Brevet FR2472154A1 — publié le 19810626

Conduit de refroidissement pour échangeur thermique du type aéroréfriaérant. La présente invention concerne un conduit de refroidissement pour échangeur thermique du type aéroréfrigérant, comprenant d'une part une enveloppe définissant un conduit étanche à direction générale verticale ouvert aux deux extrémités, dont la base est séparée du sol par un espace laissant passage à l'air de refroidissement prélevé dans l'atmosphère et montant dans l'enveloppe par convection naturelle ou forcée, cet air étant destiné à prélever des calories au fluide à refroidir avant d'être évacué par l'ouverture supérieure du conduit, et d'autre part des moyens d'assujettissement de cette enveloppe au sol. Les échangeurs thermiques du genre en question peuvent notamment etre utilisés pour le refroidissement de l'eau, dans les centrales thermiques ou nucléaires. I1 peut s'agir d'un refroidissement "à sec", l'air prélevé dans l'atmosphère traversant, avant de monter dans ledit conduit par convection, des faisceaux de tubes dans lesquels circule le liquide à refroidir, ou bien d'un refroidissement "humide", les échanges thermiques entre l'air et le liquide se faisant directement, par projection de celui-ci dans l'enveloppe, depuis son sommet. L'enveloppe formant conduit d'air ascendant ou cheminée peut être de hauteur relativement modérée et avoir de plus grandes dimensions en direction horizontale, mais elle peut aussi etre de grande hauteur -100 m et plus- et se présenter alors sous la forme d'une tour. On connaît déjà de telles tours, auxquelles on donne une forme spéciale, à section circulaire, dont le diamètre est plus faible à mi-hauteur qu'aux extrémités pour soumettre l'écoulement de l'air à un phénomène de venturi augmentant l'effet de la convection. Couramment, les enveloppes de ces tours sont faites de béton armé de faible épaisseur. De telles tours présentent 1' inconvénient qu'elles ne peuvent guère dépasser 100 à 150 m de hauteur, dimensions au-delà desquelles le risque d'accident est important, les contraintes auxquelles est soumis le béton du fait de son propre poids devenant excessives. On doit alors, pour obtenir la puissance de refroidissement vou lue sur un site, multiplier le nombre de ces tours sur ce site, ce qui est coûteux et peut augmenter aussi l'inconvénient qu'elles présentent, sur le plan esthétique, pour le paysage. Pour tenter de remédier à ces inconvénients, on a mis au point une technique différente, laquelle permet d'accroitre sensiblement la hauteur de tels conduits. Cette technique fait essentiellement appel à un réseau de cables conférant à la tour la forme voulue, ce réseau supportant un bardage de tôles assurant l'étanchéité du conduit. Ledit réseau de câbles comporte des cerces s'étendant à différents niveaux dans des plans horizontaux, des cables méridiens s'étendant dans des plans radiaux et verticaux, et des cables enroulés en hélice dans les deux sens et convenablement tendus pour donner à l'ensemble la forme générale voulue.Des agrafes servent à relier ces câbles entre eux à leurs croisements, dewmême qu'à y relier le bardage de tôles, lequel s'étend de façon continue sur toute la hauteur de l'ouvrage, et enfin le tout est suspendu à un mât central et haubane. I1 s'agit là d'un mode de construction compliqué, coû teux,denandant une grande précision de montage et nécessitant donc une main d'oeuvre nombreuse et particulièrement qualifiée. La présente invention a pour but d'obtenir un conduit ne présentant pas tous ces inconvénients des techniques connues et permettant toutefois d'effectuer le montage de tours de hauteur très notablement supérieure à celle des tours actuelles. L'invention ne se limite cependant pas à une application à de telles tours, mais elle a aussi pour but de rendre plus facile et moins coûteuse la fabrication d'enveloppes de hauteur relativement modérée et à grande étendue horizontale. A cet effet, un conduit conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement un ensemble de panneaux