Brevet FR2579299A1 — publié le 19860926

Dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur La présente invention concerne un dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur, d'axe longitudinal, notamment pour l'alimentation en vapeur d'eau d'une turbine de détente, comportant, disposés parallèlement à son axe et symétriquement par rapport à son plan de symétrie longitudinal, a/ dans sa partie inférieure, des organes séparateurs éliminant l'eau de la vapeur humide à surchauffer, b/ 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. Le document EP-B-005 225 au nom de la Demanderesse décrit un dispositif échangeur de ce genre, dans lequel les organes séparateurs d'élimination de l'eau sont surmontés de faisceaux de tubes en U à l'intérieur desquels de la vapeur surchauffée sous pression se refroidit à sa température de saturation, puis se condense, en assurant la surchauffe de la vapeur séchée à pression plus faible. Un tel dispositif nécessite toutefois des faisceaux de grande longueur lorsque le débit de vapeur sèche à surchauffer est très élevé. Ceci entraîne des difficultés de fabrication et de transport, et un encombrement longitudinal très important. Si d'autre part l'on divisait le débit de vapeur à sécher et surchauffer entre deux disposi- tifs de séchage et surchauffe en parallèle, le coût de l'appareillage serait notablement augmenté. La présente invention a pour but de procurer un dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur permettant de traiter des débits très élevés de vapeur, mais restant d'un encombrement acceptable et d'un prix de revient modéré. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend du haut vers le bas de sa partie formant échangeur de chaleur, et en série sur le trajet de la vapeur surchauffée sous pression, un premier faisceau à tubes droits à l'intérieur desquels la vapeur sur- chauffée sous pression est refroidie à sa température de saturation, - 2 puis un faisceau à tubes en U à l'intérieur desquels la vapeur saturée sous pression est condensée. Il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif de séchage et de surchauffe de la vapeur d'eau d'alimentation d'une turbine de détente dans une centrale de production d'énergie, selon l'invention. La figure 1 représente l'échangeur en coupe axiale longitudinale. La figure 2 représente l'échangeur en coupe selon l'axe II-II de la figure 1. La figure 3 représente l'échangeur en coupe selon l'axe III-III de la figure 1. La vapeur d'eau à sécher et surchauffer pénètre dans l'échangeur horizontal 1 par les ouvertures 2 et 3, disposées dans sa partie infé- rieure. Elle est répartie le long de l'échangeur par des organes repré- sentés schématiquement en 4 et 5, tels que ceux ayant fait l'objet du brevet FR-B-2 442 069 de la Demanderesse. Elle s'élève ensuite vers les jeux d'organes séparateurs latéraux 6 et 7, et centraux 8 et 9, comme représenté par les flèches. Ces organes séparateurs sont par exemple des paquets de tôles ondulées parallèles entre lesquelles s'écoule la vapeur en abandonnant ses gouttelettes d'eau, qui ruissel- lent le long des tôles, et sont recueillies dans des gouttières, d'o l'eau est évacuée par un conduit tel que 10 et des tubulures telles que 11A, 11B, 11C, 11D. La vapeur sèche traverse alors un ensemble de faisceaux tubulaires désigné de manière générale par 12, puis est envoyée sur- chauffée à l'utilisation par les tubulures 13, 14. La vapeur de surchauffe sous pression élevée est introduite dans l'échangeur par la tubulure 15. Elle pénètre dans les tubes coudés permettant la dilatation 16, puis passe dans la partie droite du fais- ceau tubulaire 17, le long duquel elle se refroidit à sa température de saturation. Elle parvient dans la chambre de collecte 18, d'o elle se répartit, comme indiqué par la flèche 19, dans un faisceau de tubes en U 20. Parvenue à l'extrémité opposée de l'échangeur, la vapeur revient, comme indiqué par les flèches 25, 26, 27, vers la partie -3- inférieure 28 des tubes en U. La vapeur sous pression se condense progressivement au fur et à mesure de son passage dans le faisceau de tubes en U. L'eau condensée est recueillie dans la chambre de collecte 29, séparée de la chambre 18 par la cloison 30, puis est évacuée par le conduit 31. - 4 - REVENDICATION Dispositif de séchage et de surchauffe de vapeur, d'axe horizontal, notamment pour l'alimentation en vapeur d'eau d'une turbine de détente, comportant, disposés parallèlement à son axe et symétriquement par rapport à son plan de symétrie longitudinal, a/ dans sa partie inférieure, des organes séparateurs (6, 7, 8, 9, figure 1) éliminant l'eau de la vapeur humide à surchauffer, b/ dans sa partie supérieure, des faisceaux de tubes (17, 20, 28) 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, caractérisé en ce qu'il comprend du haut vers le bas de sa partie formant échangeur de chaleur, et en série sur le trajet de la vapeur surchauffée sous pression, un premier faisceau (17) à tubes droits à l'intérieur desquels la vapeur surchauffée sous pression est refroidie à sa température de saturation, puis un faisceau (20, 28) à tubes en U à l'intérieur desquels la vapeur saturée sous pression est condensée.