- ~ -La présente invention concerne un dispositi~ de prise de mesure de pression, plus particulièrement destiné à des mesure~ en phase vapeur. Elle trouve une application efficace dans le contrôle de fonctionnement thermodynamique des généra-teurs de vapeur dans une installation de production d'énergie.
Le contrôle de fonctionnement thermodynamique d'une chaudière ou générateur de vapèur est assuré à l'aide d'un système de régulation de l'eau alimentaire qui assure l'équili-bre entre le débit de cette eau alimenta.ire et le débit de la vapeur p~oduite, ainsi que le maintien d'un niveau d'eau constant dans le générateur de vapeur. Le maintien de ce niveau est assuré par une pompe d'eau alimentaire et des vannes do~t le positionnement est commandé par un signal de déséquili-bre entre le débit d'eau alimentaire et le débit vapeur. Le syst~me de régulation utilise donc la mesure, du niveau d'eau dans le générateur de vapeur, la mesure du débit d'eau alimen-taire entrant dans le générateur, et la mesure du débit d'eau alimentaire entrant dans le générateur, et la mesure du débit de vapeur sortant du générateur. Ces deux dernlères mesures sont utilisées pour assurer le bilan massique du générateur de vapeur, et réalisent de ce fait une anticipation des évolutions du niveau d'eau dans le générateur.
Les mesures de niveau d'eau utilisent généralement un capteur de pression différentielle entre la pression exercée par le poids de la colonne liquide, c'est à dire en phase liquide, et la pression en phase vapeur.
D'autre part les mesures du débit vapeur sont générale-ment effectuées au moyen d'un capteur de pression différentielle prenant en compte la perte de charge existant entre la phase vapeur à l'intérieur du générateur e-t un point du collecteur recueillant la vapeur produite pour la conduite vers la turbine.
On voit donc l'importance des mesures de pression ,~
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en phase vapeur, habituellement réalisees par des trous à bord franc ménagés dans la paroi du générateur ou dans la paroi d'une tuyauterie, et reliés par des tuyauteries à l'appareil de mesure.
Mais on s'est apercu, en particulier dans le cas d'un générateur de vapeur, que ces mesures de pression en phase vapeur étaien-t fortement perturbees par un phénomène de paroi, et qu'en outre ces perturbations étaient, pour des valeurs particulières de charge thermique, directement liées à la position du niveau de l'eau dans le générateur. Ces variations du niveau de l'eau entrainent en effet une organisation différen-te de l'écoulement des deux phases, liquide-vapeur, et condui-sent ~ des effets de parois qui réagissent sur les mesures en phase vapeur. Il en résulte donc des erreurs sur les mesures de débit de vapeur et de niveau d'eau, et les erreurs de mesure entrainées par ces phénomènes sont généralement jugées ntolé-rables aussi bien pour les systèmes de régulation que pour les systèmes de protection.
La présente invention a pour objectif de réduire les perturbations engendrées par les effets de parois, par un aménagement particulier des prises de mesure situées a l'intéri-eur d'un récipient sous pression contenant une phase liquide et/ou une phase vapeur.
Elle concerne donc un dispositif de prise de mesure de pression statique dans une enceinte renfermant une phase vapeur, ou deux phases mélangées liquide-vapeur, dans lequel l'appareil de mesure de pression est relié à un tube traversant perpendiculairement la paroi de l'enceinte. Selon l'invention le tube, ferrné a son extrémité située dans l'enceinte, est perforé latéralement par une série d'orifices dispos~'~s dans une zone éloignée de la paroi de l'enceinte, l'extremité et la zone perforée du tube étant elles-memes entièrement enfermées ~6~3~i dans un capotage également perforé, avec une distribution rela-tive en quinconce des orifices dU capotage et des trous du tube.
L'invention sera mieux comprise en se référant à
des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples et représentés par les dessins anne~és.
La ~igure 1 est une coupe axiale d'un dispositif réalisé selon l'invention, montrant le tube capteur de pression - e-t la traversée de la paroi de l'enceinte.
Les figures 2 et 3 concernent une variante de réalisa-tionn La figure 2 est une coupe axiale selon II-II de la figure 3; la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2.
Selon la figure 1 l'enceinte sous pression de vapeur est limitée par la paroi 1, traversée par le conduit 2 pour transmettre la pression statique interne à un appareil de mesure; celui-ci sera disposé à l'extrémité de la tuyauterie de liaison 3 soudée sur la face externe de la paroi.
