Brevet FR2542861A1 — publié le 19840921

L'invention concerne un procédé pour la surveillance de la disponibilité d'un dispositif pour le nettoyage des tubes d'une installation de condensateur de centrale élec- trique ou d'installationsanalo Zue 5 à l'aide de billes de nettoyage élastiquessouples, par exemple en caoutchouc cel- lulaire, l'installation de condensateur de centrale électri- que comprenant une tubulure d'entrée d'eau de refroidisse- ment avec entrée de billes de nettoyage, une tubulure d'éva- cuation d'eau de refroidissement avec tamis de retenue de billes de nettoyage et une conduite de retour de billes de nettoyage reliant le tamis de retenue et l'entrée de billes de nettoyage dans laquelle sont insérés un dispositif de surveillance des billes de nettoyage et un dispositif pour l'introduction et l'évacuation des billes de nettoyage; le diamètre des billes de nettoyage étant mesuré lors de leur recyclage et les billes de nettoyage étant remplacées en fonction des variations de leur diamètre L'invention con- cerne, en outre, un système pour la réalisation d'un tel procédé Le diamètre des billes de nettoyage est supérieur de un à deux millimètres au diamètre intérieur des tubes à nettoyer, Les billes de nettoyage sont poussées par l'eau de refroidissement dans les tubes à nettoyer, à la manière d'un piston, et elles sont alors soumises à une abrasion qui entraîne dans le temps une variation de leur diamètre. Dans son ensemble, l'op&ration de nettoyage est un processus statistique Le système est aménagé de telle façon que les billes de nettoyage sont réparties d'une manière aussi régulière que possible sur tous les tubes du condensateur de centrale électrique Il va de soi que le nettoyage peut être effectué en continu ou avec une fréquence déterminée sur des périodes d'une durée prédéterminée Si aucun nettoyage n'est effectué, les billes de nettoyage peuvent être collectées et stockées dans le cadre du recyclage ou bien elles peuvent être retirées de l'installation La situation est similaire pour les échangeurs de chaleur tubulaires auxquels l'invention se rapporte par analogie. Dans le système du genre précité (EP-A O 009 137), le diamètre des billes de nettoyage est mesuré directement en tant que grandeur géométrique En fait, les billes de nettoyage sont tamisées en fonction de l'écartement des barreaux du tamis ou de la largeur des mailles prédétermi- nés, Les billes de nettoyage devenues trop petites sont éliminées lors du tamisage, comptées et remplacées par de nouvelles billes de nettoyage dont le diamètre est suffisant. Cela n'est pas sans inconvénients Le tamisage est imprécis du fait que les billes de nettoyage sont ovalisées, souvent même à l'intérieur du domaine du surdimensionnement Les mesures bien connues ne tiennent donc aucun compte des tolérances d'ovalisation des billes de nettoyage et abou- tissent, par conséquent, à un triage incorrect des billes. De plus, le tamisage ne peut se faire avec une précision de l'ordre de quelqu Esdixièmes de millimètre En conclusion, il est impossible d'assurer une surveillance suffisament fiable de la disponibilité du dispositif pour le nettoyage des tubes d'une installation de condensateur de centrale électrique A cela s'ajoute le fait que les mesures bien connues ne sont pas facilement adaptables à des conditions de service variables (par exemple elles ne peuvent être adap- tées à différents taux de pollution de l'eau de refroidisse- ment qui varient selon un rythme saisonnier) parce que l'adaptation nécessiterait un remplacement coûteux du système de tamisage La situation est analogue pour un autre mode de réalisation (DE-OS 3 125 493) dans lequel la pres- sion d'expansion radiale des billes de nettoyage est mesurée, lors de leur passage, par l'intermédiaire de capteurs de pression disposés dans une section de conduite La pression d'expansion d'une bille de nettoyage dépend du surdimension- nement de la bille de nettoyage par rapport au diamètre intérieur de la conduite associée et elle varie donc égale- ment en fonction de l'ovalisation des billes de nettoyage. C'est la raison pour laquelle ces mesures bien connues n'apportent pas une précision suffisante. La présente invention a pour objet d'assurer un processus de nettoyage auquel participe toujours un ensemble de billes de nettoyage qui contribuent dans une mesure suffisante au nettoyage sans qu'il soit nécessaire d'accep- ter une détérioration gênante incontrôlée du processus de nettoyage dans le temps ou des erreurs à la suite d'une ovalisation inévitable des billes de nettoyage, tout en permettant une adaptation à des changements des conditions de service dans le sens de l'exposé ci-dessus, Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que la quantité de mouvement des billes de nettoyage lors de leur retour est mesurée directement ou indirectement en tant que critère pour le diamètre des billes et que les billes de nettoyage dont la quantité de mouvement est inférieure à une valeur seuil