Brevet FR2016844A1 — publié le 19700515

L'invention concerne un procédé pour l'exploitation d'une installation à vapeur dans une centrale thermoélectrique, avec un ou plusieurs condenseurs, et des dispositifs pour I'exÊcution du procédé. le condensat circulant dans le cycle fermé d'eau et de vapeur d'une installation thermoélectrique à vapeur doit être, comme on sait, traité, c'est-à-dire épuré pour éliminer toutematière nuisible. le condensat peut etre pollué à cause de réactions chimiques entre l'eau et les matériaux des conduites ou des réservoirs se trouvant dans le circuit, mais également et surtout par l'entrée de l'eau de refroidissement dans les condenseurs, par exemple lorsqu'il y a des fuites dans les tubes de refroidissement. Pour éviter un endommagement des chaudières dans les centrales conventionnelles ou des réacteurs dans les centrales nucléaires (lors d'une circulation directe)de même oue des tuyères et des aubes de turbines, on ntercale dans le circuit du condensat des dispositifs composés de filtres destinés à fixer les matières nuisibles. Cependant la vie utile de tels dispositifs épurateurs est fortement réduite lors de l'entrée de quantités d'eau réfrigérantes, si petites qu'elles soient, dans le condensat. C'est déåà peu de temps après l'entrée d'une telle eau de refroidissement dans le condensat qu'il faut mettre toute l'installation hors service pour pouvoir renouveler les filtresépuisés. De telles interruptions entrainent des dépenses et des pertes importantes, notamment dans les grandes centrales de plusieurs centaines de ZnX de puissance, pour la plupart appelées à couvrir la charge de base d'un réseau de distribution, et il faut éviter ces arrêts autant que possible.En tout cas, lors d'une entrée de l'eau de refroidissement dans le condensat, l'exploitation de l'installation, au moins à charge partielle, doit être assurée. L'invention a pour but d'éviter les interruptions de service des centrales thermoélectriques, dues à une entrée de l'eau réfrigérante et d'assurer dans ces cas-là, sans augmentation des risques, une exploitation à charge partielle jusqu'à ce qu'il soit possible d'interrompre le service. Conformément à l'invention, ce problème est résolu du fait que la condensation de la vapeur d'alimentation se produit parallèlement dans plusieurs condenseurs partiels, séparés entre eux, que le condensat se produisant dans ces condenseurs partiels est surveillé par la mesure continue de la conductivité et que9 lors d'un dépassement d'une valeur limiJrge de la conductivité, le co- denseur partiel dérangé est isolé du circuit d'eau de refroidis sement et de celui du condensat Pour l'exécution du procédé, Jn propose, suivant un dévelop- pement de l'invention, de diviser le ou les condenseurs, dans la zone de leurs tuyaux de refroidissement9 par des cloisons vertu cales en au moins chaque fois deux condenseurs partiels, séparés entre eux, et de prévoir dans les conduites d'écoulement de condensat, subordonnés auxdits condenseurs partiels, des capteurs de conductivité qui, lors d'un dépassement d'une valeur limite de la conductivité, donnent des ordres de fermeture aux éléments d'arret à commande par moteur, disposées dans les conduits d'alimentation et d'écoulement du condensat et de l'eau de refroi dissement des condenseurs partiels concernés. Une forme avan- tageuse de réalisation de l'installation, suivant l'invention, consiste à prévoir, pour chaque condenseur partiel, un récipient collecteur de condensat partiel comportant des dispositifs de dégazage, le capteur de conductivité étant disposé dans la conduite d'écoulement du condensat. Dans ce cas, il est utile de relier les récipients collecteurs de condensat partiels au moyen de conduites de compens-a- tion avec un vase régulateurs afin d'effectuer un réglage commun du niveau d'eau I1 est egalement avantageux, suivant une autre forme de réalisation, de raccorder les conduites d'écoulement de condensat des récipients collecteurs partiels de tous les condenseurs partiels montés dans une seule enveloppe, à chaque fois un réservoir collecteur de condensat commun, de relier tous ces réservoirs collecteurs de toutes les enveloppes entre eux par des conduites de conpensation et d'envisager un réglage commun du niveau d'eau effectué dans un seul réservoir collecteur.Cependant, quant