EP0005494B1 - Vertical separator of a mixture of steam or gas and liquid or solid particles - Google Patents
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- EP0005494B1 EP0005494B1 EP79101381A EP79101381A EP0005494B1 EP 0005494 B1 EP0005494 B1 EP 0005494B1 EP 79101381 A EP79101381 A EP 79101381A EP 79101381 A EP79101381 A EP 79101381A EP 0005494 B1 EP0005494 B1 EP 0005494B1
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Definitions
- the present invention relates to a vertical separator of a mixture of vapor or gas and liquid or solid particles, comprising inside an external shell an inlet enclosure of said mixture, a plurality of vertical tubes provided at their inlet stationary vanes imparting a helical movement to the mixture, and at their exit from a coaxial tube of smaller diameter allowing in its internal duct the evacuation of dry vapor or gas, and in the annular space that of '' a mixture richer in liquid or solid particles, said annular space opening into a free volume allowing the separation of said mixture richer in liquid or solid particles into a substantially dry vapor or a gas and a fluid sparingly charged with vapor or gas, and said internal conduits opening into a chamber for collecting dry steam or gas.
- Separation dryers in tubes by centrifugation effect having the advantage of a small footprint in relation to or flow of steam to be treated, and can therefore be arranged directly at the outlet of devices generating humidity in the steam, such as expansion turbines, by eliminating or reducing the lengths of piping transporting wet steam, and consequently subject to the phenomenon of erosion-corrosion. They make it possible to obtain a dry vapor of low residual water content, of the order of 0.1%, and consequently to minimize the volumes of water retained in the vapor circuits, and liable to vaporize during vapor pressure drops. However, the separated water is still mixed with steam, and even if it opens into a chamber allowing a certain separation by gravity, it is imperfect.
- the flowing water still causes a certain amount of steam which is lost for the thermodynamic cycle, which reduces the efficiency of the downstream devices (expansion turbines, exchangers).
- the steam which rises in this chamber still causes water droplets, so that it is difficult to use without precaution, and in particular risks causing corrosion on its circuit or requiring the use of expensive stainless steel pipes. .
- the object of the present invention is to remedy the above drawbacks, and to provide a vertical separator which makes it possible on the one hand to obtain dry vapor or a gas of low residual content of liquid or solid particles, and on the other hand an additional fraction of vapor or gas freed from most of the residual liquid or solid particles, and containing only a few percent of residual particles, usable in thermodynamic circuits without special precautions. It also aims, in the case of the separation of a mixture of vapor or gas and a liquid, to minimize the quantity of liquid vaporized during a pressure drop of the vapor or gas, and reduce the pressure drop on the dry steam or gas circuit and the overall size of the separator.
- the separator according to the invention is characterized in that it comprises at the bottom of the free volume a convex bottom with convexity facing upwards, an annular ring for collecting the fluid little charged with vapor or gas, and passages regularly arranged between the vertical tubes and allowing substantially dry vapor or gas to escape upward between the vertical tubes.
- FIGS. 1 and 2 The elements common to FIGS. 1 and 2 on the one hand, 3 to 5 on the other hand, are represented with marks comprising as a digit hundreds 1 for FIGS. 1 and 2, and 3 for FIGS. 3 to 5.
- the outer casing of the carbon steel separator comprises an upper frustoconical part 101, followed by a cylindrical part 102. Inside the frustoconical part is welded an access sleeve 3 made of stainless steel , to which is fixed a plate 104 for spacing the vertical separation tubes, with the interposition of an expansion joint 5.
- the separation tubes 106 have flared access orifices 107, joined by their edges so as to form a hexagonal paving (see figure 2).
- the tubes 106 are provided in the vicinity of their inlet with members 107A imparting a swirling motion to the humid steam. They comprise at their lower end devices 108 for separating the centrifuged water and the dry steam, the latter engaging in an internal tube 109 of smaller diameter.