prédéterminée sont éliminées au moyen d'un dispositif d'extractions L'invention repose sur la décou- Yerte que l'obtention de conditions de nettoyage statisti- quement stables n'est pas possible au moyen d'un tamisage et pas non plus par l'intermédiaire de la pression d'expansion des billes de nettoyage dans la conduite, L'invention introduit pour la surveillance de la disponibilité d'un dispositif pour le nettoyage des tubes d'une installation de condensateur de centrale électrique ou d'une installation analogue une nouvelle grandeur de mesure, à savoir une grandeur dépendant du mouvement: la quantité de mouvement. Ce terme désigne dans la mécanique classique l'impulsion, c'est-à-dire le produit de la masse par la vitesse La quantité de mouvement d'une bille de nettoyage peut être mesurée directement ou indirectement, à savoir aussi en tant que variation dans le temps Comme on le sait, la première dérivée en fonction du temps de la quantité de mouvement pour une masse constante, est le produit de la masse par l'accélération Des mesures de force correspondantes peuvent également prendre la forme de mesures de force de frottement. Pour une masse constante, il est également possible d'effec- tuer des mesures de temps le long dé parcours prédéterminés en tant que mesures indirectes de-la vitesse ou de l'accélé- ration et donc de la quantité de mouvement Dans tous les cas, il est surprenant de constater que la quantité de - mouvement ainsi définie est une grandeur qui n'est pas affectée par des tolérances de rotondité de la bille de nettoyage De ce fait, les mesures selon l'invention conduisent à des résultats plus précis et non affectés par des effets d'ovalisation. Dans le cadre de l'invention il est possible de mesurer différents paramètres en tant que quantité de mouvement et naturellement aussi d'en mesurer plusieurs simultanément Un mode de réalisation préféré de l'invention est caractérisé par le fait qu'une force dépendant du frottement des billes de nettoyage est mesurée comme quanti- té de mouvement sur une section de conduite traversée lors du recyclage des billes de nettoyage, Selon une autre caractéristique de l'invention, on mesure comme quantité de mouvement une force dépendant de l'impulsion cinétique des billes de nettoyage, par exemple lors de l'impact sur une plaque de rebondissement disposée dans la conduite de retour des billes de nettoyage Une autre proposition de l'inven- tion consiste à mesurer comme quantité de mouvement une différence de pression qui s'établit entre les pressions statiques en amont et en aval d'une bille de nettoyage en mouvement lorsque celle-ci traverse une section de conduite correspondante lors du recyclage des billes de nettoyage. Selon une autre caractéristique de l'invention, on mesure comme quantité de mouvement un laps de temps dont les billes de nettoyage ont besoin, lors de leur recyclage, pour traverser au moins une section de conduite prédéterminée par la canalisation Les mesures métrologiques nécessaires pour la mesure de la quantité de mouvement sont faciles à réaliser sur le plan métrologique Toutes les quantités de mouvement indiquées peuvent être déterminées en tant que grandeurs de mesure électriques Pour cela, il est possible de faire appel, par exemple, à des jauges extensométriques suffisamment sensibles,-à des mesures de force aisées, aux mesures de pression habituelles dans le domaine de l'hydro- dynamique et à la transformation des valeurs mesurées en grandeurs électriques ainsi qu'à des mesures de temps simples Les valeurs mesurées sont soumises à un traitement numérique ou analogique avec les moyens de l'_électronique moderne, Elles peuvent être additionnées, intégrées, faire l'objet d'un calcul de la moyenne, mémorisées ainsi que traitées et affichées comme cela se fait habituellement dans la métrologie moderne Cela ne nécessite pas une description détaillée La comparaison de la valeur mesurée de la quantité de mouvement avec la valeur seuil se fait de la même façon que la comparaison entre valeur de consigne et valeur effective rencontrée dans le domaine de la technique de réglage Comme la valeur de consigne, la valeur seuil peut être réglée et la surveillance du fonctionnement peut être adaptée à des conditions de service variables, Un dispositif pour la réalisation du procédé décrit ci-dessus et utilisant les éléments habituels de la métrologie est fondamentalement caractérisé par le fait qu'il comprend un système de mesure de la quantité de mouvement placé dans la conduite de retour des billes de nettoyage, un comparateur pour la comparaison de la quantité de mouvement mesurée avec une valeur seuil et un dispositif d'extraction commandé par le système de mesure pour l'éva- cuation des billes de nettoyage dont la quantité de mouvement est inférieure à une valeur seuil prédéterminée, Pour adapter les mesures de l'invention à des conditions de service variables dans le sens des considérations exposées dans l'introduction, l'invention prévoit la possibilité de