Brevet FR2247268A1 — publié le 19750509

La presente invention due aux Travaux de MM. Jean-Claude DERONZIER du Commissariat à l'Energie Atomique et Francis ARMAND du Groupement dsEt-udes pour~le Dessalement, se rapporte aux appareils de dwssalement de l'eau de mer et plus particulièrement aux chambres le détente pour évaporateurs du type "flash". Dans ces évaporateur, la solution à évaporer s'écoule horizontalement dans des enceintes où règne une pression décroissante dans le sens de dEplacement du Liquidez Dans ce genre d'appareils la géométrie des chambres de détente a une très grande importance , en particulier, la forme des dispositifs d'introduction de la solution à évaporer dans chaque chambre influence à la fois ltefficacit de ltévaporatinny le taux d'entralnement des youttelebtss de liquide i? qu. peuvent polluer l'eau douce malgré la présence éventuelle d'un sUparateur, ainsi que le niveau d'écoulement du liquide à la sortie le la chambre. Des c}mmunications par siphon entre chambres de dtente int déjà été réalisées au moyen de tubes. Ceux-ci sont incompatibles avec des débits spécifiques très élevés conduisant a utiliser une pluralité de tubes, ces derniers sont sujets aux obstructons et au phÉnomène de vortex. Ils sont d'une construction et d'un entretien o..ereux. La présente invention a pour objet une disposi-tion constructive d'une chambre de détenue qui permet à la fois une meilleure efficacité d'évaporation, une diminution du taux d'entrainement des gouttelettes, une amélisration du réglage des niveaux et une réduction de la hauteur des chambres et, dans certains cas, un allègement de la structure de l'évaporats-ur. L'-nventio.. consistE essentiellement à prévoir une chambre de détente pour Évaporateurs de dess lement du type "flash" à tubes de condensa+isi moletés entre des cloisons communes à des évaporateurs contigüs, remaquable en ce que ladite chambre comporte des tiphons en forme de caissons amont et aval dispesés sous lesdites cloisons eux extrémités rospecttves du clancher de La chambre, la Largeur des slphons écant limitée à ceLle de la chambre, Suivant un mode de réalisation intéressant de l'invention, le siphons sont des canaux de forme parallélépipédique dans lesquels longent des prolongemente correspondant auxdites cloisons de façon b créer dan6 les canaux un passage inférieur avec garde hydraulique, chaque passage débouchant i hauteur dudit plancher de part et d'autrs des prolongements. Pour pouvoir régler le niveau d'écoulement du liquide entre chambres, les cloisons ont une hauteur réglable qui modifie la 9ec- tion de passage des siphons. Suivant un autre mode de réalisation intéressant de l'in- vention ,chacun des siphons est subdivisé en plusieurs compartiments par des séparations qui peuvent correspondre à des entretoises longitudenales disposées sous le plancher de la chambre. Les siphons ont un rendement avantageux lorsqu'ils stéten- dent sur la presque totalité de la -largeur des cloisons qui délimitent les chambres. On obtient ainsi à volonté un régime d'écou- ement du liquide correspondant à l'évaporation la plus favourable et un taux d'entraînement des goutte-lettes qui permettent d'obtenir un distillat de plus grande pureté. On peut également accroître ltefficacité de la chambre en augmentant à la fois la turbulence et le temps de passage de la solution en la faisant s'écouler sur un plancher à surface ondulée. Cette disposition est facilement réalisable dans le cas d'une chambre en béton. Les siphons parallélépipédiques peuvent être utilisés avan tageusement pour faire communiquer entre elles les goulottes à eau distillée d'évaporateurs contigus, La description se rapporte à des exemples de réalisation non limitatifs décrits avec références aux dessins dans lesquels : - la figure I est une coupe verticale en perspective d'une chambre de détente suivant l'invention - la figure 2 est une coupe verticale en perspective des détails de la figure 1 - la figure 3 illustre une application de l'invention. Sur la figure 1 9 1 est un évaporateur du type "flash" à tubes de condensation horizontaux 2 montés entre des cloisons communes 3a, 3b à des évaporateurs contigus la9 lb. Dans chaque évaporateur tel que 1, une goulotte 4 recueille l'eau distillée provenant de la condensation de ia vapeur produite dans la chambre de détente 5 sur les tubes 2. ladite chambre de détente est prati quement délimitée par le fond 4a de la goulotte 4 9 les parois latérales 6 de l#évaporateur 1, les cloisons communes 3a, 3b et un plancher 80 Des siphons 10 et t1 sont disposés sous les cloisons communes 3a, 3b aux extrémités respectives du plancher 8 de la chambre de détente 5 considérée.Ils sont formés par des canaux 10a, 11a, dans lesquels plongent des prolonyements 12, 14 correspondant aux cloisons 3a, 3b de faucon à créer sous ces prolongements un passage inférieur 13 avec une yarde hydraulique. Les siphons 10 et 11 débouchent de part et d'autre des prolongements 12, 14, à hauteur du plancher 8 ils occupent toute la largeur de la chambre 5. La hauteur des prolongements 12 et 14 est réglable (non représenté sur figs 1 et 3) de façon à faire varier la section du passage inférieur de chacun des siphons 10 et 11 et à modifier ainsi le niveau