augmentation de la consommation spécifique en fuel-oil n'est que de l'ordre de 4 % 5 Cela améliore sensiblement la flexibilité du système converti vis-à-vis des variations de puissance en ce qui concerne la consommation spécifique en fuel-oil Un autre 10 avantage se rapportant à la flexibilité est la possibilité d'une reconversion, en retournant au système d'origine dans le cas d'une forte augmentation du fret, ou bien en annulant le nouveau cycle et en maintenant certains perfectionnements avec l'amélioration conséquente de 15 l'efficacité. Il faut également garder à l'esprit le fait que la majorité des bateaux, pratiquement tous dans le cas des grands pétroliers, auxquels peuvent s'appliquer ces perfectionnements, sont contemporains des bateaux propulsés au diesel ayant de fortesconsommations spécifiques de fuel-oil, donc les bateaux à vapeur convertis selon les perfectionnements faisant l'objet de l'invention auront, après homogénéisation, une consommation spécifique en fuel-oil plus faible que leurs contemporains au diesel, 25 inversant ainsi la situation actuelle. Dans le cas particulier des transporteurs de gaz naturel liquéfié précédemment mentionné, la présente invention offre les avantages supplémentaires qui sont décrits comme suit: Avec du gaz naturel commecarburant, on peut le brûler dans la turbine à gaz, pour lequel il représente le carburant le mieux approprié, ce qui permet à cette turbine à gaz de fonctionner à de plus hautes températures et d'obtenir, par suite, une plus forte puissance et une 35 plus forte efficacité Par ailleurs, comme la température des gaz d'échappement est plus élevée, cela facilite et améliore la récupération de l'énergie de tels gaz dans la chaudière de récupération. Comme la puissance et, par conséquentla consommation de la turbine à gaz sont faiblesen comparaison à la puissance et à la cnnsommation totalespour la propulsion, cette turbine à gaz brûlera toujours du gaz naturel et ainsi l'efficacité totale du système sera meilleure grâce aux deux raisons ci-dessus mentionnées. Par ailleurs, et étant donné le fait qu'une turbine à gaz dans des transporteurs de gaz naturel liquéfié brûlera toujours du gaz naturel au lieu du Bunker C, cette turbine à gaz peut être du type léger au lieu du type pour service sévère requis pour brûler le Bunker C, et par conséquent le prix de la turbine à gaz sera notamment plus faible et l'efficacité sera de nouveau améliorée 15 grâce à la meilleure efficacité de la turbine à gaz du type léger par rapport à la turbine à gaz pour service sévère, ayant ainsi une installation plus profitable grâce à ces faits. Finalement, et toujours en ce qui concerne les transporteurs de gaz naturel liquéfié, il émerge des considérations ci-dessus que les perfectionnements faisant l'objet de l'invention peuvent s'appliquer aux bateaux existants, qu'ils soient en service ou en construction, et également à des transporteurs de gaz naturel liquéfié de nouvelle conception, car actuellement la propulsion des transporteurs de gaz naturel liquéfié continue à être par turbine à vapeur Dans les deux cas, la conversion ou l'application à une nouvelle forme des perfectionnements faisant l'objet de l'invention aura pour résultat des réductions sensibles de la consommation de fuel-oil par rapport aux bateaux ayant un système conventionnel. Enfin, il faut mentionner que le bateau après avoir été converti selon les perfectionnements décrits ci-dessus aura deux systèmes de propulsion, c'est-à-dire la turbine 35 à vapeur et la turbine à gaz donc, en cas de panne de l'une d'entre elles, il reste une sécurité supplémentaire grâce à l'autre pour un retour au port sans nécessiter de remorquage. 21 2549444 R E V E N D I C A TI O N S 1 Système de propulsion de bateaux entrainés par turbine à vapeur destiné à réduire la consommation spécifique en fuel-oil des systèmes de propulsion des bateaux entraînés par turbine à vapeur et comprenant, comme élément de base, une ou deux chaudières principales, chacune étant pourvue d'un surchauffeur; des turbines à vapeur haute pression et basse pression; un condenseur principal; un turbo-générateur; une pompe entraînée par une turbine d'alimentation en eau; et un réducteur, 10 un arbre et une hélice, caractérisé en ce que dans le système est incorporée une turbine à gaz qui l'alimente en énergie, partiellement sous forme thermique et partiellement sous forme mécanique. 2 Système selon la revendication 1, caractérisé 15 en ce que le surchauffeur ( 2) de l'une des chaudières principales ( 1) est utilisé comme réchauffeur comme et lorsque l'installation comprend deux chaudières. 3 Système selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par l'utilisation d'un réchauffeur 20 externe ( 12) utilisant et récupérant l'énergie des gaz d'échappement de la turbine à gaz. 4 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz d'échappement de la turbine à gaz sont injectés dans les chaudières principales et snt 25 utilisés comme air de combustion. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gaz d'échappement de la turbine à gaz sont utilisés pour ne réchauffer qu'une fois, dans une chaudière ( 11) de récupération des gaz d'échappement de 30 la turbine à gaz, la vapeur principale, sans produire de vapeur principale dans ladite chaudière de récupération. 6 Système selon l'une quelconque des revendications I ou 5, caractérisé en ce que deux réchauffages intermédiaires ou plus sont accomplis dans un réchauffeur externe en utilisant les gaz d'échappement de la turbine à gaz. 7 Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un brûleur est prévu afin d'augmenter la température des gaz d'échappement de la turbine à gaz, cela étant fait soit à l'entrée des gaz de la chaudière de récupération des gaz d'échappement ou à l'entrée de la turbine de puissance de la turbine à gaz elle-même.