FR2620196A1 - CONDENSATE EVACUATION SYSTEM - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système d'évacuation du condensat d'appareils à compression de vapeurs condensables ou d'appareils séparateurs comportant un réservoir collecteur de condensat, dont les entrées sont liées à l'aide de conduites munies des fermetures hydrauliques, à chaque appareil comportant un espace de vapeur. Selon l'invention, chaque fermeture hydraulique 5 est munie d'un séparateur 8 ayant une sortie 10 de la vapeur et une sortie 9 de l'eau, cette dernière étant disposée au-dessous de l'entrée correspondante 2 du réservoir collecteur de condensat 1. L'invention s'applique notamment aux dispositifs destinés à évacuer un liquide de cavités closes contenant des gaz et des vapeurs.The invention relates to a system for evacuating condensate from condensable vapor compression devices or separating devices comprising a condensate collecting tank, the inlets of which are connected by means of pipes fitted with hydraulic closures, to each device. comprising a vapor space. According to the invention, each hydraulic closure 5 is provided with a separator 8 having an outlet 10 for steam and an outlet 9 for water, the latter being arranged below the corresponding inlet 2 of the condensate collecting tank. 1. The invention applies in particular to devices intended to evacuate a liquid from closed cavities containing gases and vapors.
Description
La présente invention concerne les dispositifs destinés à évacuer unThe present invention relates to devices intended to evacuate a
liquide de cavités closes contenant des gaz et des vapeurs et a notamment pour objet des liquid of closed cavities containing gases and vapors, and in particular
systèmes d'évacuation du condensat. condensate drainage systems.
L'invention peut être utilisée dans la technique de la chaleur, dans l'industrie énergétique dans des centrales thermiques et nucléaires, dans la technique frigorifique pour l'évacuation du condensat d'appareils à compression de vapeurs condensables et/ou The invention can be used in the heat technology, in the energy industry in thermal and nuclear power plants, in refrigeration technology for condensate evacuation from condensable vapor compression apparatus and / or
O d'appareils séparateurs.O separating devices.
On connalt un système d'évacuation du condensat d'appareils à compression de vapeurs condensables ("Essai des séparateurs intermédiairessurchauffeur de vapeur d'une turbine à la centrale nucléaire de Kolsk" par A.P.Volkov et autres, Teplotekhnika, n 7, 1977, (Moscou), pages 28 à 31) comportant un réservoir collecteur du condensat, lié par une conduite à chaque appareil. Le fonctionnement du système est fondé sur O l'évacuation du condensat grâce à la différence de hauteur entre les appareils à compression de vapeurs condensables et le réservoir collecteur du condensat. Ce système est caractérisé par une évacuation instable du condensat du fait que celui-ci se déplace dans des conduites avec des bulles de vapeur. En outre, la différence de pression qui se forme dans les appareils à compression de vapeurs condensables aboutit à un écoulement intensif de la vapeur d'un appareil à l'autre à travers les conduites, à la formation d'un déplacement D de la vapeur et du condensat en sens inverse, à un écoulement difficile et à l'interruption de l'écoulement du condensat de l'appareil dans lequel la pression est la plus faible. En conséquence, cet appareil se trouve inondé du condensat, ce qui entraîne sa panne et l'arrêt du fonctionnement de tout l'ensemble du système A condensate evacuation system of condensable vapor compression apparatus is known ("Testing intermediate separators on steam heater of a turbine at the Kolsk nuclear power station" by AP Volkov and others, Teplotekhnika, No. 7, 1977, ( Moscow), pages 28 to 31) having a condensate collecting tank, connected by a pipe to each apparatus. The operation of the system is based on O condensate evacuation due to the difference in height between the condensable vapor compression apparatus and the condensate collecting tank. This system is characterized by an unstable evacuation of the condensate because it moves in pipes with steam bubbles. In addition, the pressure difference which is formed in the condensable vapor compression apparatus results in an intensive flow of steam from one apparatus to another through the ducts, to the formation of a displacement D of the steam and condensate in the opposite direction, at a difficult flow and at the interruption of the flow of the condensate of the apparatus in which the pressure is the lowest. As a result, this unit is flooded with condensate, resulting in its failure and the shutdown of the entire system.
d'évacuation du condensat.condensate drain.
