Brevet FR3027629A1 — publié le 20160429

Système de raccordement pour panneau de toit d'une enceinte de protection thermoacoustique, panneau de toit et enceinte thermoacoustique correspondante L'invention concerne, de manière générale, la protection thermoacoustique de machines de puissance, telles que des turbines à gaz, des alternateurs ainsi que leurs équipements auxiliaires. Plus particulièrement, l'invention concerne les enceintes de protection thermo acoustique pour de telles machines de puissance et les systèmes de protection contre les incendies installés dans de telles enceintes de protection. Les enceintes de protection thermoacoustiques pour machines de génération de puissance comprennent typiquement une structure métallique de support sur laquelle sont fixés une pluralité de panneaux latéraux et des panneaux de toit qui s'étendent généralement transversalement par rapport aux panneaux latéraux. Lors du fonctionnement des machines de puissance, des fuites de combustible peuvent se produire, par exemple au niveau de brides de conduites d'arrivée de carburant ou au niveau de points de raccordement à la machine. Lorsque le combustible est du fioul sous pression, le fluide de combustible peut créer un jet pulvérisé, formant des flaques de combustible dans la partie basse de la machine. Dans l'état de la technique, la protection des enceintes de protection thermoacoustique, fondée sur l'utilisation de CO2, était considérée comme avantageuse par rapport aux systèmes basés sur l'utilisation d'un brouillard d'eau, très répandus pour la protection de bâtiments et de lieux publics. En effet, il avait été considéré comme dangereux d'appliquer de l'eau directement sur les corps chauds de la turbine sans protection thermique, au moins jusqu'à ce que la machine soit arrêtée. En effet, en ce qui concerne les turbines, les aubes sont susceptibles d'être gravement endommagées si le corps de la turbine vient à se contracter en raison d'un refroidissement trop rapide. L'utilisation d'un brouillard d'eau, connu par les anglosaxons sous le terme de « water mist » présente cependant certains avantages par rapport aux systèmes basés sur l'utilisation de CO2 ou, de manière générale, de gaz inerte. En effet, l'eau est également inerte et sa chaleur latente de vaporisation est relativement élevée de sorte que l'eau s'évapore à une température relativement faible. Lorsqu'elle se vaporise, son volume peut atteindre près de 1700 fois son volume initial. De plus, les gouttelettes du brouillard présentent une forte dynamique ce qui favorise le mélange et l'évaporation. En effet, un diffuseur de brouillard d'eau permet de créer de centaines de micro gouttelettes d'eau augmentant ainsi la surface d'échange pour le transfert de chaleur. L'utilisation d'un brouillard d'eau est également avantageuse dans la mesure où lorsqu'un brouillard est formé dans un compartiment fermé, 90% du volume d'eau est émis sous forme de micro gouttelettes dont le diamètre est inférieur à 90 microns. Les gouttelettes descendent rapidement dans le compartiment et récupèrent la chaleur d'un éventuel feu et de la fumée par conduction, convection et radiation. L'eau se transforme en vapeur presque instantanément, bloquant ainsi l'alimentation en oxygène proche de la flamme et humidifiant le combustible, empêchant ainsi la propagation du feu. Il a par ailleurs été constaté qu'un brouillard d'eau agit simultanément sur plusieurs paramètres de la combustion. Il agit en premier lieu sur le refroidissement de la flamme, du combustible, contribue à l'étouffement de la flamme et agit en combinaison sur le refroidissement de la flamme et l'isolement de celle-ci par rapport à l'oxygène. Le brouillard d' eau permet également d' atténuer le rayonnement thermique. En ce qui concerne les enceintes de protection thermoacoustiques, les réglementations en vigueur imposent un certain nombre de paramètres de conception qui ont un impact sur le nombre et le positionnement de buses d'injection prévues sur le plafond des enceintes ainsi que leur distance par rapport aux parois afin de permettre une action efficace du brouillard en fonction de la configuration des équipements. On pourra à cet égard se référer au document EP 1 078 653 qui décrit un système de protection contre les incendies pour turbine à gaz comprenant des conduites d'alimentation dotées de buses d'injection d'eau réparties de part et d'autre de la chambre de combustion de la turbine, de manière à pulvériser de l'eau autour de la chambre de combustion. Il est cependant nécessaire, lors des opérations de maintenance et notamment lors d'opérations de changement de composants de la machine protégée par l'enceinte, par exemple lors d'un changement de rotor, de démonter le toit de l'enceinte afin de pouvoir accéder facilement aux composants de la machine. Le document FR 2 984 959 propose à cet égard de doter l'enceinte d'un toit comprenant des panneaux de toit qui reposent sur des poutres métalliques avec interposition d'un joint d'étanchéité. La