EP0594499B1 - Condenseur en béton pour turbine à vapeur à échappement axial avec montage simplifié des faisceaux - Google Patents

Condenseur en béton pour turbine à vapeur à échappement axial avec montage simplifié des faisceaux Download PDF

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EP0594499B1
EP0594499B1 EP93402568A EP93402568A EP0594499B1 EP 0594499 B1 EP0594499 B1 EP 0594499B1 EP 93402568 A EP93402568 A EP 93402568A EP 93402568 A EP93402568 A EP 93402568A EP 0594499 B1 EP0594499 B1 EP 0594499B1
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condenser
concrete
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raft
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Jean-Pierre Gros
Gerard Foucher
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GEC Alsthom Electromecanique SA
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28BSTEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/051Heat exchange having expansion and contraction relieving or absorbing means
    • Y10S165/052Heat exchange having expansion and contraction relieving or absorbing means for cylindrical heat exchanger
    • Y10S165/053Flexible or movable header or header element
    • Y10S165/058Movable tubesheet, e.g. floating tubesheet
    • Y10S165/059Tubesheet connected to enclosure by expansion joint

Definitions

  • the present invention relates to a concrete condenser for an axial exhaust steam turbine carried by a concrete slab comprising several bundles of tubes.
  • Such a condenser is known from document FR-A 2651276.
  • the beams are mounted by means of vertical internal tie rods suspending the beams from the walls of the condenser. But the presence of these tie rods is very troublesome for the circulation of steam.
  • GB-A-1015052 describes a capacitor comprising a bottom wall constituting the raft, side walls, superimposed bundles of tubes, these bundles comprising two vertical end tubular plates integral with the side walls and intermediate vertical tubular plates integral with, and resting on the raft.
  • This capacitor does not make the beams independent of the concrete enclosure, in addition the beams cannot be dismantled independently.
  • the assembly of the bundles according to the invention is done so as to make them, for the most part, independent of the enclosure of the condenser, which facilitates maintenance and in particular the changing of the bundles.
  • the invention relates to a concrete condenser for an axial exhaust steam turbine, carried by a concrete slab, the condenser comprising a bottom wall formed by the slab, side walls, several superimposed bundles of tubes, each bundle comprises two vertical end tube plates and intermediate vertical tube plates.
  • the vertical tubular end plates are connected by flexible seals to the side walls of the condenser, the plates are joined together by tie rods and support, at free expansion, the bundle tubes, the plates intermediates located near the end plates being supported by internal steel supports fixed to the side walls of the condenser.
  • One of the intermediate plates supported by an internal steel support is provided at its base with an elastic stud allowing a longitudinal displacement.
  • the other plate is fixed on its internal steel support.
  • the condenser comprises concrete piers internal to the condenser and carried by the slab supporting the intermediate plates of the bundles located near the slab.
  • the bundles are self-supporting and freely expandable.
  • Figure 1 shows an axial exhaust turbine with a concrete condenser located in its extension.
  • Figure 2 shows in section a first embodiment of the condenser according to the invention.
  • Figure 3 shows in section a second embodiment of the condenser according to the invention.
  • the steam turbine 17 comprises an axial exhaust 18 forming part of the stator 19 (see FIG. 1).
  • a concrete condenser 23 is located in the extension of the exhaust 18. It comprises an enclosure 1, the bottom wall is formed by the raft 6.
  • the front wall of the enclosure 1 corresponds to the connection sleeve of the turbine 17 with the condenser 23. It is in the form of a truncated pyramid.
  • the side walls are provided with openings 2 to let the ends of several bundles of superimposed tubes pass. These bundles are provided with water boxes 12, 13 at each end.
  • the tube bundles are located on either side of the extension of the axis of the turbine.
  • the tubes 5 of the superposed bundles 4, 4 ′ are mounted for free expansion in vertical tubular plates 7 and in vertical tubular end plates 8.
  • the bundles are located in the extension of the turbine so that the steam strikes after a medium straight stroke the bundles 4, 4 '.
  • Walls of the enclosure 1 are provided below the openings 2 with steel supports 11 carrying the vertical tubular plates 7 close to the end plates 8.
  • the periphery of the openings 2 is connected to the end plates 8 by a flexible seal 10 of U-shaped section.
  • the water boxes 12, 13 are fixed to the end plates 8.
  • Elastic pads 15 are arranged at the base of the plates 7 supported by the concrete piles 14, one of the plates 7 near one of the end plates is also provided at its base with an elastic pad 15.
  • the other plate 7 is fixedly mounted on its support 11. Thanks to these elastic studs 15 the bundles 4 and 4 ′ can expand longitudinally
  • 4 'of the tie rods 16 are arranged between plates 7 of the top beam 4' and the plates 7 of the bottom beam 4 to adjust the natural frequencies of the assembly.
  • the water boxes are made of concrete and are attached to the walls of the enclosure.