au besoin de conduites et récipients de condensat, une autre forme de réalisation, suivant l'invention, présente encore un intérêt particulier, cette forme prévoyant un réservoir collecteur de condensat, avec des dispositifs de dégazage incorporés, commun pour tous les condenseurs partiels et relié à chacun d'eux par des conduites dans lesquelles les capteurs de conductivité et les éléments d'arrêt à commande par moteur sont disposés. Entant Sonné que le condensat, entrainé par la vapeur, continue de passer sous forme de pluie dans le condenseur partiel 15012 et, considérant que ce condensat ne doit etre perdu, on propose de vidanger rapidement les tuyaux de refroidissement du condenseur à laaide de conduites d'écoulement dans les chambres d'eau, de prévoir une pompe d'évacuation qui pompe le condensat9 entraîné par la vapeur, s'accumulant dans le condenseur et pollué par l'eau de fuite des tuyaux de refroidissement, ans--h-- appareil épurateur spécial et d'ouvrir ensuite la conduite d d'é- coulement du condensat. L'objet de l'invention devient plus évident en considérant la description qui va suivre des modes de réalisation représentés à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés, dans lesquels les fig. 1 à 3 montrent des installations de condensation de vapeur, de disposition différente, suivant l'invention, avec, chaque fois, deux condenseurs divisés en deux parte La fig. 1 représente une installation de condensation comportant deux condenseurs 2 divisés, du côté de la vapeur, audelà de l'étendue des tuyaux de refroidissement 9, par des cloisons verticales 10 en, chaque fois, deux condenseurs partiels 2a, 2b, et 2c, 2d. Par les conduites 1, la vapeur épuisée des turbines (non représentées) est amenée aux condenseurs 2 pour la condensation.Des récipients collecteurs de condensat partiels 3a à 3d, associés aux condenseurs partiels 2a à 2d et pourvus des dispositifs de dégazage 12, sont disposés au-dessous des condenseurs 2. Des conduites d'écoulement de condensat 4a à 4d, raccordées à une conduite collectrice de condensat commune 22, comportent des capteurs de conductivité 5a à 5d appelés à donner, lors d'un dépassement d'une valeur limite de a conductivité et par l'intermédiaire des lignes d'impulsions 7a à 7 d, des ordres de fermeture aux éléments d'arrêt à commande par moteur 6a à 6d. Des pompes à vapeur condensée principales 8 pompent le condensat de la conduite collectrice 22 au réchauffeur non représenté aux dessins. Des conduites de compensation 13a à 13d relient les récipients collecteurs de condensat partiel 3a à 3d à un vase de compensation 14, à l'aide duquel un réglage commun du niveau d'eau 15 est effectué. la vapeur et le condensat, soutirés et prélevés aux points différents de l'installation thermcélectrique pour des emplois divers avant d'être ramenés au circuit fermé d'alimentation, sont amenés par les conduitos 19 dans un récipient de détente 18, d'où la vapeur et le condensat sortent séparément. Le condensat passe uar les conduites 21 dans la partie inférieure des condenseurs partiels 2a à 2d tandis que la partie supérieure du récipient de détente 18 est reliée, par une conduite à vapeur 2Q, au goulot du condenseur. Les condenseurs 2 sont, en outre, reliés par une conduite à vapeur 17 entre eux et par une conduite 16 avec le vase régulateur 14, pour égaliser la pression de la vapeur. Outre les conduites il pour l'aspiration d'air et 21 pour le condensat du récipient de ddtente 18, il est prévu encore d'autres conduites munies d'éléments d'arrêt à commande par moteur 6, par exemple celles pour le réglage de la circulation et de l'introduction du condensat et celle de l'aspirateur à jet de vapeur, aux condenseurs partiel 2a à 2d. Dans le but de garder la clarté des dessins, les dernières ne sont pas représentées.Pour la même raison, la pompe d'évacuation 25 qui, dans le cas de rupture du tuyau de refroidissement, pompe le condensat pollué, passé des récipients partiels 3a à 3d par les conduites 23 comprenant les éléments à commande par moteur jusqu'au récipient 24, par l'intermédiaire de la conduite 26 dans un appareil spécial de traitement, n'est représentée qu'à la fig. 1. La pompe 25 et un élément d'arrêt 28, intercalé à la suite de cette pompe, sont réglés à l'aide d'un ligne d'im pulsions 27, par le niveau d'eau dans