régler en service la valeur seuil pour la quantité de mouvement à mesurer. Dans le cadre des mesures prévues selon l'invention, la mesure peut être effectuée en tenant compte de relations statistiques Il est parfaitement possible de mesurer l'une des quantités de mouvement indiquées sur chacune des billes qui traverse la conduite de retour des billes de nettoyage. A ce effet, l'invention prévoit que le système de mesure de la quantité de mouvement est disposé dans la conduite de retour des billes de nettoyage P 1 ar ailleurs, la précision des mesures n'est pas diminuée par l'installation du système de mesure de la quantité de mouvement dans une dérivation de la conduite de retour des billes de nettoyage, ni par la mise en place d'un dispositif d'étranglement et/ou d'un dispositif pour l'admission ou l'évacuation de la bille de nettoyage dans la section de la conduite de retour des billes de nettoyage isolée par la dérivation Il va de soi que, dans ce mode de réalisation de l'invention, il faut prendre des précautions pour que, dans le temps, la totalité des billes de nettoyage passent par la dérivation, Une dérivation pour cet usage pourrait également être installée à un endroit différent, par exemple en combinaison avec une pompe, de telle façon que les billes de nettoyage sont renvoyées du tuyau de refoulement de la pompe à la tubulured'aspiration en passant par le système de mesure. La description qui va suivre, en regard-des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une installation de conden- sateur de centrale électrique avec dispositif pour le nettoyage des tubes à l'aide de billes de nettoyage élas- tiques souples. Les figures 2 à 8 représentent, à plus grande échelle par rapport à la figure 1, des systèmes pour la me- sure de la quantité de mouvement des billes de nettoyage. L'installation de condensateur de centrale élec- trique représentée à la figure 1 comprend un condensateur 1 avec une pluralité de tubes 2, une tubulure d'arrivée d'eau de refroidissement 3 avec admission de billes de nettoyage 4, une tubulure d'évacuation d'eau de refroidissement 5 avec tamis de retenue de billes de nettoyage 6 et une conduite de retour des billes de nettoyage 7 reliant le tamis de retenue de billes de nettoyage 6 et l'admission de billes de net- toyage 4 Dans la conduite de retour des billes de nettoyage 7 se trouvent un système de surveillance des billes de nettoyage 8 ainsi qu'un dispositif 9 pour l'introduction et l'évacuation de billes de nettoyage 10 qui appartient à l'état antérieur de la technique, Le diamètre des billes de nettoyage 10 est mesuré lors du recyclage des billes et les billes de nettoyage 10 sont évacuées en fonction des variations du diamètre On remarque dans la figure 1 un système de mesure de la quantité de mouvement 11 inséré dans la conduite de retour des billes de nettoyage, un comparateur 12 pour la comparaison des quantités de mouvement mesurées avec une valeur seuil et un dispositif d'affichage 13 Dans l'exemple de réalisation, le comparateur 12 comprend, en outre, un dispositif 14 pour le réglage de la valeur seuil Le comparateur 12 commande le servomoteur 15 lequel commande la vanne à trois voies 16 servant de dispositif d'extraction de telle façon que les billes de nettoyage 10 dont la quantité de mouvement est inférieure à la valeur seuil prédéterminée sont évacuées par l'intermédiaire de la conduite 7 a. Il ressort de la figure 1 qu'un système de mesure de la quantité de mouvement Il du genre précité peut être installé à différents endroits dans la conduite de retour des billes de nettoyage, En particulier, il est possible de placer le système de mesure de la quantité de mouvement Il directement dans la conduite de retour des billes de net- toyage 7 comme cela est indiqué-dans la figure 1 en 17 Dans ce cas la dérivation 18 expliquée ci-après n'est pas nécessaire Mais il est possible de prévoir également ou en supplément une dérivation 18 telle qu'elle est représentée ou une dérivation différente, Dans ce cas, le système de mesure de la quantité de mouvement Il est placé dans la dérivation 18 de la conduite deretour des billes de nettoyage 7 et-la section de la conduite de retour des billes de nettoyage 7 isolée par la dérivation 18 comprend, par exemple, un dispositif d'étranglement Les détails de la réalisation du système de mesure de la quantité de mouvement 11 sont indiqués dans les figures 2 à 8. Il ressort des figures 4 et 5 qu'une force dépendant du frottement des billes de nettoyage 10 peut être mesurée en tant que quantité de mouvement sur une section de con- duite 19 traversée lors du recyclage des billes de nettoyage. Il va de soi que la section de conduite 19 se trouve dans un bottier 20 et qu'elle peut être déplacée dans le sens axial au moyen d'un -bras 21 ou contre la force d'un ressort de rappel 22 On mesure la force agissant dans le sens axial, la force agissant dans le sens des flèches 23 indiquées et pouvant être mesurée électriquement. Les figures 2 et 3 montrent