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La présente invention concerne un dispositi~ de prise
de mesure de pression, plus particulièrement destiné à des
mesure~ en phase vapeur. Elle trouve une application efficace
dans le contrôle de fonctionnement thermodynamique des généra-
teurs de vapeur dans une installation de production d'énergie.
Le contrôle de fonctionnement thermodynamique d'une
chaudière ou générateur de vapèur est assuré à l'aide d'un
système de régulation de l'eau alimentaire qui assure l'équili-
bre entre le débit de cette eau alimenta.ire et le débit de la
vapeur p~oduite, ainsi que le maintien d'un niveau d'eau
constant dans le générateur de vapeur. Le maintien de ce
niveau est assuré par une pompe d'eau alimentaire et des vannes
do~t le positionnement est commandé par un signal de déséquili-
bre entre le débit d'eau alimentaire et le débit vapeur. Le
syst~me de régulation utilise donc la mesure, du niveau d'eau
dans le générateur de vapeur, la mesure du débit d'eau alimen-
taire entrant dans le générateur, et la mesure du débit d'eau
alimentaire entrant dans le générateur, et la mesure du débit
de vapeur sortant du générateur. Ces deux dernlères mesures
sont utilisées pour assurer le bilan massique du générateur de
vapeur, et réalisent de ce fait une anticipation des évolutions
du niveau d'eau dans le générateur.
Les mesures de niveau d'eau utilisent généralement un
capteur de pression différentielle entre la pression exercée
par le poids de la colonne liquide, c'est à dire en phase
liquide, et la pression en phase vapeur.
D'autre part les mesures du débit vapeur sont générale-
ment effectuées au moyen d'un capteur de pression différentielle
prenant en compte la perte de charge existant entre la phase
vapeur à l'intérieur du générateur e-t un point du collecteur
recueillant la vapeur produite pour la conduite vers la turbine.
On voit donc l'importance des mesures de pression
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en phase vapeur, habituellement réalisees par des trous à bord
franc ménagés dans la paroi du générateur ou dans la paroi
d'une tuyauterie, et reliés par des tuyauteries à l'appareil
de mesure.
Mais on s'est apercu, en particulier dans le cas d'un
générateur de vapeur, que ces mesures de pression en phase
vapeur étaien-t fortement perturbees par un phénomène de paroi,
et qu'en outre ces perturbations étaient, pour des valeurs
particulières de charge thermique, directement liées à la
position du niveau de l'eau dans le générateur. Ces variations
du niveau de l'eau entrainent en effet une organisation différen-
te de l'écoulement des deux phases, liquide-vapeur, et condui-
sent ~ des effets de parois qui réagissent sur les mesures en
phase vapeur. Il en résulte donc des erreurs sur les mesures
de débit de vapeur et de niveau d'eau, et les erreurs de mesure
entrainées par ces phénomènes sont généralement jugées ntolé-
rables aussi bien pour les systèmes de régulation que pour
les systèmes de protection.
La présente invention a pour objectif de réduire les
perturbations engendrées par les effets de parois, par un
aménagement particulier des prises de mesure situées a l'intéri-
eur d'un récipient sous pression contenant une phase liquide
et/ou une phase vapeur.
Elle concerne donc un dispositif de prise de mesure
de pression statique dans une enceinte renfermant une phase
vapeur, ou deux phases mélangées liquide-vapeur, dans lequel
l'appareil de mesure de pression est relié à un tube traversant
perpendiculairement la paroi de l'enceinte. Selon l'invention
le tube, ferrné a son extrémité située dans l'enceinte, est
perforé latéralement par une série d'orifices dispos~'~s dans
une zone éloignée de la paroi de l'enceinte, l'extremité et
la zone perforée du tube étant elles-memes entièrement enfermées
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dans un capotage également perforé, avec une distribution rela-
tive en quinconce des orifices dU capotage et des trous du tube.
L'invention sera mieux comprise en se référant à
des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples
et représentés par les dessins anne~és.
La ~igure 1 est une coupe axiale d'un dispositif
réalisé selon l'invention, montrant le tube capteur de pression
- e-t la traversée de la paroi de l'enceinte.
