Brevet FR2130016A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne les dispositifs pour le refroidissement des appareils métallurgiques par vapcrisation ; elle est uti'ise-e ave- le maximum d'avantage pour le refroidissement des auts-fureau:- et des fours Martin, des réchauffeurs d'air, des fours de chauffage, etc. On connaît dé:à un dispositif pour le refroidissement, par -aporisaticn, des appareils de métallurgie, comportant des éléments refroidis raccordés par des tuyauteries d'amenée et d'évacuation à des séparateurs pour former des circuits de circulation. Le séparateur d'un tel dispositif est constitué par un réservoir contenant dans sa partie inférieure de l'eau et dans sa partie supérieure un mélange eau-vapeur, la tuyauterie d'amenée Précitée étant alors racccrdée à la partie du séparateur remplie d'eau tandis que la tuyauterie d'évacuation est raccordée à la partie où se trouve le mélange eau-vapeur. Le séparateur est en outre raccordé à des tuyauteries d'appoint en eau et d'évacuation de la vapeur. Pendant le fonctionnement du dispositif, l'eau du séparateur est amenée aux éléments à refroidir, par l'intermédiaire des tuyauteries d'amenée. Dans les éléments absorbant les calories de l'appareil de métallurgie, l'eau s'échauffe Jusqu'à former un mélange eau-vapeur, et ce dernier, en empruntant les tuyauteries d'évacuation, s'élève dans le séparateur où il est séparé en vapeur et en eau. La ,apeur ainsi séparée débouche dans la tuyauterie d'évacuation de la vapeur, tandis que l'eau reste dans le réservoir pour être recyclée. La quantité d'eau transformée en vapeur est compensée par de l'eau d'appoint extérieure amenée par l'intermédiaire de la tuyauterie d'eau d'appoint raccordée au séparateur. Pour la circulation naturelle du courant dans le circuit, il est nécessaire que le séparateur dans lequel la température de l'eau est inférieure à la température du mélange eau-vapeur formé dans les éléments à refroidir soit dispose au point le plus haut du circuit, c'est-à-dire plus haut que tous les éléments à refroidir. L'inconvenient d'un tel dispositif réside dans le fait que les séparateurs, dont les dimensions et le poids sont importants par suite, surtout, de la présence du réservoir d'eau, doiventetremonté, dans des vastes locaux ( galeries montées soit sur l'appareil de métallurgie, scit sur des colonnes renforcées des salles de production), ce qui augmente le volume de métal du dispositif et accroît les pertes dans les tuyauteries de circulation et par conséquent l'efficacité de la circulation. En outre, chaque groupe de séparateurs monté sur différents appareils de métallurgie nécessite un service individuel. Le but de la présente invention est d'éliminer les iconvénients mentionnés ci-dessus. L'invention vise un dispositif pour le refroidissement par vaporisation des appareils de métallurgie, dont les séparateurs seraient conçus de manière à exclure la nécessité d'utiliser pour eux des supports massifs et ne nécessiteraient plus un service individuel pour chaque groupe de séparateurs sur les différents appareils de métallurgie. Cet objectif est atteint du fait que dans un dispositif pour le refroidissement, par vaporisation, des appareils de métallurgie, du type dans lequel les éléments à refroidir sont raccordés à des séparateurs par des tuyauteries d'amenée et d'évacuation pour former des circuits de circulation, lesdits séparateurs étant raccordés à des tuyauteries d'évacuation de la vapeur, selon l'invention, lesdits séparateurs sont conçus pour effectuer une séparation par centrifugation du mélange eau-vapeur et sont raccordés à un réservoir d'eau par l'intermédiaire d'une tuyauterie d'appoint en eau. Il est préférable que le réservoir d'eau soit raccordé à un réservoir supplémentaire. Selon une variante de réalisation de l'invention on peut utiliser des séparateurs à cyclone. Selon une variante de réalisation, on peut utiliser des séparateurs centrifuges. l'invention est avantageuse en ce que sur les appareilsíde métallurgie les séparateurs sont montés séparément du réservoir d'eau ( qui précisdment est la cause des dimensions et du poids important des séparateurs connus) sur des consoles légères, et d'éviter un service individuel des différents appareils de métallurgie. Gi-dessous est donrée à titre non limitatif une description détaillée de plusieurs modes de réalisation du dispositif pour le refroidissement, par vaporisation, des appareils de métallurgie conformément à I' invention, avec références au dessin unique annexé sur lequel est représentée une vue schématique du dispositif. comme on le voit sur le dessin, le dispositif de refroidissement par vaporisation comporte un circuit de circulation "A" constitué par un élément à refroidir la raccordé à un séparateur 2a par une tuyauterie d'amenée 3a et une tuyauterie d'évacuation 4a. Le séparateur est raccordé à sa partie supérieure, à l'aide d'une tuyauterie 5a, à une tuyauterie 6 d'évacuation de la vapeur qui, à son tour communique avec un réservoir supplémentaire 7. La partie inférieure du séparateur 2a est raccordée par une tuyauterie 9 d'appoint en eau à une tuyauterie( un réservoir) 9 de réserve d'eau, connectée au réservoir supplémentaire 7. Sur le réservoir supplémentaire 7 est branchée une conduite 10 pour l'eau chimiquement épurée, et une tuyauterie 11 pour l'évacuation de la vapeur. Le vclume du réservoir supplémentaire 7 et la section de la tuyauterie 9 de réserve d'eau sont choisis de telle façon que le dispositif puisse normalement fonctionner, pendant 