compression du joint est assurée par le poids des panneaux de toit et non par un moyen de serrage de sorte que le démontage et le remontage du toit ou d'une partie du toit ne nécessitent plus de boulon de serrage et s'en trouvent donc simplifiés et plus rapides. Le document US 2012 0073215 propose de fixer les panneaux de toit aux parois latérales au moyen de verrous qui coopèrent entre eux pour fixer de manière amovible les panneaux de toit soit aux parois latérales soit à un autre panneau de toit. Lorsque les panneaux de toit sont dotés d'un réseau de distribution d'eau associé à des buses de pulvérisation, il est nécessaire, lors du démontage et du remontage des panneaux, de prévoir la déconnexion et le raccordement rapide du réseau de distribution à une canalisation d'alimentation. Le document US 2012 009746 propose à cet effet un système de fixation par serrage. Les documents US 2011 0215566 et JP H 112 76628 préconisent d'utiliser un conduit flexible pour raccorder les moyens servant à générer le brouillard d'eau. Au vu de ce qui précède, le but de l'invention est de proposer un système de raccordement, notamment pour diffuseur de brouillard d'eau, permettant un raccordement et une déconnexion rapides et aisés d'un réseau de distribution d'eau prévu dans au moins un panneau de toit équipé de buses de pulvérisation. L'invention prévoit en outre la protection d'au moins un raccordement du circuit de distribution au circuit d'alimentation d'eau, accessible de l'extérieur de l'enceinte de protection. L'invention a donc pour objet, selon un premier aspect, un système de raccordement d'un ensemble d'au moins un panneau de toit d'une enceinte de protection thermoacoustique pour machine de puissance dotée d'un réseau de distribution comprenant des buses d'injection d' eau. Ce système comporte, pour chaque panneau de toit, une conduite souple munie à une extrémité d'un raccord pour son raccordement à une canalisation d'alimentation et à son autre extrémité d'un organe de raccordement au réseau de distribution, un rail de protection destiné à venir se fixer sur une face externe du panneau et délimitant une fente de réception de la conduite souple, et une pièce de protection mécanique de l'organe de raccordement. Dans un mode de réalisation, le rail est doté de languettes de maintien amovible de la conduite dans la fente. Par exemple, les languettes sont montées de manière rotative sur le rail. Selon une autre caractéristique du système de raccordement, la pièce de protection comporte une cloison dressée perpendiculairement au rail et une plaque d'extrémité s'étendant perpendiculairement à la cloison. Dans un mode de mise en oeuvre, l'organe de raccordement de la conduite souple comporte un tube rigide coudé solidaire de la conduite souple et comprenant un raccord d'extrémité pour le raccordement au réseau de distribution, ledit raccord d'extrémité étant protégé par la cloison et la plaque d'extrémité. Avantageusement, la cloison comporte une fente de maintien dans laquelle s'engage l'extrémité de la conduite souple qui comprend le tube rigide. La fente peut être dotée d'une patte de maintien amovible pour l'extrémité de la conduite souple qui comprend le tube rigide. L'invention a également pour objet, selon un deuxième aspect, un panneau de toit pour enceinte de protection thermoacoustique d'une machine de puissance, comprenant un réseau de distribution d'eau équipé de buses et monté sur une première face du panneau destiné à être tourné vers l'intérieur de l'enceinte, ce panneau comprenant un système de raccordement tel que défini ci-dessus prévu sur une deuxième face du panneau opposée à la première face. L'invention a encore pour objet une enceinte thermoacoustique pour machine de puissance comprenant un toit doté d'un ensemble d'au moins un panneau tel que défini ci-dessus. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une enceinte de protection thermoacoustique pour machine de production de puissance ; - la figure 2 est une vue du système de protection contre les incendies de l'enceinte de la figure 1, montrant le réseau de distribution d'eau ; - la figure 3 est une vue de détail d'un système de raccordement d'un panneau de toit de l'enceinte de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue à plus grande échelle du système de raccordement de la figure 3 ; et - la figure 5 est une vue de détail de la pièce de protection mécanique du système de raccordement des figures 3 et 4. On se référera tout d'abord à la figure 1, qui montre la structure générale d'une enceinte de protection thermoacoustique pour machine de production de puissance, désignée par la référence numérique générale 1. Dans l'exemple de réalisation envisagée dans le cadre de la présente description, l'enceinte 1 est destinée à assurer la protection d'une turbine à gaz et de ses équipements auxiliaires. Bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention lorsqu'il s'agit d'assurer la protection de toute autre machine de puissance, telle qu'un