le récipient 24. L'installation représentée à la fig. 1 fonctionne, sui vant l'invention, comme il suit : Lorsqu'un des capteurs de conductivité 5a à 5d, disposés dans les conduites d'écoulement 4a à 4d, par exemple le cap- teur 5c, a établi que le condensat passant par la conduite 4c est pollué plus qu'il n'st admissible, il donne l'ordre de fer- meture à tous les éléments d'arrêt 6c, par l'intermédiaire de la ligne d'impulsions 7c. De ce fait, non seulement la con duite d'écoulement de condensat 4c , mais aussi la conduite de compensation 13c reliée au vase de compensation 14, l'entrée et la sortie de l'eau de refroidissement, l'aspirateur d'air 11 et la conduite d'arrivée du condensat 21 sont fermés.Ainsi le condenseur partiel 2c, suppose être d.érangé par une entrée de l'eau de refroidissement, est mis hors service. Sous la réserve que les autres condenseurs partiels ne soient par hasard aussi dérangés par une entrée d'eau de refroidissement, l'exploi- tation de l'installation thermoélectrique peut être poursuivie à un rendement réduit sans augmentation des risques. Dans le condenseur partiel 2c, mis hors service, se forme une retenue de vapeur, qui peut, en effet, empêcher une adduction ultérieure de vapeur, mais ne peut pas éviter que les gouttelettes de condensat, entralnées par la vapeur, se précipitent sous forme d'une pluie. Le condensat ainsi produit en quantité importante n'est pas pollué et pourrait rester tout simplement dans le circuit d'alimentation. C'est pourquoi les tuyaux de refroidissement du condenseur partiel sont rapidement vidangés par l'ouverture des conduites d'écoulement (non représentées) prévues dans les chambres à eau de refroidissement.Après avoir éliminé la cause de la pollution du condensat, on fait passer le condensat pollué, qui se trouve dans le condenseur partiel 3c, par la conduite 23 dans le récipient 24, dtoù il-est pompé par la pompe 25 dans l'installation spéciale de traitement. A présent, le condensat se produisant dans le condenseur partiel 2c sous forme de pluie peut être ramené au circuit d'alimentation à travers l'orifice de l'élément 6c disposé dans la conduite 4c. Cependant, la conduite d'eau de refroidissement 9 doit rester en tout cas fermée et ne peut être ouverte qu'après- la réparation effectuée lors d'un arrêt complet de l'installa- tion thermoélectrique. La fig. 2 représente une disposition, suivant l'invention, se différenciant de celle de la fig. 1 que dans quelques points. Les parties correspondantes portent les mêmes repères sur toutes les trois figures. Suivant la fig. 2, au-dessous des récipients collecteurs de condensat partiels 3a, 3b et 3c, 3d, montés dans une enveloppe 2, est disposé, chaque fois, un réservoir collecteur commun 31a ou 31b, communiquant avec lesdits récipients 3a, 3b ou 3c, 3d par des conduites 32a, 32b ou 32c, 3sud. Dans ces dernières conduites 32a à 32d, sont montés les capteurs de conductivité 5a à 5d et les éléments d'arrêt à commande par moteur 6a à 6do Des conduites de condensat 33 relient lesdits réservoirs 31a et 31b à la conduite collectrice 22.Un réglage commun du niveau d'eau 15 s'effectue dais un des deux réservoirs 31a 51;b reliés entre eux par une conduite de compensation 35. Le réglage du niveau d'eau s'effectue avec une soupape de niveau d'eau qui commande respectivement l'entrée et la sortie d'un lé servoir de condensat (non représenté). Les conduites 34, re- liant les réservoirs collecteurs du condensat 31a, 31b aux goulots des condenseurs, sont prévues pour la compensation de la pression de vapeur0 La disposition suivant la fig. 2 o-st particulièrement re- commandée pour des installations thermoélectriques comportant un seul condenseur. La fig. 3 enfin montre une disposition dans laquelle les récipients collecteurs de condensat partiels, associés aux condenseurs 2a à 2d, sont supprimés et les conduites d'écoulement de condensat 3 & à 36d sont reliées directement à un réservoir collecteur de condensat commun 37, comportant des dispositifs de dégazage 38. La conduite 39 est prévue pour la oompensa- tion des pressions de vapeur, cependant que 15 désigne le réglage du niveau d'eau. La conduite 21, sortant du récipient de détente 18, est reliée directement au réservoir commun 37. Comme il ressort déjà de la comparaison des fig. 1 et 2, la disposition, suivant