Brevet FR2283409A1 — publié le 19760326

Ia présente invention concerne le domaine de la sidérurgie, notamment les dispositifs pour le refroidissement par vaporisation des unités métallurgiques, et peut être appliquée au refroidissement des hauts fourneaux, des soupapes de "cowpers" (réchauffeurs d'air pour hauts fourneaux), etc. On connaît largement un dispositif pour le refroidissement par vaporisation des unités métallurgiques, constitué par un circuit fermé à circulation naturelle d'eau de refroidissement. le dispositif comprend des refroidisseurs, dans chacun desquels sont rigidement fixées plusieurs rangées verticales de tubes par lesquels circule l'eau de refroiditsserent. Les entrées desdits tubes sont raccordées à des conduites qui leur amènent l'eau de refroidissement depuis un réservoir-séparateur, et leurs sorties sont raccordées à des conduites qui évacuent vers le réservoir-séparateur le mélange vapeur-eau formé dans les tubes. L'eau évacuée du réservoir-séparateur sous forme de vapeur est compensée par l'eau d'alimentation refoulée dans le réservoir-séparateur. les conduites qui amènent l'eau de refroidissement aux refroidisseurs et celles qui en évacuent le mélange vapeur-eau sont réunies respectivement en un collecteur commun d'entrée et un collecteur commun de sortie. Si une ou plusieurs rangées de tubes d'un refroidisseur est mise hors d'usage, la réparation n'est possible que si les refroidisseurs sont isolés du circuit de refroidissement par vaporisation et branchés sur le circuit de refroidissement par eau technique. Â cet effet, le collecteur cormun d'entrée est branché sur une conduite d'eau technique, et le collecteur commun de sortie, sur une conduite de retour. Des vannes sont prévues sur le collecteur commun d'entrée et sur la conduite d'eau technique, de sorte que l'eau puisse arriver dans les refroidisseurs à partir de la conduite d'eau technique. le collecteur commun de sortie comporte également une vanne qui permet de diriger l'eau de refroidissement vers la conduite de retour. Ainsi, en cas de dérange-ent d'une ou de plusieurs raillées ,e tubes dans un refroidisseur, on est ou obligé de couler du circuit de refroidisse..ent par vaporisation tcut le groupe de refroidisseurs réuni par les collecteurs ccnuns d'entrée et de sortie. Une coupure prolongée des refroidisseurs du circuit de refroidissement par vaporisation peut provoquer une surchauffe et une mise hors de service prématurée de tout le groupe de refroidisseurs. L'invention a pour but d'éliminer l'inconvénient précités On s'est donc proposé de réaliser de telle façon le raccordement des tubes des refroidisseurs au collecteur d'entre de l'eau de refroidissement venant du réservoir-séparateur et au collecteur de sortie du mélange vapeur-eau, ainsi qu' la conduite d'alimentation en eau technique et à la conduite de retour, qu'en cas deldérangement d'une rangée de tubes il soit possible de ne faire passer du refroidissement par vaporisation au refroidissement par eau technique que la rangée défectueuse. La solution consiste en un dispositif pour le refroidissement par vaporisation des unités métallurgiques, constitué par un circuit ferme à circulation naturelle d'eau de refroidissement, comprenant des refroidisseurs à plusieurs rangées de tubes verticaux pour le passage de l'eau de refroidissement, dont les entrées sont raccordées à un collecteur d'entre de l'eau de refroidissement venant d'un réservoir-séparateur, et les sorties, à un collecteur de sortie évacuant le mélange vapeur-eau desdits refroidisseurs vers le réservoir-séparateur, ainsi que par un circuit de refroidissement par eau technique, constitué par une conduite d'alimentation en eau technique et une conduite de retour, dispositif dans lequel, suivant l'invention, les entrées et les sorties des rangées de tubes sont en plus raccordées séparément à la conduite d'alimentation en eau technique et à la conduite de retour respectivements par l'intermédiaire d'orgie d'arrêt réalisés de telle façon que dans une position ils branchent les tubes sur le