alternateur, ... L'enceinte 1 comporte une base B supportant une structure métallique de support (non représentée) à laquelle sont fixés un ensemble de panneaux latéraux, tels que P, et un ensemble de panneaux de toit T, ici au nombre de quatre. Dans le but d'assurer la protection contre les incendies, l'enceinte 1 est dotée d'un réseau de distribution d'eau associé à des buses d'injection aptes à créer un brouillard d'eau dans le volume interne de l'enceinte 1. Comme cela est connu en soi et comme indiqué précédemment, un brouillard d'eau est capable d'agir simultanément sur plusieurs paramètres de la combustion, en cas d'incendie, en assurant, notamment, le refroidissement de la flamme et du combustible, l'étouffement du volume de la flamme, la réduction de la concentration en oxygène du volume interne de l'enceinte et l'atténuation du rayonnement thermique. Le réseau de distribution d'eau est raccordé à une ou plusieurs canalisations 2 d'alimentation en eau, elles-mêmes raccordées à un réseau d'alimentation (non représenté). On notera que la ou les canalisations d'alimentation en eau cheminent à l'intérieur de l'enceinte puis, au niveau de leur zone de raccordement au réseau de distribution, à l'extérieur de l'enceinte, pour pouvoir assurer leur raccordement ou leur déconnexion de l' extérieur. Comme on le voit, afin de permettre un accès aisé à l'intérieur de l'enceinte, notamment pour des opérations de maintenance, le toit de l'enceinte est constitué de plusieurs panneaux de toit T, ici au nombre de quatre, susceptibles d'être déposés indépendamment les uns des autres. Chaque panneau de toit T porte son propre réseau 3 de distribution associé à au moins deux buses, telles que 4. Ainsi, chaque panneau comporte un réseau de distribution indépendant et peut être démonté, indépendamment des autres panneaux. En se référant à la figure 2 qui illustre les moyens d'alimentation en eau de l'enceinte, et sur laquelle on reconnaît la canalisation d'alimentation 2 et, pour chaque panneau, le réseau de distribution associé à ses buses 4, on voit que le réseau de distribution de chaque panneau est raccordé à la canalisation d'alimentation 2 par l'intermédiaire d'un système de raccordement 5 qui permet une déconnexion sélective et aisée du réseau de distribution de chaque panneau de toit T. Chaque système de raccordement comporte une conduite flexible 6 (figure 3) pourvue à une première extrémité d'un raccord 7 qui coopère avec un raccord correspondant de la canalisation d'alimentation 2. Comme on le voit, les raccords sont ici de type fileté. A l'extrémité opposée, la conduite flexible 6 est dotée d'un organe 8 de raccordement au réseau de distribution prévu dans chaque panneau T. Comme indiqué précédemment, à l'endroit du raccordement du réseau de distribution 3 à la canalisation d'alimentation 2, cette dernière s'étend à l'extérieur de l'enceinte, tandis que le réseau de distribution est monté à l'intérieur de l'enceinte. L'organe de raccordement 8 traverse ainsi le panneau de toit pour venir se raccorder au réseau de distribution 3. En d'autres termes, la conduite souple 6 chemine le long d'un panneau latéral vertical de l'enceinte, puis au-dessus d'une barrière de sécurité B', se prolonge le long de la surface supérieure du panneau de toit jusqu'à la zone dans laquelle l'organe de raccordement 8 traverse le panneau de toit pour venir se raccorder au réseau de distribution 3. Le système de raccordement comporte ainsi un rail 9 doté d'une fente longitudinale 10 dans laquelle s'insère la conduite souple 6 de manière à permettre une protection mécanique de la conduite souple en évitant, notamment, son altération lorsqu'un opérateur marche sur le panneau de toit. La fente 10 présente ainsi une profondeur suffisante pour loger entièrement la conduite souple. Le rail est doté de languettes, telles que 11, ici au nombre de quatre, assurant un maintien amovible de la conduite 6 dans la fente 10. Par exemple, ces languettes de maintien 11 sont montées à rotation sur le rail entre une position longitudinale rendant accessible la fente 10 et une position transversale assurant le maintien de la conduite dans la fente, en évitant ainsi que la conduite ne sorte de la fente sous l'effet de la pression exercée par l'eau circulant, en fonctionnement, dans la conduite. A l'endroit de sa zone de traversée du panneau de toit, l'organe de raccordement 8 comporte un tube 12 rigide et coudé, par exemple soudé ou serti sur la conduite flexible 6 et doté d'un raccord 13 d'extrémité similaire au raccord 7, réalisé par exemple à partir d'un raccord fileté, coopérant avec un raccord correspondant du réseau de distribution 3. Le tube coudé 12, au bout d'une extrémité de la conduite 6, est configuré de manière à positionner le raccord 13 dans une position verticale pour la traversée du panneau de toit. Il a en effet été constaté que cette position verticale est une position ergonomique facilitant d'une part l'entrée du réseau de distribution dans le panneau et d'autre part une