Brevet FR2416440A1 — publié le 19790831

La présente invention s'applique à des tours de refroidissement sec à tirage naturel, dans lesquelles on veut refroidir simultanément au moins deux fluides différents provenant de deux sources. Dans ce but, on dispose à sa base deux ensembles d'éléments refroidisseurs, chaque ensemble étant parcouru par un des fluides a refroidir, de sorte que les circuits de circulation de ces deux fluides soient totalement indépendants l'un de l'autre. Ces deux ensembles d'éléments sont parcourus en parallèle par l'air de refroidissement. Un inconvénient de cette disposition est que lorsqu'une des deux sources ne fonctionne pas, les éléments refroidisseurs du circuit correspondant sont à la température ambiante. L'air aspiré dans la tour résulte donc d'un mélange entre l'air chaud traversant les éléments du circuit en fonctionnement et l'air froid traversant les éléments du circuit à l'arrêt. I1 s'ensuit une baisse du tirage par rapport au fonctionnement simultané des deux circuits, entrainant une diminution du refroidissement du circuit restant en fonctionnement, ce qui peut être gênant. L'invention résout ce problème. Conformément à l'invention, la tour sèche de refroidissement atmosphérique à deux ou plusieurs circuits indépendants pour le refroidissement de fluides provenant de sources de chaleur différentes est caractérisée en ce qu'on dispose en parallèle entre des collecteurs communs reliant les entrées et les sorties à chaque fois de deux sources de chaleur distinctes des groupes d'éléments refroidisseurs séparés par des jeux de vannes montées sur lesdits collecteurs, de sorte qu'un nombre plus ou moins important d'éléments refroidisseurs peut être branché à l'une ou l'autre source de chaleur en dépendance de l'ouverture et de la fermeture desdits jeux de vannes montées sur lesdits collecteurs. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig. 1 est un schéma d'une tour de refroidissement sèche à tirage naturel faisant application de l'invention. La fig. 2 est un schéma illustrant l'invention. La fig. 3 est un schéma illustrant un développement de l'invention. A A la fig. 1, 1 désigne une tour de refroidissement sèche à tirage naturel qui comporte de façon connue une charpente 2 sur laquelle est montée une coque 3 délimitant une cheminée 4. Dans la réalisation selon l'invention, la tour 1 comprend au moins deux groupes de refroidisseurs I et II qui sont respectivement reliés à des sources de fluide chaud devant être refroidi désignées par les références S1 et S2. Les fluides chauffés par les sources S1 et S2 sont normalement des fluides liquides, par exemple de l'eau, pouvant être additionnés de produits divers. L'invention s'appliquerait de même façon à d'autres fluides. Les groupes de refroidisseurs I et II comportent chacun un nombre quelconque d'éléments refroidisseurs montés en paral vièle, les éléments refroidisseurs montés en parallèle pouvant eux-mêmes être constitués par des échangeurs refroidisseurs en série. Différents modes de réalisation et de branchement des groupes d'éléments refroidisseurs sont maintenant bien connus dans la technique et ont été décrits en particulier dans les brevets français 76 29080, 76 23278, 73 23406 et 76 23543 de la Demanderesse. Par conséquent, le montage de ces groupes d'éléments refroidisseurs n'a pas à être décrit plus en détail dans la présente description. Pour simplifier la compréhension de ce qui suit, l'ensemble groupe refroidisseur I et source de fluide chaud S1 est appelé circuit NO I et l'ensemble groupe refroidisseur II et source de fluide chaud S2 est appelé circuit N" II. Comme le montre la fig. 2, on prévoit des collecteurs principaux C1 et C2 qui relient les sorties sl, s2 des sources S1, S2 et les entrées el, e2 de ces mêmes sources Les Les groupes de refroidisseurs I et II sont montés en pa- rallèle entre les collecteurs C1, C2. Pour faciliter la compréhension, le groupe de refroidisseurs I comprend par exemple deux éléments refroidisseurs Ia, lb et le groupe de refroidisseurs II deux éléments refroidisseurs lIa, IIb. Des jeux de vannes, respectivement V1, V'1, V2, v'2, sont montés entre les éléments refroidisseurs Ia et lb respectivement sur chacun des deux collecteurs. De même, des groupes de vannes V5, V'5 et V6, V'6 sont montés sur les collecteurs