et la vitesse~d'écoulement de la solution dans la chambre de détente. Il est bien évident que par construction les dimensions données aux siphons influencent ltefficacité de ltéva- poration, le taux d'entraînement des gouttelettes de liquide et le niveau d'écoulement de celui-ci à la sortie de la chambre. Sur la fig. 2 7 on a représenté des entretoises 17 qui permettent de renforcer le plancher 8. Celles-ci, par leurs prolongements 17a permettent également de subdiviser le siphon (10 ou 11) en plusieurs compartiments d r une part, et de maintenir des guides 18 solidaires des prolongements 12 (ou 14) afin de former des orifices 19 réglables par des trappes 20 dans le passage inférieur de chaque siphon 10 (ou 11) d'autre part. Suivant l'invention, on peut encore accroître lteffìcacité de ltévaporation en créant une turbulence du liquide sur le plancher 8. A cette fin, le plancher 8a comporte une surface inégale striée ou ondulée (Fig. 3). La rugosité désirée peut être facilement obtenue à partir drun plancher en béton. Ltavantage des siphons réside dans le fait qu'ils assurent une garde hydraulique entre chambres contiguës et empêchent de ce fait le passage de vapeur d'une chambre àl'autre. Ils réduisent en outre l'interdépendance entre les niveaux de chambres contigües. La profondeur du siphon peut être choisie de sorte que ces niveaux deviennent complètement indépendants+Lorsque ce ntest pas le cas, le réglage des niveaux se fait au moyen des prolongements de cloisons. Les siphons permettent d'améliorer le rendement des chambres en réduisant la hauteur de nappe et en augmentant la vitesse de la saumure et par la suite la turbulence et le transfert de chaleur liquide-vapeur. L'utilisation de planchers non lisses permet d'accroître encore cet effet. Cet avantage est particulièrement intéressant pour des évaporateurs à basse température et lorsque le débit spécifique est élevé. L'amFlioration du rendement est d'autant plus sensible que le rapport de performance de l'in5- tallation est plus élevé. Des mesures de température précises effectuées d'une part à l'entrée et à la sortie d'une chambre de détente suivant l'in- vention, et d'autre part en milieu de vapeur de cette même chambre, permettent de détecter directement l'amélioretion de l'efficacité d'évapora'ion due à une réduction de ltécart de température entre la solution à la sortie de la chambre et celle de la vapeur audessus de cette même solution. Des essais effectués à basse température (40oC) ont permis d'abaisser un écart de 1, 2 à 0,3 C avec un plancher à surface ondulée, ce qui correspond à un accroissement d'environ 40 % de 'efficacité d'évaporation. En outre, si on conserve la même hauteur entre fond de chambre et goulotte de distillat que dans une installation classique, l'emploi des siphons réduit l'entraînement de gouttelettes de sau- mure, donc la pollution de distillat. Si on ne cherche pas à réduire le taux d'entraînements on peut rehausser sensiblement le fond de chambre et par suite réduire la surface de tole à installer. Enfin, les siphons 10 et 11 peuvent jouer le rôle de poutre et participer ainsi au raidissement transversal de la structure. Les entretoises 17 (Fig. 2) assurent la continuité du raidissement longitudinal. Des siphons parallélépipédiques 15 et 16 (Fig. 1 et 2) suivant l'invention peuvent être utilisés avantageusement pour faire communiquer entre elles les goulottes telles que 4 à eau distillée des évaporateurs la, 1b contigus. Leur construction est identique à celle des siphons 10, 11, du plancher 8 de la chambre 5. REVENDICATION5 1. Chambre de détente pour évaporateurs de dessalement à détente étagée du type flash et à tubes de condensation montés entre des cloisons communes à des évaporateurs contigüs, caractérisée en ce oue ladite chambre comporte des siphons en forme de caissonsamont et aval disposés sous lesdites cloisons aux extrémités respectives du plancher de la chambre, la largeur des siphons étant limitée à celle de la chambre. 2. Chambre de détente suivant la revendication 1 r caractérisée en ce que les siphons sont des canaux de forme parallélépipédique dans lesquels plongent des prolongements correspondant auxdites cloisons de façon à créer dans les canaux un passage inférieur avec garde hydraulique, chaque passage débouchant à hauteur dudit plancher de part et d'autre des prolongements. 3. Chambre de détente suivant la revendication Z, caractérisée en ce que lesdits prolongements ont une hauteur réglable qui modifie la section de passage des siphons. 4. Chambre de détente suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacun des siphons est subdivisé en plusieurs compartiments par des séparations qui peuvent correspondre à des entretoises longitudinales disposées sas le plancher de la chambre. 5. Chambre de détente suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le plancher comporte une surface inégale. 6. Goulotte à eau distillée pour évaporateurs de dessalement du type "flash", caractérisée en ce que ladite goulotte comporte des siphons amont et aval disposés sous les cloisons communes à des évaparateurs contigüs aux extrémités respec-tives de la goulotte,les siphons ayant une largeur approximativement égale à celle de la goulotte.