Brevet FR2296450A1 — publié le 19760730

La#presente invention est relative à un dispositif d'arrosage par un fluide liquide des tubes évaporateurs d'une installation de distillation, comportant n faisceau de tubes horizontaux arrangés en nappes superposees et parcourus par un fluide chauffant, le fluide à driller par évaporation au contact de la surface extérieurs de ces tubes, étant distribué en continu et avec un débit uniforme contrôlé. On connaît déjà de tels dispositifs d'arrosage, constitués soit par une QU plusieurs rampes de distribution comprenant chacune une batterie de buses de pulvérisation du fluide à distiller projeté sur les tubes évaporateurs sous forme de fines gouttelettes, soit par un réservoir à n veau constant, monté au-dessus du faisceau de tubes de l'installation et dot le fond présente une série de trous convenablement répartis laissant le fluide liquide s'écouler uniformément depuis le réservoir vers les tubes évaporateurs. Ces dispositifs présentent toutefois des inconvénients Dans le premier cas en effet, le fonctionnement de l'appareillage 2 nécessite une pression minimale d'arrosage de l'ordre de 093 kg/cm cette pression pouvant néanmoins atteindre 1 kg/cm pour des débits plus élevés. En revanche, avec le second dispositif, la pression en charge du réservoir situé au-dessus du faisceau des tubes peut être plus restreinte, de l'ordre de quElques dizaines de centimàtres de colonne d'eau. Toutefois, l'inconvénient majeur de ces deux dispositifs d'arrosage réside dans le fait qu'ils sont extrêmement sensibles au bouchage ou au colmatage. Dans le cas notamment ou le fluide liquide à distiller s'écoulant sur les tubes évaporateurs est constitué par de l'eau de mer, il véhicule généralement des particules de natures et de tailles différentes, telles que des produits de corrosion, des salissures marines, des poussières, des particules de peinture, du tartre, etc..Compte tenu d'une part de la faible section de passage disponible à travers les busse de pulvérisation dont le diamètre est de l'ordre de 3 à J mm, ou les trous de passage du réservoir en charge qui n'excédent pas 2 à 4 mm, et d'autre part de la position de ces orifices situé en partie basse du dispositif d'arrosage, les particules véhiculées par l'eau de mer peuvent avec le temps obstruer partiellement ou ême totalement des orifices de passage, entraînant de ce fait un assèchement local, voire généralisé, des parois des tubes évaporateurs du faisceau. Il convient alors dans cette hypo- thèse, d'arrêter l'installation et de procéder au nettoyage de ces orifices. Pour pallier ce$ inconvénients, on peut naturellement avoir recours à divers remèdes, consistant soit à augmenter davantage la section de passage du fluide, ce qui entraîne corrélativement une augmentation du débit d'arrosage donc des frais de pompage plus élevés, soit à filtrer correctement l'eau de mer, ce qui introduit une perte de charge supplémentaire dans le circuit et accroît finalement les frais d'investissement et d'exploitation. La présente invention a pour objet un dispositif d'arrosage qui siaffranchit de ces inconvéni##ents, en supprimant tout risque de colmatage ou de bouchage des orifices de distribution du fluide liquide à évaporer sur les tubes du faisceau de llinstal- lation, notamment lorsque ce fluide est constitué par de l'eau de mer, tout en assurant un mouillage approprié de ces tubes évitant aussi bien la#formation de zones d'assèchement préjudiciables à l'échange thermique et au mndement de l'installation, que le mouillage excessif de ces mêmes tubes pouvant produire ltengnrge ment du faisceau. A cet effet, le dispositif considéré se caractérise en ce qu'il comporte au moins une rampe de distribution présentant la forme d'un élément tubulaire horizontal s'étendant au-dessus des tubes évaporateurs du faisceau à arroser, cette rampe communiquant avec un collecteur d'alimentation en fluide liquide à distiller, placé sous faible charge et comprenant selon sa génératrice supérieure, une série d'orifices de passage agencés de façon telle que le fluide liquide ruisselle en film mince sur la surface externe ne de l'élément tubulaire et s'écoule en rideau liquide vertical sous cet élément. Les orifices de passage ménagés dans la rampe sont constitués par des trous cylindriques ou par des fentes longitudinales, continues ou discontinues. Grâce à ces dispositions et du fait de la faible vitesse d'écoulement du fluide liquide à l'extérieur de la rampe par suite de la charge limitée du collecteur d'alimentation, les particules entraînées par ce fluide ne peuvent pas atteindre les orifices de passage et ont toujours tendance à se déposer, soit dans le fond du collecteur, soit dans la rampe elle-même le long de sa génératrice inférieure. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le collecteur d'alimentation communique avec une des extrémités de la rampe de distribution, l'autre extrémité étant obturée. Avantageusement, afin d'assurer une alimentation de la rampe avec une hauteur de charge et un débit constant, le collecteur d'alimentation est constitué par un caisson ouvert, comportant un premier compartiment où débouche un conduit d'amenée du fluide liquide à distiller, ce premier compartiment étant séparé dans le caisson d'un second compartiment au moyen d'une cloison déflectrice, s'étant dant sur une fraction dela hauteur du caisson pour laisser libre à sa partie inférieure un passage de communication entre les deux compartiments, la rampe de distribution débouchant dans ce second compartiment. De préférence, la cloison de séparation comporte des trous d'équilibrage facilitant le passage#du liquide du premier vas le second compartiment. Enfin et dans un mode d'exécution préféré de l'invention, le dispositif comporte une pluralité de rampes de disbribution parallèles, en forme de conduits cylindriques horizontaux, communiquant avec un collecteur d'alimentation commun, le plan vertical passant par l'axe de chaque rampe contenant également l'axe d'une série de tubes évaporateurs du faisceau superposés, arrosés par le rideau liquide délivré par la rampe. D'autres caractéristiques d'un dispositif d'arrosageétabli conformément à l'invention apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisajion, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel: - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe transversale du dispositif considéré, selon la ligne I-I de la Fig. 2, - la Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale du même dispositif, selon la ligne Il-Il de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une des rampes de distribution. Comme on le voit sur ces figures, le dispositif d'arrosage considéré est prévu pour assurer le mouillage permanent avec un débit approprié d'un faisceau 1 de tubes évaporateurs horizontaux 2, parcourus par un#fluide. chauffant approprié, destiné à assurer ltévaporation sur la surface extérieure de ces tubes d'un fluide liquide à distiller, notamment constitué par. de l'eau de mer. Les tubes 2 du faisceau 1 s'étendent selon des nappes parallèles superposées et sont avantageusement disposés en quinconce d'une nappe- à l'autre, de manière à s'étendre selon des pans verticaux parallèles et sensiblement équidistants. Conformément à l'invention, le dispositif d'arrosage des tubes 2 du faisceau, comporte une pluralité de rampes de distribution formées chacune d'un conduit cylindrique 3 s'étendant au-dessus de ces tubes, avec leur axe horizontal, ces rampes étant disposées comme le montre la vue en coupe transversale de la Fig. 19 de telle sorte que le plan vertical passant par l'axe de chaque rampe contienne les axes d'une série de tubes évaporateurs dans les nappes superposées du faisceau. Chaque rampe 3 est fermée à une de ses extrémités 4 par une tape d'obturation et débouche par son autre extrémité ouverte dans un collecteur 5, commun à l'ensemble des rampes parallèles 3. Selon l'invention, chacune des rampes de distribution 3 comporte selon sa génératrice supérieure, une série d'orifices 6, constitués par des trous cylindriques ou, le cas échéant, par des fentes longitudinales, continues ou discontinues. Comme on le voit plus particulièrement sur la Fig. 3, le fluide liquide à distiller distribué sous une légère pression à partir des rampes 3, sur les tubes évaporateurs 2 du faisceau, passe par les orifices 6 prévus à la partie supérieure de celles-ci pour former sur la surface externe de ces rampes, un film mince 7 s'écoulant ensuite selon un rideau liquide vertical schématisé en 8, qui s'étend sensiblement dans le plan d'une série des tubes 2 du faisceau. Le collecteur d'alimentation 5, commun à l'ensemble des rampes de distribution 3 se présente sous la forme d'un caisson ouvert à sa partie supérieure et séparé en deux compartiments voisins, respectivement 9 et 10, par une cloison verticale 11, formant déflecteur et s'étendantsur une fraction seulement de la hauteur du caisson de manière à laisser libre à sa partie inférieure m passage-12 faisant communiquer les deux compartiments. Le fluide liquide à distiller, à distribuer à partir des rampes 3, est amené dans le premier compartiment 9 du collecteur 5 par une conduite 13~. Ce fluide liquide qui se déverse dans le caisson en régime sensiblement turbulent, se répand après passage sous la cloison déflectrice Il dans le compartiment 10 où il se stabilise à un niveau donné au-dessus des rampes de distribution 3 représentant la charge du résefvoijc. Le fluide