- the tubes 109 are welded to a convex bottom 110 and open on the other side of the latter by mouths 111 into a tranquilization chamber for dry steam 112.
- the latter is connected to a dry steam discharge duct 113 with a large radius of curvature, so as to minimize the pressure drop on the dry steam circuit.
- the curved bottom 110 constitutes the upper end of a cylindrical shell 14, welded to a circular crown 123, itself welded inside the external shell 102.
- an outer ferrule 15 also made of stainless steel, the lower part of which defines, with the inner ferrule 14, an annular ring for collecting separate water 116, of small volume.
- This crown is connected by conduits 117, 118, at 180 ° from each other, to an external receptacle for separate water collection, of significantly larger volume, not shown. In this way, in the event of a pressure drop appearing on the wet steam circuit, the quantity of water liable to re-vaporize is small.
- a peripheral sheet 19 surrounds the devices 108 for separating the centrifuged water from the dry steam, so as to avoid rising mixed water vapor towards the pipes 120, 121 for evacuating the substantially dry rising steam. between the tubes 106 from the devices 108.
- the tubes 120, 121 are at 180 ° from one another.
- the homogenization of the substantially dry vapor flow rates is ensured using deflectors such as 22 in front of the outlet pipes.
- the relatively low humidity vapor escapes and rises between the tubes 106, passing through slots of defined width formed between these tubes, not shown, then is sent for use by the tubes 120 and 121.
- the remaining water collects in jets which descend along the outer periphery of the tubes 109 towards the convex bottom 110.
- the water then flows over this convex bottom towards the periphery thereof, where it collects in the annular crown 116. It is evacuated from this annular crown by the lines 117 and 118 at 180 ° from one another to a container for water recipe, not shown.
- the separator shell made of stainless steel, so as to resist the erosion-corrosion action of wet steam at high speed, has a frustoconical part 301 on the side of the wet steam inlet , a central cylindrical part 302, and a frustoconical part 313 on the side for the evacuation of dry steam.
- the bottom 304 for separating the separation tubes 306 has an upwardly raised flange 26, welded on part of its periphery inside the ferrule, and free on the other part of it, as will be described below in more detail.
- the domed bottom 310 is welded to a circular crown 323, itself welded to the outer shell, and which thus supports all of the separation tubes.
- the outer shroud like that of FIG. 1, is fitted with pipes 317 for discharging the separated water to a collecting flask (not shown), and pipes for discharging water-depleted vapor 320.
- the structure of the flat bottom 304 is more visible with reference to FIGS. 4, 5A, 5B.
- This is welded to the outer shell 301 by means of gussets 27 engaging in notches in the rim 26A (see FIG. 5A), along two sectors 28, forming an angle of 50 °, in the areas where the tubes are relatively far from the bottom edge.
- Its rim 26B is however free on the rest of the periphery (FIG. 5B), in the zones 29 where the tubes are closer to the rim of the bottom.
- the upper part of the rim is covered by a double sealing blade 30A, 30B, bolted from place to place and tightened by nuts 35 on tabs 36 welded to the ferrule (FIGS. 5A, 5B).
- the flat bottom 304 is provided with orifices 31 for discharging the water which is deposited there.
- These orifices opening onto bent evacuation tubes 32 provided with an expansion bellows 33, and opening to the outside of the shell by a tube 34.
- These tubes are connected to the same collecting flask as the tubes 317, by l 'intermediate U-shaped tubes providing compensation for the pressure difference.
- the separators which have just been described with reference to the figures appear to be preferable embodiments, it will be understood that various modifications can be made to them without departing from the scope of the invention, some of their members being able to be replaced by others. who would play a similar technical role.
- the members intended to impart a swirling movement to wet steam can have any suitable shape, as well as those intended to straighten the movement, on the one hand dry steam on the other hand water, at the bottom tubes.
- the convex bottom separating the liquid chamber and the vapor stilling chamber can be replaced by a conical bottom.
