Brevet FR2212522A1 — publié le 19740726

L'invention concerne un procédé pour conduire une tour de refroidissement et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé dans lesquels un courant de liquide à refroidir parcourt de haut en bas, des éléments incorpo réB dans la tour de refroidissement, et le courant d'air de re froidissement les parcourt de bas en haut. Dans ce qu'on appelle les tours de refroidissement humides, une fraction relativement élevée de l'eau de refroidissement est perdue par suite de son Evapora- tion ; an outre, pour les unités importantes, il y a formation accrue de brouillard. On a donc mis au point des tours de refroidissement sèches dans lesquelles l'eau de refroidissement ne rient plus su contact direct de l'air extérieur, butant donne qu'on la fait passer dans un circuit de conduites fermi, équipé ailettes de refroidissement pour le courant d'air. Cette dis- position évite bien les pertes d'eaux mais elle entraîne considérablement plus de dépenses que les tours de refroidissement humides.Et surtout on doit, pour leB éléments incorpors dans la tour de refroidissement, utiliser des modes de construction et des materiaai ayant une bonne conductibilité, tels que 1 'alu- minium relativement onéreux. I1 en résulte surtout un pensez ble qui, en raison des diamètres hydrauliques nécessairement petits, nécessite une grande surface d'écoulement et une tour de refroidissement de grande section. Le Le but de l'invention est de créer un procédé et un dispositif de conduite d'une tour de re froidissement qui travaille quasiment sans perte d'eau de re froidisdement tout en nécessitant des éléments de construction très simples tant pour les armatures que pour les pièces inté rieurs et qui permette une sensible diminution de la section de la tour de refroidissement par comparaison avec les tours de refroidissement sèches connue s Jusque maintenant. Le procédé suivant l'invention est caractérisé en ce que le courant de liquide est réparti sur une partie des éléments incorporés, prédéterminée en nombre et en position, tandis que l'autre partie des éléments incorporés, est parcourue par tout le courant d'air et en ce que le courant de liquide partiel de chaque élément incorporé distinct est dirivé, quand il atteint une température limite déterminée sur un autre élément incorporé refroidi jusque là par le courant d'air. Âvantageusement, les courants partiels concernant chaque élé- ment incorporé sont répartis régulièrement sur toute la section de la tour de refroidissement, de telle sorte que l'on assure la symétrie de la charge de la tour de refroidissement et des éléments incorporés, et que l'introduction latérale de l'air de refroidissement n'est pas sensiblement godée. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, les éléments incorporés sont conçus, à la manière d'un échangeur de chaleur régénérateur, comme des accu- mulateurs de chaleur pourvus de canaux d' écoulement, alternativement parcourus par 1 'air et par le liquide. De cette façon, les pertes par évaporation ne se produisent pratiquement que lors du passage du courant partiel d'un élément à un autre ; elles produisent ici un effet de régénération rapide, ctest-à-dire de re iroidissement de l'élément d'où l'on passe à un autre. Les éléments incorporés peuvent titre en métal, en céramique ou en plastique. Leurs canaux d'écoulement ou le tgpe d'alimentation en liquide de refroidissement doit entre tel qu'après le passage du courant partiel de liquide, il ne puisse plus pénétrer d'air à contre-courant.En outre, les canaux d'écoulement doivent opposer à l'air une résistance aussi faible que possible par unité de longueur, c'est-à-dire qu'ils doivent présenter des surfaces lisses et des diamètres relativement importants. De cette façon, on utilise une zone relativement importante de la hauteur de la tour de refroidissement, ce qui, aide à réduire encore la section de la tour de refroidissement comme il est souhaitable. La partie inférieure de la tour de refroidissement est avantageusement conçue comme un ré- servoir d'eau de refroidissement relié par une ou plusieurs conduites sous pression à un système de distribution pour l'ali- mentation périodique des éléments. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins anne xés, dessins dans lesquels : - la figure i est une vue en perspective partiellement éclatée représentant une tour de refroidissement suivant l'invention, et - les figures 2a, 2b, 2c re présentent différente types d'éléments incorporés. Le courant d'air (lèche A) pénètre latéralement en-dessous des éléments incorporés 1 par des orifices appropriés, pratiqués dans la tour de refroidisse- ment, et parcourt de bas en haut les éléments incorporés qui ne sont pas parcourus par le courant de liquide. La partie inférieure de la tour est conçue comme un réservoir 2 auquel sont raceordées une conduite d'arrivée 3 et une conduite de départ 4 conduisant à un condenseur à turbine ou à un échangeur de chaleur (non représentés). À la conduite d'arrive 3 ou aussi directement au bassin de stockage 2 sont raccordées toute une série de conduites sous pression 5 réparties régulièrement sur la section de la tour de refroidissement. Elles servent de colonnes montantes pour les courants partiels de liquide 7 et elles traversent verticalement les éléments incorporés 