Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
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La pré~ente invention concerne un séparateur-surchauffeur vertical
de vapeur comprenant à l'intérieur d'une virole commune, une partie in~érieure
formant zone de séparation, et une partie supérieure formant zone de qurchauffe,comportant une zone axiale d'arrivée de vapeur sache, des ~aisceaux tubulaires
de su~rchauffe disposés~dans des enveloppes réparties autour de la zone centrale,
et ~ixées à une virole mince et flexible fixée elle même à la partie supérieure
de la virole commune, et une zone périphérique de collecte de la vapeur
surchauIf`ée. ::
Un séparateur-surchau~feur de ce genre, décrit dans la demande de
brevet canadien n 313 533, permet d'absorber les dilatations et contractions
des faisceaux surchau~eurs sans di~positi~ spécial tel que des lyres de
dilatation, et ~acilite l'extraction éventuelle de ces ~aisceaux en vue
de leur reparation. La disposition des élémerts separateur~ groupés en plusieursrangées parallèles d'empilements en forme de V, rend toute~ois moins ~acile
l'accès aux parois internes de la zone in~érieure du séparateur-surchau~feur,
et il impose par ailleurs l'orientation des tubulures d'accès de la vapeur
humide à traiter, puisque celle- ci doit arriver symétriquement par rapport
aux rangées d'empilements d'éléments separateurs.
La pré~ente invention a pour but de procurer un séparateur-surchauf-
feur qui permette une excellente accessibilité à touteq les parois internesde la zone inférieure assurant la fonction de séparation, et dont les tubulures
d'accès de la vapeur à traiter puissent avoir une orientation quelconque.
Il a aussi pour but de procurer un ensemble d'élémants séparateurs dans
lequel le~ organes d'évacuation de l'eau arrêtée tiennent une place très
réduite.
Le séparateur-surchau~feur 3elon la présente invention est caractérisé
en ce que sa partie inYérieure comprend une chambre annulaire d'admission
de la vapeur humide, reliée à des ouvertures d'introduction de cette dernière,
et des éléments séparateurs groupés en deux pyramides tronquées coaxiales,
la pyramide externe ayant sa grande base à un niveau in~érieur à celui de
sa petite ba~e, et la w ramide interne Ya grande base à un niveau supérieur
à celui de sa petite base, et la chambre annulaire étant reliée par un passage
annulaire au volume intérieur à la pyramide externe, mais extérieur à la
pyramide interne.
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Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques
quivanteq :
Le passage annulaire reliant la chambre annulaire d'admission au volume
compris entre les pyramides externe et interne comporte un coude à 180
environ, délimité sur un côté intérieur par des tôles qéparées par de~ inter3ticpermettant une séparation préliminaire d'une partie de l'eau contenue dans
la vapeur humide, sous 1'ef~et de la ~orce centrifugeO
Des organes d'écoulement de l'eau arrêtée dans les éléments séparateurs
sont disposés aux arêtes des pyramides tronquées.
Une partie du pa~sage annulaire est formée par la paroi interne du
~ond de la virole commune.
Il e~t décrit ci-après, à titre d'exempleq et en ré~érence aux ~igures
du dessin annexé, deux séparateurs-surchauf~eurs de vapeur selon l1invention.
La figure 1 représente une coupe axiale selon l'axe I-I
de la figure 2 un séparateur-surchau~eur dans lequel le passage annulaire
d'introduction de la vapeur humide vers les éléments surchauffeurs descend
jusqu'au voi~inage du fond de la virole, une partie de ce fond constituant
une paroi du passage.
La ~igure 2 représente une coupe diamétrale selon l'axe II-II de la
figure
La figure 3 représente en coupe axiale un séparateur-surchauffeur
dans lequel le passage annulaire d'introduction de la vapeur humide est
au-dessus du fond de la virole.
Le séparateur-surchau~eur de la figure 1 comprend, à l'intérieur
d'une virole cylindrique 1, soutenue grfice à un support almulaire
habituel par un plancher 2, une partie in~érieure 3 (formant séparateur)
et une partie suFérieure 4 (formant surchauffeur). La partie inférieure
e~t munie de tubulures 4A d'alimentation en vapeur humi~e. Celle~ ci débouchent
dans une chambre annulaire 5 reliée à un passage annulaire 6 d'accès aux
éléments séparateurs, formant un coude à 180. Une partie de la paroi interne
de ce pa~qsage est formée par la paroi 6A du ~ond de la virole. Ceci permet
de réduire la hauteur totale de la partie séparateur 3, mais nécessite que
].a paroi 6A ~oit revetue d'acier inoxydable, comme le reste de la paroi
du passage, a~in d'éviter le phénomène d'érosion corrosion par la vapeur
humide à vitesse élevée. L'autre partie de la paroi externe du passage est
constituée par des toles 7 décalées angulairement par rapport à l'axe vertical
et separées par des interstices 7A à dex niveaux étagés, assurant une séparatior
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préliminaire des gouttelettes d'eau sous l'effet de la force centrifuge
résultant du changement de direction de la vapeur. L'eau séparée sur les
tôles 7 et s'écoulant par les interstices 7A se rassemble dans le fond 8
avec 1'eau retenue dans les éléments séparateurs, comme il sera indiqué
plus loin, et s'évacue par la tubulure axiale 9.
