Brevet FR2012923A1 — publié le 19700327

La présente invention concerne un raccord étanche aux liquides, résistant à la pression et isolant de l'électricité de deux conduits tubulaires conducteurs d'électricité sous tension continue pour le conduit de fluide refroidisseur, par exemple 5 d'eau, dans un enroulement refroidi directement d'une machine électrique, en particulier dans un enroulement d'excitation d'un rotor de turbo-génératrice. Il sst connu d'utiliser pour de tels usages des tuyaux souples isolants, par exemple en polytétrafluoroéthylène, dési-10 gné dans le commerce sous le nom de Teflon, avec des raccords de tuyaux souples sous haute pression correspondant et, en outre, des armatures ou blindages résistant à la pression, par exemple des revêtements ou enroulements en soie de verre. En outre, il est connu d'utiliser, pour des raccords tubulaires de ce genre3 15 une enveloppe d'écartement résistant à la pression et aux déformations propres en matière céramique puis de serrer cette enveloppe au moyen de manchons de serrage et de bagues d'étanchéité d'une manière étanche aux liquides l'une contre l'autre. Comme matière première pour les raccords de tuyaux souples sous haute 20 pression ainsi que pour les manchons de serrage, on utilise, de préférence, de l'acier inoxydable dans les zones où ils viennent en contact avec de l'eau. En présence de ions métalliques surtout d'ions de cuivre ainsi que de composés métalliques en suspension, il se dépose, 25 non seulement sur les pièces métalliques, mais aussi sur les enveloppes isolantes en matière céramique, des produits corrosifs constitués par des hydroxydes et des oxydes métalliques, le dépôt est fortement accéléré par les tensions de service qui sont appliquées. Les produits de corrosion ont le comportement 30 d'un semi-conducteur qui conduit relativement bien au contact de l'eau mais qui n'est que très faiblement conducteur à l'état sec. De ce fait, les courants passant par les raccords de tuyaux isolants peuvent être plus de cent fois supérieurs à la conduc-tivité de l'eau et, de façon correspondante, aux dimensions. 35 Même lors d'une préparation de l'eau avec beaucoup de soin au moyen d'échangeurs d'ions et de filtres fins, des dépôts de ce genre ne peuvent qu'être retardés mais jamais complètement évités. Les dépôts commencent aux cathodes et passent de là par les distances isolantes aux anodes. Les directions d'écoulement 69 23566 2 2012923 même à des vitesses d'écoulement d'eau de 6 m/s et au-dessus il'ont pratiquement pas d'influence sur ces processus. Alors qu'avec de l'acier inoxydable ou avec d'autres métaux et alliages résistant normalement à l'sau préparés de faible 5 conductivités il ne se produit pas de changement aux cathodes sous l'action de la tension ou l'ampérage du courant continu» On observe aux oxydesf surtout lorsque les électrodes sont à une faible distance et lorsqu'il s'agit de haute tension, ds fortes décompositions éleetrolytiques correspondant aux courants 10 relativement grands. De ce fait, il peut se produire déjà au bout de peu de temps, par das décompositions éleetrolytiques, des parties rongées, ce qui a lieu d'autant plus rapidement et d'autant plus fortement, que la longueur de construction est plus courte. 15 L'invention crée un raccord de tubes isolants de l'électri cité et sûr en fonctionnement ayant une longueur de construction relativement courte qui résiste aux sollicitations éleetrolytiques se produisant dans des enroulements d'excitation refroidis par eau de rotors ds turbo-génératrice,, c'est-à-dire qui évite 20 des décompositions éleetrolytiques dans la sone du coté anode. L'invention consiste en ce que, dans le raccord mentionné au débat de deux conduits tubulaires, l'électrode travaillant comme anode est prolongée au-delà des surfaces d'étanchéité vers la cathode et cette extrémité saillante est en platine ou 25 en métaux ou alliages analogues