1. Char que conduite sous pression 5 est équipée d'une vanne ou d'un registre 6 télécommandé. La tour de refroidissement peut par exemple être ainsi conçue que 10 % environ de tous les registres sont toujours ouverts et que donc 10 % environ de tous les élé- ments incorporés 1 sont parcourus par le courant de liquide à refroidir, tandis que les autres registres sont fermée de telle sorte que le courant d'air peut traverser ces éléments incorporé rés. Les registres 6 font partie d'un circuit de commande et de régulation qui, outre un programme de commutation d'un élément à 1 'antre, comprend des capteurs de température qui surveillent les températures de sortie des courants partiels de liquide 7 en-dessous des éléments incorporés i. Sitôt que la température d'un courant partiel 7 a atteint ou a dépassé une température prédéterminée, le registre 6 de la conduite sous pression cor respondante est fermé et un autre registre est ouvert. t Sur la figure 2a9 l'élément incorporé est constitué d'un certain nombre de barreaux verti caux 20 maintenus à une distance fixe les uns des autres. Leurs extrémités supérieures forment ensemble une cavité en forme d'entonnoir dans laquelle pénètre une tette d'arrosage 21 qui est raccordé pour sa part à l'une des conduites sous pression du réservoir (figure I). Le courant partiel de liquide sort en plusieurs plans de la tête d'arrosage, de façon qu'il ne puisse pas pénétrer d'air à contre-courant à travers l'élément et que l'on parvienne à une alimentation régulière de tous les barreaux. Sur la figure 2b, les barreaux sont remplacés par des tales 22, 23 disposées concentriquement et à intervalles figes autour de la conduite sous pression 5. Les tôles ont une forme généralement cylindrique et elles sont alternativement lisses et ondulées. De la meme façon que les barreaux de la figure 2a; elles forment à leur extrémité supérieure une cavité en forme d'entonnoir, où pénètre sous la forme d'une tette d'arrosage 24 l'extrémité supérieure de la conduite sous pression. À la place des tôles cylindriques logées les unes dans les autres, on peut aussi utiliser des grilles alvéolaires à section polygonale, notamment hexagonale suivant la figure 2c. Dans tous les cas, les éléments dis tinte (barreaux, grilles) ont une longueur importante par rapport à leur diamètre, de sorte que l'on peut utiliser pôur 1' échange de chaleur une grande partie de la hauteur de la tour de refroidissement et réduire ainsi son diamètre. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Procédé pour conduire une tour de refroidissement où le liquide à refroidir parcourt de haut en bas, les élément incorporés dans la tour et l'air de refroidissement les parcourt de bas en hauts caractérisé en ce que la totalité du courant de liquide est répartie sur une par tire, prédéterminée en nombre et en position, des éléments in corpords andins que le reste des éléments incorporés est parcoura par la totalité du courant d'air et en ce que la partie du courant de liquide de chaque élément incorporé distinct est dirie, quand elle a atteint une température limite déterminée, sur un antre élément incorporé refroidi jusque là par le courant d'air. 29) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la totalité du courant de li- quide est répartie d'une façon sensiblement sysmétrique sur la section de la tour de refroidissement en courants partiels traversant les éléments incorporés correspondant s. 30) Dispositif de mise en oeu- vre du procédé suivant l'une des revendications I et 2, caracte- risé en ce que les éléments incorporés I sont conçus, à la me- nitre d'un échangeur de chaleur régénérateur, comme des accumm- lateurs de chaleur pourvus de canaux d'écoulement. 40) Dispositif suivant la re vendication 3, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement présentant une résistance à l'écoulement aussi faible que pos- sible par unité de longueur et possèdent notamment des surfaces lisses. 50) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la partie inférieure de la tour de refroidissement est conçue comme un réservoir (2) relié par une ou plusieurs conduites sous pression (5) à un système distributeur (21) ou (24) pour le garnissage périodique des éléments incorporés (1). 60) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que des organes de fermeture télécommandés (6) sont incorporés dans les conduites sous pression (5), ces organes (6) étant ouverts et fermés suivant les indications d'un programme de commutation et en fonction des températures de sortie des courants partiels de liquide (7). 70) Dispositif suivant la re- vendication 3s caractérisé en ce que chaque élément incorporé (1) est traversé par une conduite sous pression verticale (5) qui porte à son extrémité supérieure une tête d'arrosage (24). 8g) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments distincts sont constitués de plusieurs barreaux (20) maintenus à un certain intervalle les uns des autres ou de cylindres (22, 23) disposés concentriquement les uns par rapport aux autres formant à leur extrémité supérieure une cavité en forme d'entonnoir dans laquelle débouche la tette d'arrosage (24, 21) de la conduite sous pression (5) correspondante. 90) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments incorporés ont la forme d'une grille hexagonale allongée.