Brevet FR2645946A1 — publié le 19901019

La présente invention concerne une installation de production de vapeur comprenant une chaudière à combustible fossile pourvue de moyens réchauffeurs électriques auxiliaires. Dans les chaudières mixtes de ce type, il est important d'optimiser l'utilisation respective des deux types d'énergie de façon à réduire au minimum le cott de fonctionnement d'ensemble de l'installation. La présente invention propose une telle installation optimisée . Selon l'invention, l'installation de production de vapeur, qui comprend une chaudière à combustible fossile avec un corps de chauffe recevant en entrée de l'eau en phase liquide et délivrant en sortie de l'eau en phase vapeur, comporte en outre un réchauffeur permettant de - prélever de l'eau à l'intérieur du corps de chauffe à un niveau où celle-ci est en phase liquide dans un état proche de son point de saturation, - réchauffer l'eau à saturation ainsi prélevée par des moyens électriques de manière à provoquer une vaporisation partielle de celle-ci, et - réintroduire dans le corps de chauffe, sous le plan d'eau et à un niveau supérieur au niveau de prélèvement, le mélange de liquide et de vapeur ainsi obtenu. 0 On va maintenant donner une description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention, en référence à la figure unique annexée qui représente schématiquement l'installation de production de vapeur mettant en oeuvre les enseignements de la présente invention. La référence 1 désigne la chaudière principale, qui comporte un brûleur 2 alimenté en combustible fossile par une conduite 3. La combustion permet d'élever la température d'un corps de chauffe 4 alimenté en eau froide par la conduite 5 qui débouche en partie inférieure de ce corps de chauffe. La vapeur est collectée au sommet de la chaudière, au-dessus du plan d'eau, par une conduite 6 aboutissant à undistributeur 7 permettant d'alimenter plusieurs conduites secondaires distinctes 8. Un tube de fumées 9 permet d'éliminer les produits de combustion. I1 est prévu en outre un système réchauffeur qui prélève de l'eau dans le corps de chauffe 4 en un point 10. L'eau ainsi prélevée est dirigée par une conduite 11 vers un réchauffeur 12 pourvu d'une résistance électrique 13. Le produit de ce réchauffage est recyclé par une conduite 14 à l'intérieur du corps de chauffe 4, en un point 15 situé au-dessous du niveau du plan d'eau mais à un niveau supérieur à celui du point de prélèvement 10. De façon caractéristique de l'invention, le point de prélèvement 10 est choisi de telle manière que l'eau que l'on prélève soit encore en phase liquide mais à saturation, c'est-à-dire en un point très proche du point de vaporisation, compte tenu des conditions de température et de pression qui règnent au point de prélèvement. De la sorte, le réchauffeur électrique n'aura à fournir que l'apport calorique correspondant à la chaleur latente de vaporisation de l'eau, sans avoir à élever la température de la phase liquide jusqu'à la température de vaporisation. Pour que le rendement global de l'installation reste satisfaisant, il est nécessaire que la vaporisation ne soit pas complète, c'est-à-dire que le réchauffeur délivre en sortie un mélange d'eau liquide et d'eau vapeur, la proportion en masse de la phase vapeur devant rester inférieure à 50 %. On a constaté que les échanges caloriques étaient les plus satisfaisant pour une proportion de la phase vapeur comprise entre 10 et 20 %. La circulation de l'eau dans la boucle du réchauffeur peut être une circulation naturelle (fonctionnement en thermosiphon), ou bien une circulation forcée, avec une pompe insérée dans le circuit ; dans ce dernier cas, il sera nécessaire d'utiliser une pompe à faible pression différentielle afin de ne pas modifier sensiblement la pression de l'eau prélevée. REVENDICATIONS 1. Une installation de production de vapeur comprenant une chaudière (1) à combustible fossile avec un corps de chauffe (4) recevant en entrée de l'eau en phase liquide et délivrant en sortie de l'eau en phase vapeur, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un réchauffeur (12) permettant de - prélever de l'eau à l'intérieur du corps de chauffe à un niveau (10) où celle-ci est en phase liquide dans un état proche de son point de saturation, - réchauffer l'eau à saturation ainsi prélevée par des moyens électriques (13) de manière à provoquer une vaporisation partielle de celle-ci, et - réintroduire dans le corps de chauffe, sous le plan d'eau et à un niveau (15) supérieur au niveau de prélèvement, le mélange de liquide et de vapeur ainsi obtenu. 2. L'installation de la revendication 1, caractérisée en ce que le mélange de liquide et de vapeur produit par le réchauffeur conprend au plus 50 %, en masse, de vapeur. 3. L'installation de la revendication 2, caractérisée en ce que le mélange de liquide et de vapeur produit par le réchauffeur conprend au plus 20 %, en masse, de vapeur. 4. L'installation de la revendication 1, caractérisée en ce que le mélange de liquide et de vapeur produit par le réchauffeur conprend au moins 10 %, en masse, de vapeur.