CH631901A5

CH631901A5 - Dispositif de repartition d'un melange de vapeur et de liquide dans un separateur d'axe horizontal.

Info

Publication number: CH631901A5
Application number: CH1018879A
Authority: CH
Inventors: Roger Bessouat; Jacques Marjollet; Gerard Palacio
Original assignee: Stein Industrie
Priority date: 1978-11-24
Filing date: 1979-11-15
Publication date: 1982-09-15
Also published as: GB2036592B; FR2442069A1; BE880056A; IT1119535B; ES254660Y; ES254660U; DE2947289A1; GB2036592A; SE7909702L; US4278053A; FR2442069B1; DE2947289C2; CA1127562A; SE422160B; IT7969271A0

Description

La présente invention concerne un dispositif de répartition et de séparation préliminaire d'un mélange de liquide et de vapeur dans un séparateur d'axe horizontal, à partir d'une tubulure disposée près de la génératrice inférieure de ce séparateur.

Les mélanges de vapeur et de liquide introduits dans des séparateurs, notamment ceux de vapeur d'eau et d'eau provenant de turbines de détente à haute pression dans des centrales de production d'énergie électrique, ne sont pas très homogènes, une partie de l'eau pouvant se rassembler en grosses gouttes qui restent entraînées par la vapeur. Cette eau se dépose à l'entrée de certains éléments séparateurs et les engorge momentanément, de sorte qu'il apparaît des instabilités de débit.

Par ailleurs, le débit de mélange vapeur-liquide n'est jamais complètement uniforme sur la section droite de la tuyauterie d'alimentation, de sorte qu'il s'établit facilement des écoulements préférentiels du mélange vapeur-liquide à travers une partie des éléments séparateurs, ce qui empêche le fonctionnement de tous ceux-ci à la même fraction de leur capacité maximale et réduit le débit global susceptible d'être traité.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus et de procurer un dispositif de répartition dans un séparateur d'un mélange vapeur-liquide qui arrête les grosses gouttes ou paquets de liquide entraînés par la vapeur, qui assure une séparation préliminaire du liquide et qui permette de faire fonctionner le séparateur de façon homogène et, le cas échéant, à un débit maximal supérieur au débit susceptible d'être obtenu en son absence.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux déflecteurs en forme générale de portions de cylindres, d'axes parallèles entre eux et perpendiculaires à celui du séparateur, symétriques par rapport au plan vertical de symétrie de ladite tubulure perpendiculaire à l'axe du séparateur dans lequel ils possèdent une génératrice commune, coupés chacun par deux plans obliques par rapport au plan de symétrie longitudinal du séparateur, et de traces dans le plan du cercle d'accès de ladite tubulure dans le séparateur hors dudit cercle d'accès, et complétés par trois cloisons, l'une dans le plan de symétrie longitudinal du séparateur et s'étendant de ladite génératrice commune jusqu'à l'extérieur dudit cercle . d'accès, les deux autres symétriques par rapport à la première et la coupant selon une droite parallèle à l'axe de ladite tubulure mais extérieure à celle-ci, les bords desdits déflecteurs étant munis de gouttières de recueil et d'évacuation de l'eau déposée sur leur surface concave et débouchant dans le volume compris entre lesdites deux autres cloisons, dans lequel ne peut pénétrer le mélange de vapeur et de liquide.

Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes.

La forme de la surface.des déflecteurs est telle que, compte tenu du débit de mélange vapeur-liquide et de la teneur de celui-ci en liquide, le liquide déposé sur la surface des déflecteurs ne puisse retomber par gravité avant d'être parvenu dans les gouttières de recueil et d'évacuation.

La droite commune aux trois cloisons coupe la surface d'un déflecteur à sa génératrice la plus élevée.

L'angle des plans obliques délimitant les bords d'un déflecteur par rapport au plan de symétrie longitudinal du séparateur est d'environ 25°.

La tubulure d'introduction est tronconique et de demi-angle au sommet voisin de 15°.

Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif selon l'invention.

La fig. 1 représente une vue générale d'ensemble d'un séparateur-surchauffeur de vapeur d'eau humide issue d'une turbine de détente, avec arrachement partiel montrant un dispositif d'introduction de la vapeur d'eau humide à sécher et surchauffer.

La flg. 2 représente en perspective le dispositif d'introduction de la vapeur d'eau humide.

La flg. 3 représente en plan avec arrachement partiel le même dispositif.

La fig. 4 représente le même dispositif en élévation, avec coupe partielle de la partie droite.

Dans la flg. I, le séparateur-surchauffeur comporte une virole externe 1, avec des tubulures d'introduction de la vapeur d'eau humide 2 et des tubulures d'évacuation de la vapeur surchauffée 3. De la façon habituelle, les éléments séparateurs sont dans sa partie inférieure, et les faisceaux surchauffeurs dans sa partie supérieure. Une tubulure d'évacuation 4 de l'eau retenue dans les éléments séparateurs est disposée au milieu de la virole, cependant que de petites tubulures 6, 7 permettent l'évacuation de l'eau séparée initialement dans les dispositifs d'introduction de la vapeur humide. Dans le fond droit de la virole sont disposées une tubulure 8 d'entrée de la vapeur de surchauffe à haute pression et une tubulure 9 de sortie de l'eau condensée provenant de cette vapeur.

Dans les fig. 2 à 4, le dispositif d'introduction de la vapeur humide et de séparation préliminaire d'eau est placé au-dessus d'une tubulure d'introduction de la vapeur humide 10 (le cercle 10A représentant l'ouverture de la virole elle-même et 10B le bord supérieur de la tubulure). Cette tubulure est tronconique et de demi-angle au sommet de 15°.

