Brevet FR2544215A1 — publié le 19841019

La présente invention concerne des évaporateurs et elle a trait plus particulièrement à un système pour éviter des chocs qui pourraient résulter d'un noyage d'évaporateurs du type comportant des'entrées inférieures de vapeur. On obtient divers avantages à introduire de la vapeur dans un évaporateur par l'intermédiaire d'une entrée placée dans ou à proximité de la base de l'évaporateur. L'utilisation d'entrées inférieures de vapeur à la fois pour des évaporateurs du type à plateaux et du type à tubes est connue Cependant l'utilisation d'une telle entrée inférieure de vapeur pose un problème difficile en ce qui concerne le fonctionnement. Lorsque la vapeur de chauffage se condense à l'intérieur de l'évaporateur, le condensat s'écoule vers le bas et est évacué Si le condensat n'est pas évacué aussi rapidement que du condensat additionnel est produit par condensation de la vapeur pénétrant dans l'évaporateur, le niveau du condensat monte Cette condition peut résulter de tout type de panne dans le système d'évacuation de conden- sat, par exemple un mauvais fonctionnement d'une pompe ou d'une vanne de commande Lorsque le niveau de condensat devient trop élevé, de la vapeur pénétrant dans l'évapora- teur est condensée tout en étant immergée dans le condensat, en engendrant des chocs de condensation ou des coups de bélier hydrauliques. Dans certaines conditions, de tel As chocs ou coups de bélier peuvent être très forts, en causant un dommage très important à la surface de chauffe environnante, indépendamment de la structure de cette surface, qu'elle soit plate ou tubulaire Il est impératif qu'un évaporateur ne puisse pas fonctionner dans de telles conditions pendant une période prolongée. On ne dispose pour résoudre ce problème d'aucune solution fiable et économiquement valable. Le procédé et le dispositif conformes à l'inven- tion protègent des évaporateurs comportant une entrée infé- rieure de vapeur contre un choc de condensation ou un coup de bélier hydraulique en arrêtant effectivement l'écoulement de la vapeur et l'évaporation lorsque le niveau du condensat devient trop élevé pour un fonctionnement normal Cela est réalisé par une fermeture automatique du tuyau d'évent de l'évaporateur lorsque le niveau du condensat devient trop élevé pour une raison quelconque. Conformément à l'invention, le tuyau d'évent d'un évaporateur est relié à l'espace o le condensat est collecté avant que ce condensat soit évacué de l'évaporateur. Lorsque le niveau du condensat dans l'évaporateur monte au- dessus d'une certaine hauteur, du condensat reflue dans le tuyau d'évent, en emprisonnant la vapeur non condensée et le gaz dans l'évaporateur et en empêchant ainsi de la vapeur additionnelle de s'écouler vers l'évaporateur et de se condenser dans celui-ci L'écoulement de la vapeur et l'évaporation ne recommencent pas tant que le niveau du condensat n'a pas baissé suffisamment pour rouvrir le tuyau d'évent. Le système de cômmande de l'invention peut Petre installé dans des évaporateurs neufs à un coût très raison- nable et il peut aussi être commodément incorporé à un équipement existant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente schématique- ment un évaporateur pourvu d'un dispositif conforme à l'in- vention pour fermer le tuyau d'évent de l'évaporateur. Le dessin représente un évaporateur comprenant un récipient ll dont une partie de la paroi 12-est arrachée pour montrer la structure interne La surface de chauffe 13 de l'évaporateur est représentée comme étant dui type à plateaux, dans lequel de la vapeur de chauffage s'écoule entre des paires de plateaux opposés, mais le procédé et le dispositif conformes à l'invention sont également applica- ble à des évaporateurs du type tubulaire dans lesquels de la vapeur de chauffage s-'écoule à l'intérieur de tubes Du liquide à évaporer est distribué sur la surface de chauffe 13 25442 15 par un moyen 14 de manière à s'écouler vers le bas sur la surface de chauffe 13 Le liquide qui ne s'est pas évaporé pendant son passage sur -la surface de chauffe 13 est collec- té au fond 15 du récipient, à partir duquel le liquide non évaporé peut être recyclé par l'intermédiaire d'un conduit 16 jusqu'au