Brevet FR2300313A1 — publié le 19760903

La présente invention se rapporte aux réfrigérants atmosphériques. On sait qu'un réfrigérant atmosphérique est un appareil qui sert à refroidir de 11 eau par contact direct avec de l'air mis en mouvement, soit par le tirage naturel d'une cheminée, soit à l'aide de groupes de ventilation mécaniques. L'eau à refroidir tombe par gravité sur un dispositif de refroidissement sur lequel elle éclate en une multitude de gouttelettes ou encore ruisselle en minces pellicules, selon qu'il s'agit d'un dispositif à dispersion ou d'un dispositif à ruissel liement. Généralement, l'eau décrit un circuit fermé qui comportg outre le réfrigérant, une pompe et un condenseur,ou autre forme d'échangeur, dans lequel l'eau se réchauffe à nouveau pour évacuer les calories nécessaires au fonctionnement de l'installation à laquelle est affecté le réfrigérant. Cette pompe est destinée à compenser, non seulement les pestes de charge du circuit, maie également la différence d' alti- tude entre le distributeur supérieur par lequel est déversée liteau chaude et le bassin inférieur dans lequel l'eau refroidie est puisée pour être envoyée au condenseur0 Cette différence d'altitude, que l'on appelle "hauteur géométrique de pompage", ainsi que par conséquent la puissance absorbée par la pompe, croit en même temps que les dimensions des réfrigérants et elle devient très importante pour des ins lallations de grande puissance, par exemple pour les réfrigérants à tirage naturel associés aux groupes turbo-al+.ernateurQ de eer- trales nucléaires de 1000 mégawatts et plus. On a déjà proposé, afin de diminuer la hauteur de pomnage, de répartir les dispositifs de refroidissement en deux séries disposes concentriauement l'une à l'autre, à neu prés à la même hauteur et qui débitent dans un bassin commun ou tout au moins dans des bassins communicants. Cette disposition tient beaucoup de place horisontalement. Elle est en outre relativement compliquée du fait de la nécessité d'assurer un passage correct à l'air au dessous de la série externe des dispositifs de refroidissement. La présente invention a pour but essentiel d'éviter cet inconvénient. A cet effet, les disrositifs de refroidissement sont divisés en plusieurs séries superposées, qui possèdent chacune leur circuit de circulation d'eau et leur propre installation de pompage. l'eus séries comportent chacune leur distribution supérieure et leur bassin inférieure Elles peuvent être décalées latéralement l'une par rapport à l'autre, de telle sorte qu'on puisse combiner le distributeur supérieur de l'une avec le bassin inférieur de la série du dessus, ce qui procure un gain appréciable d'encombrement en hauteurs L'invention s'applique aussi bien aux réfrigérants à tirage naturel qu'aux appareils de ce - genre à tirage forcé. Des moyens peuvent être prévus pour interoonnecter les circuits des diverses séries, par exemple afin de remédier à la mise hors service d'une pompe, d'un condenseur, etc. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre commEN l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale médiane d'un réfrigérant à tirage naturel perfectionné selon l'invention. La figure 2 est une vue analogue d'une variante dans laquelle les deux séries du dispositif de refroidissement sont décalées latéralement l'une par rapport à l'autre. La figure 3 est une vue partielle en plan d'un réfrigé ruent à tirage forcé. La figure 4 est une coupe par IV-IV de la figure 3. Ta figure 5 est un schéma d'un disno.qitii d'interónne- xion des circuits de deux séries de dispositif de refroidissement. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, un réfrigérant atmosphérique à tirage naturel comporte une cheminée 1 entourée à sa base de deux séries surernosdes de dispositifs de réfrigération. La série inférieure 2 comporte un distributeur coneti- tué par un bassin supérieur 3 dans lequel une conduite 4, venant d'un condenseur 5, déverse l'eau à refroidira Après passage dans le dispositif de réfrigération proprement dit, l'eau refroidie tombe dans un bassin inférieur 6 oW elle est reprise par une pompe 7 qui la renvoie au condenseur au moyen d'une conduite 8. D'une manière analogue, la série supérieure 9 comporte un bassin supérieur 10 où l'eau chaude arrive par une conduite 11 en provenance d'un condenseur 12. L'eau refroidie tombe dans le bassin inférieur 13 dloW la pompe 14 la refoule vers le conden, seur 12 par le moyen d'une conduite 15. Dans les deux cas, les bassins supérieur et intérieur sont situés aussi près que possible l'un de l'autre afin de diminuer autant que possible la hauteur de pompage. Le passage de l'air de refroidissement est indiqué par les flèches. Avec deux séries, chacune de celles-ci refroidit à peu près la moitié du débit d'eau de circulation totale. La hauteur de pompage de chacune des deux séries est un peu supérieure b la moitié de celle dtun réPrigérant dont les dispositifs de refroidissement auraient pour haateur la somme des hauteurs de ceux dea deux séries. L'invention permet donc d'économiser jusqu'8 50% de la puissance de pompage. Le fait qu'elle nécessite au moins deux circuits de circulation d' eau n' est pas un inconvénient, surtout lorsqu'il s'agit de groupes de puissance élevée (1o00 mégawatts et davantage) car ces groupes sont en général équipés de plusieurs circuits indépendants. Un autre avantage conféré par l'invention est qu'à ltaval des dispositifs de refroidissement, on obtient une meil- leure répartition des températures