ergonomie pour la connexion et la déconnexion du raccord 13. On voit encore sur les figures 3, 4 et 5 qu'au niveau de la zone de traversée du panneau de toit, le système de raccordement comporte une pièce 14 de protection mécanique, qui vient par exemple se fixer sur le panneau de toit. Comme on le voit, cette pièce 14 de protection mécanique comporte une base 15 par laquelle elle vient se fixer sur le panneau de toit, une cloison 16 dressée perpendiculairement à la base et au panneau de toit et s'étendant selon une hauteur suffisante pour loger le tube coudé 12, et une plaque d'extrémité 17 recouvrant la zone de traversée du panneau de toit et le raccord 13. Cette pièce de protection mécanique 14 permet d'éviter l'altération du tube rigide et du raccord 13 lorsqu'un opérateur marche sur le toit ou lors de la chute d'un objet, par exemple lors d'opérations de maintenance sur le toit de l'enceinte. En effet, le tube rigide et le raccord sont protégés verticalement par la plaque d'extrémité et latéralement par la cloison 16. Comme on le voit, la cloison 16 est pourvue d'une fente 18 dans laquelle s'insère l'extrémité de la conduite souple 6 munie d'un tube coudé 12. Cette fente 18 est dotée d'une patte de maintien 19 pivotante apte à assurer le maintien amovible de l'extrémité de la conduite souple 6 dans la fente 18. Ainsi, la conduite souple 6 et le tube rigide 12 restent ainsi protégés par la pièce 14 de protection mécanique même en cas de contrainte de pression dans le tube flexible. Comme indiqué précédemment, chaque panneau de toit doté de son réseau de distribution et d'au moins deux buses 4 d'eau est raccordé à la canalisation d'alimentation au moyen d'un système de raccordement tel que décrit en référence aux figures 3 à 5. Ainsi, lors d'une opération de maintenance, pour démonter un panneau, il convient simplement de dévisser le raccord 13, de dégager le tube rigide et la conduite souple des fentes 10 et 18 en manoeuvrant les languettes 11 et les pattes 19 de maintien pour pouvoir déposer sélectivement chaque panneau de toit . Bien entendu, on pourra prévoir, de façon optionnelle, un support pour chaque conduite flexible au niveau du panneau latéral de l'enceinte, par exemple sous la forme d'un crochet. Le système de raccordement par conduite souple 6 peut aussi être utilisé pour relier le circuit d'alimentation au circuit de distribution 3' muni de buses 4' dans des panneaux latéraux P tout en restant dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Système de raccordement d'un ensemble d'au moins un panneau de toit (T) d'une enceinte (1) de protection thermoacoustique pour machine de puissance dotée d'un réseau de distribution (3) comprenant des buses (4) d'injection d'eau, caractérisé en ce qu'il comporte, pour chaque panneau de toit, une conduite souple (6) munie à une extrémité d'un raccord (7) pour son raccordement à une canalisation d'alimentation (2) et à son autre extrémité d'un organe (8) de raccordement au réseau de distribution, un rail (9) de protection destiné à venir se fixer sur une face externe du panneau et délimitant une fente (10) de réception de la conduite souple (6) et une pièce de protection mécanique (14) de l'organe de raccordement. 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le rail est doté de languettes (11) de maintien amovible de la conduite dans la fente (10). 3. Système selon la revendication 2, dans lequel les languettes sont montées de manière rotatives sur le rail. 4. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la pièce de protection (14) comporte une cloison (16) dressée perpendiculairement au rail et une plaque d'extrémité (17) s'étendant perpendiculairement à la cloison. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel l'organe de raccordement de la conduite souple comporte un tube rigide (12) coudé solidaire de la conduite souple et comprenant un raccord d'extrémité (13) pour le raccordement au réseau de distribution, ledit raccord d'extrémité étant protégé par la cloison et la plaque d'extrémité. 6. Système selon la revendication 5, dans lequel la cloison comporte une fente (18) de maintien dans laquelle s'engage l'extrémité de la conduite souple qui comprend le tube rigide (12). 7. Système selon la revendication 6, dans lequel la fente (18) est dotée d'une patte (19) de maintien amovible pour l'extrémité de la conduite souple qui comprend le tube rigide (12). 8. Panneau de toit (T) pour enceinte de protection thermomécanique d'une machine de puissance, comprenant un réseau de distribution d'eau (3) équipé de buses (4) et monté sur une première face du panneau destinée à être tournée vers l'intérieur de l'enceinte, caractérisé en ce qu'il comporte un système de raccordement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, prévu sur une deuxième face du panneau opposée à la première face. 9. Enceinte thermoacoustique pour machine de puissance, caractérisée en ce qu'elle comporte un toit doté d'un ensemble d'au moins un panneau de toit (T) selon la revendication 8.