CA1118651A - Separateur-surchauffeur vertical de vapeur - Google Patents

Separateur-surchauffeur vertical de vapeur

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CA1118651A
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CA000337870A
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Roger Bessouat
Jacques Marjollet
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Stein Industrie SA
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Stein Industrie SA
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    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
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Abstract

Séparateur-surchauffeur vertical de vapeur : Séparateur-surchauffeur vertical de vapeur, comprenant dans une virole commune 1 une partie inférieure de séparation 3, et une partie supérieure de surchauffe 4, avec une zone axiale d'arrivée de vapeur sèche, des faisceaux 16, 17 de surchauffe dans des enveloppes réparties autour de la zone centrale, fixées à une virole mince et flexible 30 fixée au sommet de la virole, et une zone externe 18 de collecte de la vapeur surchauffée. La partie inférieure comprend une chambre annulaire d'admission de la vapeur humide (5) 1 et des séparateurs groupés en deux pyramides tronquées coaxiales (10, 11).

Description

65~

La pré~ente invention concerne un séparateur-surchauffeur vertical de vapeur comprenant à l'intérieur d'une virole commune, une partie in~érieure formant zone de séparation, et une partie supérieure formant zone de qurchauffe,comportant une zone axiale d'arrivée de vapeur sache, des ~aisceaux tubulaires de su~rchauffe disposés~dans des enveloppes réparties autour de la zone centrale, et ~ixées à une virole mince et flexible fixée elle même à la partie supérieure de la virole commune, et une zone périphérique de collecte de la vapeur surchauIf`ée. ::
Un séparateur-surchau~feur de ce genre, décrit dans la demande de brevet canadien n 313 533, permet d'absorber les dilatations et contractions des faisceaux surchau~eurs sans di~positi~ spécial tel que des lyres de dilatation, et ~acilite l'extraction éventuelle de ces ~aisceaux en vue de leur reparation. La disposition des élémerts separateur~ groupés en plusieursrangées parallèles d'empilements en forme de V, rend toute~ois moins ~acile l'accès aux parois internes de la zone in~érieure du séparateur-surchau~feur, et il impose par ailleurs l'orientation des tubulures d'accès de la vapeur humide à traiter, puisque celle- ci doit arriver symétriquement par rapport aux rangées d'empilements d'éléments separateurs.
La pré~ente invention a pour but de procurer un séparateur-surchauf-feur qui permette une excellente accessibilité à touteq les parois internesde la zone inférieure assurant la fonction de séparation, et dont les tubulures d'accès de la vapeur à traiter puissent avoir une orientation quelconque.
Il a aussi pour but de procurer un ensemble d'élémants séparateurs dans lequel le~ organes d'évacuation de l'eau arrêtée tiennent une place très réduite.
Le séparateur-surchau~feur 3elon la présente invention est caractérisé
en ce que sa partie inYérieure comprend une chambre annulaire d'admission de la vapeur humide, reliée à des ouvertures d'introduction de cette dernière, et des éléments séparateurs groupés en deux pyramides tronquées coaxiales, la pyramide externe ayant sa grande base à un niveau in~érieur à celui de sa petite ba~e, et la w ramide interne Ya grande base à un niveau supérieur à celui de sa petite base, et la chambre annulaire étant reliée par un passage annulaire au volume intérieur à la pyramide externe, mais extérieur à la pyramide interne.
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-Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques quivanteq :
Le passage annulaire reliant la chambre annulaire d'admission au volume compris entre les pyramides externe et interne comporte un coude à 180 environ, délimité sur un côté intérieur par des tôles qéparées par de~ inter3ticpermettant une séparation préliminaire d'une partie de l'eau contenue dans la vapeur humide, sous 1'ef~et de la ~orce centrifugeO
Des organes d'écoulement de l'eau arrêtée dans les éléments séparateurs sont disposés aux arêtes des pyramides tronquées.
Une partie du pa~sage annulaire est formée par la paroi interne du ~ond de la virole commune.
Il e~t décrit ci-après, à titre d'exempleq et en ré~érence aux ~igures du dessin annexé, deux séparateurs-surchauf~eurs de vapeur selon l1invention.
La figure 1 représente une coupe axiale selon l'axe I-I
de la figure 2 un séparateur-surchau~eur dans lequel le passage annulaire d'introduction de la vapeur humide vers les éléments surchauffeurs descend jusqu'au voi~inage du fond de la virole, une partie de ce fond constituant une paroi du passage.
La ~igure 2 représente une coupe diamétrale selon l'axe II-II de la figure La figure 3 représente en coupe axiale un séparateur-surchauffeur dans lequel le passage annulaire d'introduction de la vapeur humide est au-dessus du fond de la virole.
Le séparateur-surchau~eur de la figure 1 comprend, à l'intérieur d'une virole cylindrique 1, soutenue grfice à un support almulaire habituel par un plancher 2, une partie in~érieure 3 (formant séparateur) et une partie suFérieure 4 (formant surchauffeur). La partie inférieure e~t munie de tubulures 4A d'alimentation en vapeur humi~e. Celle~ ci débouchent dans une chambre annulaire 5 reliée à un passage annulaire 6 d'accès aux éléments séparateurs, formant un coude à 180. Une partie de la paroi interne de ce pa~qsage est formée par la paroi 6A du ~ond de la virole. Ceci permet de réduire la hauteur totale de la partie séparateur 3, mais nécessite que ].a paroi 6A ~oit revetue d'acier inoxydable, comme le reste de la paroi du passage, a~in d'éviter le phénomène d'érosion corrosion par la vapeur humide à vitesse élevée. L'autre partie de la paroi externe du passage est constituée par des toles 7 décalées angulairement par rapport à l'axe vertical et separées par des interstices 7A à dex niveaux étagés, assurant une séparatior :, ' ' .
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3~ 5~L