circuit de circulation naturelle de l'eau de refroidissement, et dans une autre position, sur le circuit de refroidissement par eau technique. Une telle conception de dispositif permet, en cas de dérangement d'une ou de plusieurs rangées de tubes dans un refroidisseur, d'isoler du circuit de refroidissement par vaporisation seulement les tubes défectueux. Dans une variante du dispositif conforme à l'invention, lesdits organes d'arrêt peuvent être des robinets à trois voies. Plus bas on donne la description d'un exemple concret mais non limitatif de réalisation de l'invention, avec référence au dessin unique annexé qui représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention pour le refroidissement par vaporisation d'une unité métallurgique. Le dispositif de refroidissement par vaporisation comprend des refroidisseurs t qui absorbent la chaleur dégagée pendant le déroulement du processus technologique. Chaque refroidisseur 1, dans ce cas concret, est composé de plusieurs plaques de refroidissement 2 en fonte, disposées entre l'enveloppe et la maçonnerie (non représentées sur le dessin) sur toute la hauteur de l'unité. Dans chaque plaque de refroidissement 2 sont engagés et rigidement fixés plusieurs tubes verticaux 3 pour le passage de l'eau de refroidissement. Les tubes 3 d'une rangée verticale de plaques de refroidissement 2 sont raccordés en série verticalement par des tubes de raccordement 4. Ainsi, chaque refroidisseur 1 comporte plusieurs rangées verticales 5 constituées par les tubes 3 et 4. A l'entrée de chaque rangée verticale 5 de tubes 3 et 4, est monté ' robinet à trois voies 6 qui assure la mise en communication desdites rangées de tubes 5 avec le collecteur 7 d'entrée de l'eau de refroidissement venant du réservoirséparateur 8. A la sortie de chaque rangée 5 de tubes 3 et 4 est égalementeliéua robinet à trois voies 9 qui branche lesdits tubes sur le collecteur 10 évacuant le mélange vapeur-eau formé à la suite de l'absorption du flux de chaleur par les plaques de refroidissement 2 du refroidisseur 1. Le mélange vapeur-eau est transmis au réservoir-séparateur 8, qui sert à séparer lapapeur et l'eau. Une conduite 11 est raceordée au réservoir-séparateur 8 pour l'alimentation du circuit de refroi.-ssezent par valorisaticn en eau épurée chimiquement. la vapeur sort du réservoir-séparateur 8 par la conduite 12. L'entrée de chaque rangée verticale 5 ae tubes 3 et 4 est mise en communication séparément, par l'intermédIaire audit robinet à trois voies 6, avec la conduite 13 d'eau technique, et la sortie de chaque rangée verticale 5 de tubes 3 et 4 est mise en communication séparément, par l'intermédiaire du robinet correspondant à trois voies 9, avec les conduites 14 transmettant l'eau chauffée à la conduite de retour 15. Le collecteur 7 d'entrée de l'eau de refroidissement comporte une vanne 16 de vidange. Le dispositif fonctionne de la manière suivante. Avant la mise en marche, le dispositif de refroidissement par vaporisation est lavé d'abord avec de l'eau technique, ensuite avec de l'eau épurée chimiquement, dans le but de le débarrasser des corps étranger et des salissures. Pendant la première opération, les robinets à trois voies 6 et 9 sont mis dans une position telle que l'eau technique venant de la conduite 13 passe par les tubes 3 et 4 des refroidissurs 1 et sorte par les conduites 14 pour aller à la conduite de retour 15. Pendant la deuxième opération, lesdits robinets 6 et 9 sont mis dans une position telle que l'eau épurée chimiquement venant du réservoir-séparateur 8 passe par le collecteur-7, les tubes 3 et 4 et le collecteur 10 pour sortir en des points inférieurs du collecteur d'entrée 7 à travers la vanne 16 de vidange. Une fois le lavage terminé, les robinets 6 et 9 sont mis dans la position assurant le refroidissement par vaporisation, tandis que la vanne 16 est fermée. Avant la mise en service, le dispositif de refroidissement par vaporisation est rempli d'eau épurée chimiquement, qui est fournie par la station de pompage de l'installation de dégazage, et