CA1127562A - Dispositif de repartition d'un melange de vapeur et de liquide dans un separateur d'axe horizontal - Google Patents
Dispositif de repartition d'un melange de vapeur et de liquide dans un separateur d'axe horizontalInfo
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Abstract
Dispositif de répartition et de séparation préliminaire d'un mélange vapeur-liquide dans un séparateur d'axe horizontal, à partir d'une tubulure 10 sur la génératrice inférieure du séparateur. Il comprend deux déflecteurs symétriques 11, 12 en formes de portions de cylindres, d'axes parallèles et perpendiculaires à celui du séparateur, coupés chacun par deux plans obliques, et complétés par trois cloisons 17, 18. Leurs bords sont munis de gouttières 21 de recueil et d'évacuation de l'eau déposée sur leur surface concave, débouchant dans des espaces séparés de la tubulure. Application aux séparateurs-surchauffeurs de vapeur d'eau humide issue d'une turbine de détente.
Description
2~i6~
Dis~ositif de répartition d'un mélan~e de vapeur et de liquide dans un séparateur d'axe horizontal La présente invention concerne un dispoisiti~ de répartition et ~e séparation prélimlnaire d'un mélange de liquide et de vapeur dans un séparateur d'axe horizontal, à partir d'une tubulure disposée pres de la génératrice inférieure 5 de ce séparateur.
Les mélanges de vapeur et de liquide :introduits dan~ 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 10 très homogène~, une partie de l'eau pouvant se rassembler en grosses gout~es qui restent entralnées par la vapeur. Cette eau se dépose à l'entrée de certains éléments séparateurs et les engorge momentanément, de sorte qu'il apparait des instabilités de débit.
Par ailleurs, le débit de mélange vapeur-liquide n'est Jamais complètement un.tforme sur la section droite de la tuyauterie d'alimentation, de sorte qu'il ~'établit faailement des écoulements pré~érentiels du mélange vapeur-liquide à
travers une partie des éléments séparateurs, ce qui empeche le ~onctionnement 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-dessuis, et de procurer un dispositif de répartition danQ un séparateur d'un mélange viapeur-liquide qui arrête les grosses gouttes ou paquets de liquide entra~néq par la vapeur, qui assure une séparation préliminaire du liquide et qui permette de faire fonctionner le séparateur de fason 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 ~orme générale de portioni de cylindres, d'axes parallèles entre eux et perpendi-- . . , ~ : ~ - .:
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culaires à celui du séparateur, symétriques par rapport au plan vertical de symétrie de ladite tubulure perpendiculaire à l'axe du ~éparateur, dans lequel ils possèdent une génératrice commune, coupés chacun par deux plans ooliques par rapport 5 au plan de symétrie longitudinal du séparateur et de trace~
dans le plan du cercle d'accès de ladite tubulure dans le séparateur hors dudit cercle d'accè~, et complétés par trois cloisonq, l~une dans le plan de symétrie longitudinal du séparateur, et s'étendant de ladite génératrice commune jusqu'à l'extérieur 10 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, le~ bords desdits déflecteurs étant munis de gouttières de recueil et d'évacuation de l'eau déposée sur leur surface concave, et 15 débouchant dans le volume compris entre lesdites deux autres cloison~, 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 de vapeur et de liquide et de la teneur de celui-ci en liquide, le liquide déposé
~ur la surface des déflecteurs ne puisse retomber par gravité
avant d'être parvenu dan~ les gouttières de renueil et d'évacuation.
La droite commune aux trois cloisons coupe la surface d'un déflecteur à ~a génératrice la plus élevée.
L'angle des plans obliques déli.mitant les bords d'un déflecteur par rapport au plan de symékrie longitudinal du séparateur est d'environ 25.
La tubulure d'introduction e~t 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 dispo~itif selon ~ ention.
La figure 1 représente une vue générale d'ensemble d'un séparateur-surchauffeur de ~apeur d'eau humide issue ,: ,, , .:; ..
:`" . ' , ' ::' , ' :
';:. ' ' ' ~ '" " ' ': ~" ' ` ' ' d'une kurbine de détente, avec arrachement partiel montrant un dispositif d'introduction de la vapeur d'eau humide à sécher et surchauf~er.