comment une force accélératrice dépendant de l'impulsion des billes de net- toyage 10 peut être mesurée en tant que quantité de mouve- ment, par exemple lors de l'impact sur une plaque de rebon- dissement 24 ou sur un autre transducteur de force disposé dans la conduite de retour des billes de nettoyage. La figure 6 illustre le fait qu'il est également possible de mesurer en tant que quantité de mouvement une. différence de pression telle qu'elle s'établit, dans le mode de réalisation suivant la figure 6, entre les pressions statiques en amont et en aval d'une bille de nettoyage 10 laquelle traverse une section de conduite 19 correspondante lors du recyclage des billes de nettoyage, Les figures 7 et 8 montrent comment on mesure pour la quantité de mouvement et en tant que quantité de mouvement un laps de temps dont les billes de nettoyage 10 ont besoin, lors de leur recycla- ge, pour traverser au moins une section de conduite 19 pré- déterminée par la canalisation, REVENDICATIONS 1, Procédé pour la surveillance de la disponibilité d'un dispositif pour le nettoyage des tubes d'une installa- tion de condensateur de centrale électrique ou d'installa- tions analogues à l'aide de billes de nettoyage élastiques souples, par exemple en caoutchouc cellulaire, l'installa- tion de condensateur de central électrique comprenant une tubulure d'entrée d'eau de refroidissement avec entrée de billes de nettoyage, une tubulure d'évacuation d'eau de refroidissement avec tamis de retenue de billes de nettoyage et une conduite de retour de billes de nettoyage reliant le tamis de retenue et l'entrée de billes de nettoyage dans laquelle sont insérés un dispositif de surveillance des billes de nettoyage et un dispositif pour l'introduction et l'évacuation des billes de nettoyage, le diamètre des billes de nettoyage étant mesuré lors de leur recyclage et les billes de nettoyage étant remplacées en fonction des vairia- tions de leur diamètre, caractérisé par le fait que la quantité de mouvement des billes de nettoyage lors de leur recyclage est mesurée directement ou indirectement en tant que critère poiur le diamètre des billes et que les billes de nettoyage dont la quantité de mouvement est inférieure à une valeur seuil prédéterminée sont éliminées au moyen d'un dispositif d'extraction. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une force dépendant du frottement des billes de nettoyage est mesurée comme quantité de mouvement sur une section de conduite traversée lors du recyclage des billes de nettoyage. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une force dépendant de l'impulsion cinétique des billes de nettoyage est mesurée comme quantité de mouvement, par exemple lors de l'impact sur une plaque de rebondissement disposée dans la conduite de retour des billes de nettoyage, 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on mesure comme quantité de mouvement une différence de pression qui s'établit entre les pressions statiques en amont et en aval d'une bille de nettoyage lorsque celle-ci traverse une section de conduite correspon- dante lors du recyclage des billes de nettoyage. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on mesure comme quantité de mouvement un laps de temps dont les billes de nettoyage ont besoin, lors de leur recyclage, pour traverser au moins une section de conduite prédéterminée par la canalisation. 6 Dispositif pour la réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend un système de mesure de la quanti- té de mouvement ( 11) placé dans la conduite de retour des billes de nettoyage, un comparateur ( 12) pour la comparaison de la quantité de mouvement mesurée avec une valeur seuil et un dispositif d'extraction ( 16) commandé par le système de mesure pour l'évacuation des billes de nettoyage ( 10) dont la quantité de mouvement est inférieure à une valeur seuil prédéterminée. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend, en plus, un dispositif de comp- tage et de mémorisation pour les quantités de mouvement mesurées dans un intervalle de temps de mesure prédéterminé. 8 Dispositif selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que la valeur seuil pour la quantité de mouvement à mesurer peut être réglée en service. 9 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 6 à 8, caractérisé par le fait que le système de mesure de la quantité de mouvement ( 11) est disposé dans la conduite de retour des billes de nettoyage ( 7) laquelle comprend également, en aval du système de mesure de la quantité de mouvement ( 11), le dispositif d'extraction ( 16). Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 6 à 8, caractérisé par le fait que le système-de mesure de la quantité de mouvement ( 11) et le dispositif d'extraction ( 16) sont installés dans une dérivation ( 18) de la conduite de retour des billes de nettoyage ( 7) et qu'un dispositif d'étranglement est inséré dans la section de la conduite de retour des billes de nettoyage ( 7) isolée par la dérivation ( 18).