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Installation motrice à vapeur

Institut Universitaire de Technologie Département Génie Thermique et Energie 186 rue de Lorraine 54400 Cosnes et Romain

Christian Guilié septembre 2008

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T.P. INSTALLATION MOTRICE A VAPEUR 1 INTRODUCTION ET DESCRIPTION DE L'INSTALLATION 1-1 Théorie des installations motrices à vapeur La figure ci-dessous représente le schéma du cycle à vapeur debase. Théoriquement, le système est complètement fermé et le fluide moteur est de l'eau liquide ou vapeur. Ce système constitue un moteur thermique, qui reçoit à l'intérieur de la chaudière (ou générateur de vapeur) la quantité de chaleur QC et fournit à l'extérieur, à travers un système de détente de vapeur (turbine à action, pour l'installation qui nous concerne), de l'énergie mécanique W T. Laquantité de chaleur QF est rejetée au condenseur. La pompe d'alimentation en renvoyant l'eau du condenseur vers la chaudière ferme le cycle. il est nécessaire de lui fournir WP. Dans le cas d'un régime stationnaire et en l'absence de pertes par frottement et par adiabaticité, le bilan énergétique s'écrit: Dans la pratique, une véritable installation est bien plus complexe. Il est primordial depouvoir mettre en marche, d'arrêter l'installation, d'assurer l'apport de chaleur et le refroidissement et ceci en toute sécurité, de compenser les fuites et d'éviter la corrosion etc. 1-2 Description de l'installation La figure 2 donne le schéma de l'installation. Nous décrivons chaque élément cidessous. 1-2-1 Chaudière et accumulateur de vapeur La chaudière Garioni GMT - 45 est une chaudière à tubed'eau pouvant produire 450kg/h maximum de vapeur sous une pression de 10 bars (effectifs) à 2700 C. Elle produit donc de la vapeur surchauffée grâce à un surchauffeur à serpentin situé à l'extrémité de la chambre de combustion. Elle consomme du fuel domestique et est équipée d'un brûleur automatique à double flamme. Après le démarrage, le fonctionnement de la chaudière complète est entièrementautomatique. Elle dispose de tous les instruments nécessaires de sécurité et de contrôle ainsi que de vannes d'isolement. Son alimentation continue en eau est réalisée grâce à une pompe alimentaire située sous le corps principal de chauffe. Elle peut fonctionner en petite ou grande vitesse, selon que l'on choisit d'utiliser une seule flamme (low burn) ou deux flammes (high burn) du brûleur. Ces débitsde la pompe d'alimentation (Petite ou grande vitesse) sont prévus pour produire de la vapeur saturée qui pénètre dans l'accumulateur de vapeur ou manifold. Si on veut obtenir de la vapeur surchauffée (fonctionnement normal) il suffit de positionner les vannes de manière à diriger la vapeur à surchauffer depuis le manifold jusqu'au surchauffeur. Si l'on désire se servir de la vapeur saturée, lesurchauffeur doit être Christian Guilié septembre 2008

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4 shunté. Dans ces conditions, il est prévu de refroidir le surchauffeur en faisant circuler de l'eau froide, dérivée du circuit de la tour de refroidissement, à l'intérieur du surchauffeur. Le manifold sert de séparateur d’eau liquide et d’eau vapeur pour alimenter le surchauffeur en vapeur sèche. Lesgouttelettes en suspension véhiculées par la vapeur depuis le générateur de vapeur saturée se déposent au manifold du fait du ralentissement provoqué par l’élargissement de section. Cette eau liquide est évacuée automatiquement par un purgeur. Tous les détails supplémentaires concernant la chaudière et les pompes se trouvent dans le manuel d'utilisation fourni par le fabricant de la chaudière.1-2-2 Turbine La turbine COPPUS RLA 12 M est une turbine à action à un étage avec redresseur. La roue a un diamètre de 280 mm, et sa vitesse de rotation maximale est de 3630 tr/mn. Elle possède quatre injecteurs dont trois peuvent être fermés manuellement. 1 : Carter turbine 2 : Rotor 3 : Remplissage d’huile 4 : Arbre principal 5 : Couvercle 6 : Boîte à roulement 7 : Vidange 8 : Redresseur à aubes...
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