On connaît également un système d'évacuation du condensat des appareils à compression de vapeurs condensables ("Turbines pour les centrales nucléaires" par B.I. Troyanovsky, 1978, Energia, (Moscou), page 206) comportant un réservoir collecteur du condensat, dont les entrées sont mises en communication par des conduites, munies de fermetures hydrauliques, avec chaque appareil Also known is a condensate evacuation system of condensable vapor compression apparatus ("Turbines for Nuclear Power Plants" by BI Troyanovsky, 1978, Energia, (Moscow), page 206) having a condensate collecting tank, whose inputs are connected by pipes, equipped with hydraulic closures, with each device
ayant un espace de vapeur.having a vapor space.
Le fonctionnement du système est également fondé sur l'évacuation du condensat grâce à la différence de hauteur entre les appareils à compression de vapeurs The operation of the system is also based on condensate evacuation due to the difference in height between the vapor compression devices
condensables et le réservoir collecteur de condensat. condensables and the condensate collecting tank.
Les inconvénients de ce système sont analogues à ceux déjà décrits cidessus. De plus, la présence d'une fermeture hydraulique sur la conduite aboutit à la formation de cavités de vapeur dans la partie descendante de la fermeture hydraulique par suite de la suspension de bulles de vapeur dans le condensat, à l'inversion de l'écoulement du condensat, à l'accélération du courant entraînant une chute de la pression dans la conduite et une formation complémentaire de vapeur à la suite de l'ébullition du condensat. En conséquence, des pulsations de courant y sont engendrées qui aboutissent à des vibrations de la conduite, à la fermeture et à l'inversion du courant du condensat et au remplissage des The disadvantages of this system are similar to those already described above. In addition, the presence of a hydraulic closure on the pipe results in the formation of vapor cavities in the downward part of the hydraulic closure as a result of the suspension of vapor bubbles in the condensate, the reversal of the flow. condensate, the acceleration of the current resulting in a drop in the pressure in the pipe and a complementary formation of steam following the boiling of the condensate. As a result, current pulsations are generated which result in pipe vibrations, closure and reversal of the condensate flow and filling of the condensate.
appareils à compression de vapeurs condensables. condensable vapor compression apparatus.
On s'est donc proposé de mettre au point un système pour l'évacuation du condensat, dans lequel il serait possible d'assurer l'évacuation stable du condensat grâce à la modification de la conception de la It was therefore proposed to develop a system for the evacuation of condensate, in which it would be possible to ensure the stable evacuation of condensate through the modification of the design of the condensate.
fermeture hydraulique.hydraulic closure.
Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un système d'évacuation du condensat des appareils à compression de vapeurs condensables et/ou des appareils de séparation, système qui comporte un réservoir collecteur du condensat dont les entrées sont reliées, par l'intermédiaire de conduites munies des fermetures hydrauliques, à chaque appareil ayant un volume de vapeur, caractérisé en ce que chaque fermeture hydraulique est pourvue d'un séparateur ayant une sortie O d'eau et une sortie de vapeur, la sortie de l'eau étant disposée au-dessous de l'entrée correspondante du The problem thus posed is solved by means of a condensate evacuation system of the condensable vapor compression apparatus and / or separating apparatus, which system comprises a condensate collecting tank whose entrances are connected, by means of a intermediate pipe with hydraulic closures, each device having a volume of steam, characterized in that each hydraulic closure is provided with a separator having a water outlet O and a steam outlet, the outlet of the water being arranged below the corresponding entry of the
réservoir collecteur du condensat.condensate collecting tank.