préliminaire des gouttelettes d'eau sous l'effet de la force centrifuge résultant du changement de direction de la vapeur. L'eau séparée sur les tôles 7 et s'écoulant par les interstices 7A se rassemble dans le fond 8 avec 1'eau retenue dans les éléments séparateurs, comme il sera indiqué
plus loin, et s'évacue par la tubulure axiale 9.
Leq élément~ 3éparateurs sont groupés en deux pyramides tronquées à base octogonale, la pyramide externe 10 ayant sa grande base vers le bas, ; et la pyramide interne 11 sa grande base vers le haut, cette dernière étant sensiblement au contact de la petite base de la pyramide externe. Il appara;t donc entre les deux pyramide~ un intervalle annulaire 12, de largeur décroissantver3 le haut, pour l'accès de la vapeur humide aux éléments séparateurs.
Ceux-ci sont analogues à ceux décrits dans la demande de brevet canadien n 313 533.
Les pyramides d'éléments séparateurs, ~ont munies le long de leurs aretes externes d'éléments d'évacuation de l'eau séparée, tels que 13A pour la pyramide externe et 13B pour la pyramide interne. Des tôles 29 verticales, puis inclinée~ vers l'axe de la virole 1, as~urent la collecte de l'eau et on ruissellement jusqu'au fond de la virole, au-dessus de la tubulure d'évacuation 9.
La vapeur séchée sortant des éléments séparateur~ se réunit d'une part, dans une zone axiale 14A, d'autre part dans une zone périphérique 14B.
L'ensem~le s'élève alors dan~ la partie ~upérieure de surchauf~e 4.
Cette partie de surchauffe est semblable à celle décrite dans la demande de brevet canadien précitée et ne sera dorc pas décrite en détail à nou~eau.
Elle comporte une zone axiale 15, autour de laquelle sont disposés quatre ~ai~ceaux surchau~feurs tels ~ue 16,17. Ceux-ci sont fixés sur la surface interne d'une virole mince 30, elle même soudée par son bord supérieur au ~ond supérieur 31 de la virole.
L'alimentation des faisceaux surchauf~eurs en vapeur à haute pre~sion 3 s'effectue par la tubulure 20, le collecteur torique 21 et les raccords 22 reliés aux chambres d'extrémité 23. La vapeur à haute pression condensée en majeure partie dans les faisceaux tubulaires tels que 16, 17 et arrivant dans les chambres d'extrémité 24, est recueillie dans le collecteur 25, pui.s envoyée par le conduit 26 au pot de recette 27.
La figure 2 montre de façon plus précise la disposition des organes de collecte de l'eau ~éparée, tels que 13A, 13B, respectivement aux arêtes des pyramides externe et interne des empilements d'éléments séparateurs, donc dans les angles morts entre les séparateurs rectangulaires, dont deux seulement ont été représentés. Cette disposition permet de ne réduire que , . : . ,- .

