Chapitre 7 - Conditionnement de la vapeur
7.2 Conceptions type d'un désurchauffeur
manquements d'un système mal conçu. Ils doivent être évalués selon leurs propres mérites et mesurés en conséquence.
Même avec une meilleure technologie de conception de la buse, les chemises du conduit sont souvent spécifiées, en particulier dans les installations HSRG qui nécessitent des désurchauffeurs entre les étages ou sur l'étage final. Les chemises sont rarement utilisées dans les applications de dérivation de turbine.
Au vu des particules qui sont souvent présentes dans les systèmes de pulvérisation d'eau et les conduits, des filtres en ligne sont toujours requis. La taille des mailles dépend de la taille de la buse choisie pour
l'application, et elle sera spécifiée dans le projet. Si cette taille de la grille est ignorée, le désurchauffage peut ne pas être adéquat ou le conduit peut être endommagé.
Les calculs et recommandations suivants fournissent les informations nécessaires au choix du dimensionnement et de la taille du désurchauffeur. Ce choix doit se baser sur différentes considérations quant à l'application, comme :
la marge de réglage théorique requise pour la charge minimum et maximum
la vitesse minimum et maximum de la vapeur
la longueur du conduit droit et la distance de la sonde de température en aval du désurchauffeur
la taille et la planification de la ligne de vapeur
le différentiel de pression entre l'eau et la vapeur n
7.2 Conceptions type d'un désurchauffeur
7.2.1 Conception d'une buse à géométrie fixe
La conception d'une buse à géométrie fixe (Figure 7.4) est un simple désurchauffeur à atomisation mécanique avec une ou plusieurs buses de pulvérisation à géométrie fixe. Elle est conçue pour les applications où les changements de charge sont pratiquement constants (marge de réglage théorique jusqu'à 5:1) et elle assure la bonne
pulvérisation à des vitesses de vapeur faibles, jusqu'à 25-30 pieds par seconde dans des conditions optimales.
Figure 7.4 Conception d'une buse à géométrie fixe
L'installation standard de ce type d'unité se fait par un té de raccord à bras bridé sur un conduit de vapeur NPS 6 (DN 150) ou plus.
Cette conception n'est généralement pas disponible pour les exigences de Cv
importantes. Cette unité doit disposer d'une vanne de régulation de l'eau externe afin de mesurer le débit d'eau en fonction du signal émis par un capteur de température qui se trouve sur la ligne de vapeur en aval.
7.2.2 Conception d'une buse à géométrie variable
La conception d'une buse à géométrie variable (Figure 7.5) est elle aussi un simple désurchauffeur à atomisation mécanique, mais il emploie une ou plusieurs buses de vaporisation à géométrie variable activée(s) par la contre-pression. Au vu de sa géométrie variable, cette unité peut gérer des
applications qui nécessitent le contrôle de changements de charge modérés (marge de réglage théorique jusqu'à 20:1), et elle peut fournir l'atomisation dans les vitesses de vapeur faibles, jusqu'à 25-30 pieds par seconde dans des conditions optimales.
L'installation standard de ce type d'unité se fait par un té de raccord à bras bridé sur un conduit de vapeur NPS 8 (DN 200) ou plus.
Ces unités sont disponibles pour les exigences modérées en termes de Cv. Cette conception doit disposer d'une vanne de régulation de l'eau externe afin de mesurer le débit d'eau en fonction du signal émis par un capteur de température qui se trouve sur la ligne de vapeur en aval.
Figure 7.5 Conception d'une buse à géométrie variable
7.2.3 Conception autonome La conception autonome (Figure 7.6) comprend elle aussi une atomisation mécanique, avec une ou plusieurs buses de pulvérisation à géométrie variable activée(s) par la contre-pression. Cette unité comprend une fonction spéciale : un élément de contrôle de l'eau englobé dans un dispositif de désurchauffage. Cette combinaison fonctionne exactement comme une vanne de pulvérisation d'eau séparée et un
désurchauffeur, mais ces deux éléments sont
assemblés afin de réduire les contraintes en termes de place et les modifications qu'il faudrait apporter aux conduits de
l'installation. Au vu de la coordination étroite entre l'élément de contrôle intrinsèque et la (ou les) buse(s) à géométrie variable, cette unité peut gérer des applications qui nécessitent le contrôle de changements de charge de modérés à importants (marge de réglage théorique jusqu'à 25:1). Elle assure une bonne atomisation à une vitesse du débit de vapeur faible, jusqu'à 25-30 pieds par seconde dans des conditions optimales.