remplit alors les rampes, avec une pression correspondant à la hauteur dans le compartiment 10 assurant ltécou- lament du liquide paroles orifices 6. De préférence, la cloison déflectrice ti présente également une série de trous 14, aptes à équilibrer les pressions de part et d'autre de cette cloison dans les deux compartiments 9 et 10, en facilitant le passage du liquide de l'un vers l'autre. L'agencement des rampes de distribution assure ainsi, grâce aux orifices de passage prévus dans leur partie supérieure, l'écoulement du liquide par le haut de ces rampes, en l'obligeant à former sur la surface externe de celles-ci un film liquide continu alimentant par gravité les tubes du faisceau.Les particules solides ou autres impuretés contenues dans le fluide liquide provenant du collecteur 5 se reposent soit au fond de ce collecteur, soit meme dans les rampes de distribution 3, en restant contre la génératrice inférieure de ces rampes, sans pouvoir atteindre les orifices de passage 6. il en résulte une suppression totale duphée3mène de colmatage de ces orifices par ces particules, en meme temps qu'une bonne répartition du film liquide autour des rampes, contribuanteà la formation d'un régime d'écoulement stable et régulier, établi dès la première rangée horizontale des tubes du faisceau.Avantageusement le bouchon 4 peut être démontable, cela permet le nettoyage facile et périodique de la rampe de distribution par élimination des dépôts qui se sont formés dans sa partie inférieure. Les dispositions de l'invention permettent également de réduire la distance séparant les rampes de distribution du faisceau des tubes évaporateurs puisque le film liquide est directement établi sur ces rampes. Cette distance peut dès lors être très voisine ou égale à celle du pas du faisceau des tubes, donc très faible, ce qui procure une réduction substantielle de la hauteur des chambres d'évaporation. Le dispositif préconisé présente une simplicité de fabrication et par suite un investissement réduit. Il ne nécessite enfin qu'une faible charge pour assurer l'écoulement du liquide et présente une sécurité de fonctionnement remarquable. Bien entendu, il va de soi que ltinvention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'arrosage par un fluide liquide des tubes évaporateurs d'une installation de distillation comportant un faisceau de tubes horizontaux arrangés en nappes superposées et parcourus par un fluide chauffant, caractérisé en ce qulil comporte au moins une rampe de distribution présentant la forme d'un élément tubulaire horizontal s'étendant au-dessus des tubes évaporateurs du faisceau à arroser, cette rampe communiquant avec un collecteur d'alimentation en fluide liquide à distiller, placé sous faible charge et comprenant , selon sa génératrice supérieure une série d'orifices de passage agencés de façon telle que le fluide liquide ruisselle en film mince sur la surface externe de l'élément tubulaire et s'écoule en rideau liquide vertical sous cet élément. 2. Dispositif d'arrosage selon la revendication 19 caractérisé en ce que les orifices de passage ménagés dans la rampe sont constitués par des trous cylindriques ou par des fentes longi tudinales, continues ou discontinues. 3. Dispositif d'arrosage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le collecteur d'alimentation communique avec une des extrémités de la rampe de distribu- tion, l'autre extrémité étant obturée. 4. Dispositif d'arrosage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le collecteur d'alimentation est constitué par un caisson ouvert, comportant un premier compartiment où débouche un conduit d'amenée du fluide liquide à distiller, ce premier compartiment étant séparé dans la caisson d'un second compartiment au moyen d'une cloison déflectrice, s'étendant sur une fraction de la hauteur du caisson pour laisser libre à sa partie inférieure un passage de communication entre les deux compartiments, la rampe de distribution débouchant dans ce second compartiment. 5. Dispositif d'arrosage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cloison de séparation comporte des trous d'équilibrage facial vint le passage du liquide du premier vers le second compartiment. 6. Dispositif d'arrosage selon la revendication 4. caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de rampas de distribution parallèles, an forme de conduits cylindriques horizontaux, communiquant avec un collecteur d'alimentation commun, le plan vertical passant par l'axe de chaque rampe contenant également l'axe d'une série de tubes évaporateurs du faisceau superposés, arrosés par le rideau liquide délivré par la rampe. 7. Application du dispositif selon lu-e quelconque des revendications 1 à 6, à la distillation de l'eau de mer.