Brevet FR2486415A1 — publié le 19820115

Dispositif séparateur de gouttelettes de liquide entraînées dans un gaz ou une vapeur La présente invention concerne un dispositif séparateur de gouttelettes de liquide entratnées dans un gaz ou une vapeur, comprenant a/ des paquets de lames ondulées parallèles entre lesquelles le gaz ou la vapeur chargés de gouttelettes sont amenés à circuler, supportées dans des panneaux fixées à une structure porteuse, b/ des gouttières de recueil du liquide ruisselant sur les lames au bas de celles-ci, et c/ des tubes d'évacuation du liquide recueilli dans les gouttières. Les dispositifs séparateurs connus comprennent des paquets de lames ondulées parallèles supportées dans des panneaux fixés par boulonnage à une structure de support. Ils comprennent aussi généralement une tôle perforée destinée à répartir également le débit de vapeur humide entre les paquets de lames ondulées séparatrices et disposées en amont de ceux-ci, qui est fixée par boulonnage à la structure. Des gouttières placées à l'arrière des paquets de lames ondulées, de section droite polygonale, permettent de recueillir l'eau arrêtée par les ondulations des lames et qui vient ruisseler au bas de celles- ci. Des tubes reliées aux gouttières et disposées entre des panneaux adjacents, en avant de ceux-ci, assurent l'évacuation de l'eau. Ces dispositifs n'évitent pas toutefois certains contournements des paquets de lames ondulées de séparation par la vapeur humide, soit par passage entre la structure de support et les panneaux de fixation, soit par passage entre les bords des lames et des panneaux, soit par maintien par capillarité de l'eau ruisselant sur les lames ondulées le long de leur bord inférieur et son entrainement jusqu'à l'arrière de celles-ci, o elles sont à nouveau entraînées par la vapeur. Par ailleurs, on a pu observer qu'une petite partie de l'eau recueillie dans les gouttières était réentrainée par la vapeur sèche. Enfin, ces dispositifs sont relativement encombrants, de sorte qu'il est souhaitable de réduire le plus possible leur surface frontale pour un débit donné de vapeur humide à traiter, sans cependant diminuer l'efficacité de la séparation. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus, et de procurer un dispositif qui réduise dans une très 2 486415 -2- large mesure les contournements des paquets de lames ondulées parallèles séparatrices par la vapeur humide, ainsi que les réentraînements d'eau recueillie dans les gouttières par la vapeur sèche, et qui permette d'augmenter le rapport de la section utile de passage de la vapeur humide à sa surface frontale totale. Le dispositif séparateur selon l'invention est caractérisé en ce que les panneaux de support des lames ondulées parallèles sont soudés sur tous leurs bords à la structure porteuse. Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caracté- ristiques suivantes: - Les tubes d'évacuation du liquide sont disposés à l'arrière des panneaux. - Les lames sont percées sur leur bord supérieur d'au moins une échancrure, et une barre transversale est engagée dans les échan- crures de l'ensemble des lames d'un paquet de façon à former un obstacle à tout contournement du paquet de lames par la vapeur humide. - Les lames sont munies sur leur bord inférieur d'encoches s'oppo- sant à l'entrainement de gouttes d'eau le long de ce bord, et leur permettant de tomber dans la gouttière correspondante. - Les gouttières sont dans leur partie arrière, derrière les lames, de section droite sensiblement semi-circulaire. - Le plan diamètral parallèle au plan passant par les génératrices extrêmes de la partie arrière des gouttières fait un angle d'environ 35n avec la verticalé. - Les tubes d'évacuation du liquide sont reliés aux gouttières en leur milieu, et celles-ci présentent de part et d'autre de ce milieu une légère pente négative dirigée vers celui-ci. - Une t8le-perforée d'égalisation du débit de vapeur humide, disposée en amont des panneaux de support des lames ondulées parallèlesest -intégrée à la structure porteuse. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif selon l'invention pour la séparation de gouttelettes d'eau contenues dans de la vapeur humide. La figure 1 représente en élévation avec arrachement partiel, une partie d'un tel dispositif. La figure 2 représente une coupe selon l'axe II-II de la figure 1. - 3 - La figure 3 représente schématiquement une lame ondulée avec une échancrure de son bord supérieur, et des encoches sur son bord inférieur, évitant le contournement par la vapeur humide et l'entrai- nement d'eau séparée le long de son bord inférieur. Dans la figure 1, des panneaux 1 de fixation des lames ondulées parallèles telles que 4 sont soudés à une structure porteuse dont on aperçoit des flancs 3. Bien entendu, la structure porteuse comporte d'autres éléments perpendiculaires au plan de la figure. A l'avant et à l'arrière des tiges