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Description

  • La présente invention concerne un condenseur en béton pour turbine à vapeur à échappement axial porté par un radier en béton comportant plusieurs faisceaux de tubes.
  • Un tel condenseur est connu du document FR-A 2651276.
  • Dans un tel condenseur les faisceaux sont montés grâce à des tirants intérieurs verticaux suspendant les faisceaux aux parois du condenseur. Mais la présence de ces tirants est très gênante pour la circulation de la vapeur.
  • GB-A-1015052 décrit un condensateur comprenant une paroi inférieure constituant le radier, des parois latérales, des faisceaux superposés de tubes, ces faisceaux comprenant deux plaques tubulaires verticales d'extrémité solidaires des parois latérales et des plaques tubulaires verticales intermédiaires solidaires du, et reposant sur le radier.
  • Ce condensateur ne rend pas les faisceaux indépendants de l'enceinte en béton, en outre les faisceaux ne sont pas démontables de façon indépendante.
  • Le montage des faisceaux selon l'invention est fait de façon à les rendre, en grande partie, indépendants de l'enceinte du condenseur ce qui facilite la maintenance et en particulier le changement des faisceaux.
  • A cet effet l'invention concerne un condenseur en béton pour turbine à vapeur à échappement axial, porté par un radier en béton, le condensateur comprenant une paroi inférieure constituée par le radier, des parois latérales, plusieurs faisceaux superposés de tubes, chaque faisceau comprend deux plaques tubulaires verticales d'extrémité et des plaques tubulaires verticales intermédiaires. Selon l'invention, les plaques tubulaires verticales d'extrémité sont reliées par des joints d'étanchéité souples aux parois latérales du condenseur, les plaques sont solidarisées entre elles par des tirants et supportent, à libre dilatation, les tubes des faisceaux, les plaques intermédiaires situées à proximité des plaques d'extrémité étant supportées par des supports internes en acier fixés sur les parois latérales du condenseur.
  • Une des plaques intermédiaires supporté par un support interne en acier est munie à sa base d'un plot élastique permettant un déplacement longitudinal. L'autre plaque est fixée sur son support interne en acier.
  • Selon une réalisation préférentielle de l'invention le condenseur comporte des piles en béton internes au condenseur et portées par le radier supportant les plaques intermédiaires des faisceaux situés à proximité du radier.
  • D'autre part ces plaques supportées par les piles en béton sont munies à leur base de plots élastiques permettant le déplacement longitudinal.
  • Ainsi on réalise un appui et un guidage des faisceaux. Les faisceaux sont auto-porteurs et à libre dilatation.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre dans laquelle:
  • La figure 1 représente une turbine à échappement axial avec un condenseur en béton situé dans son prolongement.
  • La figure 2 représente en coupe une première réalisation du condenseur selon l'invention.
  • La figure 3 représente en coupe une deuxième réalisation du condenseur selon l'invention.
  • La turbine à vapeur 17 comporte un échappement axial 18 faisant partie du stator 19 (voir figure 1).
  • Elle repose sur un radier en béton 6 par l'intermédiaire d'appuis ou d'appendices en béton 20, 21, 22. Un condenseur en béton 23 est situé dans le prolongement de l'échappement 18. Il comporte une enceinte 1 dont la paroi inférieure est constituée par le radier 6.
  • La paroi avant de l'enceinte 1 correspond à la manchette de raccordement de la turbine 17 avec le condenseur 23. Elle est en forme de pyramide tronquée.
  • Les parois latérales sont munies d'ouvertures 2 pour laisser passer les extrémités de plusieurs faisceaux de tubes superposés. Ces faisceaux sont munis de boites à eau 12, 13 à chaque extrémité. Les faisceaux de tubes sont situés de part et d'autre du prolongement de l'axe de la turbine.
  • Dans le condenseur selon l'invention (voir figure 2) les tubes 5 des faisceaux 4, 4' superposés sont montés à libre dilatation dans des plaques verticales tubulaires 7 et dans des plaques verticales tubulaires d'extrémité 8. Les faisceaux sont situés dans le prolongement de la turbine si bien que la vapeur vient frapper après une course moyenne rectiligne les faisceaux 4, 4'.
  • Les diverses plaques tubulaires 7 et 8 sont solidarisées par des tirants horizontaux 9.
  • Des parois de l'enceinte 1 sont munies au-dessous des ouvertures 2 de supports en acier 11 portant les plaques tubulaires verticales 7 proches des plaques d'extrémité 8.
  • Le pourtour des ouvertures 2 est relié aux plaques d'extrémité 8 par un joint d'étanchéité souple 10 de section en forme de U.
  • Les boîtes à eau 12, 13 sont fixées sur les plaques d'extrémité 8.
  • Pour supporter le faisceau du bas 4 on utilise en plus des piles en béton 14 internes à l'enceinte portées par le radier 6. Ces piles 14 supportent les plaques verticales 7 non supportées par les parois du condenseur.
  • Des plots élastiques 15 sont disposés à la base des plaques 7 supportés par les piles en béton 14, une des plaques 7 proches d'une des plaques d'extrémités est munie également à sa base d'un plot élastique 15. L'autre plaque 7 est montée fixe sur son support 11. Grâce à ces plots élastiques 15 les faisceaux 4 et 4' peuvent se dilater longitudinalement
  • Pour des faisceaux 4, 4' des tirants 16 sont disposés entre des plaques 7 du faisceau du haut 4' et les plaques 7 du faisceau du bas 4 pour régler les fréquences propres de l'ensemble.
  • Selon la seconde réalisation représentée à la figure 3 les boîtes à eau sont faites en béton et sont rapportées sur les parois de l'enceinte.
  • Ainsi l'eau entre dans le faisceau supérieur par la boîte avant supérieure 12' puis sort du faisceau supérieur 4' pour entrer dans le faisceau inférieur 4 à travers la boîte arrière 13 et finalement sort du faisceau inférieur 4 par la boîte avant inférieure 12''.