Il est également avantageux que, dans le système d'évacuation du condensat, la sortie de la vapeur du séparateur soit mise en communication avec le volume It is also advantageous that, in the condensate discharge system, the steam outlet of the separator is brought into communication with the volume.
de vapeur d'un appareil correspondant. steam of a corresponding apparatus.
Il est également.avantageux que le séparateur, dans le système d'évacuation du condensat, soit réalisé It is also advantageous for the separator in the condensate drainage system to be realized
avec séparation par gravité.with gravity separation.
O Ainsi, on évacue l'humidité des appareils à compression de vapeurs condensables et/ou des appareils de sépararion dans le séparareur et, de celui-ci, dans le réservoir pour la collecte du condensat. En disposant le séparateur au point inférieur de la branche descendante de la conduite d'évacuation du condensat, en disposant la sortie de l'eau du séparateur au-dessous du réservoir collecteur du condensat ainsi qu'en reliant la sortie de la vapeur du séparateur à l'espace de vapeur d'un appareil correspondant, on stabilise le drainage de O l'humidité de l'appareil, on supprime la surpression du réservoir collecteur du condensat, on élimine les vibrations des conduites de drainage de l'humidité grâce à la séparation et au recyclage de la vapeur entraînée et de la vapeur résultant de l'ébullition secondaire dans l'appareil. Le système d'évacuation du condensat devient stable à l'entraînement de la vapeur et à la suralimentation du réservoir collecteur du condensat et à Thus, moisture is removed from the condensable vapor compression apparatus and / or separation apparatus in the separator and from the latter to the condensate collection tank. By arranging the separator at the lower point of the descending branch of the condensate drain, arranging the water outlet of the separator below the condensate collecting tank and connecting the outlet of the separator vapor in the vapor space of a corresponding apparatus, the drainage of the humidity of the apparatus is stabilized, the overpressure of the collecting tank of the condensate is suppressed, the vibrations of the drainage pipes of the moisture are eliminated thanks to separating and recycling the entrained vapor and the steam resulting from the secondary boiling in the apparatus. The condensate discharge system becomes stable at the steam drive and supercharging of the condensate collecting tank and at
la différence de pression entre les appareils. the pressure difference between the devices.
Le système d'évacuation du condensat fonctionne d'une manière stable, même à la perte du niveau dans le réservoir collecteur du condensat et permet de drainer d'une manière stable et fiable l'humidité de plusieurs The condensate drain system operates in a stable manner, even at the loss of the level in the condensate collecting tank, and makes it possible to drain the moisture of several
appareils dans un réservoir collecteur du condensat. apparatus in a condensate collecting tank.
Entre outre, en utilisant un séparateur d'un type fonctionnant par gravité, on supprime les pertes d'énergie dépensées auparavant pour la séparation de la Moreover, by using a separator of a type operating by gravity, the losses of energy previously spent for separating the
vapeur et du condensat.steam and condensate.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux The invention will be better understood and other purposes, details and advantages thereof will become more apparent
à la lumière de la description explicative qui va suivre in the light of the following explanatory description
d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence au dessin non limitatif annexé dans lequel est représentée une vue d'ensemble d'un système d'évacuation du condensat utilisé of an embodiment given solely by way of non-limiting example with reference to the appended non-limiting drawing in which is shown an overview of a condensate evacuation system used
pour des appareils séparateurs, selon l'invention. for separating apparatus according to the invention.
On va examiner un système de séparation du We will examine a system of separation of
condensat de deux appareils de séparation. condensate of two separation apparatus.