Le tube de prise de mesure 5 est engagé, à l'intérieur de l'enceinte, dans un alésage taraudé 6 coaxial au conduit - ~ -The present invention relates to a dispositi ~
pressure measurement, more particularly intended for measurement ~ in vapor phase. She finds an effective application in the control of thermodynamic operation of genera steam generators in an energy production facility.
The thermodynamic operation control of a boiler or steam generator is provided using a drinking water regulation system which ensures the equi-bre between the flow of this feed water and the flow of the steam produced, as well as maintaining a water level constant in the steam generator. Maintaining this level is ensured by a food water pump and valves do ~ t positioning is controlled by an imbalance signal bre between the feed water flow and the steam flow. The regulation system therefore uses the measurement of the water level in the steam generator, the measurement of the water flow supplied shut up entering the generator, and measure the water flow food entering the generator, and flow measurement of steam coming out of the generator. These last two measures are used to ensure the mass balance of the generator steam, and therefore anticipate changes the water level in the generator.
Water level measurements generally use a differential pressure sensor between the applied pressure by the weight of the liquid column, i.e. in phase liquid, and vapor phase pressure.
On the other hand, the steam flow measurements are general carried out by means of a differential pressure sensor taking into account the pressure drop existing between the phase steam inside the generator and a collector point collecting the steam produced for the pipe to the turbine.
We therefore see the importance of pressure measurements , ~
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in vapor phase, usually made by holes on board open in the generator wall or in the wall piping, and connected by piping to the device of measurement.
But we noticed, especially in the case of a steam generator, that these phase pressure measurements steam was strongly disturbed by a wall phenomenon, and that in addition these disturbances were, for values specific thermal load, directly related to the position of the water level in the generator. These variations of the water level indeed lead to a different organization te of the flow of the two phases, liquid-vapor, and feels ~ wall effects which react on the measurements in vapor phase. This therefore results in measurement errors of steam flow and water level, and measurement errors entrained by these phenomena are generally considered to be for both regulatory systems and protection systems.
The object of the present invention is to reduce the disturbances caused by the wall effects, by a special arrangement of the measurement points located inside eur of a pressure vessel containing a liquid phase and / or a vapor phase.
It therefore relates to a measurement taking device static pressure in an enclosure containing a phase vapor, or two mixed liquid-vapor phases, in which the pressure measuring device is connected to a through tube perpendicularly the wall of the enclosure. According to the invention the tube, closed at its end located in the enclosure, is laterally perforated by a series of orifices arranged ~ '~ s in an area remote from the wall of the enclosure, the end and the perforated area of the tube themselves being fully enclosed ~ 6 ~ 3 ~ i in a casing also perforated, with a relative distribution staggered hood openings and tube holes.
The invention will be better understood by referring to particular embodiments given as examples and represented by the drawings anne ~ és.
The ~ igure 1 is an axial section of a device made according to the invention, showing the pressure sensor tube - and crossing the wall of the enclosure.
Figures 2 and 3 relate to an alternative embodiment Figure 2 is an axial section along II-II of the Figure 3; FIG. 3 is a section on III-III in FIG. 2.
According to Figure 1 the vapor pressure enclosure is limited by the wall 1, crossed by the conduit 2 for transmit internal static pressure to a measured; this will be placed at the end of the piping link 3 welded to the outer face of the wall.
The measuring tube 5 is engaged, inside of the enclosure, in a tapped bore 6 coaxial with the conduit
2. Le tube 5 porte une collerette filetée 7 qui prend appui sur la paroi interne. Après blocage, cette collerette est fixée à la paroi à l'aide de pions d'immobilisation 8 solidari-sés à la collerette par soudure; la collerette est également solidariée par soudure avec le tu~e 5. Cette disposition, tout en-assurant la tenue mécanique sous les sollicitations du fluide, permet un montage aisé en fin de réalisation du généra-teur de vapeur, et éventuellement son démontage ultérieur.
Une telle prise sera avantageusement réalisée en acier inoxyda-ble, afin d'éviter toute altération de ses caractéristiques par des produits de corrosion; il est en outre tout à fait pos-sible d'en effectuer un nettoyage par balayage à l'azote, àpartir de l'extérieur du générateur.
A son extré~ité située à l'intérieur de l'enceinte, .
et à une certaine distance de la paroi, le tube 5 est percé
radialement par une série d'orifices 10 angulairement répartis autour de l'axe du tube. L'extrémité du tube est fermée par un bouchon 11.