dans une ~aible mesure le volu~e utile offert, tout en assurant un écoulement satisfaisant de l'eau séparée. On voit un séparateur 32 de la pyramide tronquée externe, et ~m séparateur 33 de la pyramide tronquée interne. On voit par ailleurs que le système séparateur est symétrique par rapport à
l'axe vertical de la virole. Ceci à pour inconvénient une légère dissymétrie dans le débit de vapeur à travers les éléments séparateurs, mais permet de disposer les tubulures d'introduction de la vapeur humide, telles que 4A, en n'importe quel point sur le pourtour de la virole, de ~açon à
réduire la longueur de la tuyauterie d'alimenta~ion, et assure une circulation de la vapeur la vapeur séchée symétrique par rapport à 1'axe vertical, ainsi qu'une excellente acces~ibilité à toutes le~ parois pour leur inspection et des réparations éventuelles tant sur le pourtour de la pyramide eYterne que sur celui de la pyramide interne.
La figure 3 représe~te un séparateur-surchauffeur analogue à celui des figures 1 et 2, mais dans lequel le passage 6 de la vapeur humide des tubulure~ d~entrée aux éléments qéparateurs est plus éloigné du fond de la virole. Les organes identiques ne seront donc pas décrits à nouveau.
Dans ce cas, il n'est pa~ nécessaire de disposer un revêtement interne d'acier inoxydable sur la partie du fond de la virole au contact de la vapeur humide entrante. Le passage 6 imprime tou~ours à la vapeur humide un coude à 180, ce qui permet ur,e séparation prélirainaire des gouttelettes d'eau sur les tôles 7 délimitant le passage, avec évacuation de l'eau par les interstices 7A entre ces tôles.
Bien que les séparateurs surchau~Peurs qui viennent d'être décrits en référence aux figures paraîssent les ~or~eq de réalisation préférables, on comprendra que diverses modi~ications peuvent leur- être apportées sans sortir du cadre du présent per-fectionnement, certains de leurs organes pouvant etre remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, le nombre de cotés des pyramides tronquées ~ormées par les empilements de séparateurs peut être inférieur ou ~upérieur à huit. On peut prévoir un soutirage partiel de vapeur séchée avant son introduction dans la zone de surchauffe.

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Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Séparateur-surchauffeur vertical de vapeur, comprenant à l'intérieur d'une virole commune (1) une partie inférieure (3) formant zone de séparation, et une partie supérieure (4) formant zone de surchauffe, comportant une zone axiale (15) d'arrivée de vapeur sèche, des faisceaux tubulaires (16, 17) de surchauffe disposés dans des enveloppes reparties autour de la zone centrale,et fixées à une virole mince et flexible (30) fixée elle-même à la partie supérieure de la virole commune, et une zone périphérique (18) de collecte de la vapeur surchauffée, caractérisé en ce que sa partie inférieure comprend une chambre annulaire d'admission de la vapeur humide (5), reliée à des ouvertures (4A) d'introduction de cette dernière, et des éléments séparateurs groupés en deux pyramides tronquées coaxiales, la pyramide externe (10) ayant sa grande base à un niveau inférieur à celui de sa petite base, et la pyramide interne (11) sa grande base à un niveau supérieur à celui de sa petite base, et la chambre annulaire étant reliée par un passage annulaire (6) au volume intérieur à la pyramide externe, mais extérieur à la pyramide interne.
2. Séparateur-surchauffeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage annulaire reliant la chambre annulaire d'admission au volume compris entre les pyramides externe et interne comporte un coude à 180°
environ, délimité sur un côté intérieur par des tôles décalées angulairement (7) séparées par des interstices (7A) permettant une séparation préliminaire d'une partie de l'eau contenue dans la vapeur humide, sous l'effet de la force centrifuge.
3. Séparateur-surchauffeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les intervalles des tôles (7A) sont à des niveaux étagés.
4. Séparateur-surchauffeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie du passage annulaire est formée par la paroi interne (6A) du fond de la virole commune.
CA000337870A 1978-10-18 1979-10-16 Separateur-surchauffeur vertical de vapeur Expired CA1118651A (fr)

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FR2439358A2 (fr) 1980-05-16
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