juxtaposés de toile résistante ou analogue, chacun tendu dans un chassis, la découpe de chacun de ces panneaux, en fonction de l'emplacement qui lui est assigné dans l'ensemble, étant telle qu'une fois tendus ils confèrent à l'enveloppe la forme générale voulue, ces châssis étant montés sur une structure de support. Grace à cette disposition générale de l'invention, l'en veloppe ou peau du conduit n'est pas inerte et ne sert pas uniquement à assurer l'étanchéité, comme c'est le cas des tours à réseau de cables évoquées plus haut, mais au contraire elle participe à la résistance de l'ensemble du conduit, et cela peut permettre d'alléger la structure de support. En particulier, les cables enroulés en hélice ne paraissent plus nécessaires, car la forme de ce type de tours pourra être essentiellement déterminée par la forme même des panneaux travaillants. On pourra donc en principe n'utiliser, pour ladite structure de support, que les câbles méridiens et cerces mentionnés dans ce qui précède.Quant auxdits moyens d'assujettissement au sol, ils pourront encore comprendre tous moyens appropriés, et notamment un mât central en acier ou en béton, haubané ou non, des suspentes pour la suspension de l'ensemble, et des haubans ancrés au sol ou au mât, pour la mise en tension de ladite structure de support et des panneaux. Dans le cas des échangeurs de type allongé en direction horizontale ou de hauteur relativement faible, la structure de support des panneaux pourra constituer en même temps les moyens d'assujettissement au sol et être constituée essentiellement de poutres et de poteaux. Selon un mode d'exécution particulièrement avantageux de l'invention, on peut prévoir que les châssis sont constitués de profilés aptes à être fixés sur ladite structure de support, et à retenir des ralingues bordant les panneaux. On obtient alors une possibilité de montage rapide et sûr des panneaux constituant l'enveloppe du conduit sur sa structure de support, et l'on évite, ce qui est particulièrement intéressant, l'utilisation de-cordons de laçage, d'oeillets, de crochets et organes de fixation du même genre, et donc l'apparition de contraintes trop localisées et de risques de déchirure de la toile. Selon le cas, et comme cela sera mieux vu par la suite, les ralingues des panneaux,qui pourront être constituées de câbles métalliques ou textiles, seront enfilées sur les profilés déjà montés ou, à l'inverse, les profilés pourront être enfilés ou montés après coup sur les ralingues des panneaux déjà en place. Il sera également très avantageux de prévoir, surtout pour les conduits de hauteur assez grande, que ledit ensemble de panneaux est divisé en un certain nombre de sections ou tranches horizontales s'étageant selon la hauteur de l'ouvrage, et indépendantes, ou en grande partie indépendantes, les unes des autres. On pourra ainsi calculer au mieux chaque section de panneaux en fonction de sa position dans l'ensemble, de la forme précise qu'elle devra présenter, et des contraintes qui s'exerceront sur elle. En outre, le remplacement de panneaux éventuellement endommagés dans une section ne sera pas tributaire de l'état des sections supérieure et inférieure voisines, et il n'aura pas non plus d'influence sur elles, ce qui fait apparaitre une grande souplesse pour les possibilités de maintenance. L'indépendance ou quasi -indépendance des sections ou tranches horizontales de panneaux pourra être réalisée, -dans un conduit conforme à l'invention, en prévoyant qu'une section ou tranche horizontale de panneaux comprend, pour la constitution de la partie correspondante de ladite structure de support, une cerce supérieure-câble ou profilé rigide reliée à un mât central par des suspentes, une cerce infé rieure-le cas échéant du même genre que la précédente-reliée au sol ou, éventuellement, à un emplacement sous-jacent du mât par des haubans, et des câbles méridiens s'étendant dans des plans verticaux et radiaux, reliant les deux dites cerces et tendus entre elles par la mise en tension desdits haubans. On conçoit