C1, C2 entre les éléments refroidisseurs IIa et IIb. D'autres groupes de vannes V3, V'3 et V4, V'4 sont supplémentairement montés sur les collecteurs C1 et C2 entre les éléments refroidisseurs I et II. La jonction des éléments refroidisseurs Ia et lb, IIb, IIa avec le collecteurs C1 est désignée par les lettres A, C, E, G et la jonction de. ces mêmes éléments refroidisseurs avec le collecteur C2 est désignée par les lettres B, D, F, H. En cas de fuite de certaines des vannes décrites ci-dessus, on prévoit des circuits d'évacuation 5, respectivement 6, qui sont reliés par des vannes auxiliaires a, b, c, d, e et f aux parties des collecteurs C1 et C2 qui se trouvent entre les vannes V1 et V'1, V2 et V 2' V3 et V etc. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant : En temps normal, lorsque les circuits I et II fonctionnent, le fluide du circuit I arrive en A et parcourt en parallèle les éléments refroidisseurs Ia et Ib, les vannes V1, V'1 et V2, V'2 étant ouvertes tandis que les vannes auxiliaires a, b sont fermées. De même, le fluide du circuit II parcourt les éléments refroidisseurs IIa, IIb, les vannes V5, V'5, V6, V'6 étant ouvertes et les vannes auxiliaires e et f étant fermées. Dans ce mode de fonctionnement, les vannes V3, V'3, V4, V'4 sont fermées et les vannes auxiliaires c et d sont ouvertes. En cas de fuite d'une des vannes V3, V'3, V4 ou V'4 du fluide est évacué dans les conduits d'évacuation 5 ou 6, mais ne peut pas entre mélangé avec ie fluide circulant dans chacun des circuits I et II qui sont parfaitement indépendants. Si, par exemple, il est décidé pour une raison quelconque d'arrêter le fonctionnement du circuit I, on procède selon l'in invention a l'insertion de l'élément refroidisseur Ib dans le circuit Il. Pour cela, on ferme les vannes V1, V'1, V2, V'2 et les vannes auxiliaires c et d.On vidange éventuellement l'élément refroidisseur lb par un circuit de vidange 7, puis on procède à l'ouverture des vannes auxiliaires a et b et des vannes principales V3, V'3, V4, V'4. Cette façon de procéder permet ainsi d'augmenter la capacité de refroidissement du cir amuit II pour compenser la diminution de tirage de la tour 1, diminution de tirage qui est due à l'arrêt du circuit I. I1 est remarquable de constater que la possibilité de vidanger les éléments lb ou IIb grace aux circuits de vidange 7 ou 7a permet de faire varier le nombre d'éléments refroidisseurs du circuit I ou II même si les fluides circulant initialement dans lesdits groupes ne sont pas compatibles. Si ces fluides sont compatibles, il n'est pas nécessaire d'utiliser le circuit de vidange 7 ou 7a. De la même façon que décrit dans ce qui précède, si c'est le circuit NO II qui doit être arrêté, on ferme tout d'abord les vannes V5, V'5, V6, V'6 et les vannes auxiliaires c et d. On vidange éventuellement l'élément refroidisseur IIb et on ouvre les vannes auxiliaires e, f ainsi que les vannes principales V3, V'3, V41 V' 4 Dans un cas comme dans l'autre, le retour au fonctionnement simultané des deux circuits I, II est obtenu en effectuant les manoeuvres inverses des vannes dans l'ordre inverse à celui exposé ci-dessus. Comme cela ressort de ce qui précède, les éléments refroidisseurs lb, d'une part, et IIb, d'autre part, constituent des éléments refroidisseurs transférables tandis que les éléments refroidisseurs Ia, d'une part, et IIa, d'autre part, constituent des éléments refroidisseurs fixes. Dans ce qui précède, on a considéré qu'il existait seulement deux circuits I et II, mais il est évident que l'invention peut être mise en oeuvre de même façon s'il y a davantage de circuits. En effet, ces circuits peuvent toujours être couplés deux à deux selon les besoins en procédant comme décrit en référence à la fig. 2. Outre ce qui précède, chacun des circuits I, II peuvent comporter un circuit de dérivation D, respectivement D', muni d'une vanne V, V' et un circuit de recyclage R, R' muni d'une pompe de recyclage P, P'. I1 est ainsi possible de régler toujours dans une fourchette très étroite la température du fluide ramené aux sources S1 respectivement S2 en faisant varier le débit du circuit de dérivation et en mettant ou non en fonctionnement le circuit de recyclage de la façon enseignée par la Demanderesse dans ses brevets antérieurs, notamment le brevet fran çais 76 29080. Les