Brevet FR2341121A1 — publié le 19770909

On utilise souvent, dans les centrales thermiques, des réservoirs ou récipients cylindriques présentant dans leur enveloppe un orifice d'admis sion de vapeur. De tels réservoirs ou récipients servent généralement de réchauffeurs d'eau d'alimentation et comportent à l'intérieur, des tubes d'échange de chaleur parcourus par l'eau d'alimentation à réchauffer. Lorsque la vapeur pénétrant dans le réservoir contient des gouttelettes d'eau, celles-ci se trouvent, pour des raisons relevant de la mécanique des fluides - par exemple, par suite de changements de direction de la conduite de vapeur - généralement en bordure du tube parcouru par la vapeur saturée. Après son admission dans le réservoir, la vapeur est déviée à angle droit vers les deux cotés, ou vers le haut et le bas, tandis que les gouttelettes d'eau, en raison de leur plus grande inertie, ne sont pas en mesure de suivre ce changement de direction et sont projetées contre les tubes d'échange de chaleur ou sur d'autres éléments internes présents dans le réservoir. Pour éviter l'érosion des tubes d'échange de chaleur au point d'admission, il faut donc prévoir des tôles de protection spéciales.Or, les gouttelettes d'eau croisent le courant de vapeur dévié, genent l'écoulement et ne sont pas séparées, mais sont entraidées par la vapeur dans le faisceau tubul aire. L'objet de la présente invention est de réaliser un dispositif d'admission de vapeur avec lequel la déviation de la vapeur se fasse, dans une large mesure, sans etre entravée par l'admission des gouttelettes d'eau, la protection des éléments intérieurs (par exemple, les tubes d'échange de chaleur) du réservoir contre l'érosion par les gouttelettes d'eau qui les heurtent se trouvant également assurée. La présente invention concerne donc un dispositif d'admission de vapeur destiné à des récipients ou réservoirs dans lesquels la vapeur saturée doit etre déviée au point d'entrée. La nouveauté de la présente invention consiste en ce qu'une chambre ou un caisson d'admission de vapeur est installé(e) au point d'entrée, à l'intérieur du réservoir, chambre ou caisson qui présente une section transversale trapézoldale dans un plan perpendiculaire au plan défini par les sens d'écoulement avant et après la déviation de la vapeur, de telle manière que les parois latérales de la chambre d'admission de vapeur se rapprochent l'une de l'autre dans le sens de la vapeur qui y pénètre, et en ce que ces parois latérales présentent, à l'intérieur, des protubérances en forme de bandes faisant fonction de rigoles de captage des gouttelettes d'eau, protubérances qui sont inclinées du haut vers le bas dans le sens de l'écoulement de la vapeur après la déviation. Un exemple de réalisation est décrit dans les lignes suivantes à l'aide des Figures annexées. La Figure 1 représente un réchauffeur d'eau d'alimentation comportant plusieurs chambres à vapeur ou volumes occupés par la vapeur. Ce réchauffeur est constitué par un réservoir ou récipient 1, dans lequel des tubes d'échange de chaleur 2 sont installés entre deux plaques perforées ou plaques tubulaires 3 et 4. Une chambre d'admission S, prévue pour l'eau d'alimentation à réchauffer, ainsi qu'une chambre d'inversion 6 et une chambre de sortie 7, par où l'eau d'alimentation réchauffée quitte à nouveau le réservoir ou récipient 1, se trouvent à l'extérieur des plaques perforées ou tubulaires. On constate sur les Figures 2 et 4 que le réservoir est constitué par deux chambres à vapeur séparées 8 et 9. La chambre à vapeur 8 est raccordée à une conduite d'amenée de vapeur 10 et la chambre à vapeur 9 à des conduites d'amenée de vapeur 11 et 12. Ce sont les parois 13 et 14 qui soutiennent le réservoir ou récipient 1. Le dispositif d'admission de vapeur selon la présente invention n'est représenté qu'à l'endroit où la vapeur pénètre dans la chambre à vapeur 8. Au-dessous de l'endroit où débouche la conduite d'amenée de vapeur 10, on a prévu une chambre ou un caisson d'admission de vapeur 15, ouvert(e) vers le haut et sur les côtés, - comme on le voit notamment sur la Fi gure 3. Cette chambre présente une section trapézoldale qui va en diminuant vers le bas à partir du point ou de l'endroit où débouche la conduite d'amenée de vapeur 10. Une fente longitudinale 16, prévue dans le fond de la chambre ou du caisson d'admission de vapeur 15, est destinée à assurer l'écoulement vers le fond de la chambre à vapeur 8 de l'eau qui s'accumule sur le fond de la chambre d'admission de vapeur 15, et ceci sans que l'eau touche les tubes d'échange de chaleur 7, L'eau s'écoule vers le bas à partir de cette fenta, par l'intermédiaire d'orifices d'évacuation de l'eau 17 suivis de conduites 18. Les parois latérales 19 de la chambre ou du caisson d'admission de vapeur 15 sont munies, à l'intérieur, de protubérances en forme de bandes ou languettes 20 à 22. Ces protubérances sont réalisées avec des tronçons de cornières d'acier ou de profilés similaires, qui sont soudée Ou fixes sur les parois latérales 19 dentelle manière qu'ils reprFsentent.des rigoleb de captage de l'eau ouvertes dans le sens contraire & celui de lêccu:: lement. I1a sont.inclinXs - obliquement du haut vers le bas dans le sens de l'ecoulement de la vapeur et forment avec la verticale un angle qui est, de préférence, un