Brevet FR2579298A1 — publié le 19860926

- 1 - Dispositif de séchage çt de surchauffe de vapeur par échange de chaleur La présente invention concerne un dispositif de séchage puis de surchauffe par échange de chaleur, d'axe horizontal, notamment pour l'alimentation en vapeur d'eau d'une turbine de détente, comportant à l'intérieur d'une virole cylindrique, disposés parallèlement à son axe et symétriquement par rapport à son plan de symétrie longitudinal, a) dans sa partie inférieure, une chambre d'admission de la vapeur humide à sécher et surchauffer, b) au-dessus de la chambre d'admission, des organes séparateurs éliminant l'eau de la vapeur humide à surchauffer, c) dans sa partie supérieure, des faisceaux de tubes constituant les surchauffeurs, dans lesquels de la vapeur surchauffée sous pression est refroidie, puis condensée en échange de chaleur avec la vapeur séchée à surchauffer, et d) de part et d'autre des faisceaux de tubes surchauffeurs, des canaux de circulation de la vapeur humide permettant à une partie de celle-ci de s'élever au voisinage de la surface interne de la virole, avant de revenir vers les organes séparateurs, Le brevet EP-B- 005225 de la Demanderesse porte sur un dispositif de ce genre, dans lequel les canaux permettent à la vapeur humide de s'élever de part et d'autre des surchauffeurs au voisinage de la surface interne de la virole, puis de redescendre entre deux groupes de surchauffeurs pour déboucher à l'entrée des séparateurs au voisinage du plan de symétrie. Un tel dispositif nécessite que les surchauffeurs soient divisés en deux groupes séparés par un espace central permettant la descente de la vapeur humide. Ceci oblige à donner au dispositif un diamètre plus important, au détriment de son encombrement et de son coût. La présente invention a pour but de procurer un dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur d'encombrement et de poids plus réduits que le dispositif connu, tout en assurant un refroidissement de la paroi interne de la virole aussi efficace. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que ses canaux de circulation de la vapeur humide sont séparés de la chambre - 2 - d'admission par une cloison disposée de l'un des côtés des surchauf- feurs seulement, de façon que la vapeur humide ne s'élève au voisinage de la surface interne de la virole que de l'un des côtés des surchauf- feurs, puis redescende de l'autre côté vers l'admission à des organes séparateurs. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexé, un dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur d'eau selon l'invention, adjoint à une instal- lation de production d'énergie par détente de vapeur d'eau dans des turbines. La figure représente le dispositif en coupe par un plan perpendiculaire à son axe, au droit de tubulures d'admission de vapeur humide et d'évacuation de vapeur surchauffée. Il comporte une virole externe 1, munie de tubulures d'admission de vapeur humide (émulsion d'eau et de vapeur) telles que 2. Au-dessus d'unetubulure 2, un organe de répartition 3, tel que celui qui a fait l'objet du brevet FR-B-2442069 de la Demanderesse, répartit la vapeur humide en deux flux latéraux représentés par les flèches 4 et 5, et un flux axial représenté par la flèche 6. Du flux latéral gauche, une première partie pénètre dans les blocs d'organes séparateurs 7, formés par exemple par des empilements de t8ôles ondulées parallèles, sur lesquelles les gouttelettes d'eau se déposent, puis ruissellent, avant d'être évacuées par des gouttières et des tuyauteries d'évacuation, non représentées. Le flux latéral droit de vapeur humide, représenté par la flèche 5, pénètre dans les blocs d'organes séparateurs 8. Le flux axial, représenté par la flèche 6, pénètre dans les blocs d'organes séparateurs 9 et 10. La vapeur séchée issue des différents blocs d'organes séparateurs, à laquelle se réunit une autre fraction de vapeur séchée ayant servi à assurer le refroidissement de la virole, comme il sera décrit ci-après, s'élève vers les échangeurs de surchauffe 11, formés par des faisceaux tubulaires à l'intérieur desquels circule de la vapeur à pression plus élevée. Elle traverse ces échangeurs comme représentée par les flèches 12, et se rend à l'utilisation par des -3- tubulures de sortie telles que 13. Une fraction de la vapeur humide ne passe pas directement dans les organes séparateurs, mais s'élève le long de la virole 1, comme représenté par la flèche 14, dans un canal 15 disposé entre la virole 1 et une enveloppe interne 16 délimitant l'écoulement de la vapeur à surchauffer. Cette fraction maintient la virole 1 à une température relativement basse. Elle redescend ensuite de l'autre c8té de l'enveloppe interne 16 par un canal 17 le long du côté droit de la virole 1, comme représenté par la flèche 18. Elle est alors dirigée par une cloison 19 dans un canal 20 vers l'admission à des organes séparateurs 21, o elle se débarasse de son humidité résiduelle. Cette fraction séchée se réunit alors à la fraction principale de vapeur séchée pour se rendre aux échangeurs de surchauffe. -4- REVENDICATION Dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur par échange de chaleur, d'axe horizontal, notamment pour l'alimentation en vapeur d'eau d'une turbine de détente, comportant à l'intérieur d'une virole cylindrique, disposés parallèlement à son axe et symétriquement par rapport à son plan de symétrie longitudinal, a) dans sa partie inférieure, une chambre d'admission de la vapeur humide à sécher et surchauffer, b) au-dessus de la chambre d'admission des organes séparateurs (7, 8, 9, 10, 21) éliminant l'eau de la vapeur humide à surchauffer, c) dans sa partie supérieure, des faisceaux de tubes (11) constituant les surchauffeurs, dans lesquels de la vapeur surchauffée sous pres- sion est refroidie, puis condensée en échange de chaleur avec la vapeur séchée à surchauffer, et d) de part et d'autre des faisceaux de tubes surchauffeurs, des canaux (15, 17) de circulation de la vapeur humide permettant à une partie de celle-ci de s'élever au voisinage de la surface interne de la virole, avant de revenir vers les organes séparateurs, caractérisé en ce que les canaux sont séparés de la chambre d'admission par une cloison (19) disposée de l'un des côtés des surchauffeurs seulement, de façon que la vapeur humide ne s'élève au voisinage de la surface interne de la virole que de l'un des c'tés des surchauffeurs, puis redescende de l'autre c8té vers l'admission à des organes sépara- teurs (21).