Le système de séparation du condensat comporte un réservoir collecteur du condensat 1, dont les entrées 2 sont reliées, au moyen des tronçons descendants de la conduite 3 et des tronçons ascendants de la conduite 4, ayant des fermetures hydrauliques 5, à chaque appareil 6, ayant un espace de vapeur 7. Chaque fermeture hydraulique 5 est munie d'un séparateur 8 possédant une sortie 9 de l'eau et une sortie 10 de la vapeur. La sortie 9 de l'eau est disposée au-dessous de l'entrée 2 The condensate separation system comprises a collector tank of the condensate 1, whose inlets 2 are connected, by means of the descending sections of the pipe 3 and the ascending sections of the pipe 4, having hydraulic closures 5, to each apparatus 6, having a vapor space 7. Each hydraulic closure 5 is provided with a separator 8 having an outlet 9 of the water and an outlet 10 of the steam. The outlet 9 of the water is arranged below the inlet 2
correspondante du réservoir collecteur du condensat 1. corresponding condensate collecting tank 1.
Chaque appareil séparateur 6 comporte un corps 11, une tubulure d'évacuation 12, une chambre d'entrée 13, des Each separating apparatus 6 comprises a body 11, a discharge pipe 12, an inlet chamber 13,
éléments de séparation 14, un collecteur du condensat 15,- separating elements 14, a collector of the condensate 15, -
un surchauffeur de vapeur 16 et une tubulure d'échappement 17. Le séparateur 8 est du type fonctionnant par gravité, alors que sa sortie 10 de la vapeur est mise en communication, par une conduite 18, avec l'espace de vapeur 7 de l'appareil séparateur 6. Le réservoir collecteur du condensat i possède un espace de vapeur 19 mis en communication, par une conduite 20, avec l'espace de vapeur 7 de chaque appareil 6 et une tubulure a steam superheater 16 and an exhaust manifold 17. The separator 8 is of the gravity operating type, while its outlet 10 of the steam is put in communication, via a pipe 18, with the vapor space 7 of the separating apparatus 6. The condensate collecting tank i has a vapor space 19 placed in communication, via a pipe 20, with the vapor space 7 of each apparatus 6 and a tubing
D de sortie 21.D of exit 21.
Le système d'évacuation du condensat fonctionne The condensate drain system works
de la manière suivante.as follows.
Des cylindres haute pression d'une turbine à vapeur humide (non représentée sur le dessin), la vapeur à humide parvient, à travers la tubulure de sortie 12, disposée sur le corps 11, dans la.chambre d'entrée 13, ensuite la vapeur humide passe par les éléments de séparation 14 o elle est séparée en eau (condensat) qui parvient dans le collecteur de condensat 15 et vapeur D sèche qui arrive dans l'espace de vapeur 7 de l'appareil séparateur 6. Ensuite, la vapeur passe par le surchauffeur de vapeur 16 et la tubulure d'évacuation 17 et se dirige vers les cylindres basse pression de la turbine. à Du collecteur de condensat 15, le condensat parvient, par le tronçon descendant de la conduite 3, dans le séparateur 8. Par suite des particularités de la conception des appareils 6, le condensat qui se déplace suivant le tronçon descendant de la conduite 3, contient D encore une quantité suffisamment grande de vapeur. En équipant la fermeture hydraulique 5 d'un séparateur 8, on réussit à séparer la vapeur du condensat et à assurer un mouvement stable du condensat du séparateur 8, à travers la sortie 9 de l'eau, suivant le tronçon ascendant de la a conduite 4 et à-travers l'entrée 2, dans le réservoir collecteur du condensat 1. De ce réservoir, le condensat se dirige à travers la conduite de sortie 21 vers le High pressure cylinders of a wet steam turbine (not shown in the drawing), the wet steam reaches, through the outlet pipe 12, disposed on the body 11, in the inlet chamber 13, then the wet vapor passes through the separating elements 14 o it is separated in water (condensate) which reaches the condensate collector 15 and dry steam D which arrives in the vapor space 7 of the separating apparatus 6. Then the steam passes through the steam superheater 16 and the exhaust pipe 17 and goes to the low pressure cylinders of the turbine. At the condensate trap 15, the condensate reaches, through the downstream section of the pipe 3, into the separator 8. As a result of the particularities of the design of the apparatus 6, the condensate which moves along the downward section of the pipe 3, still contains a sufficiently large quantity of vapor. By equipping the hydraulic closure 5 with a separator 8, it is possible to separate the steam from the condensate and to ensure a stable movement of the condensate of the separator 8, through the outlet 9 of the water, following the ascending section of the duct. 4 and through the inlet 2, in the condensate collecting tank 1. From this reservoir, the condensate is directed through the outlet pipe 21 towards the
système de régénération de chaleur de la turbine. heat regeneration system of the turbine.