la fig. 3, est particulièrement avantageuse en ce qui concerne le besoin de conduites et d'élément et pré- sente une simplicité de montage remarquable. Toutefois, cette disposition procure le même avantage, c'est-à-dire que lors d'une entrée de l'eau de refroidissement, il n'est pas nécessaire de mettre hors service toute l'installation thermoélectrique parce qu'après avoir isolé le condenseur partiel dérangé, on peut poursuivre l'exploitation de l'installation à un rendement réduit. Par la signalisation rapide de l'entrée de l'eau de refroidisse ment, la sûreté de fonctionnement de l'installation est augmentée et la vie utile de l'appareil d'épuration (de traitement3 intercalé dans le circuit d'alimentation est prolongé. R E V E N D I C A T I O N S ' - @rceédé pour l'exploitation d'une installation à vapeur dans ure centrale thermoélectrique avec un ou plusieurs condencoure,caractérisé en ce que la condensation de la vapeur d'alimentation e produit parallèlement dans plusieurs condenseurs partiels 2a à 2d, séparés entre aux, que le condensat se produisant dans lesdits condenseurs partiels est surveille par la mesure oontinue de la conductivité et que, lors d'un dépassement d'une valeur limite de la conductivité, le condenseur partiel dérangé est isolé du circuit d'eau de refroidissement et de celui de condensat. 2 - Dispositif de condensation pour l'exécution du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les condenseurs 2 sont divisés du c6té de la vapeur jusqu'au-delà de l'étendue des tuyaux de refroidissement par des cloisons 10 -verticales en au moins chaque fois deux condenseure partiels 2a ét 2d, séparés entre eux et qu'il est prévu dans les conduites d'écoulement de condensat 4a à 4d,associés auxdits condenseurs partiels, des capteurs de conductivité 5a à 5d qui, lors d'un dépassement d'une valeur limite de la conductivité, donnent-un ordre de fermeture aux éléments d'arrêt à commande par moteur 6a à 6d, disposés dans les conduites d'adduction et d'écoulement de condensat et de l'eau de refroidissement des condenseurs partiels dérangés 3 - Dispositif suivantla revendication 2,caractérisé en ce qutil est prévu pour chaque condenseur partiel 2a à 2d un récipient collecteur de condensat partiel 3a à 3d comportant des dispositifs de dégazage 12, le capteur de conductivité 5a à 5d- étant disposé dans la conduite d'écoulement de condensat 4a à 4d du récipient. 4 - dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3,caractérisé en ce que les récipients collecteurs de condensat partiels 3a à 3d sont reliés au moyen de conduites de compensation 13a à 13d à un vase régulateur 14 afin d'effectuer un réglage commun du niveau d'eau 15. 5 - dispositif suivant l'une des revendications 2 ou 3,ca- racterisé en ce que les conduites d'écoulement de condensat 32a à 32d des récipients collecteurs de condersat partiels de tout les condenseurs partiels 2a à 2d montés dans une seule enveloppe de condenseur 2 sont racoordées à chaque fois à un réservoir collecteur de condensat commun 31.a à 31d, que lesdits réser voirs collecteurs de condensat de toutes les coquilles de con denseur sont reliés entre aux par des conduites de compensa tion 35 et qu'un réglage commun du niveau d'eau 15 est effectue à un seul réservoir collecteur de condensat 31a. 6 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est prévu un réservoir collecteur de condensat commun 37 pour tousles condenseurs partiels 2a à 2d mime sZil s'agit de plusieurs enveloppes de condeneeur, ledit réservoir collec teur commun étant relié à chacun desdits condenseurs partiels par des conduites de condensat 36a à 36d dans lesquelles les capteurs de conductivité 5a à 5d et les éléments d'arrêt à com mande par moteur 6a à 6d sont disposés. 7 - Dispositif suivant ltune des revendications 2 à 6,ca ractérisé en ce que les tuyaux de refroidissement 9 du conden seur partiel à isoler sont rapidement vidangés au moyen de con duites d'écoulement dans les chambres d'eau, qu'il est prévu une pompe d'évacuation 25 à l'aide de laquelle le condensat entraî- né par la vapeur s'accumulant dans le condenseur partiel à isoler et pollué par l'eau de fuite des tuyaux de refroidisse ment, est pompé dans un appareil épurateur spécial et que la conduite d'écoulement de condensat 4, 32, 36 jusqu'ici fermée, est ensuite ouverte.