- the invention applies more particularly to separators of wet water vapor into dry steam and residual water, in particular in power generation plants. However, it can also be applied to the separation of liquid or solid particles conveyed by a vapor or by a gas.
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Description
La présente invention concerne un séparateur vertical d'un mélange de vapeur ou de gaz et de particules liquides ou solides, comprenant à l'intérieur d'une virole externe une enceinte d'admission dudit mélange, une pluralité de tubes verticaux munis à leur entrée d'aubes fixes imprimant au mélange un mouve-, ment hélicoïdal, et à leur sortie d'un tube coaxial de plus faible diamètre permettant dans son conduit interne l'évacuation de vapeur sèche ou de gaz, et dans l'espace annulaire celle d'un mélange plus riche en particules liquides ou solides, ledit espace annulaire débouchant dans un volume libre permettant la séparation dudit mélange plus riche en particules liquides ou solides en une vapeur sensiblement sèche ou un gaz et un fluide peu chargé en vapeur ou en gaz, et lesdits conduits internes débouchant dans une chambre de recueil de vapeur sèche ou de gaz.The present invention relates to a vertical separator of a mixture of vapor or gas and liquid or solid particles, comprising inside an external shell an inlet enclosure of said mixture, a plurality of vertical tubes provided at their inlet stationary vanes imparting a helical movement to the mixture, and at their exit from a coaxial tube of smaller diameter allowing in its internal duct the evacuation of dry vapor or gas, and in the annular space that of '' a mixture richer in liquid or solid particles, said annular space opening into a free volume allowing the separation of said mixture richer in liquid or solid particles into a substantially dry vapor or a gas and a fluid sparingly charged with vapor or gas, and said internal conduits opening into a chamber for collecting dry steam or gas.
Les sécheurs à séparation dans des tubes par effet de centrifugation présentant l'avantage d'un faible encombrement par rapport ou débit de vapeur à traiter, et peuvent donc être disposés directement à la sortie des dispositifs générateurs d'humidité dans la vapeur, tels que des turbines de détente, en éliminant ou réduisant les longueurs de tuyauteries transportant de la vapeur humide, et soumises par suite au phénomène d'érosion-corrosion. Ils permettant d'obtenir une vapeur sèche de faible teneur résiduaire en eau, de l'ordre de 0,1 %, et par suite de réduire au maximum les volumes d'eau retenus dans les circuits de vapeur, et susceptibles de se vaporiser lors de chutes de pression de la vapeur. Cependant l'eau séparée est encore mélangée de vapeur, et même si elle débouche dans une chambre permettant une certaine séparation par gravité, celle-ci est imparfaite. L'eau qui ruisselle entraine encore une certaine quantité de vapeur qui est perdue pour le cycle thermodynamique, ce qui réduit le rendement des appareils en aval (turbines de détente, échangeurs). La vapeur qui s'élève dans cette chambre entraine encore des gouttelettes d'eau, de sorte qu'elle est difficilement utilisable sans précaution, et risque notamment de provoquer des corrosions sur son circuit ou de nécessiter l'emploi de tuyauteries en acier inoxydable coûteuses.Separation dryers in tubes by centrifugation effect having the advantage of a small footprint in relation to or flow of steam to be treated, and can therefore be arranged directly at the outlet of devices generating humidity in the steam, such as expansion turbines, by eliminating or reducing the lengths of piping transporting wet steam, and consequently subject to the phenomenon of erosion-corrosion. They make it possible to obtain a dry vapor of low residual water content, of the order of 0.1%, and consequently to minimize the volumes of water retained in the vapor circuits, and liable to vaporize during vapor pressure drops. However, the separated water is still mixed with steam, and even if it opens into a chamber allowing a certain separation by gravity, it is imperfect. The flowing water still causes a certain amount of steam which is lost for the thermodynamic cycle, which reduces the efficiency of the downstream devices (expansion turbines, exchangers). The steam which rises in this chamber still causes water droplets, so that it is difficult to use without precaution, and in particular risks causing corrosion on its circuit or requiring the use of expensive stainless steel pipes. .