La figure 2 représente en perspective le dispoqitif 5 d'introduction de la vapeur d'eau humide.
La figure 3 représente en plan avec arrachement partiel le même dispositif.
La figure 4 représente le même dispos:Lti~ en élévation, avec coupe partielle de la partie droite.
~ans la figure 1, le séparateur-surchau~eur 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 15 surchauffeurs dans sa partie supérieure. Une tubulure d'évacuation 4 de l'eau retenue dans les élémentq séparateurs est disposée au milleu de la virole, cependant que de petites tubulures 6, 7 permettent l'évacuation de l'eau séparée initialement dan~
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 figureq 2 à 4, le dispositir d'introduction de la vapeur humide et de séparation préliminaire d'eau est placé au-desqus 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 eqt tronconique, et de demi-angle au sommet l5.
Le dispositi~ se compose de deux deflecteurs 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-surchauf~eur. La tôle cylindrique 11 sur la droite de la figure est délimitée d'une part par le plan horizontal du bord 10B de la tubulure, l'axe de cette tôle étant au-des~ous de ce plan horizontal, d'autre part par deux plans verticaux obliques par rapport au plan de symétrie longltudinal du séparateur-. ~ , .
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surchauf~eur, et faisant par exemple un angle de 25 avecce dernier. L'ensemble des déflecteurs 11 et 12 est renforcé
par des tôles planes 13A perpendiculaires à l'axe de symétrie du séparateur-surchau~eur et 14, 15, 16 parallèles à ce même 5 axe. Les deux dé~lecteurs se coupent ~elon la g~inératrice 13B.
Par ailleurq, des cloisons telles que 17 coupant la cloison médiane 18 selon le segment vertical 19, viennent limiter le volume danq lequel peut s'écouler la vapeur humide.
Enfin, des cloisons telles que 20 dans les plans verticaux 10 obliques délimitant les tôles 11 et 12, ré~ervent entre elles un volume de tranquillisation dans lequel peut se déverser l'eau qui s'est séparée de la vapeur humide en ~e déposant sur la surface inférieure des tôles 11 et 12 9 puis en ruisselant ~usqu'aux gouttières de recueil telle que 21, de section droite 15 en forme d'U, dont le jambage i.nterne est plus court que le jambage externe, ce dernier étant ~oudé 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 conduits 20 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 25 in~érieure des toles 11 et 12. Les grosses gouttes d'eau se déposent sur celle-ci et sont entra~nées par la vapeur vers les gouktières 21, cependant que la vapeur humide contourne le bord des tôles 11 et 12 et repart vers le haut dans le ~éparateur-surch~uffeur. L'angle avec la verticale du plan 30 tanæent 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 tales ne puisse retomber par gravité dans la tubulure lO.
Dans les gouttières 21, l'eau s'écoule vers le bas de part et d'autre, et déboucne de chaque caté en dehors du cylindre vertical qui surmonte le cercle 1~. Elle ne peut donc retomber dans la tubulure 10 pour ~e trouver à nouveau ;, .. ,. , .
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7~
entraînée par la vapeur humide. En particulier, 1'eau qui s'écoule dans la gouttière 21 vers la cloison 20 traverqe celle-ci et s'écoule vers le bas dans l'espace délimité par les cloisons telles que 17 et 20, à travers la tôle per~orée ~2, pUi9 elle est évacuée par les tubulures 23, 24 Bien que le di~positif de répartition et de préséparation qui vient d'être décrit en référence aux figure3 parais~e préférable, on comprendra que diverses modi~icationq peuvent lui être apportées ~ans sortir du cadre de l'invention, certain~
de ses éléments pouvant être remplacé~ par dlautre~ qui joueraient un rôle analogue.
L'invention s'applique en premier lieu aux separateurs-surchauf~eurs 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 tou~ les ca~ où il convl~nt d'effectuer une séparation préliminaire de liquide dans un mélange de vapeur et de liquide, surtout quand une partie du liquide est sous ~orme de grosses goutte~.
