Brevet FR2519129A1 — publié le 19830701

La présente invention est relative à des perfec tionnements apportés aux tours de réfrigération atmosphé rique. La tour decéfritératiorsatmosphérique constitue ac tuellement un éléntent indispensable dans le fonctionnement des centrales électriques, et plus particulièrement nucléaires, génératrices de qaantités très importantes d'eau chaude.L'atmosphère étant encore actuellement la source froide la moins onëreuse, des différents réfrigérants atmos phériques ont été étudiés et préconisés par de nombreux chercheurs et ingénieurs.Le système technologique de la circu lation d'eau à l'intérieur des tours de refrigeration atmos sphérique ainsi que celui de leur structure-support en béton armé est réalisé en résille orthogonale suivant deux diamètres perpendiculaires, le toùt étant cerné en périphérie par la coque circulaire de la tour. Toutefois, des inconvénients (et certains mimes importants) subsistaient encore, et notamment - les ouvrages (chateaux d'eau, vannes, batardeaux, etc..) qui commandent le fonctionnement de la circulation d'eau sont situés à l'intérieur du réfrigérant ; il en résulte que la circulation d'eau vers ces ouvrages, ainsi que la distribution et le retour nécessitent un nombre très impor tant de conduits, des galeries et des bacs en béton armé, et ceci aussi bien dans le sens centre-périphérie que dans le sens contraire.De plus, le tout dodt également entre disposé suivant le mime réseau orthogonal, - la discordance entre le réseau intérieur orthogonal et la périphérie circulaire de la tour nécessite un nombre très élevé d'éléments difficilement ou non standardisés, et ceci aussi bien au niveau de divers éléments d'équipement qu'au niveau de la structure préfabriquée en béton armé. La présente invention s'est par conséquent donné pour but de pourvoir à des tours de réfrigération atmosphérique qui répondent mieux aux nécessités de la pratique que les tours visant au même but antérieurement connues, notamment en ce qu'elles améliorent encore le rendement thermique-et, su*tout, en ce qu'elles permettent de réduire considerablement le prix de revient. La présente invention a pour objet une tour de réfrigération atmosphérique caractérisée en ce qu'elle comporte, en combinaison - une distribution périphérique circulaire de l'eau chaude, assurée par un anneau raidisseur tubulaire en béton armé, situé au niveau inférieur de la coque ; - une arrivée d'eau chaude vers ledit anneau par l'intermédiaire des chanteaux d'eau disposés à l'extérieur du réfrigérant atmosphëri4ue près'dudit anneau tubulaire raidisseur ; - une alimentation en eau de la tour par des ouvertures prévues dans les parois de l'anneau, ouvertures dans lesquelles sont introduits des tubes de dispersion disposés dans le sens radial, de la périphérie vers le centre ; - des packings situés au-dessus des tubes de dispersion, et qui réalisent cette dispersion - des goulottes de récupération de l'eau refroidie, dispo sées dans le sens radial de la périphérie vers le centré, et dirigeant l'eau récupérée vers un bassin central ; - et une ossature de support du système de dispersion et de récu pération d'eau en béton armé préfabriquée formée de poteaux, poutres et poutrelles distribués également selon un réseau radial et circulaire. Cet agencement conforme à la présente invention explique les performances de la tour de refri- gération ainsi realisée. En effet, l'anneau raidisseur qui a la forme d'un anneau tubulaire, remplit non seulement les fonctions d'anneau raidisseur, mais permet également, d'une part, la suppression des galeries de distribution d'eau en béton arme eut d'autre part, il a m é 1 i o r e le tirage par l'augmentation de la distance entre les piles d'appui, augmentation rendue possible grâce à sa grande raideur. Les performances de la tour de retrigération atmosphérique sont dues également à la conception radiale de la dispersion et de la récupération, la conception radiale pexmettant, en effet, une réduction importante du nombre de types différents d'éléments d'équipement et de structure.La récupération par goulottes radiales permet, en outre, la suppression des divers bacs de récupération en béton armé par le déversement continu et uniforme de l'eau dans le bassin central. Selon un mode de réalisation de l'objet de l'invention, l'ensemble coque et anneau tubulaire raidisseur s'appuie sur des piles et/ou des murs radiaux. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'objet de l'invention, l'ensemble coque et anneau tubulaire raidisseur s'appuie sur des diagonales et/ou des bracons. Selon un mode a v a n t a g e u x l'objet de l'invention, l'intérieur de l'anneau tubulaire comporte une cloison de séparation en deux compartiments, chacun de ces compartiments alimentant un circuit de distribution séparé. Selon une modalité particulière de ce mode de réalisation, les deux circuits distributeurs sont placés l'un au-dessus de l'autre et comportent des parties dont les ouvertures de distribution ont été obstruées. Cette modalité dite "antigel" permet d'éviter le gel l'hiver, grace à l'augmentation du débit. Selon un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, l'ensemble de tubulures dé dispersion est partagé en une pluralité de secteurs, les tubes de dispersion étant disposés parallèlement dans chacun desdits secteurs. Conformément à l'invention, l'anneau tubulaire raidisseur peut autre constitué d'une pluralité de voussoirs préfabriqués assemblés par précontrainte annulaire extérieure. Selon un mode de réalisation avantageux, la paroi extérieure de l'anneau tubulaire est inclinée dans le sens de l'entrée de l'air, l'écartement au sommet étant supérieur à celui de la base de l'anneau. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. La présente invention vise particulièrement les tours et les installations de réfrigération atmosphérique conformes aux dispositions qui précèdent, ainsi que les moyens propres à la réalisation de ces installations. L'invention pourra etre mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre qui se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'une partie de la tour, l'ensemble coque-anneau tubulaire reposant sur une pile, l'anneau lui-même étant partagé en deux parties par une cloison, - la figure 2 est une autre variante, dans laquelle l'ensemble coque-anneau tubulaire repose sur une diagonale et un bracon, - la figure 3 représente ttoi.s possibilités de disposition des tubes de dispersion dispersion orthogonale (art antérieur) 3a dispersion radiale stricte 3c, dispersion par disposition radiale avec des secteurs comportant des dispositions parallèles 3b, - la figure 4 est une vue schématique de l'alimentation de l'anneau tubulaire à partir du château d'eau, - la figure 5 est une vue en plan schematique du dispositif radial de récupération d'eau refroidie, et - la figure 6 est une vue de l'anneau tubulaire raidisseur constitué d'une pluralité de voussoirs. Il doit être bien entendu toutefois, que l'installation atmosphérique décrite dans ce qui va suivre: et représentée aux dessins, est donnée uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, mais n'en constitue en aucune manière une limitation. La tour de réfrigération atmosphérique conforme à la présente invention est représentée schématiquement et d'une manière non limitative à la figure 1. Elle comprend un ensemble en béton armé coque 6 -anneau tubulaire raidisseur 5 lequel anneau lié à la coque, est situé au niveau inférieur de la coque. L'ensemble repose sur la pile 7. Suivant la variante représentée sur cette figure 1, l'anneau 5 de dis trikution périphérique circulaire de l'eau chaude comporte une cloison 10 séparant l'anneau en deux compartiments : le compartiment extérieur a)desservant par l'intermédiaire des tubes 13 la zone contrale A de la tour et le compartiment intérieur b) alimentant, par l'intermédiaire des tubes 14, la zone périphérique B de la tour. Ces tuyauteries 13 et 14 partent à partir de l'ouverture 12 pratiquée dans l'anneau 5. Ces tubes 13 et 14 disposés dans le sens radial, sont placés l'un au-dessus de l'autre. La partie du tube 13 passant audessus du tube 14 est obstruée. Cette variante est adaptée pour fonctionner l'hiver ; il y a un effet "antigel" grace à l'augmentation du débit. L'eau qui ruisselle passe à travers le packing 15 et est récupérée par l'inter- média ire des goulottes 16 (disposées également radialement) vers le bassin central 17. La paroi 18 extérieure inclinée de l'anneau tubulaire 5 dans le sens de l'entree de l'air 19 permet de réduire la turbulence de l'air. la figure 2 représente une autre variante de l'installation conforme à la présente invention. L'ensemble coque 6-anneau distributeur 5 repose sur une diagonale 8 et un bracon 9. L'anneau tubulaire 5 n'est plus partagé en deux compartiments. L'ossature de support du système de dispersion est constitué par des poteaux 22, poutres 23 et poutrelles 24. distribués en un réseau radial et circulaire. Un contreventement de cette ossature lié à l'anneau tubulaire 5 est repris par la coque elle-mEme et ses appuis. La figure 3a représente la disposition des tubes de dispersion telle que pratiquée dans l'Art antérieur résille 1 orthogonale mal adaptez à la coque 2 circulaire et qui nécessite un grand nombre d'éléments diffërents.L'alimentation se fait à partir d'un chateau d'eau 3 en position centrale, techniquement peu commode. La récupération de l'eau refroidie est effectuée par l'intermédiaire des divers bacs et galeries 4, également disposés en réseau orthogonal. Conformément à l'invention, le chateau d'eau n'est plus au