que, là encore, il s'agit d'une disposition donnant des facilités de montage et plus de souplesse pour ce qui est du réglage de la tension des haubans. Le calcul de toute la structure de support de l'enveloppe se trouve aussi simplifié. Un autre avantage très important de cette disposition réside dans le fait que l'on pourra répartir les charges sur toute la hauteur du mât, alors que dans les tours à réseau de câbles évoquées au début, toute la charge se retrouve au sommet du mât, ce qui le soumet à des forces de flambage extrêmes, même dans sa partie haute. Selon l'invention, au contraire, la charge va décroissant du bas vers le haut, ce qui permettra de prendre un mât plus léger et à section également décroissante, soit par paliers (en correspondance avec lesdites sections ou tranches), soit de façon continue. Indépendamment de cela, le mât pourra être ancré au sol de façon rigide, ou sur un pivot. Pour ce qui est des profilés mentionnés plus haut, ils comporteront en principe un logement central et axial propre à recevoir une cerce, un câble méridien ou autre élément de ladite structure de support de l'enveloppe, et au moins un autre logement parallèle au précédents propre à recevoir la ralingue -correspondante. Pour permettre aussi le montage de tels profilés lorsqu'il sera difficile ou même impossible de les enfiler sur les ralingues (ou réciproquement d'y enfiler celles-ci), on pourra prévoir en outre d'utiliser des profilés constitués de deux ou plus de deux parties emboltables l'une sur l'autre ou propres à être solidarisées par tout moyen de liaison approprié, de sorte à en rendre lesdits logements latéralement accessibles. Ainsi, on obtiendra, par exemple, une possibilité de montage d'un profilé sur une cerce, puis de son logement de ralingue sur la ralingue correspondante d'un panneau déjà en place. Des modes d'exécution de l'invention vont maintenant être décrits à titre d'exemples nullement limitatifs, avec référence aux figures du dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue schématique partielle et en perspective d'un conduit de refroidissement en forme de tour conforme à l'invention - la figure 2 est une vue partielle en plan montrant la disposition de certains haubans ancrés sur le mât central;; - la figure 3 montre la forme développée d'un panneau avant son montage sur la structure de support - les figures 4 et 5 représentent deux modes de réalisation de profilés en deux parties pour assurer une liaison entre un câble et des ralingues - la figure 6 représente un mode de montage d'un profilé différent sur un autre type d'élément de structure de support - la figure 7 est une vue partielle en élévation de profilés pouvant être par exemple du type de ceux de la figure 4 ou de la figure 5 ; et - la figure 8 représente en perspective et schématiquement un autre type de conduit de refroidissement pouvant être établi conformément à l'invention. Sur la figure 1, on a référencé en 1 des panneaux de toile résistante dont, conformément à l'invention, l'ensemble constituera l'enveloppe étanche d'un conduit de refroidissement en forme de tour de grande hauteur, pour un échangeur thermique du type aéroréfrigérant. I1 est à noter que, pour ne pas surcharger le dessin, on n'a pas représenté sur la figure 1 les échangeurs proprement dits, qui peuvent être de tout type approprié, et être par exemple constitués de tubes ailetés, situés à la base de la tour et parcourus par le fluide à refroidir. Pour la constitution des panneaux 1, on pourra utiliser tout matériau adéquat à module d'élasticité suffisamment élevé. On pourra par exemple utiliser du dacron, du kevlar, de la toile à bâche, etc.. Ces panneaux 1 sont tendus dans des châssis 2 dont la constitution et le mode de montage sur la structure de support de-l'enveloppe seront décrits par la suite. Les panneaux 1 pourront être divisés en un certain nombre de sections ou tranches horizontales 3. Pour chaque tranche, la structure de support peut comporter une cerce supérieure 4 et une cerce inférieure 5 reliées par