Claims (5)

  1. Condenseur en béton pour turbine à vapeur à échappement axial, porté par un radier en béton (6), ledit condensateur comprenant une paroi inférieure constituée par le radier (6), des parois latérales, plusieurs faisceaux (4, 4') superposés de tubes (5) chaque faisceau comprend deux plaques tubulaires verticales d'extrémité (8) et des plaques tubulaires verticales intermédiaires (7), caractérisé en ce que:
       les plaques tubulaires verticales d'extrémité (8) sont reliées par des joints d'étanchéité (10) souples aux parois latérales du condenseur, lesdites plaques (7, 8) sont solidarisées entre elles par des tirants (9) et supportent, à libre dilatation, les tubes (5) des faisceaux (4, 4'), les plaques intermédiaires (7) situées à proximité des plaques d'extrémité (8) étant supportées par des supports internes (11) en acier fixés sur les parois latérales du condenseur.
  2. Condenseur en béton selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des plaques intermédiaires (7) supportée par un support interne (11) est munie à sa base de plots élastiques (15).
  3. Condenseur en béton selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte des piles en béton (14) internes au condenseur et portées par le radier (6) supportant des plaques intermédiaires (7) des faisceaux (4) situés à proximité du radier (6).
  4. Condenseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les plaques (7) supportées par les piles en béton (14) sont munies à leur base d'un plot élastique (15).
  5. Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les boîtes à eau (12, 12' 12", 13) sont en béton et sont rapportées sur les parois du condenseur.
EP93402568A 1992-10-21 1993-10-19 Condenseur en béton pour turbine à vapeur à échappement axial avec montage simplifié des faisceaux Expired - Lifetime EP0594499B1 (fr)

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