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus, et de procurer un séparateur vertical qui permette d'obtenir d'une part une vapeur sèche ou un gaz de faible teneur résiduaire en particules liquides ou solides, et d'autre part une fraction complémentaire de vapeur ou de gaz débarrassée de la plus grande partie des particules liquides ou solides résiduaires, et ne contenant plus que quelques pourcent de particules résiduaires, utilisable dans des circuits thermodynamiques sans précaution particulière. Elle a également pour but, dans le cas de la séparation d'un mélange de vapeur ou de gaz et d'un liquide, de réduire au minimum la quantité de liquide vaporisée lors d'une chute de pression de la vapeur ou du gaz, et de réduire la perte de charge sur le circuit de vapeur sèche ou de gaz et l'encombrement général du séparateur.The object of the present invention is to remedy the above drawbacks, and to provide a vertical separator which makes it possible on the one hand to obtain dry vapor or a gas of low residual content of liquid or solid particles, and on the other hand an additional fraction of vapor or gas freed from most of the residual liquid or solid particles, and containing only a few percent of residual particles, usable in thermodynamic circuits without special precautions. It also aims, in the case of the separation of a mixture of vapor or gas and a liquid, to minimize the quantity of liquid vaporized during a pressure drop of the vapor or gas, and reduce the pressure drop on the dry steam or gas circuit and the overall size of the separator.
Le séparateur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte au bas du volume libre un fond convexe à convexité tournée vers le haut, une couronne annulaire de recueil du fluide peu chargé en vapeur ou en gaz, et des passages régulièrement disposés entre les tubes verticaux et permettant à la vapeur sensiblement sèche ou au gaz de s'échapper vers le haut entre les tubes verticaux.The separator according to the invention is characterized in that it comprises at the bottom of the free volume a convex bottom with convexity facing upwards, an annular ring for collecting the fluid little charged with vapor or gas, and passages regularly arranged between the vertical tubes and allowing substantially dry vapor or gas to escape upward between the vertical tubes.
Il comporte en outre de préférence au moins l'une des caractéristiques suivantes:
- - la chambre de recueil de vapeur sèche ou de gaz est reliée par le bas à un conduit d'évacuation de la vapeur sèche ou du gaz s'écartant latéralement de l'axe du séparateur avec un grand rayon de courbure.
- - la couronne annulaire de recueil du fluide peu chargé en vapeur ou en gaz est de faible volume et reliée à un récipient de grand volume de recueil dudit fluide, extérieur au séparateur.
- - ladite couronne annulaire est reliée au récipient de recueil par au moins deux conduits régulièrement répartis sur son pourtour.
- - il comprend deux ou plusieurs tubulures latérales d'évacuation de la vapeur sensiblement sèche ou de gaz échappés vers le haut entre les tubes verticaux, régulièrement réparties sur son pourtour.
- - l'enserrible de l'enceinte d'admission du mélange, des tubes de séparation et du fond convexe repose par le bord inférieur dudit fond convexe sur une couronne soudée à l'enveloppe externe du séparateur.
- - l'ensemble de l'enceinte d'admission et du volume libre autour des tubes verticaux de séparation est entouré par une enveloppe interne en métal résistant à l'érosion-corrosion par la vapeur d'eau humide circulant à grande vitesse, solidaire du fond convexe, et l'enveloppe externe est en un métal non résistant à l'érosion-corrosion par la vapeur d'eau humide circulant à grande vitesse
- - il comporte une enveloppe unique entourant directement l'enceinte d'admission du mélange et le volume libre autour des tubes de séparation, et le fond plat séparant l'enceinte d'admission et le volume libre autour des tubes est muni d'un rebord relevé vers le haut soudé sur la virole interne sur au moins une partie de son pourtour.