L'installation standard de ce type d'unité se fait par un té de raccord à bras bridé sur un conduit de vapeur NPS 8 (DN 200) ou plus.
Elles sont disponibles pour les exigences modérées en termes de Cv.
Figure 7.6 Conception autonome
7.2.4 Conception à vapeur atomisée La conception à vapeur atomisée (Figure 7.7) incorpore l'utilisation de vapeur sous haute pression afin d'assurer l'atomisation rapide et complète dans l'eau à vaporiser. Ceci est particulière utile dans les conduits de vapeur où la vitesse de la vapeur est faible. La vapeur d'atomisation, qui correspond généralement au double de la pression de la ligne principale de vapeur (ou plus), rencontre l'eau dans la chambre de la buse de vaporisation, où l'énergie de la vapeur qui se détend pour être atomisée est utilisée pour atomiser l'eau en de très petites gouttes. Ces petites gouttes permettent d'accélérer la conversion en vapeur et de faire en sorte que l'eau reste en suspension dans un débit de vapeur à faible vitesse, afin d'assurer la vaporisation
Manuel de la vanne de régulation | Chapitre 7 : Conditionnement de la vapeur
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complète. La conception à vapeur atomisée peut donc correctement mélanger l'eau dans le courant de vapeur à faible vitesse, jusqu'à 10 pieds par seconde, dans des conditions normales. La conception prend en charge des applications qui comprennent des
changements de charge très importants (marge de réglage théorique jusqu'à 50:1).
L'installation standard de ce type d'unité se fait par un té de raccord à bras bridé sur un conduit de vapeur NPS 8 (DN 200) ou plus.
Cette conception est disponible pour les exigences modérées en termes de Cv. Elle doit disposer d'une vanne de régulation de l'eau externe afin de mesurer le débit d'eau en fonction du signal émis par un capteur de température qui se trouve sur la ligne de vapeur en aval. Ce système requiert également une vanne tout-ou-rien séparée pour l'alimentation en vapeur d'atomisation.
7.2.5 Conception entre brides à géométrie assistée
À l'origine, la conception entre brides à géométrie assistée (Figure 7.9) a été développée pour les conduits de vapeur de petite taille, de moins de NPS 6 (DN 150), sur lesquels il était impossible d'insérer un désurchauffeur. L'unité est conçue comme une « gaufrette » (d'où son nom en anglais, wafer) entre deux brides de la ligne de vapeur.
Un col Venturi de diamètre réduit permet de vaporiser entièrement l'eau autour de la
« gaufrette » et de fournir différents points de pulvérisation à travers des orifices percés ou de petites buses. De plus, le col Venturi augmente la vitesse de la vapeur au point d'injection, ce qui améliore l'atomisation et le mélange à des vitesses de vapeur très basses, de l'ordre de 15 pieds par seconde environ dans des conditions optimales. Elle gère des applications qui nécessitent de contrôler des changements de charge modérés (marge de
Vanne d'isolement
atomisation de vapeur Vannes de contrôle
de l’eau pulvérisée
Contrôleur de température
Eau pulvérisée
Vapeur atomisée
Désurchauffeur SV
LS
TE
Vapeur
Figure 7.8 Boucle de contrôle avec désurchauffeur assisté à vapeur
Figure 7.7 Conception à atomisation de vapeur Figure 7.9 Conception entre brides à géométrie assistée
réglage théorique jusqu'à 20:1). Elle peut être installée sur les lignes de vapeur de NPS 1 à NPS 24 (DN 25 à DN 600), et elle est disponible pour des exigences modérées en termes de Cv. Cette conception doit disposer d'une vanne de régulation de l'eau externe afin de mesurer le débit d'eau en fonction du signal émis par un capteur de température qui se trouve sur la ligne de vapeur en aval. n