de l'air réchauffé, donc une circulation plus régulière de cet aire fie rendement de l'appareil est également amélioré du fait de la diminution de hauteur des dispositifs de refroidisse- ment. Dans la variante de la figure 2, afin d'obtenir une réduction de l'encombrement en hauteur de l'ensemble des séries de dispositifs de refroidissement, la série inférieure 2 est décalée vers l'extérieur par rapport à la série supérieure 9. On peut alors combiner entre eux le bassin inférieur 13 de la série du dessus et le bassin supérieur 3 de la série du dessous, lesdits bassins étant séparés par une cloison médiane 16, afin qu'ils demeurent indépendants du point de vue de la circulation d'eau. Pour le reste, l'installation neut être réalisée comme décrit en regard de la figure 1. Comme l'illustrent les figures 3 et 4, l'invention s'applique aussi bien à des réfrigérants à tirage forcé. Les séries superposées 2 st 9 sont desservies l'une par des ventilateurs 17 et l'autre tar 'les ventilateurs 18 aspirant respectivement dans des espaces 19 et 20 que séparent des cloisons 210 l'es divers éléments et ventilateurs peuvent être arrangés en formation annulaire comme le montre la figure 9, les axes des ventilateurs étant sensiblement verticaux et les dispositifs de re nfir dissement entourant les ventilateurs.On peut aussi n'utiliser au'un seul jeu de ventilateurs, communs aux deux séries de dispositifs de refroidissement0 Quel que soit le mode de réalisation envisagé, on peut prévoir des moyens pour remédier aux inconvénients que serait l'introduction d'air froid en cas de panne d'une pompe ou d'arr8t d'un condenseur, par exemple. Cet inconvénient se fait surtout sentir dans le cas de réfrigérants à tirage naturel, où il perturbe le tirage.On peut équiper les entrées d'air des dispositifs de refroidissement par exemple de soletsamovibles permettant de les obturer le cas échéants On peut aussi, comme représenté sur la figure 5, réunir les conduites d'eau chaude 4 et Il par un tuyau de dérivation 22 équipé d'une vanne 23 et les conduites d'eau froide 8 et 15 par un tuyau 24 équipé d'une vanne 250 En outre, des vannes 26 et 27 sont prévues en amont des pompes 7 et 14, respectivement. D'autres vannes 28 et 29 sont respectivement montées sur les conduites 4 et Il en amont du tuyau de dérivation 22. Des vannes 30 et 31 sont aussi prévues sur les conduites 8 et 11 en aval des dérivations 22 et 24e En fonctionnement normal, les vannes 23 et 25 sont fermées et les autres vannes sont ouvertes. Si la pompe 7 est arrêtée, on ferme les vannes 26, 28 et 30 et on ouvre les vannes 23 et 25o Si c'est la pompe 14 qui ne fonctionne pas, on ferme les vannes 27, 29 et 31, et on ouvre également les vannes 23 et 254 Des tuyaux d'interconnexion supplémentaires 32 et 34, munis de vannes 33 et 35 respectivement et situés de part et d'autre de la pompe 14 ainsi que d'une vanne 36, et une vanne 37 en amont de la pompe 14, permettent de faire débiter les deux pompes en série afin isoler l'un ou 11 autre des condenseurs. in marche normale les vannes 33 et 35 sont fermées et les vannes 36 et 37 sont ouvertes. Pour isoler le condenseur 5 on ouvre la vanne 33 et on ferme la vanne 36. Pour isoler le condenseur 12, on ouvre les vannes 33 et 35 et on ferme les vannes 36 et 37. En ce qui concerne les autres parties du circuit, on est ramené au cas du fonctionnement avec une seule pompe, et, donc, on ouvre et ferme les vannes en conséquence. Lorsque les circuits sont interconnectés, on arrange pour que les bassins 13 et 3 co'nmuniquent,par exemple par déversement du bassin 13 dans le bassin 30 il va d'ailleurs de soi que les modes de réalieation décrits n: ont été donnés qu'à titre d'exemple et qu'on pourrait les modifier, notamment par substitution d1 équivalents teonni ques, sans nue l'on sorte nour cela du cadre de l'invention, cette dernière s'appliquant tout aussi bien aux réfr.igPrants à courant croisé qu'aux aux réfrigérants à contre-courantO REVENDICATIONS 10 Réfrigérant atmosphérinue comportant plusieurs séries de dispositifs de refroidissement restectivement situées entre un distributeur d'eau supérieur et un bassin de réception inférieur, caractdrisé en ce que lesdites séries sont superposées et possèdent chacune leur prote circuit de circulation d'eau ainEL propre que leur installation de pompages 2.Réfrigérant selon la revendication 1, caractérisé en cs que des moyens sont prévus pour permettre d'interconnecter les circuits d'eau afin de les alimenter, soit en isolant l'une des installations de pompage, soit en branchant lesdites installations en série0 30 Réfrigérant selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les séries sont décalées latéralement de l'une à l'autre, le distributeur supérieur de l'une étant combine au bassin inférieur de la suivante, ces deux éléments restant malgré tout indépendants du point de vue circulation d'eau0 4. Réfrigérant selon ltune quelconque des revendication# 1 à 3, dans lequel le tirage est assuré au moyen de ventilateurs, caractérisé en ce que les ventilateurs sont à axe vertical et disposés concentriquement, à l'intérieur, par rapport aux diposi- tifs de refroidissement0 50 Réfrigérant selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'à chaque- série de dispositifs de refroidissement correspond un Jeu de ventilateurs, ces jeux étant concentriques et des cloisons étant prévues rouir isoler les tmn des autres les ensembles formés par les séries de dispositifs et les jeux de ventilateurs correspondants0