des câbles méridiens 6 s'étendant dans des plans radiaux et verticaux. La cerce supérieure 4 est suspendue à un mât central 7 par des suspentes 8, et la cerce inférieure 5 est mise en tension par des haubans qui peuvent être ancrés au sol, comme par exemple les haubans référencés en 9, ou qui peuvent être ancrés,à titre d'alternative ou concomitamment, au mât central 7, comme les haubans référencés en lu (voir aussi la figure 2). Sur la figure 1, et pour laisser le dessin lisible, on n'a représenté que les suspentes 8 de la cerce supérieure 4 du sommet de la tour, lesquelles suspentes sont ancrées au sommet du mât central 7 et, de meme, on n'a représenté que les haubans 9 et 10 reliés à la cerce inférieure 5 de la mê me tranche 3 de panneaux du sommet de la tour. C'est grâce à ces haubans 9 et 10 que la structure de support (constituée par les cerces 4 et 5 et par les câbles méridiens 6), les suspentes 8 et la toile des panneaux 1 se trouveront mis en tension, avec, pour la tranche 3 correspondante de panneaux, la mise en forme voulue en fonction de son emplacement dans l'ensemble.Les haubans 10, reliés à des points d'ancrage du mât 7 sous-jacents par rapport au niveau de la cerce 5 correspondante, servent également à empêcher une oscillation, autour de l'axe du mât, de la tranche 3 de panneaux, par exemple soles l'action du vent. A la figure 1, on a représenté des haubans 9 extérieurs à la tour, maisilspourraient également être intérieurs, notamment dans le cas où il conviendra que la tour et ses moyens d'assujettissement au sol n'occupent pas une surface de terrain excessive. On remarque aussi sur la figure 1 qu'on a représenté un mât central 7 monté sur un pivot 11, mais il est bien évident qu'on pourrait également prévoir pour le mât un ancrage rigide sur une embase appropriée. De même, le mât qui, sur la figure, est représenté avec une section décroissant de façon continue du bas vers le haut, pourrait aussi présenter une section décroissant par paliers, d'une façon correspondant à l'étagement des sections ou tranches 3 de panneaux. Enfin, le treillis de poutres métalliques uu en béton 12 ancrées sur un anneau de fondation 13 portera la cerce inférieure 5 de la tranche 3 la plus basse, et déterminera l'espace dont il a été question plus haut, et qui est prévu à la base de la tour, entre le bord inférieur de l'enveloppe et le sol, pour le passage de l'air frais prélevé dans l'atmosphère environnante et aspiré par convection dans le conduit vertical étanche ou cheminée formé par l'enveloppe. C'est à un niveau légèrement supérieur que seront situés les échangeurs tubulaires ailetés ou analogues, dans le cas où l'on choisit la solution de refroidissement "à tour sèche". Sur la figure 1, on a aussi représenté par des traits mixtes 14 le contour extérieur de la tour une fois terminée. I1 pourra s'agir avantageusement et de façon connue d'une forme en hyperboloide, la tour ayant alors une section cen trale notablement inférieure à sa section aux extrémités, pour conférer au conduit vertical un effet de venturi s'ajoutant à l'effet de la convection naturelle. A la figure 3, on a représenté une forme possible, développée, de panneaux 1. I1 peut s'agir par exemple de la forme d'un panneau d'une tranche 3 située dans la partie inférieurede la tour. Ce panneau est équipé, sur chacun de ses bords, de ralingues 15 cousues dans la toile, de façon classique, ou placées dans des gaines elles-mêmes fixées à la toile. Pour la constitution des châssis 2 dont on a parlé plus haût et qui sont destinés au montage des panneaux 1 sur la structure de support de l'enveloppe, à savoir sur les cerces 4, 5, et- sur les câbles méridiens 6, on pourra utiliser des profilés 2a ou 2b tels que ceux représentés aux fi-gures 4 et 5. Pour la liaison des panneaux avec les câbles méridiens 6, on pourra notamment utiliser un profilé du genre de celui qui est référencé en 2a sur la figure 4, constitué d'une pièce ou de deux pièces. Ce profilé comporte en tout cas un logement axial et central 16 propre à recevoir le