éléments refroidisseurs des groupes refroidisseurs I et II peuvent être disposés de différentes façons dans la tour de refroidissement 1. Suivant un développement important de la présente invention, il est apparu avantageux que les éléments refroidisseurs tant fixes que transférables des différents groupes de refroidisseurs tels que les groupes I et II soient imbriqués les uns dans les autres. En effet, en présence de vent, il apparalt au niveau des éléments refroidisseurs des zones sous-ventilées et des zones sur-ventilées, ce qui peut entraîner un déficit de refroidissement pour les circuits dont les éléments refroidisseurs seraient dans une zone sous-ventilée. L'imbrication des éléments refroidisseurs permet d'obtenir que, pour chaque circuit, les éléments refroidisseurs soient répartis de la même façon entre les zones sous-ventilées et sur-ventilées, et cela quelle que soit la direction du vent. Une disposition à éléments refroidisseurs imbriqués est représentée à titre d'exemple à la fig. 3 selon laquelle les élé- ments Ial à Ia6 sont constitués par des éléments refroidisseurs fixes de même que les éléments refroidisseurs IIal à Ira6. Par contre, les éléments refroidisseurs Ib et IIb sont des éléments transférables de l'un à l'autre circuit. Pour obtenir le résultat ci-dessus, les vannes V1, V' et V5, V'5 sont montées sur le collecteur C1 entre les éléments refroidisseurs Ib et la6, d'une part, et entre les éléments refroidisseurs IIb et IIa6, d'autre part. Comme dans l'exemple précédent, le collecteur principal C1 relie par exemple les sorties 1, s2 des sources S1, S2 dont des sources 5î' 2 dont les entrées el, e2 sont reliées par le collecteur C2 qui comporte deux branches C'2, C"2 sur lesquelles sont respectivement montées les vannes V4, V'4, d'une part, et V4a et V'4a, d'autre part. Les branches C'2 et C"2 comportent aussi les vannes V2, V'2 et V6, V'6 pour permettre d'amener dans l'un ou l'autre des circuits I ou II les éléments échangeurs transférables Id, IIb. Comme cela ressort du dessin et des explications qui précèdent, le nombre d'éléments refroidisseurs transférables peut évidemment être plus grand que 1 en multipliant le nombre de vannes sur les collecteurs. A la limite, il pourrait être prévu que tous les éléments refroidisseurs soient transférables. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Tour sèche de refroidissement atmosphérique à deux ou plusieurs circuits indépendants pour le refroidissement de fluides provenant de sources de chaleur différentes, caractérisée en ce qu'on dispose en parallèle entre des collecteurs communs reliant les entrées et les sorties à chaque fois de deux sources de chaleur distinctes des groupes d'éléments refroidisseurs séparés par des jeux de vannes montées sur lesdits collecteurs, de sorte qu'un nombre plus ou moins important d'éléments refroidisseurs peut être branché à l'une ou l'autre source de chaleur en dépendance de l'ouverture et de la fermeture desdits jeux de vannes montées sur lesdits collecteurs. 2 - Tour suivant la revendication 1, caractérisée en ce que des vannes sont montées à la fois sur le collecteur reliant les entrées et sur le collecteur reliant les sorties des deux sources de chaleur. 3 - Tour suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'on prévoit à chaque fois deux jeux de vannes entre deux éléments refroidisseurs disposés en parallèle, le tronçon de collecteur séparant les deux vannes d'un même jeu étant relié à un conduit d'évacuation par une vanne auxiliaire. 4 - Tour suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par des circuits de vidange prévus sur certains au moins des éléments refroidisseurs. 5 - Tour suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lorsqu'il existe plus de deux sources de chaleur ces sources sont respectivement reliées deux à deux par des collecteurs principaux munis de jeux de vannes entre les éléments refroidisseurs qui relient ces collecteurs. 6 - Tour suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisée par un circuit de dérivation et un circuit de recyclage prévus supplémentairement pour chaque source de chaleur. 7 - Tour suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les éléments refroidisseurs propres aux différentes sources de chaleur sont imbriqués à l'intérieur de la tour de refroidissement.