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Dis~ositif de répartition d'un mélan~e de vapeur et de liquide dans un séparateur d'axe horizontal La présente invention concerne un dispoisiti~ de répartition et ~e séparation prélimlnaire d'un mélange de liquide et de vapeur dans un séparateur d'axe horizontal, à partir d'une tubulure disposée pres de la génératrice inférieure 5 de ce séparateur.
Les mélanges de vapeur et de liquide :introduits dan~ 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 10 très homogène~, une partie de l'eau pouvant se rassembler en grosses gout~es qui restent entralnées par la vapeur. Cette eau se dépose à l'entrée de certains éléments séparateurs et les engorge momentanément, de sorte qu'il apparait des instabilités de débit.
Par ailleurs, le débit de mélange vapeur-liquide n'est Jamais complètement un.tforme sur la section droite de la tuyauterie d'alimentation, de sorte qu'il ~'établit faailement des écoulements pré~érentiels du mélange vapeur-liquide à
travers une partie des éléments séparateurs, ce qui empeche le ~onctionnement 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-dessuis, et de procurer un dispositif de répartition danQ un séparateur d'un mélange viapeur-liquide qui arrête les grosses gouttes ou paquets de liquide entra~néq par la vapeur, qui assure une séparation préliminaire du liquide et qui permette de faire fonctionner le séparateur de fason 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 ~orme générale de portioni de cylindres, d'axes parallèles entre eux et perpendi-- . . , ~ : ~ - .:
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culaires à celui du séparateur, symétriques par rapport au plan vertical de symétrie de ladite tubulure perpendiculaire à l'axe du ~éparateur, dans lequel ils possèdent une génératrice commune, coupés chacun par deux plans ooliques par rapport 5 au plan de symétrie longitudinal du séparateur et de trace~
dans le plan du cercle d'accès de ladite tubulure dans le séparateur hors dudit cercle d'accè~, et complétés par trois cloisonq, l~une dans le plan de symétrie longitudinal du séparateur, et s'étendant de ladite génératrice commune jusqu'à l'extérieur 10 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, le~ bords desdits déflecteurs étant munis de gouttières de recueil et d'évacuation de l'eau déposée sur leur surface concave, et 15 débouchant dans le volume compris entre lesdites deux autres cloison~, 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 de vapeur et de liquide et de la teneur de celui-ci en liquide, le liquide déposé
~ur la surface des déflecteurs ne puisse retomber par gravité
avant d'être parvenu dan~ les gouttières de renueil et d'évacuation.
La droite commune aux trois cloisons coupe la surface d'un déflecteur à ~a génératrice la plus élevée.
L'angle des plans obliques déli.mitant les bords d'un déflecteur par rapport au plan de symékrie longitudinal du séparateur est d'environ 25.
La tubulure d'introduction e~t 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 dispo~itif selon ~ ention.
La figure 1 représente une vue générale d'ensemble d'un séparateur-surchauffeur de ~apeur d'eau humide issue ,: ,, , .:; ..
:`" . ' , ' ::' , ' :
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La figure 2 représente en perspective le dispoqitif 5 d'introduction de la vapeur d'eau humide.
La figure 3 représente en plan avec arrachement partiel le même dispositif.
La figure 4 représente le même dispos:Lti~ en élévation, avec coupe partielle de la partie droite.
~ans la figure 1, le séparateur-surchau~eur 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 15 surchauffeurs dans sa partie supérieure. Une tubulure d'évacuation 4 de l'eau retenue dans les élémentq séparateurs est disposée au milleu de la virole, cependant que de petites tubulures 6, 7 permettent l'évacuation de l'eau séparée initialement dan~
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 figureq 2 à 4, le dispositir d'introduction de la vapeur humide et de séparation préliminaire d'eau est placé au-desqus 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 eqt tronconique, et de demi-angle au sommet l5.
Le dispositi~ se compose de deux deflecteurs 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-surchauf~eur. La tôle cylindrique 11 sur la droite de la figure est délimitée d'une part par le plan horizontal du bord 10B de la tubulure, l'axe de cette tôle étant au-des~ous de ce plan horizontal, d'autre part par deux plans verticaux obliques par rapport au plan de symétrie longltudinal du séparateur-. ~ , .