- - ledit rebord relevé vers le haut est soudé sur la virole externe dans des secteur où les tubes verticaux sont relativement éloignés du bord dudit fond plat, et il reste libre dans des secteurs où les tubes verticaux sont relativement proches du bord dudit fond plat.
- - l'intervalle entre le rebord relevé du fond et la virole externe, au moins dans les secteurs où ils ne sont pas soudés l'un à l'autre, est recouvert par des bandes d'étanchéité élastiques fixées de place en place à ladite virole externe.
- - ledit fond plat est muni sur son pourtour d'orifices reliés à des tubes coudés d'évacuation à l'extérieur de la virole de l'eau susceptible de se déposer sur lui
- - lesdits tubes coudés sont munis dans une partie verticale au voisinage dudit fond plat de soufflets de dilatation.
- - the dry steam or gas collection chamber is connected from below to a discharge pipe for dry steam or gas which laterally deviates from the axis of the separator with a large radius of curvature.
- - The annular ring for collecting the fluid little loaded with vapor or gas is of small volume and connected to a container of large volume for collecting said fluid, outside the separator.
- - Said annular ring is connected to the collection container by at least two conduits regularly distributed around its periphery.
- - It comprises two or more lateral pipes for evacuating substantially dry steam or gases escaping upwards between the vertical tubes, regularly distributed around its periphery.
- - the ensrible of the mixture admission enclosure, the separation tubes and the convex bottom rests by the lower edge of said convex bottom on a crown welded to the outer casing of the separator.
- - the entire intake enclosure and the free space around the vertical separation tubes is surrounded by an internal metal envelope resistant to erosion and corrosion by wet steam circulating at high speed, secured to the convex bottom, and the outer casing is made of a metal that is not resistant to erosion-corrosion by moist water vapor circulating at high speed
- - It has a single envelope directly surrounding the intake enclosure of the mixture and the free volume around the separation tubes, and the flat bottom separating the intake enclosure and the free volume around the tubes is provided with a rim upwardly welded to the inner shell over at least part of its periphery.
- - Said raised edge is welded to the outer shell in sectors where the vertical tubes are relatively far from the edge of said flat bottom, and it remains free in sectors where the vertical tubes are relatively close from the edge of said flat bottom.
- - the interval between the raised edge of the bottom and the outer shell, at least in the sectors where they are not welded to each other, is covered by elastic sealing strips fixed from place to place to said outer shell.
- - Said flat bottom is provided on its periphery with orifices connected to bent evacuation tubes outside the ferrule of water likely to be deposited on it
- - said bent tubes are provided in a vertical part in the vicinity of said flat bottom with expansion bellows.
Il est décrit ci-après, à titre d'exemples et en référence aux figures du dessin annexé, deux formes de réalisation d'un séparateur de vapeur chargé d'eau issue d'une turbine de détente d'une centrale nucléaire, selon l'invention.
- La figure 1 représente une première forme de réalisation en coupe axiale.
- La figure 2 représente une coupe diamètrale selon l'axe II-II de la figure 1.
- La figure 3 représente une autre forme de réalisation en coupe axiale selon l'axe III-III de la figure 4, avec rabattement d'une partie de la coupe.
- La figure 4 représente une coupe diamétrale selon l'axe IV-IV de la figure 3.
- La figure 5A représente le détail A de la figure 3.
- La figure 5B représente le détail B de la figure 3.
- Figure 1 shows a first embodiment in axial section.
- FIG. 2 represents a diametrical section along the axis II-II of FIG. 1.
- FIG. 3 shows another embodiment in axial section along the axis III-III of FIG. 4, with a part of the section being folded down.
- FIG. 4 represents a diametral section along the axis IV-IV of FIG. 3.
- FIG. 5A represents the detail A of FIG. 3.
- FIG. 5B represents the detail B of FIG. 3.
