Brevet FR2620196A1 — publié le 19890310

La présente invention concerne les dispositifs destinés à évacuer un liquide de cavités closes contenant des gaz et des vapeurs et a notamment pour objet des systèmes d'évacuation du condensat. L'invention peut être utilisée dans la technique de la chaleur, dans l'industrie énergétique dans des centrales thermiques et nucléaires, dans la technique frigorifique pour l'évacuation du condensat d'appareils à compression de vapeurs condensables et/ou O d'appareils séparateurs. On connalt un système d'évacuation du condensat d'appareils à compression de vapeurs condensables ("Essai des séparateurs intermédiairessurchauffeur de vapeur d'une turbine à la centrale nucléaire de Kolsk" par A.P.Volkov et autres, Teplotekhnika, n 7, 1977, (Moscou), pages 28 à 31) comportant un réservoir collecteur du condensat, lié par une conduite à chaque appareil. Le fonctionnement du système est fondé sur O l'évacuation du condensat grâce à la différence de hauteur entre les appareils à compression de vapeurs condensables et le réservoir collecteur du condensat. Ce système est caractérisé par une évacuation instable du condensat du fait que celui-ci se déplace dans des conduites avec des bulles de vapeur. En outre, la différence de pression qui se forme dans les appareils à compression de vapeurs condensables aboutit à un écoulement intensif de la vapeur d'un appareil à l'autre à travers les conduites, à la formation d'un déplacement D de la vapeur et du condensat en sens inverse, à un écoulement difficile et à l'interruption de l'écoulement du condensat de l'appareil dans lequel la pression est la plus faible. En conséquence, cet appareil se trouve inondé du condensat, ce qui entraîne sa panne et l'arrêt du fonctionnement de tout l'ensemble du système d'évacuation du condensat. On connaît également un système d'évacuation du condensat des appareils à compression de vapeurs condensables ("Turbines pour les centrales nucléaires" par B.I. Troyanovsky, 1978, Energia, (Moscou), page 206) comportant un réservoir collecteur du condensat, dont les entrées sont mises en communication par des conduites, munies de fermetures hydrauliques, avec chaque appareil ayant un espace de vapeur. Le fonctionnement du système est également fondé sur l'évacuation du condensat grâce à la différence de hauteur entre les appareils à compression de vapeurs condensables et le réservoir collecteur de condensat. Les inconvénients de ce système sont analogues à ceux déjà décrits cidessus. De plus, la présence d'une fermeture hydraulique sur la conduite aboutit à la formation de cavités de vapeur dans la partie descendante de la fermeture hydraulique par suite de la suspension de bulles de vapeur dans le condensat, à l'inversion de l'écoulement du condensat, à l'accélération du courant entraînant une chute de la pression dans la conduite et une formation complémentaire de vapeur à la suite de l'ébullition du condensat. En conséquence, des pulsations de courant y sont engendrées qui aboutissent à des vibrations de la conduite, à la fermeture et à l'inversion du courant du condensat et au remplissage des appareils à compression de vapeurs condensables. On s'est donc proposé de mettre au point un système pour l'évacuation du condensat, dans lequel il serait possible d'assurer l'évacuation stable du condensat grâce à la modification de la conception de la fermeture hydraulique. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un système d'évacuation du condensat des appareils à compression de vapeurs condensables et/ou des appareils de séparation, système qui comporte un réservoir collecteur du condensat dont les entrées sont reliées, par l'intermédiaire de conduites munies des fermetures hydrauliques, à chaque appareil ayant un volume de vapeur, caractérisé en ce que chaque fermeture hydraulique est pourvue d'un séparateur ayant une sortie O d'eau et une sortie de vapeur, la sortie de l'eau étant disposée au-dessous de l'entrée correspondante du réservoir collecteur du condensat. Il est également avantageux que, dans le système d'évacuation du condensat, la sortie de la vapeur du séparateur soit mise en communication avec le volume de vapeur d'un appareil correspondant. Il est également.avantageux que le séparateur, dans le système d'évacuation du condensat, soit réalisé avec séparation par gravité. O Ainsi, on évacue l'humidité des appareils à compression de vapeurs condensables et/ou des appareils de sépararion dans le séparareur et, de celui-ci, dans le réservoir pour la collecte du condensat. En disposant le séparateur au point inférieur de la branche descendante de la conduite d'évacuation du condensat, en disposant la sortie de l'eau du séparateur au-dessous du réservoir collecteur du condensat ainsi qu'en reliant la sortie de la vapeur du séparateur à l'espace de vapeur d'un appareil correspondant, on stabilise le drainage de O l'humidité de l'appareil, on supprime la surpression du réservoir collecteur du condensat, on élimine les vibrations des conduites de drainage de l'humidité grâce à la séparation et au recyclage de la vapeur entraînée et de la vapeur résultant de l'ébullition secondaire dans l'appareil. Le système d'évacuation du condensat devient stable à l'entraînement de la vapeur et à la suralimentation du réservoir collecteur du condensat et à la différence de pression entre les appareils. Le système d'évacuation du condensat fonctionne d'une manière stable, même à la perte du niveau dans le réservoir collecteur du condensat et permet de drainer d'une manière stable et fiable l'humidité de plusieurs appareils dans un réservoir collecteur du condensat. Entre outre, en utilisant un séparateur d'un type fonctionnant par gravité, on supprime les pertes d'énergie dépensées auparavant pour la séparation de la vapeur et du condensat. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif avec référence au dessin non limitatif annexé dans lequel est représentée une vue d'ensemble d'un système d'évacuation du condensat utilisé pour des appareils séparateurs, selon l'invention. On va examiner un système de séparation du condensat de deux appareils de séparation. Le système de séparation du condensat comporte un réservoir collecteur du condensat 1, dont les entrées 2 sont reliées, au moyen des tronçons descendants de la conduite 3 et des tronçons ascendants de la conduite 4, ayant des fermetures hydrauliques 5, à chaque appareil 6, ayant un espace de vapeur 7. Chaque fermeture hydraulique 5 est munie d'un séparateur 8 possédant une sortie 9 de l'eau et une sortie 10 de la vapeur. La sortie 9 de l'eau est disposée au-dessous de l'entrée 2 correspondante du réservoir collecteur du condensat 1. Chaque appareil séparateur 6 comporte un corps 11, une tubulure d'évacuation 12, une chambre d'entrée 13, des éléments de séparation 14, un collecteur du condensat 15,- un surchauffeur de vapeur 16 et une tubulure d'échappement 17. Le séparateur 8 est du type fonctionnant par gravité, alors que sa sortie 10 de la vapeur est mise en communication, par une conduite 18, avec l'espace de vapeur 7 de l'appareil séparateur 6. Le réservoir collecteur du condensat i possède un espace de vapeur 19 mis en communication, par une conduite 20, avec l'espace de vapeur 7 de chaque appareil 6 et une tubulure D de sortie 21. Le système d'évacuation du condensat fonctionne de la manière suivante. Des cylindres haute pression d'une turbine à vapeur humide (non représentée sur le dessin), la vapeur à humide parvient, à travers la tubulure de sortie 12, disposée sur le corps 11, dans la.chambre d'entrée 13, ensuite la vapeur humide passe par les éléments de séparation 14 o elle est séparée en eau (condensat) qui parvient dans le collecteur de condensat 15 et vapeur D sèche qui arrive dans l'espace de vapeur 7 de l'appareil séparateur 6. Ensuite, la vapeur passe par le surchauffeur de vapeur 16 et la tubulure d'évacuation 17 et se dirige vers les cylindres basse pression de la turbine. à Du collecteur de condensat 15, le condensat parvient, par le tronçon descendant de la conduite 3, dans le séparateur 8. Par suite des particularités de la conception des appareils 6, le condensat qui se déplace suivant le tronçon descendant de la conduite 3, contient D encore une quantité suffisamment grande de vapeur. En équipant la fermeture hydraulique 5 d'un séparateur 8, on réussit à séparer la vapeur du condensat et à assurer un mouvement stable du condensat du séparateur 8, à travers la sortie 9 de l'eau, suivant le tronçon ascendant de la a conduite 4 et à-travers l'entrée 2, dans le réservoir collecteur du condensat 1. De ce réservoir, le condensat se dirige à travers la conduite de sortie 21 vers le système de régénération de chaleur de la turbine. En disposant la sortie 9 de l'eau du séparateur 8 au-dessous de l'entrée 2 du réservoir collecteur de condensat 1, on crée un niveau garanti du condensat dans le séparateur 8. La surface de la section transversale du séparateur 8 assure une vitesse de descente du condensat dans le séparateur 8 inférieure à la vitesse de remontée des bulles de vapeur, ce qui conduit au dégagement de la vapeur du condensat, autrement dit, on réalise, dans le séparateur 8, le principe de la séparation par gravité. Du séparateur 8, la vapeur revient, à travers la sortie de la vapeur, par la conduite 18, dans l'espace de vapeur 7 de l'appareil 6. On utilise ainsi la vapeur entraînée par le condensat de l'appareil 6. En reliant l'espace de vapeur 19 du réservoir collecteur de condensat 1, par la conduite 20, à l'espace de vapeur 7 de l'appareil séparateur 6, on assure l'égalisation des pressions dans ces réservoirs. Dans le cas de la présence d'une différence de pression entre deux appareils séparateurs 6, un niveau du condensat correspondant à la pression s'établit dans les séparateurs 8 alors que tout l'ensemble du système d'évacuation du condensat assure, même dans ce cas une évacuation stable du condensat. Le mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus assure une évacuation fiable et stable du condensat des appareils séparateurs en présence et en l'absence d'une différence de pression entre les appareils ce qui empêche, en définitive, la formation de vibrations des conduites, prévient l'accumulation du condensat dans les appareils, l'endommagement des éléments constitutifs des appareils, des conduites et de la turbine. Le mode de réalisation du système d'évacuation du condensat augmente, en général, la fiabilité du fonctionnement de la turbine. On vient d'examiner la variante de l'évacuation du condensat de deux appareils séparateurs. Le sustème de séparation du condensat fonctionne d'une manière analogue dans le cas de son utilisation pour l'évacuation du condensat des appareils à vapeur et à condensat ainsi que dans le cas o le nombre d'appareils est supérieur à O deux. R E V E N D I C A T IONS 1. Système d'évacuation du condensat des appareils à vapeur et à condensat et/ou des appareils séparateurs comportant un réservoir collecteur du condensat, dont les entrées sont reliées par des conduites pourvues des fermetures hydrauliques à chaque appareil ayant un espace de vapeur, caractérisé en ce que chaque fermeture hydraulique (5) est équipée d'un séparateur (8) ayant une sortie (9) de l'eau et une sortie (10) de la vapeur, la sortie (9) de l'eau étant disposée au-dessous de l'entrée correspondante (2) du réservoir collecteur du condensat (1). 2. Système d'évacuation du condensat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie (10) de la vapeur du séparateur (8) est mise en communication avec l'espace de vapeur (7) de l'appareil correspondant (6). 3. Système d'évacuation du condensat selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le séparateur (8) est du type fonctionnant par gravité.