En disposant la sortie 9 de l'eau du séparateur 8 au-dessous de l'entrée 2 du réservoir collecteur de condensat 1, on crée un niveau garanti du condensat dans le séparateur 8. La surface de la section transversale du séparateur 8 assure une vitesse de descente du condensat dans le séparateur 8 inférieure à la vitesse de remontée des bulles de vapeur, ce qui conduit au dégagement de la vapeur du condensat, autrement dit, on réalise, dans le By arranging the outlet 9 of the water of the separator 8 below the inlet 2 of the condensate collecting tank 1, a guaranteed level of condensate is created in the separator 8. The surface of the cross section of the separator 8 ensures a rate of descent of the condensate in the separator 8 lower than the rate of rise of the vapor bubbles, which leads to the release of steam condensate, in other words, it is realized, in the
séparateur 8, le principe de la séparation par gravité. separator 8, the principle of separation by gravity.
Du séparateur 8, la vapeur revient, à travers la sortie de la vapeur, par la conduite 18, dans l'espace de vapeur 7 de l'appareil 6. On utilise ainsi la vapeur entraînée par le condensat de l'appareil 6. En reliant l'espace de vapeur 19 du réservoir collecteur de condensat 1, par la conduite 20, à l'espace de vapeur 7 de l'appareil séparateur 6, on assure l'égalisation des From the separator 8, the vapor returns, through the outlet of the steam, via the pipe 18, in the vapor space 7 of the apparatus 6. The steam entrained by the condensate of the apparatus 6 is thus used. connecting the vapor space 19 of the condensate collecting tank 1, via the pipe 20, to the vapor space 7 of the separating apparatus 6, the equalization of the
pressions dans ces réservoirs.pressures in these tanks.
Dans le cas de la présence d'une différence de pression entre deux appareils séparateurs 6, un niveau du condensat correspondant à la pression s'établit dans les séparateurs 8 alors que tout l'ensemble du système d'évacuation du condensat assure, même dans ce cas une In the case of the presence of a pressure difference between two separating devices 6, a condensate level corresponding to the pressure is established in the separators 8 while the whole of the condensate evacuation system ensures, even in this case a
évacuation stable du condensat.stable evacuation of the condensate.
Le mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus assure une évacuation fiable et stable du condensat des appareils séparateurs en présence et en l'absence d'une différence de pression entre les appareils ce qui empêche, en définitive, la formation de vibrations des conduites, prévient l'accumulation du condensat dans les appareils, l'endommagement des éléments constitutifs des appareils, des conduites et de la turbine. Le mode de réalisation du système d'évacuation du condensat augmente, en général, la The embodiment of the invention described above ensures a reliable and stable discharge of condensate separating devices in the presence and in the absence of a pressure difference between the devices which ultimately prevents the formation of vibrations ducts, prevents the accumulation of condensate in appliances, damage to the components of appliances, pipes and turbine. The embodiment of the condensate evacuation system increases, in general, the
fiabilité du fonctionnement de la turbine. reliability of the operation of the turbine.
On vient d'examiner la variante de l'évacuation du condensat de deux appareils séparateurs. Le sustème de séparation du condensat fonctionne d'une manière analogue dans le cas de son utilisation pour l'évacuation du condensat des appareils à vapeur et à condensat ainsi que dans le cas o le nombre d'appareils est supérieur à The variant of the condensate evacuation of two separating devices has just been examined. The condensate separation system functions in a similar way in the case of its use for condensate evacuation from steam and condensate appliances as well as in the case where the number of devices is greater than
O deux.O two.
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