résistant aux décompositions éleetrolytiquess ou bien cette extrémité est munie d'un revêtement en matières de ce genre tandis que toutes les autres parties métalliques, y compris le côté cathode, sont fabriquées en pièces métalliques ou en alliages ordinaires résistant à l'eau, 30 en particulier à l'eau complètement dessalée. Par une telle réalisation résistant aux décompositions éleetrolytiques des extrémités des conduits tubulaires travail- . lant comme anodes, les pièces particulièrement exposées en ce qui concerne la sûreté de fonctionnement, sont protégées et ne 35 sont pas attaquées. Il s'agit, ici, dans le eas de raccords de conduits tubulaires comportant des enveloppes céramique et des joints toriques, des surfaces d'étanchéité métalliques placées contre ces joints toriques des extrémités des conduits tubulaires. Dans le cas de tuyaux souples pour haute pression, en 69 23566 3 20T2923 Téflon, selon l'invention, le vissage du côté anode et les joints écrasés, sont protégés de la décomposition électrolytique. L'invention crée un raccord de tuyaux isolant 'de l'électricité relativement court et sûr en fonctionnement. Tandis que 5 dans les raccords de tuyaux connus jusqu'ici, des parties étaient toujours rongées, avec des longueurs de construction courtes, cette corrosion se produisait beaucoup plus rapidement et fortement qu'avec des constructions longues, la corrosion ne se produit pratiquement plus avec une réalisation conforme à l'inven-10 tion, c'est-à-dire qu'on peut maintenant utiliser de courtes longueurs de construction pour des raccords de tuyaux de ce genre sans que la sûreté de fonctionnement soit compromise. Ceci s'applique tant aux raccords de tuyaux à tubes de Téflon qu'également aux raccords de tuyaux utilisant des enveloppes céramique 15 et des joints toriques. Etant donné que, selon l'invention, la corrosion est évitée on sBsure une sûreté de fonctionnement absolue. Une courte longueur de construction devenant possible, selon l'invention, est extrêmement avantageuse car, avec une 20 utilisation optimale du refroidissement par eau du rotor, il faut refroidir des demi-spires de bobine et le grand nombre nécessaire, de ce fait, de raccords de tuyaux, en raison de leur courte longueur, peut bien être disposé. Il est maintenant possible de placer ces raccords de tuyaux à l'extérieur de l'espace 25 de tête de l'enroulement sur des flasques, des turbines, en des endroits bien accessibles, ce qui rend possible une révision et un changement éventuel sans démontage de l'enroulement. Il suffit que les enveloppes de platine, etc ... fassent saillie d'environ 3 mm vers la cathode des surfaces d'étanchéité ou des en-30 droits à protéger en acier inoxydable. Par les enveloppes résistant aux décompositions éleetrolytiques et qui font saillie vers la cathode, toutes les pièces et surfaces placées derrière sont protégées et ne sont pas attaquées. Des exemples de réalisation de l'invention sont illustrés 35 aux fig. 1 à 5 du dessin annexé. Suivant la fig. 1, deux conduits tubulaires 10 et 11 sont reliés à leurs extrémités 12 et 13 par une enveloppe en céramique intercalée 14 au moyen d'un manchon de serrage 15 et d'un écrou de serrage 16. Des joints toriques 19 et 20 sont placés 69 23566 4 2012923 dans des rainures annulaires 17, 18 des extrémités des conduits annulaires. Le côté anode du raccord de conduit est désigné par 21 et le côté cathode par 22. Il est prévu sur l'extrémité 12 du conduit, du côté anode, un manchon de platine 23 s'étendant 5 au-delà du joint torique 19 vers le côté cathode; ce manchon de platine protège la surface d'étanchéité métallique s'appliquant contre le joint torique de l'extrémité du conduit 12 des détériorations éleetrolytiques. 24 désigne une rondelle Belleville et 25 un manchon isolant intermédiaire. 