centre (cf.plus loin la figure 4) et la disposition des tubes de dispersion est strictement radiale 26, ou encore selon une autre variante disposition radiale avec des secteurs comportant des dispositions parallèles 25 (fig.3b et 3c). L'alimentation en eau chaude de l'anneau tubulaire 5 se fait à partir d'un ou plusieurs châteaux d'eau 11, comme représenté à la figure 4. Ces chanteaux d'eau sont situés à l'extérieur de la tour de réfrigération et tout près de l'anneau 5. La figure 4 représente la variante, déjà décrite, comportant deux séries de tubes de dispersion 13 et 14, chaque série arrosant une partie de la tour : la partie B pour la série 13 et la partie A pour la série 14. Le système de récupération de l'eau refroidie conforme à la présente invention est représenté à la figure 5. Comme les tubesde dispersion, les goulottes 16 de récupération sont disposées radialement.L'eau récupérée aboutit dans le bassin central 17 (un seul bassin central . A partir de ce bassin 17, l'eau refroidie est évacuée par la conduite 27 pour sa réutilisation. Une variante de l'anneau tubulaire est représentée à la figure 6 (vue en coupe et vue en planez L'anneau est formé d'une pluralité de voussoirs préfabriqués 20, assemblés par précontrainte annulaire extérieure 21. Il résulte de la description qui précède que quels que soient les modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application adoptés, l'on obtient des réfrigérants atmosphériques qui présentent par rapport aux réfrigérants visant au mbme but antérieurement connus, des avantages importants, outre ceux qui ont déjà été mentionnés dans ce qui précède, et notamment l'avantage de permettre une economie appréciable dans les quantités de béton utilisées. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux. de ses modes de mise en oeuvre, de réalisation et d'application qui viennent d'entre décrits de façon plus explicite ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes qui peuvent venir à ;'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVEND ICAT IONS 1. Tour de réfrigération atmosphérique caractérisée en ce gu'elle comporte, en combinaison : - une distribution périphérique circulaire de l'eau chaude, assurée par un anneau (5) raidisseur tubulaire en béton armé, situé au niveau inférieur de la coque (6) ; - une arrivée d'eau chaude vers ledit anneau (5) par l'intermédiaire des chateaux d'eau (il) disposés à l'extérieur du réfrigérant atmosphérique près dudit anneau (5) tubulaire raidisseur ; - une alimentation en eau de la tour par des ouvertures (12) prévues dans les parois de. l'anneau (5), ouvertures dans lesquelles sont introduits des tubes (13,14) de dispersion disposés dans le sens radial, de la périphérie vers le centre ; - des packings (15) situés au-dessus des tubes de dispersion, et qui facilitent cette dispersion ; - des goulottes (16) de récupération de l'eau refroidie, disposées dans le sens radial de la périphérie vers le centre, et dirigeant l'eau récupérée vers un bassin central (17) ; - et une ossature de support du système de dispersion et de récupération d'eau en béton armé préfabriquée formée de poteaux (22), poutres (23) et poutrelles (24) distribués également selon un réseau radial et circulaire. 2. Tour selon la Revendication l, caractérisée en ce que l'ensemble coque (6) et anneau tubulaire raidisseur (5) s'appuie sur des piles et/ou des murs radiaux (7). 3. Tour selon'la Revendication l,caractérisee en ce que l'ensemble coque (6) et anneau tubulaire raidisseur (5) s'appuie sur des diagonales (8) et/ou des bracons (9). 4. Tour selon l'une quelconque des Revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'intérieur de l'anneau tubulaire (5) comporte une cloison (10) de séparation en deux compartiments, chacun de ces compartiments alimentant un circuit de distribution séparé. 5. Tour selon la Revendication 4, caractérisée en ce que les deux circuits distributeurs (13,14) sont placés l'un au-dessus de l'autre et comportent des parties dont les ouvertures de distribution ont été obstruées. 6. Tour selon l'une quelconque des Revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'ensemble de tubulures de dispersion est partagé en une pluralité de secteurs (25), les tubes de dispersion étant disposés parallelement dans chacun desdits secteurs. 7. Tour selon l'une quelconque des Revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'anneau tubulaire raidisseur (5) peut etre constitué d'une pluralité de voussoirs (20) préfabriqués assemblés par précontrainte annulaire extérieure. 8. Tour selon l'une quelconque des Revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la paroi extérieure (18) de l'anneau tubulaire (5) est inclinée dans le sens de l'entrée de l'air (19), l'écartement au sommet étant supérieur à celui de la base de l'anneau.