câble méridien 6, cerce ou autre élément de structure correspondant, ainsi que deux logements situés de part et d'autre et parallèlement au précédent , référencés en 17, pour la réception des ralingues 15. Lorsqu'un tel profilé 2a est constitué d'une seule pièce, il est enfilé préalablement, par exemple, sur les câbles méridiens 6, c'est-à-dire avant que ceux-ci soient montés entre les cerces correspondantes 4 et 5. Toutefois, on peut également le monter après coup en prévoyant, selon une variante, qu'il est constitué de deux pièces emboitables l'une sur l'autre 2aa et 2ab. Un tel profilé étant monté sur les câbles méridiens 6, on peut ensuite enfiler dans les logements 17 les ralingues 15 de ceux des côtés du panneau correspondant 1 qui s'étendent dans des plans verticaux et radiaux. Bien entendu, pour ce faire, le panneau 1 sera engagé entre les deux profilés 2a correspondants par son côté le plus large, à savoir, si l'on considère un panneau tel que celui de la figure 3, par son extrémité inférieure, la toile se tendant progressivement au fur et à mesure qu'on le fait glisser en le aéplaçant vers le bas. Dans le cas où il ne serait pas possible de procéder de la sorte, par exemple pour la fixation des deux autres côtés (éventuellement ceux qui s'étendront dans des plans horizontaux) des panneaux 1, on pourra utiliser un autre type de profilé, tel que celui référencé en 2b à la figure 5. Il s'agit ici d'un profilédont tous les logements (16 et 17), et non pas seulement le logement central 16, sont rendus accessibles latéralement, ce profilé étant constitué de deux parties symétriques l'une de l'autre par rapport à un plan passant par les axes des logements 16 et 17, parties référencées en 2 ba et 2 bb, et qui peuvent être fixées l'une sur l'autre par un système de vis et d'écrous 18. On comprend qu'un tel profilé 2b peut être monté sur une cerce telle qu'une cerce 5 d'une section dont les panneaux seront déjà assujettis entre les câbles méridiens 6 et qu'en même temps on pourra emprisonner dans les logements 17 la ralingue 15 du bord inférieur correspondant de chaque panneau 1. Le profilé 2b représenté à la figure 5 peut être utilisé de la même façon sur les câbles méridiens 6, car il permet d'établir une liaison1 avec un tel câble, de deux panneaux voisins d'une meme section 3. Utilisé sur une cerce, il pourra de même établir une liaison entre deux panneaux voisins de deux tranches adjacentes 3, mais si l'on désire conserver une indépendance mécanique entre les différentes tranches, on pourra utiliser des profilés 2b modifiés par rapport à la représentation de la figure 5 et ne comportant qu'un seul logement 17 pour une ralingue 15 du panneau. Le profilé 2b n'assurera alors qu'une liaison entre la ralingue 15 et la cerce 5 correspondante, sans liaison entre cette même cerce et la ralingue 15 du panneau voisin de la tranche adjacente. On pourra également utiliser un profilé du type de celui qui a été représenté à la figure 6, et référencé en 2c, profilé constitué également de deux parties pouvant être fixées l'une sur l'autre par un système de vis et d'écrou 18 et qui sera plus particulièrement adapté à être monté sur un élément de la structure de support de l'enveloppe qui ne sera pas constitué par la cerce en question mais par exemple par une poutre rigide telle que la poutre référencée en 19. Quel que soit le mode de réalisation envisagé pour les profilés, lesquels peuvent être en métal ou toute autre matière, on pourra prévoir avantageusement, lorsqu'ils sont constitués de deux parties ajustables l'une sur l'autre, qu'il y aura un décalage longitudinal entre ces parties,comme ceci est montré à la fiqure 7, pour assurer au profilé la continuité voulue, sans coupure s'étendant sur toute sa section. Ainsi, on observe sur la figure 7 la constitution d'un profilé du type 2a dont l'extrémité de la partie 2aa, référencée en 20, est décalée, selon l'axe du câble méridien 6 associé, par rapport à l'extrémité 21 de l'autre partie, emboitée sur la précédente, 2ab. Dans le cas