Les figures 2 et 3 concernent une variante de réalisa-
tionn La figure 2 est une coupe axiale selon II-II de la
figure 3; la figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 2.
Selon la figure 1 l'enceinte sous pression de vapeur
est limitée par la paroi 1, traversée par le conduit 2 pour
transmettre la pression statique interne à un appareil de
mesure; celui-ci sera disposé à l'extrémité de la tuyauterie
de liaison 3 soudée sur la face externe de la paroi.
Le tube de prise de mesure 5 est engagé, à l'intérieur
de l'enceinte, dans un alésage taraudé 6 coaxial au conduit
2. Le tube 5 porte une collerette filetée 7 qui prend appui
sur la paroi interne. Après blocage, cette collerette est
fixée à la paroi à l'aide de pions d'immobilisation 8 solidari-
sés à la collerette par soudure; la collerette est également
solidariée par soudure avec le tu~e 5. Cette disposition, tout
en-assurant la tenue mécanique sous les sollicitations du
fluide, permet un montage aisé en fin de réalisation du généra-
teur de vapeur, et éventuellement son démontage ultérieur.
Une telle prise sera avantageusement réalisée en acier inoxyda-
ble, afin d'éviter toute altération de ses caractéristiques
par des produits de corrosion; il est en outre tout à fait pos-
sible d'en effectuer un nettoyage par balayage à l'azote, àpartir de l'extérieur du générateur.
A son extré~ité située à l'intérieur de l'enceinte,
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et à une certaine distance de la paroi, le tube 5 est percé
radialement par une série d'orifices 10 angulairement répartis
autour de l'axe du tube. L'extrémité du tube est fermée par
un bouchon 11.
Toute la partie extreme du tube 5, comprenan-t la zone
perforée et l'extrémité bouchée, est entièrement enfermée dans
un capotage sphérique réalisé ici en deux eléments, un élément
13 soudé en 14 sur le tube lui-même, et un élément 15 soudé en
16 sur l'élément 13. Les éléments hémisphériques 13 et 15
sont eux-m8mes percés d'orifices radiaux 17 également répartis
sur toute la surface de la sphère, ou plutôt de la portion
de sphère ainsi réalisée. On obtient ainsi une chambre
intermédiaire entre le tube 5 et particulièrement entre sa
partie perforée et le capotage extérieur.
Cette disposition avec chambre intermédiaire formant
tranquiliseur permet tout d'abord de réaliser une mesure de
pression statique à peu près indépendante de la direction de la
vitesse du fluide par rapport à l'axe de la sonde, elle permet
d'autre part, dans le cas d'une prise de pression réalisée
dans le ballon de vapeur du générateur, d'annuler l'effet de
l'eau s'écoulant au voisinage de la sonde. Ce dernier point
est particulièrement important car alors l'introduction de
vapeur vers le pot de condensation, et le ~etour du condensat
vers le générateur de vapeur, peuvent s'effectuer sans perturba-
tion de la phase liquide contenue dans la phase vapeur.
On se réfèrera maintenant aux figures 2 e-t 3 qui
représentent une autre forme de réalisation présentan-t les mêmes
caractéristiques de fonctionnement et les memes avantages que
ceux qui ont été précédem~ent décrits. Ici le capotage est
réalisé en une seule pièce 20 en forme de cloche soudée en 21
sur la paroi extérleure du tube de prise de pression 22, le
capotage 20 forme en meme temps le bouchon d'ex-trémite du tube
22. Un épaulement 23 sur le profil extérieur de ce tube permet
de ménager entre la cloche 20 et le tube 22 une chambre intermé-
diaire 24 formant ici aussi tranquiliseur. On prendra aussi la
précaution supplémentaixe de décaler angulairement les orifices
25 du capotage et les orifices 26 du tube, comme on le voit
de facon plus nette sur la fiyure 3.
Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée
aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples,
mais elle couvre aussi les réalisations qui n'en diffèreraient
que par des détails, par des variantes d'exécution, ou par
l'utilisation de moyens équivalents.
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