arrive par la conduite Il au réservoir-séparateur 8. la chaleur dégagée au cours du processus technologique et absorbée par les plaques de refroidissement 2 du refroidisseur 1 chauffe l'eau qui remplit les tubes 3 et 4. L'échauffement de l'eau provoque une diminution de son poids spécifique. Cette différence des poids spécifiques de l'eau dans le collecteur d'alimentation et dans les tubes.3 et 4 engendre une circulation naturelle dans les voies de refroidissement. Cela résulte du fait que le mélange vapeur-eau, plus léger, est chassé par l'eau provenant du réservoir-scparateur 8 et du collecteur d'entrée 7 et acheminé par le collecteur de sortie 10 vers l'enceinte à vapeur du réservoir-séparateur 8. Dans l'enceinte à vapeur du réservoir-séparateur 8, la vapeur se sépare de l'eau et s'en va par la conduite t2, tandis que l'eau tombe sur le plan d'eau du réservoir-séparateur 8 et revient aux voies de refroidissement. Ia compensation de l'eau vaporisée est assurée par admission d'eau épurée chimiquement dans le réservoir-séparateur 8 par la conduite 11. En cas de dérangement (rupture, percée, etc.) d'un des tubes 3 fixés dans la plaque de refroidissement 2 ou d'un des tubes de raccordement 4, on fait passer la rangée verticale de tubes 5, dans laquelle se trouve le tube défectueux, au refroidissement par l'eau technique pour l'exécution des travaux de réparation. Pour cela, la pression dans le réservoir-séparateur 8 étant égalisée avec la pression atmosphérique, on met le robinet à trois voies 6, installé à l'entrée de la rangée défectueuse de tubes 5, dans la position où ladite rangée de tubes 5 a trouve isolée du collecteur 7 et mise en communication avec la conduite 13 d'eau technique. En autre, on met le robinet à trois voies 9, installé à la sortie de cette même rangée 5 de tubes 3 et 4, dans la position assurant la sortie de l'eau par la conduite d4 vers la conduite de retour 15. Toutes les autres rangées verticales de tubes 3 et 4 des refroidisseura? continuent alors à fonctionner au régime de refroidissement par vaporisation. Ainsi, le dispositif proposé pour le refroidissement par vaporisation des unités métallurgiques permet, en cas de mise hors d'usage d'un ou je plusieurs tubes 3, 4 es refroidisseurs 1, de débrancher du système de refroidissement p & vaporisation seulement la rangée défectueuse de tubes 5, sans influer sur le fonctionnement normal des autres tubes ni sur ie fonctionnement normal des refroidisseurs 1, et par conséquent sans trcubler le déroulerent normal du processus technologique. 3ien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a té donné qu'à titre d'exemple. tn particulier, elle comprend tous les moyens constituant es équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivent son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. RvVENDICATIONS 1. Dispositif pour le refroidissement par vaporisation des unités métallurgiques, constitué par un circuit ferné à circulation naturelle d'eau de refroidissement, comprenant des refroidisseurs à plusieurs rangées verticales de tubes destinés au passage de l'eau de refroidissement et dont les entrées sont raccordées à un collecteur d'amenée de l'eau de refroidissement à partir du réservoir-séparateur, tandis que leurs sorties sont raccordées à un collecteur d'évacuation du mélange vapeur-eau desdits refroidisseurs vers le réservoirséparateur, ainsi que par un circuit de refroidissement par eau technique, constitué par une conduite d'alimentation en eau technique et une conduite de retour, caractérisé en ce que les entrées et les sorties des rangées de tubes sont en outre raccordées séparément à la conduite d'alimentation en eau technique et à la conduite de retour, respectivement, par des organes d'arrêt réalisés de telle façon que dans une position ils branchent lesdits tubes sur le circuit de circulation naturelle d'eau de refroidissement, et dans une autre position, sur le circuit de refroidissement par dau technique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes d'arrêt sont des robinets à trois voies.