Leq élément~ 3éparateurs sont groupés en deux pyramides tronquées
à base octogonale, la pyramide externe 10 ayant sa grande base vers le bas,
; et la pyramide interne 11 sa grande base vers le haut, cette dernière étant
sensiblement au contact de la petite base de la pyramide externe. Il appara;t
donc entre les deux pyramide~ un intervalle annulaire 12, de largeur décroissantver3 le haut, pour l'accès de la vapeur humide aux éléments séparateurs.
Ceux-ci sont analogues à ceux décrits dans la demande de brevet canadien
n 313 533.
Les pyramides d'éléments séparateurs, ~ont munies le long de leurs
aretes externes d'éléments d'évacuation de l'eau séparée, tels que 13A pour
la pyramide externe et 13B pour la pyramide interne. Des tôles 29
verticales, puis inclinée~ vers l'axe de la virole 1, as~urent la collecte
de l'eau et on ruissellement jusqu'au fond de la virole, au-dessus de la
tubulure d'évacuation 9.
La vapeur séchée sortant des éléments séparateur~ se réunit d'une
part, dans une zone axiale 14A, d'autre part dans une zone périphérique 14B.
L'ensem~le s'élève alors dan~ la partie ~upérieure de surchauf~e 4.
Cette partie de surchauffe est semblable à celle décrite dans la demande
de brevet canadien précitée et ne sera dorc pas décrite en détail à nou~eau.
Elle comporte une zone axiale 15, autour de laquelle sont disposés quatre
~ai~ceaux surchau~feurs tels ~ue 16,17. Ceux-ci sont fixés sur la surface
interne d'une virole mince 30, elle même soudée par son bord supérieur au
~ond supérieur 31 de la virole.
L'alimentation des faisceaux surchauf~eurs en vapeur à haute pre~sion
3 s'effectue par la tubulure 20, le collecteur torique 21 et les raccords 22
reliés aux chambres d'extrémité 23. La vapeur à haute pression condensée
en majeure partie dans les faisceaux tubulaires tels que 16, 17 et arrivant
dans les chambres d'extrémité 24, est recueillie dans le collecteur 25,
pui.s envoyée par le conduit 26 au pot de recette 27.
La figure 2 montre de façon plus précise la disposition des organes
de collecte de l'eau ~éparée, tels que 13A, 13B, respectivement aux arêtes
des pyramides externe et interne des empilements d'éléments séparateurs,
donc dans les angles morts entre les séparateurs rectangulaires, dont deux
seulement ont été représentés. Cette disposition permet de ne réduire que
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dans une ~aible mesure le volu~e utile offert, tout en assurant un écoulement
satisfaisant de l'eau séparée. On voit un séparateur 32 de la pyramide
tronquée externe, et ~m séparateur 33 de la pyramide tronquée interne. On
voit par ailleurs que le système séparateur est symétrique par rapport à
l'axe vertical de la virole. Ceci à pour inconvénient une légère dissymétrie
dans le débit de vapeur à travers les éléments séparateurs, mais
permet de disposer les tubulures d'introduction de la vapeur humide, telles
que 4A, en n'importe quel point sur le pourtour de la virole, de ~açon à
réduire la longueur de la tuyauterie d'alimenta~ion, et assure une circulation
de la vapeur la vapeur séchée symétrique par rapport à 1'axe vertical,
ainsi qu'une excellente acces~ibilité à toutes le~ parois pour leur inspection
et des réparations éventuelles tant sur le pourtour de la pyramide eYterne
que sur celui de la pyramide interne.
La figure 3 représe~te un séparateur-surchauffeur analogue à celui
des figures 1 et 2, mais dans lequel le passage 6 de la vapeur humide des
tubulure~ d~entrée aux éléments qéparateurs est plus éloigné du fond de
la virole. Les organes identiques ne seront donc pas décrits à nouveau.
Dans ce cas, il n'est pa~ nécessaire de disposer un revêtement interne d'acier
inoxydable sur la partie du fond de la virole au contact de la vapeur humide
entrante. Le passage 6 imprime tou~ours à la vapeur humide un coude à 180,
ce qui permet ur,e séparation prélirainaire des gouttelettes d'eau sur les
tôles 7 délimitant le passage, avec évacuation de l'eau par les interstices
7A entre ces tôles.
Bien que les séparateurs surchau~Peurs qui viennent d'être décrits
en référence aux figures paraîssent les ~or~eq de réalisation préférables,
on comprendra que diverses modi~ications peuvent leur- être apportées sans
sortir du cadre du présent per-fectionnement, certains de leurs organes pouvant
etre remplacés par d'autres qui joueraient un rôle technique analogue. En
particulier, le nombre de cotés des pyramides tronquées ~ormées par les
empilements de séparateurs peut être inférieur ou ~upérieur à huit. On peut
prévoir un soutirage partiel de vapeur séchée avant son introduction dans
la zone de surchauffe.
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