- Les éléments communs aux figures 1 et 2 d'une part, 3 à 5 d'autre part, sont représentés avec des repères comportant comme chiffre des centaines 1 pour les figures 1 et 2, et 3 pour les figures 3 à 5. - The elements common to FIGS. 1 and 2 on the one hand, 3 to 5 on the other hand, are represented with marks comprising as a digit hundreds 1 for FIGS. 1 and 2, and 3 for FIGS. 3 to 5.
Dans la figure 1, l'enveloppe externe du séparateur en acier au carbone, comporte une partie tronconique supérieure 101, suivie d'une partie cylindrique 102. A l'intérieur de la partie tronconique est soudée une manchette d'accès 3 en acier inoxydable, à laquelle est fixée une plaque 104 d'entretoisement des tubes verticaux de séparation, avec interposition d'un joint de dilatation 5. Les tubes de séparation 106 comportent des orifices d'accès évasés 107, réunis par leurs bords de façon à former un pavage hexagonal (voir figure 2). Les tubes 106 sont munis au voisinage de leur entrée d'organes 107A imprimant à la vapeur humide un mouvement tourbillonnaire. Ils comportent à leur extrémité inférieur des dispositifs 108 de séparation de l'eau centrifugée et de la vapeur sèche, celle-ci s'engageant dans un tube interne 109 de plus faible diamètre. Les tubes 109, munis des organes de redressage d'écoulement 109A, sont soudés sur un fond bombé 110 et débouchent de l'autre côté de celui-ci par des embouchures 111 dans une chambre de tranquillisation de la vapeur sèche 112. Celle-ci est reliée à un conduit d'évacuation de la vapeur sèche 113 de grand rayon de courbure, de façon à réduire au minimum la perte de charge sur le circuit de vapeur sèche.In FIG. 1, the outer casing of the carbon steel separator comprises an upper
Le fond bombé 110 constitue l'extrémité supérieure d'une virole cylindrique 14, soudée sur une couronne circulaire 123, elle-même soudée à l'intérieur de la virole externe 102.The
A la plaque d'entretoisement 104 est fixée une virole extérieure 15, également en acier inoxydable, dont la partie inférieure définit avec la virole intérieure 14 une couronne annulaire de recueil de l'eau séparée 116, de faible volume. Cette couronne est reliée par des conduits 117, 118, à 180° l'un de l'autre, à un récipient externe de recette de l'eau séparée, de volume notablement plus important, non représenté. De la sorte, en cas d'apparition d'une chute de pression sur le circuit de vapeur humide, la quantité d'eau susceptible de se revaporiser est peu importante.To the
Par ailleurs, une tôle périphérique 19 entoure les dispositifs 108 de séparation de l'eau centrifugée de la vapeur sèche, de façon à éviter des remontées de vapeur mélangée d'eau vers les tubulures 120, 121 d'évacuation de la vapeur sensiblement sèche remontant entre les tubes 106 à partir des dispositifs 108. Les tubulures 120, 121 sont à 180° l'une de l'autre. L'homogénéisation des débits de vapeur sensiblement sèche est assurée à l'aide de déflecteurs tels que 22 en face des tubulures de sortie.Furthermore, a
Le fonctionnement du séparateur est le suivant:
- La vapeur chargée d'humidité arrive verticalement vers le bas dans la
manchette 3. Elle se répartit également entre les différents tubes, grâce aux entrées hexagonales 107 destubes 106. La vapeur humide descend dans lestubes 106, après s'être vue imprimer un mouvement tourbillonnaire par les organes 107A. Sous l'effet de la force centrifuge, les gouttelettes d'eau sont projetées contre la paroi interne des tubes, le long de laquelle elles ruissellent. A la hauteur des extrémités inférieures des tubes de séparation 6, la vapeur sèche qui reste dans la zone axiale des tubes s'engage à l'intérieur destubes 109 de plus faible diamètre, dans lesquels son mouvement tourbillonnaire est redressé par les organes 109A, puis traverse le fond bombé 110 et se rassemble dans la chambre de tranquillisation 112, d'où elle est envoyée à l'utilisation par la tuyauterie 113, à grand rayon de courbure.