Toute la partie extreme du tube 5, comprenan-t la zone perforée et l'extrémité bouchée, est entièrement enfermée dans un capotage sphérique réalisé ici en deux eléments, un élément 13 soudé en 14 sur le tube lui-même, et un élément 15 soudé en 16 sur l'élément 13. Les éléments hémisphériques 13 et 15 sont eux-m8mes percés d'orifices radiaux 17 également répartis sur toute la surface de la sphère, ou plutôt de la portion de sphère ainsi réalisée. On obtient ainsi une chambre intermédiaire entre le tube 5 et particulièrement entre sa partie perforée et le capotage extérieur.
Cette disposition avec chambre intermédiaire formant tranquiliseur permet tout d'abord de réaliser une mesure de pression statique à peu près indépendante de la direction de la vitesse du fluide par rapport à l'axe de la sonde, elle permet d'autre part, dans le cas d'une prise de pression réalisée dans le ballon de vapeur du générateur, d'annuler l'effet de l'eau s'écoulant au voisinage de la sonde. Ce dernier point est particulièrement important car alors l'introduction de vapeur vers le pot de condensation, et le ~etour du condensat vers le générateur de vapeur, peuvent s'effectuer sans perturba-tion de la phase liquide contenue dans la phase vapeur.
On se réfèrera maintenant aux figures 2 e-t 3 qui représentent une autre forme de réalisation présentan-t les mêmes caractéristiques de fonctionnement et les memes avantages que ceux qui ont été précédem~ent décrits. Ici le capotage est réalisé en une seule pièce 20 en forme de cloche soudée en 21 sur la paroi extérleure du tube de prise de pression 22, le capotage 20 forme en meme temps le bouchon d'ex-trémite du tube 22. Un épaulement 23 sur le profil extérieur de ce tube permet de ménager entre la cloche 20 et le tube 22 une chambre intermé-diaire 24 formant ici aussi tranquiliseur. On prendra aussi la précaution supplémentaixe de décaler angulairement les orifices 25 du capotage et les orifices 26 du tube, comme on le voit de facon plus nette sur la fiyure 3.
Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples, mais elle couvre aussi les réalisations qui n'en diffèreraient que par des détails, par des variantes d'exécution, ou par l'utilisation de moyens équivalents. 2. The tube 5 carries a threaded collar 7 which is supported on the inner wall. After blocking, this collar is fixed to the wall using immobilizing pins 8 welded to the flange; the collar is also joined by welding with the tu ~ e 5. This arrangement, everything ensuring the mechanical strength under the stresses of the fluid, allows easy mounting at the end of the generation of the steam generator, and possibly its subsequent dismantling.
Such a socket will advantageously be made of stainless steel.
ble, in order to avoid any alteration of its characteristics by corrosion products; it is also entirely pos-can clean it with nitrogen sweeping from outside the generator.
At its end ~ ity located inside the enclosure, .
and at a certain distance from the wall, the tube 5 is pierced radially by a series of orifices 10 angularly distributed around the axis of the tube. The end of the tube is closed by a plug 11.
All the extreme part of the tube 5, including the area perforated and the plugged end, is fully enclosed in a spherical cover produced here in two elements, one element 13 welded in 14 to the tube itself, and a member 15 welded in 16 on element 13. Hemispherical elements 13 and 15 are themselves drilled with radial holes 17 equally distributed over the entire surface of the sphere, or rather of the portion of sphere thus produced. We thus obtain a room intermediate between the tube 5 and particularly between its perforated part and the outer casing.
This arrangement with intermediate chamber forming tranquilizer first of all allows a measurement of static pressure almost independent of the direction of the fluid speed relative to the axis of the probe, it allows on the other hand, in the case of a pressure test carried out cancel the effect of the water flowing in the vicinity of the probe. This last point is particularly important because then the introduction of steam to the condensate pot, and the ~ condensate trap to the steam generator, can be carried out without disturbing tion of the liquid phase contained in the vapor phase.
We will now refer to Figures 2 and 3 which represent another embodiment present the same operating characteristics and the same advantages as those which have been previously described. Here the rollover is made in one piece 20 in the shape of a bell welded at 21 on the outer wall of the pressure tapping tube 22, the cowling 20 forms at the same time the end-of-tube plug of the tube 22. A shoulder 23 on the outer profile of this tube allows to provide an intermediate chamber between the bell 20 and the tube 22 diary 24 forming here also a tranquilizer. We will also take the additional precaution to angularly offset the orifices 25 of the cowling and the holes 26 of the tube, as can be seen sharper on fiyure 3.
Of course, the invention is not strictly limited to the embodiments which have been described by way of examples, but it also covers achievements which would not differ from them only by details, by variants of execution, or by the use of equivalent means.