30 à 40 minutes, sans appoint complémentaire d'eau par l'intermédiaire de la conduite 10 dans le cas d'une coupure accidentelle de l'alimentation en eau. Le réservoir supplémentaire 7 du dispositif est prévu pour recevoir les instruments de contrôle et de mesure enregistrant les paramètres de travail du dispositif, ainsi que pour former un réservoir d'eau partiel. Le réservoir 7 procède simultanément à une séparation cemplémentaire de la vapeur provenant de la tuyauterie 6 et acheminée par l'intermédiaire du réservoir 7 et une tuyauterie 11 vers un appareil utilisateur. Le circuit de circulation " A" décrit forme un circuit simple dans lequel l'élément à refroidir la est directement connecté au séparateur 2a et aux tuyauteries d'amenée et d'évacuation 3a et 4a, en formant avec eux un circuit fermé. Le dispositif de refroidissement conforme à l'invention peut être exécuté avec des circuits simples et complexes. Des variantes de circuits complexes sont respectivement représentées sur le même dessin, où elles sont désignées par " B " et "CD", en tant qu'exemples de réalisation de tels circuits. Dans le circuit ''B", les éléments à refroidir lb sont reliés entre eux par des collecteurs 12 et 13. Le collecteur 12 est raccordé à la tuyauterie d'évacuation 4b, tandis que le collecteur 13 est raccordé à la tuyauterie d'amenée 3b. Le raccordement des tuyauteries 3b et 4b au séparateur 2b et celui de ce dernier aux tuyauteries 6 et 9 est réalisé de la même façon que dans le circuit de circulation "A". Dans le circuit "CD", les éléments à refroidir le sont raccordés aux collecteurs 14 et 15 connectés au circuit "C" par l'intermédiaire de la tuyauterie d'évacuation 16 et de la tuyauterie d'amenée 17. Les éléments à refroidir id du circuit"CD" sont raccordés aux collecteurs 18 et 19. Le collecteur 18 est raccordé à la tuyauterie d'amenée 17 qui est également commune au circuit de circulation "C", tandis que le collecteur 19 est connecté à'la tuyauterie d'évacuation 20. les deux tuyauteries d'évacuation 16 et 20 sont raccordées à la partie supérieure d'un même séparateur 2cd. le raccordement du séparateur 2cd aux tuyauteries 6 et 9 est réalisé de la même façon que dans le circuit de circulation "A". Les séparateurs 2a, 2b et 2cd fonctionnent suivant le principe de séparation centrifuge, c'est-à-dire qu'ils peuvent être du type à cyclone ou centrifuge. les particularités essentielles des séparateurs de la présente invention consistent en ce que ces derniers ne doivent traiter que le mélange eau-vapeur, et qu'ils sont montés séparément du réservoir de réserve d'eau. -Le dispositif fonctionne de la façon suivante. En régime établi, l'eau se trouvant dans l'élément à refroidir la s'échauffe jusqu'à l'état de mélange eau-vapeur, et par l'intermédiaire de la tuyauterie d'évacuation 4a le mélange eau-vapeur est amené à la partie supérieure du séparateur 2a. Dans le séparateur, le mélange eau-vapeur est séparé en eau et en vapeur.L'eau obtenue dans le séparateur 2a est véhiculée, par l'intermédiaire de la tuyauterie d'amenée 3a, vers l'élément à refroidir Ia, tandis que la vapeur, par l'intermédiaire des tuyauteries 5a et 6, est acheminée vers le réservoir supplémentaire 7, puis, par la tuyauterie d'amenée 3., vers l'élément à refroidir Ia, tandis que la vapeur, par l'intermédiaire des tuyauteries 5a et 6, est acheminée vers le réservoir supplémentaire 7, puis par la tuyauterie 11, vers l'appareil utilisateur.Pour l'appoint du volume d'eau transformé en vapeur, un supplément d'eau est amenée au circuit de circulation ce supplément étant prélevé du réservoir 7 et du réservoir de réserve d'eau exécuté sous forme d'une tuyauterie 9, par l'intermédiaire de la tuyauterie 8 d'appoint en eau, raccordée à la partie inferieure du séparateur 2a. Dans le circuit "B" la circulation s'effectue d'une façon analogue, à l'exception du fait que l'eau est amenée par la tuyauterie d'amenée 3b au collecteur 17 qui la répartit entre les éléments à refroidir lb le mélange eau-vapeur se formant dans les éléments lb, s'achemine vers le collecteur 12 et de là vers la tuyauterie d'évacuation 4b. Dans le circuit 'CD", l'eau empruntant la tuyauterie 17 débouche par les collecteurs 14 et 18 dans les éléments à refroidir le et id ; ensuite, le mélange eau-vapeur est véhiculé par les collecteurs 15 et 19 et les tuyauteries d'évacuation 16 et 20 vers le sêparatar 2zd. La sortie de l'eau et de la vapeur séparées, ainsi que l'appoint en eau du circuit "CD", s'opèrent de la meme façon que dans le circuit "A" Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisations decrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention REVENDIATIONS T. Dispositif pour le refroidissement des appareils de métallurgie par vaporisation, du type dans lecuel les éléments à refroidir sont raccordés à des séparateurs par des tuyauteries d'amenée et d'évacuation en formant ainsi des circuits de circulation, lesdits séparateurs étant raccordés à des tuyauteries d'évacuation de la vapeur caractérisé en ce que les séparateurs utilisés effectuent la séparation du mélange eau-vapeur par centrifugation et sont raccordés au réservoir d'eau par des tuyauteries d'appoint en eau. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit réservoir d'eau est raccordé à un réservoir supplémentaire. 3 Dispositif suivant l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des séparateurs à cyclone. 4. Dispositif suivant l'une des revendications i et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des séparateurs c ntrifuges.