- The moisture-laden steam arrives vertically downwards in the
cuff 3. It is also distributed between the different tubes, by means of thehexagonal inlets 107 of thetubes 106. The wet vapor descends into thetubes 106, after having been printed a vortex movement byorgans 107A. Under the effect of centrifugal force, the water droplets are projected against the internal wall of the tubes, along which they run. At the height of the lower ends of the separation tubes 6, the dry vapor which remains in the axial zone of the tubes engages inside thetubes 109 of smaller diameter, in which its vortex movement is rectified by themembers 109A, then crosses thecurved bottom 110 and collects in the stillingchamber 112, from where it is sent for use by the piping 113, with a large radius of curvature.
Du mélange d'eau et de vapeur qui s'écoule entre les tubes 106 et 109, et dont le mouvement tourbillonnaire est redressé par des organes non représentés, la vapeur relativement peu humide s'échappe et remonte entre les tubes 106, en traversant des fentes de largeur définie ménagées entre ces tubes, non représentées, puis est envoyée à l'utilisation par les tubulures 120 et 121. L'eau subsistante se rassemble en jets qui descendent le long du pourtour externe des tubes 109 vers le fond bombé 110. L'eau ruisselle alors sur ce fond bombé vers le pourtour de celui-ci, où elle se rassemble dans la couronne annulaire 116. Elle est évacuée de cette couronne annulaire par les conduits 117 et 118 à 180° l'un de l'autre vers un récipient de recette d'eau, non représenté. On observera que l'eau et la vapeur d'eau une fois séparées au niveau des dispositifs de séparation 108, suivent des trajets entièrement différents, l'un vers le bas, l'autre vers le haut, et qu'il n'y a donc aucun risque de nouveau mélange entre eau et vapeur. Par ailleurs, l'ensemble des dilatations différentielles de l'appareil, posé sur la couronne inférieure 123, est absorbé par le joint de dilatation 5 de la manchette 3. Si l'on veut effectuer des réparations sur l'entrée des tubes 106, on dispose avantageusement des trous d'homme 24, 25 sur la partie conique 1 de l'enveloppe et sur la manchette 3.From the mixture of water and steam which flows between the
Dans la figure 3, la virole du séparateur, en acier inoxydable, de façon à résister à l'action d'érosion-corrosion de la vapeur humide à grande vitesse, comporte une partie tronconique 301 du côté de l'admission de la vapeur humide, une partie cylindrique centrale 302, et une partie tronconique 313 du côté de l'évacuation de la vapeur sèche. Le fond 304 d'entretoisement des tubes de séparation 306 comporte un rebord relevé vers le haut 26, soudé sur une partie de son pourtour à l'intérieur de la virole, et libre sur l'autre partie de celui-ci, comme il sera décrit ci-après plus en détail.In FIG. 3, the separator shell, made of stainless steel, so as to resist the erosion-corrosion action of wet steam at high speed, has a
Les tubes de séparation 306, de section droite circulaire, se terminent au-dessus du fond 304 par des orifices d'accès évasés 307, réunis par leur bords de façon à former un passage hexagonal (voir figure 4), comme dans le cas selon les figures 1 et 2.The
Ils sont munis à leur entrée de jeux d'aubes inclinées 307A fixés sur des mandrins axiaux 306A, et imprimant à la vapeur humide un mouvement tourbillonnaire hélicoïdal. Ils comportent à leur extrémité inférieure des dispositifs de séparation de l'eau centrifugée et de la vapeur sèche 308, celle-ci s'engageant dans un tube interne 309, initialement de plus faible diamètre que le tube 306. Les tubes 309, munis d'aubes de redressage d'écoulement de la vapeur sèche 309A, et s'évasant en forme de tronc de cône, de façon à assurer le ralentissement de celle-ci, sont soudés sur le fond bombé 310, et se terminent par des orifices d'évacuation évasés 311, se réunissant en un pavage hexagonal analogue à celui des orifices d'accès 307, et débouchant dans la chambre de recueil de vapeur sèche 312. Celle-ci est réunie à un conduit d'évacuation de la vapeur sèche, non représenté.They are provided at their entry with sets of