où, comme représenté à la figure 1, un espace étant ménagé entre une cerce inférieure 5 et la cerce supérieure 4 de la section adjacente immédiatement inférieure, les sections étant toutes mécaniquement indépendantes les unes des autres, on désirerait toutefois assurer une parfaite étanchéité à l'enveloppe, on peut combler cet espace par une bande de toile ou analogue, référencée en 22, et qui peut être fixée aux cerces en question par tout moyen adéquat, par exemple en utilisant un profilé tel que le profilé 2b ou 2c. Enfin, à la figure 8 on a représenté un ouvrage égale= ment établi conformément à l'invention mais d'un autre type, différent du précédent essentiellement par sa section qui, ici, est carrée, et par le fait que sa structure de support1 servant en même temps de moyens d'assujettissement au sol, est constituée d'un système de poutres rigides, au lieu de comprendre des câbles souples, des haubans, et un mât central. Les panneaux en toile ont encore été référencés en 1, et le système de poutres schématisé par les lignes 23. Il pourra s'agir, là également, d'une tour dite "tour sèche", mais ce mode de construction sera réservé en principe aux ouvrages de hauteur relativement faible. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Conduit de refroidissement pour échangeur thermique du type aéroréfrigérant, comprenant d'une part une enveloppe définissant un conduit étanche à direction générale verticale ouvert aux deux extrémités, dont la base est séparée du sol par un espace laissant passage à l'air de refroidissement prélevé dans l'atmosphère et montant dans l'enveloppe par convection naturelle ou forcée, cet air étant destiné à prélever des calories au fluide à refroidir avant d'être évacué par l'ouverture supérieure du conduit, et d'autre part des moyens d'assujettissement de cette enveloppe au sol, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement un ensemble de panneaux juxtaposés de toile résistante ou analogue, chacun tendu dans un châssis, la découpe-de chacun de ces panneaux, en fonction de l'emplacement qui lui est assigné dans l'ensemble, étant telle qu'une fois tendus ils confèrent à l'enveloppe la forme générale voulue, ces châssis étant montés sur une structure de support. 2. Conduit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les châssis sont constitués de profilés aptes à être fixés sur ladite structure de support, et à retenir des ralingues bordant les panneaux. 3. Conduit selon la revendication 1 ou 2, plus particulièrement du genre tour de grande hauteur, caractérisé en ce que ledit ensemble de panneaux est divisé en un certain nombre de sections ou tranches horizontales s'étageant selon la hauteur de l'ouvrage, et indépendantes, ou en grande partie indépendantes, les unes des autres. 4. Conduit selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une section ou tranche horizontale de panneaux comprend, pour la constitution de la partie correspondante de ladite structure de support, une cerce supérieure-câble ou profilé rigide--reliée à un mât central par des suspentes, une cerce inférieure -le cas échéant du même genre que la précédentereliée au sol ou, éventuellement, à un emplacement sous-jacent du mât par des haubans, et des câbles méridiens s'étendant dans des plans verticaux et radiaux, reliant les deux dites cerces et tendus entre elles par la mise en tension desdits haubans. 5. Conduit selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que les profilés constituant châssis pour les panneaux comportent un logement central et axial propre à recevoir une cerce, un câble méridien ou autre élément de ladite structure de support de l'enveloppe, et au moins un autre logement pa allèle au précédent, propre à recevoir la ralingue correspondante. 6. Conduit selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un profilé est constitué de deux ou plus de deux parties emboitables l'une sur l'autre ou propres à être solidarisées par tout moyen de liaison approprié, de sorte à en rendre lesdits logements latéralement accessibles.