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surchauf~eur, et faisant par exemple un angle de 25 avecce dernier. L'ensemble des déflecteurs 11 et 12 est renforcé
par des tôles planes 13A perpendiculaires à l'axe de symétrie du séparateur-surchau~eur et 14, 15, 16 parallèles à ce même 5 axe. Les deux dé~lecteurs se coupent ~elon la g~inératrice 13B.
Par ailleurq, des cloisons telles que 17 coupant la cloison médiane 18 selon le segment vertical 19, viennent limiter le volume danq lequel peut s'écouler la vapeur humide.
Enfin, des cloisons telles que 20 dans les plans verticaux 10 obliques délimitant les tôles 11 et 12, ré~ervent entre elles un volume de tranquillisation dans lequel peut se déverser l'eau qui s'est séparée de la vapeur humide en ~e déposant sur la surface inférieure des tôles 11 et 12 9 puis en ruisselant ~usqu'aux gouttières de recueil telle que 21, de section droite 15 en forme d'U, dont le jambage i.nterne est plus court que le jambage externe, ce dernier étant ~oudé 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 conduits 20 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 25 in~érieure des toles 11 et 12. Les grosses gouttes d'eau se déposent sur celle-ci et sont entra~nées par la vapeur vers les gouktières 21, cependant que la vapeur humide contourne le bord des tôles 11 et 12 et repart vers le haut dans le ~éparateur-surch~uffeur. L'angle avec la verticale du plan 30 tanæent 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 tales ne puisse retomber par gravité dans la tubulure lO.
Dans les gouttières 21, l'eau s'écoule vers le bas de part et d'autre, et déboucne de chaque caté en dehors du cylindre vertical qui surmonte le cercle 1~. Elle ne peut donc retomber dans la tubulure 10 pour ~e trouver à nouveau ;, .. ,. , .
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entraînée par la vapeur humide. En particulier, 1'eau qui s'écoule dans la gouttière 21 vers la cloison 20 traverqe celle-ci et s'écoule vers le bas dans l'espace délimité par les cloisons telles que 17 et 20, à travers la tôle per~orée ~2, pUi9 elle est évacuée par les tubulures 23, 24 Bien que le di~positif de répartition et de préséparation qui vient d'être décrit en référence aux figure3 parais~e préférable, on comprendra que diverses modi~icationq peuvent lui être apportées ~ans sortir du cadre de l'invention, certain~
de ses éléments pouvant être remplacé~ par dlautre~ qui joueraient un rôle analogue.
L'invention s'applique en premier lieu aux separateurs-surchauf~eurs 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 tou~ les ca~ où il convl~nt d'effectuer une séparation préliminaire de liquide dans un mélange de vapeur et de liquide, surtout quand une partie du liquide est sous ~orme de grosses goutte~.
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Claims (5)
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).
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la droite (19) commune aux trois cloisons coupe la surface du détecteur à sa génératrice la plus élevée.
4. Dispositif selon la revendication 1, 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 la revendication 1, caractérisé en ce que la tubulure d'introduction (10) est tronconique, et de demi-angle au sommet voisin de 15°.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7833183 | 1978-11-24 | ||
| FR7833183A FR2442069A1 (fr) | 1978-11-24 | 1978-11-24 | Dispositif de repartition d'un melange de vapeur et de liquide dans un separateur d'axe horizontal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1127562A true CA1127562A (fr) | 1982-07-13 |
Family
ID=9215285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA340,566A Expired CA1127562A (fr) | 1978-11-24 | 1979-11-23 | Dispositif de repartition d'un melange de vapeur et de liquide dans un separateur d'axe horizontal |
Country Status (10)
| Country | Link |
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| CA (1) | CA1127562A (fr) |
| CH (1) | CH631901A5 (fr) |
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| FR (1) | FR2442069A1 (fr) |
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| FR2579298B1 (fr) * | 1985-03-22 | 1987-05-07 | Stein Industrie | Dispositif de sechage et de surchauffe de vapeur par echange de chaleur |
| RU2185227C2 (ru) * | 2000-08-28 | 2002-07-20 | Алтайский государственный аграрный университет | Устройство для понижения влажности воздуха |
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