10 Les fig. 2 à 4 représentent divers raccords de conduits au moyen d'un tube souple en Téflon résistant aux hautes pressions; pour plus de simplicité, seul le raccord du côté anode est représenté à chaque fois parmi les deux raccords à relier au moyen du tube de Téflon. Ce tube de Téflon est désigné par 26. Un 15 manchon de serrage 2? presse le tube de Téflon 26 sur l'extrémité 12 du conduit tubulaire 10. Entre l'extrémité 12 du conduit tubulaire et le tuyau de Téflon 26, il y a le joint à écrasement 28. Suivant la Fig. 2, l'extrémité 12 du conduit tubulaire est munie d'un appendice 29 en platine et présentant la forme 20 d'une douille et, suivant la fig. 3, cet appendice est engagé dans l'extrémité 32. Suivant la fig. 4, l'extrémité 12 est munie d'un capuchon 30 en platine. Dans une représentation simplifiée d'un raccord de tuyau avec douille de céramique et joint torique suivant la fig. 5» 25 un capuchon angulaire 31 en platine est prévu entre la douille de céramique 14 et l'extrémité 12 du conduit tubulaire. Lorsque, dans une réalisation suivant la fig. 1, la douille de platine 23 est supprimée, les surfaces d'étanchéité placées sous les joints toriques sont immédiatement attaquées. Par con-30 tre, avec une réalisation comportant la douille de platine 23, une telle attaque est évitée. Même dans la réalisation de douilles saillantes de ce genre en acier inoxydable ordinaire, on peut augmenter de plusieurs fois la durée d'existance de tels raccords tubulaires isolants, c'est-à-dire le temps jusqu'à ce 35 qu'ils deviennent non étanches. Des essais ont montré qu'avec des joints tubulaires isolants suivant la fig. 1, lorsqu'on utilise des manchons en acier inoxydable (correspondant à 23), des douilles de céramique 14, avec de l'eau chaude à 80° sous une pression d'environ 2/u/s, 69 23566 5 2012923 -j cm , une vitesse d'écoulement d'environ 3 m/s, une tension continue appliquée d'environ 100 V, avec une distance des électrodes d'environ 20 mm et avec des courants passant par les dépôts dans les douilles de céramique d'environ 25 mA, les douilles 23 5 sont détruites au bout de 7 jours environ et ensuite seulement les surfaces d'étanchéité sont attaquées. Eu utilisant des douilles 23 en platine ou en matière platinée, on a pu constater, sous les mêmes conditions, après trois mois dé sollicitations de courants et en partie avec des courants beaucoup plus forts, ni 10 sur les douilles 23, ni sur les surfaces d'étanchéité, aucune modification indiquant des détériorations éleetrolytiques. 23566 6 2012923 REVENDICATIONS 1 - Raccord étanche aux liquides, résistant à la pression et isolant de l'électricité de deux conduits tubulaires conducteurs d'électricité sous tension continue pour le conduit de 5 fluide refroidisseur, par exemple d'eau, dans un enroulement refroidi directement d'une machine électrique, en particulier dans un enroulement d'excitation d'un rotor de turbo-génératrice, caractérisé en ce que l'électrode 10 travaillant comme anode est. prolongée au-delà des surfaces d'étanchéité vers la cathode 11 et 10 cette extrémité 12 saillante est en platine 23 ou en métaux ou alliages analogues résistant aux décompositions éleetrolytiques, ou bien cette extrémité 12 est munie d'un revêtement 28 en matières de ce genre tandis que toutes les autres parties métalliques y y compris le côté cathode, sont fabriquées en pièces métalliques ou 15 3n alliages ordinaires résistant à l'eau, sn particulier à l'eau OQaplèteiBsnt dessalée. 2- Saeeord suivant la rsvendication 1, caractérisé en ce que les manchons métalliques sn platine ou platinés par voie é-lectrolytique ou avec d'autres pièces en métaux ou alliages résis-20 tants analogues vis-à-vis des sollicitations éleetrolytiques, sont reliés ds façon conductrice du côté de 1'anode avec le conduit tabulaire 10 du côté anode-aêm sur un endroit extérieur restant sec par contact de pression (fig. 5} ou sur le côté eau par un joint de soudure résistant un siège pressé ou un autre raccord équiva-25 lent (fig. 2, 3,4).