Le dispositif se compose de deux déflecteurs cylindriques 11 et 12, symétriques l'un de l'autre par rapport au plan de symétrie de la tubulure perpendiculaire à l'axe longitudinal du séparateur-surchauffeur. La tôle cylindrique 11 sur la droite de la figure est

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

631 901

délimitée, d'une part, par le plan horizontal du bord 10B de la tubulure, l'axe de cette tôle étant au-dessous de ce plan horizontal, d'autre part, par deux plans verticaux obliques par rapport au plan de symétrie longitudinal du séparateur-surchauffeur et faisant, par exemple, un angle de 25° avec ce dernier. L'ensemble des déflecteurs 5 11 et 12 est renforcé par des tôles planes 13A perpendiculaires à l'axe de symétrie du séparateur-surchauffeur et 14,15,16 parallèles à ce même axe. Les deux déflecteurs se coupent selon la génératrice 13B.

Par ailleurs, des cloisons telles que 17 coupant la cloison médiane 18 selon le segment vertical 19 viennent limiter le volume i o dans lequel peut s'écouler la vapeur humide. Enfin, des cloisons telles que 20 dans les plans verticaux obliques délimitant les tôles 11 et 12 réservent entre elles un volume de tranquillisation dans lequel peut se déverser l'eau qui s'est séparée de la vapeur humide en se déposant sur la surface inférieure des tôles 11 et 12, puis en ruisselant is jusqu'aux gouttières de recueil telle que 21, de section droite en forme de U, dont le jambage interne est plus court que le jambage externe, ce dernier étant soudé à la tôle, comme on le voit par l'arrachement partiel. L'eau déversée dans les espaces délimités par les tôles 17,

ainsi que par la face inférieure de la tôle 11, peut retomber dans les 20 conduits de recueil de l'eau séparée à travers la tôle perforée 22, l'amenant aux tubulures d'évacuation 23,24.

Le fonctionnement de ce dispositif d'introduction est le suivant. La vapeur humide arrivant par la tubulure 10 chargée de grosses gouttes d'eau vient au contact de la face inférieure des tôles 11 et 12. 25 Les grosses gouttes d'eau se déposent sur celle-ci et sont entraînées par la vapeur vers les gouttières 21, cependant que la vapeur humide contourne le bord des tôles 11 et 12 et repart vers le haut dans le séparateur-surchauffeur. L'angle avec la verticale du plan tangent aux tôles 11 et 12 en tous points est tel que, compte tenu de la vitesse de la vapeur humide, l'eau déposée contre les tôles ne puisse retomber par gravité dans la tubulure 10.

Dans les gouttières 21, l'eau s'écoule vers le bas de part et d'autre et débouche de chaque côté en dehors du cylindre vertical qui surmonte le cercle 10B. Elle ne peut donc retomber dans la tubulure 10 pour se trouver à nouveau entraînée par la vapeur humide. En particulier, l'eau qui s'écoule dans la gouttière 21 vers la cloison 20 traverse celle-ci et s'écoule vers le bas dans l'espace délimité par les cloisons telles que 17 et 20, à travers la tôle perforée 22, puis elle est évacuée par les tubulures 23,24.

Bien que le dispositif de répartition et de préséparation qui vient d'être décrit en référence aux figures paraisse préférable, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient un rôle analogue.

L'invention s'applique en premier lieu aux séparateurs-surchauffeurs de vapeur d'eau humide issue d'une turbine de détente dans une centrale de production d'énergie électrique, mais peut s'appliquer aussi dans tous les cas où il convient d'effectuer une séparation préliminaire de liquide dans un mélange de vapeur et de liquide, surtout quand une partie du liquide est sous forme de grosses gouttes.

R

2 feuilles dessins

Claims

631 901

1. Dispositif de répartition et de séparation préliminaire d'un mélange de vapeur et de liquide dans un séparateur d'axe horizontal, à partir d'une tubulure (10) disposée près de la génératrice inférieure du séparateur, caractérisé en ce qu'il comprend deux déflecteurs (11, 12) en forme générale de portions de cylindres, d'axes parallèles entre eux et perpendiculaires à celui du séparateur, symétriques par rapport au plan vertical de symétrie de ladite tubulure perpendiculaire à l'axe du séparateur dans lequel ils possèdent une génératrice commune (13B), coupés chacun par deux plans obliques par rapport au plan de symétrie longitudinal du séparateur, et de traces dans le plan du cercle d'accès de ladite tubulure dans le séparateur hors dudit cercle d'accès, et complétés par trois cloisons, l'une (18) dans le plan de symétrie longitudinal du séparateur et s'étendant de ladite génératrice commune jusqu'à l'extérieur dudit cercle d'accès, les deux autres (17) symétriques par rapport à la première et la coupant selon une droite (19) parallèle à l'axe de ladite tubulure mais extérieure à celle-ci, les bords desdits déflecteurs étant munis de gouttières (21) de recueil et d'évacuation de l'eau déposée sur leur surface concave et débouchant dans le volume compris entre lesdites deux autres cloisons, dans lequel ne peut pénétrer le mélange de vapeur et de liquide.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la forme de la surface des déflecteurs (11,12) est telle que, compte tenu du débit de mélange de vapeur et de liquide et de la teneur de celui-ci en liquide, le liquide déposé sur la surface des déflecteurs ne puisse retomber par gravité avant d'être parvenu dans les gouttières de recueil et d'évacuation (21).

2

REVENDICATIONS

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la droite (19) commune aux trois cloisons coupe la surface du déflecteur à sa génératrice la plus élevée.

4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'angle des plans obliques délimitant les bords des déflecteurs par rapport au plan de symétrie longitudinal du séparateur est d'environ 25°.

5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la tubulure d'introduction (10) est tronconique et de demi-angle au sommet voisin de 15°.