peu plus petit que l'angle du trajet d'une gouttelette d'eau s'écoulant sur la paroi de la chambre ou du caisson d'admission de vapeur 15. Des rigoles 23 sont en outre prévues dans la conduite d'amenée de vapeur 10.. Ces rigoles sont également inclinées- par rapport au sens d'écoulement de la vapeur et leur position est telle qu'elles avacuent les goutte lettes d'eau s'écoulant sur la paroi de la conduite d'amenée de vapeur, et ce perpendiculairement au plan défini par le sens d'écoulement de la vapeur dans la conduite ramenée de vapeur 10 avant la déviation et dans le réci pient ou réservoir 1 après le changement- de direction de la vapeur. Les rigoles d'eau 24 qui longent le bord inférieur de la conduite d'amenée de vapeur 10 ont le meme rôle.Ceci permet de faire que la majeure partie des gouttelettes d'eau contenues dans la vapeur pénètre déjà dans le réservoir à proximité des parois latérales 19 de la chambre ou du caisson d'admission de' vapeur, de sorte que la vapeur déviée n'entraide que peu de gouttelettes d'eau dans le récipient ou réservoir 1. Les déflecteurs ou chicanes 25 destinés a l'eau relient les rigoles d'eau 23 et 24 dans la conduite d'amenée de vapeur aux protubérances en for me de bandes ou de languettes 21 et 22 prévues sur les parois 19 de la -cham bre d'admission 15. Ces déflecteurs ou chicanes conduisent l'eau de la paroi de la conduite d'amenée de vapeur aux parois de la chambre d'admission de vapeur 15, et empochent cette eau d'entre entrainée latéralement par le cou rant de vapeur en direction des sorties de la chambre ou caisson d'admission de vapeur. Le plafond cylindrique 27 de la chambre ou caisson d'admission de vapeur (Figures 4 et 5) porte des bandes ou languettes de tôle 26, dont le petit côté est soudé ou fixé Ça'une autre manière sur la paroi du pla fond, Elles empêchent l'écoulement secondaire de la vapeur, qui remplit la zone de décollement d'écoulement sur le côté extérieur de chaque brusque déviation d'écoulement, de véhiculer l'eau depuis les parois latérales 19 de la chambre d'admission de vapeur 15 vers le plafond 27, d'où l'eau s'égoutterait dans le courant de vapeur. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'admission de vapeur, destiné à des récipients ou réservoirs dans lesquels la vapeur saturée doit etre déviée au point d'entrée, caractérisé en ce qu'une chambre ou un caisson d'admission de vapeur (15) est installé(e) au point d'entrée, à l'intérieur du réservoir (1), chambre ou caisson qui présente une section transversale trapézoîdale d ; wfl plan perpendiculaire au plan défini par les sens d'écoulement avant et après la déviation de la vapeur, de telle manière que les parois latérales (19) de la chambre d'admission de vapeur (15) se rapprochent l'une de l'autre dans le sens de la vapeur qui y pénètre, et en ce que ces parois latérales présentent, à l'intérieur, des protubérances en forme de bandes ou de languettes (20-22) faisant fonction de rigoles de captage des gouttelettes d'eau, protubérances qui sont inclinées du haut vers le bas dans le sens de l'écoulement de la vapeur après la déviation. 2. Dispositif d'admission de vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface intérieure de la conduite d'amenée de vapeur (10) porte, elle aussi, avant sont point d'introduction dans le réservoir ou récipient (1), des protubérances en forme de bandes ou de languettes qui constituent des rigoles d'eau (23, 24), lesquelles sont inclinées par rapport au sens d'écoulement de la vapeur en direction des parois latérales (19) de la chambre ou du caisson d'admission de vapeur (15). 3. Dispositif d'admission de vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une fente longitudinale (16) est prévue dans le fond de la chambre ou du caisson d'admission de vapeur (15), fente d'où partent des conduites (18) qui mènent vers le fond de la chambre à vapeur (ou volume occupé par la vapeur ) (8). 4. Dispositif d'admission de vapeur selon la revendication 1, ou 2, caractérisé en ce que des cornières ou profilés en acier sont soudés sur les parois pour réaliser des protubérances en forme de bandes ou de languettes (20 - 22) et des rigoles d'eau (23, 24), de manière à constituer des rigoles ou rainures de guidage de l'eau ouvertes en sens contraire à celui de ltécou- lement. 5. Dispositif d'admission de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les protubérances en forme de bandes ou de languettes (20 - 22) et les rigoles d'eau (23, 24) forment un angle avec la verticale, angle qui est en tout point inférieur, d'une valeur à peu près constante, à l'angle du trajet qu'emprunterait une gouttelette d'eau adhérant à la paroi, sous l'effet de la pesanteur et de l'écoulement de la vapeur. 6. Dispositif d'admission de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des déflecteurs ou chicanes (25) conduisent l'eau des parois de la conduite d'amenée de vapeur (10) aux parois latérales (19) de la chambre d'admission de vapeur (15). 7. Dispositif d'admission de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des bandes ou languettes de tôle (26) sont soudées sur la paroi cylindrique du plafond (27) de la chambre ou du caisson d'admission (15), afin d'empêcher l'écoulement secondaire de la vapeur de refouler l'eau des parois latérales (19) vers la paroi du plafond (27).