telles que 7, 8, engagées dans des trous des tôles perforées, et perpendiculaires au plan de la figure,les maintiennent solidaires les unes des autres et des flancs 3. En avant des panneaux, une t8le perforée 2 destinée à répartir également le débit de vapeur humide entre les différents paquets de lames ondulées parallèles, est également soudée à des tôles 5 soudées à la structure porteuse. A l'arrière des paquets de tôles ondulées, des tôles planes 6 régularisent l'écoulement de la vapeur sèche. Des gouttières 9, 10, 11 de section droite sensiblement semi- circulaire, et dont le plan diamétral parallèle au plan passant par leurs bords supérieur et inférieur fait-environ 350 avec la verticale, recueillent l'eau arrêtée par les ondulations des plaques et ruisselant sur celles-ci. Des tubes d'évacuation 12, 13, 14 débouchant au milieu des gouttières assurent l'évacuation de l'eau vers un récipient de recette. Afin de favoriser l'écoulement de l'eau dans les gouttières vers les tubes d'évacuation, celles-ci ne sont pas horizontales, mais présentent une légère pente négative vers leur milieu, comme on le voit pour la gouttière 10 dans la partie arrachée, o le profil 15 de la gouttière en son point milieu est un peu au-dessous du profil 16 dans le plan de la coupe. La coupe de la figure 2 montre de façon plus claire les panneaux entourant les paquets de lames ondulées adjacents 4A, 4B, séparés par une cloison 17, ainsi que les tiges 18, 19 de solidarisation des tôles ondulées parallèles. La figure 3 représente une lame ondulée 20, dont les ondulations telles que 25 n'ont pas été représentées en totalité pour plus de clarté. Des bossages représentés schématiquement en 21 permettent l'appui des lames les unes sur les autres. Une échancrure 22 du bord -4- supérieur permet l'enfilement d'une tige perpendiculaire, qui est soudée sous la paroi supérieure et empêche le contournement de la vapeur humide au-dessus des lames ondulées. Sur le bord inférieur, des saignées 23, 24 évitent l'entra nement par le courant de vapeur le long de ce bord d'un film d'eau qui y adhérerait par capillarité et serait repris ensuite dans la vapeur sèche. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit en référence aux figures du dessin paraisse la forme de réalisation préférable de l'invention, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains de ses éléments pouvant être remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. L'invention s'applique notamment aux séparateurs-surchauffeurs de vapeur d'eau dans les centrales de production d'énergie électrique par détente de vapeur d'eau dans des turbines en plusieurs étages de pression. 2 486 415 -5 - REVENDICATIONS 1/ Dispositif séparateur de gouttelettes de liquide entraînées dans un gaz ou une vapeur, comprenant a/ des paquets (4, figure 1) de lames ondulées parallèles entre lesquelles le gaz ou la vapeur chargés de gouttelettes sont amenés à circuler, intégrées dans des panneaux fixés à une structure porteuse, - b/ des gouttières (9, 10, 11) de recueil du liquide ruisselant sur les lames au bas de celles-ci et c/ des tubes (12, 13, 14) d'évacuation du liquide recueilli dans les gouttières, caractérisé en ce que les panneaux de support des lames ondulées parallèles sont soudés sur tous leurs bords à la structure porteuse. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tubes d'évacuation du liquide sont disposés à l'arrière des panneaux. 3/ Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les lames sont percées sur leur bord supérieur d'au moins une échancrure (22, figure 3), et en ce qu'une barre transversale est engagée dans les échancrures de l'ensemble des lames d'un paquet de façon à former un obstacle à tout contournement du paquet de lames par la vapeur humide. 4/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lames sont munies sur leur bord inférieur d'encoches (23, 24, figure 3) s'opposant à l'entraînement de gouttes d'eau le long de ce bord, et leur permettant de tomber dans la gouttière corres- pondante. / Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les gouttières sont dans leur partie arrière, derrière les lames, de section droite sensiblement semi-circulaire. 6/ Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plan diamétral parallèle au plan passant par les génératrices extrêmes de la partie arrière des gouttières fait un angle d'environ 350 avec la verticale. 7/ Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les tubes d'évacuation du liquide sont reliés aux gouttières en leur milieu, et en ce que celles-ci présentent de part et d'autre -6- de ce milieu une légère pente négative dirigée vers celui-ci. 8/ Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'une tôle perforée d'égalisation du débit de vapeur humide (2, figure 1), disposée en amont des panneaux de support des lames ondulées parallèles, est également intégrée à la structure porteuse.