Le fond bombé 310 est soudé sur une couronne circulaire 323, elle-même soudée à la virole externe, et qui supporte ainsi l'ensemble des tubes de séparation.The
La virole externe, comme celle de la figure 1, est munie de tubulures 317 d'evacuation de l'eau séparée vers un ballon de recueil (non représenté), et de tubulures d'évacuation de vapeur appauvrie en eau 320.The outer shroud, like that of FIG. 1, is fitted with
La structure du fond plat 304 est plus visible en référence aux figures 4, 5A, 5B. Celui-ci est soudé à la virole externe 301 par l'intermédiaire de goussets 27 s'engageant dans des échancrures du rebord 26A (voir figure 5A), le long de deux secteurs 28, formant un angle de 50°, dans les zones où les tubes sont relativement éloignés du rebord du fond. Son rebord 26B est par contre libre sur le reste du pourtour (figure 5B), dans les zones 29 où les tubes sont plus proches du rebord du fond. Afin d'éviter les fuites de vapeur humide le long de ce dernier, la partie supérieure du rebord est recouverte par une double lame d'étanchéité 30A, 30B, boulonnée de place en place et serrée par des écrous 35 sur des taquets 36 soudés à la virole (figures 5A, 5B).The structure of the
Un peu d'humidité se séparant déjà avant l'entrée du mélange d'eau et de vapeur dans les tubes de séparation 306, le fond plat 304 est muni d'orifices 31 d'évacuation de l'eau qui s'y dépose. Ces orifices débouchant sur des tubes coudés d'évacuation 32 munis d'un souflet de dilatation 33, et débouchant à l'extérieur de la virole par une tubulure 34. Ces tubes sont reliés au même ballon de recueil que les tubulures 317, par l'intermédiaire des tubes en U assurant la compensation de l'écart de pression.A little moisture separating already before the entry of the mixture of water and steam into the
Bien que les séparateurs qui viennent d'être décrits en référence aux figures paraissent les formes de réalisation préférables, on comprendra que diverses modifications peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains de leurs organes pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En particulier, les organes destinés à imprimer à la vapeur humide un mouvement tourbillonnaire peuvent avoir toute forme apprppriée, de même que ceux destinés à redresser le mouvement, d'une part de la vapeur sèche d'autre part de l'eau, au bas des tubes. Le fond bombé de séparation de la chambre de liquide et de la chambre de tranquillisation de vapeur peut être remplacé par un fond conique.Although the separators which have just been described with reference to the figures appear to be preferable embodiments, it will be understood that various modifications can be made to them without departing from the scope of the invention, some of their members being able to be replaced by others. who would play a similar technical role. In particular, the members intended to impart a swirling movement to wet steam can have any suitable shape, as well as those intended to straighten the movement, on the one hand dry steam on the other hand water, at the bottom tubes. The convex bottom separating the liquid chamber and the vapor stilling chamber can be replaced by a conical bottom.
L'invention s'applique plus particulièrement aux séparateurs de vapeur d'eau humide en vapeur sèche et eau résiduelle, notamment dans les centrales de production d'énergie électrique. Cependant, elle peut s'appliquer également à la séparation de particules liquides ou solides véhiculées par une vapeur ou par un gaz.The invention applies more particularly to separators of wet water vapor into dry steam and residual water, in particular in power generation plants. However, it can also be applied to the separation of liquid or solid particles conveyed by a vapor or by a gas.
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