moyen de distribution de liquide 14 en vue de repasser à nouveau sur la surface de chauffe en même temps que du nouveau liquide introduit pour l'évaporation. Un collecteur d'évent 17 est prévu pour l'échappement de vapeur non condensée et de gaz à partir des espaces situés entre les plateaux ( ou à l'intérieur des tubes) de la surface de chauffe 13 Dans un évaporateur conventionnel, là vapeur et les gaz déchargés sont ordinai- rement canalisés depuis le récipient d'évaporateur 11 jusqu'à un tuyau de décharge, tel que le tuyau indiqué en 18, en vue d'une décharge ou d'une autre utilisation ou traitement. Conformément à la présente invention, les gaz et la vapeur non condensée qui sont déchargés parviennent dans le tuyau 18 seulement lorsque le niveau du condensat est suffisamment bas pour que de la vapeur entrante ne puisse pas se condenser dans une condition d'immersion dans le condensat En conséquence, dans le mode préféré de réalisa- tion du dispositif représenté sur le dessin, des gaz et de la vapeur non condensée sont canalisés à partir du collec- teur 17 et par l'intermédiaire d'un tuyau 19 jusqu'à une chambre 20 reliée par un tuyau 21 au tuyau de décharge 18. La chambre 20 contient un condensat jusqu'à up niveau repré- sentant le niveau du condensat à l'intérieur de l'évaporateur. Le tuyau 21 débouche dans la chambre 20 en un point 22 qui est situé audessus du niveau du condensat dans la chambre dans des conditions normales de fonctionnement mais, si le niveau de condensat dans la chambre monte, en représen- tant un niveau de condensat élevé dans l'évaporateur, l'ori- fice 22 est fermé, en empêchant le passage de vapeur non condensée et de gaz d'évent, et en empêchant ainsi la vapeur à condenser de continuer à s'écouler vers l'évaporateur. Dans ce but, l'évaporateur peut, comme indiqué sur le dessin, être relié à la chambre 20 de manière que du condensat collecté dans l'évaporateur s'écoule librement vers la chambre 20. Dans la structure d'évaporateur représentée sur le dessin, du condensat formé à l'intérieur de la surface de chauffe 13 s'écoule vers un collecteur 23 relié par un tuyau de drainage 24 à une pompe de décharge de condensat En amont de la pompe 25, un tuyau de dérivation 26 relie le collecteur 23 à la chambre 20 de manière que du condensat refluant dans le tuyau 24 produise une montée du niveau du condensat dans la chambre 20, en correspondance au niveau de condensat dans le collecteur 23 Si la pompe 25 fonctionne mal ou bien si la décharge du condensat est entravée d'une autre manière, le condensat montant dans la chambre 20 ferme l'orifice 22, en arrêtant l'écoulement d'évent On se rend compte aisément qu'un collecteur tel que le collecteur 23 peut être utilisé aussi bien avec une surface de chauffe à tubes qu'avec une surface de chauffe à plateaux, ou bien qu'on peut employer toute autre structure telle qu'une fosse ou une cuve raccordée de manière à recevoir du conden- sat La structure représentée constitue le moyen présente- ment préféré pour la mise en oeuvre du procédé de l'inven- tion. Différentes applications, modifications et variations de conception pourront être envisagées par des spécialistes du domaine de la technologie des évaporateurs et elles sont considérées comme rentrant dans l'esprit et le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1, Procédé pour empêcher des coups de bélier et des chocs de condensation dans un évaporateur du type dans le- quel de la vapeur de chauffe est introduite à proximité du fond c l'évaporateur, du condensat condensé à partir de la vapeur de chauffe est collecté et de la vapeur non condensée est déchargée par l'intermédiaire d'un tuyau d'évent, caracté- risé en ce qu'il consiste à fermer ledit tuyau d'évent ( 18, 21) lorsque le niveau existant du condensat monte plus haut qu'un niveau prédéterminé, en empêchant ainsi l'introduction de vapeur de chauffe additionnelle dans l'évaporateur. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait en sorte que du condensat ferme ledit tuyau d'évent ( 18, 21) lorsque le condensat existant est plus haut que ledit niveau prédéterminé. 3 Procéd 4 5 elon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait en sorte de canaliser du condensat vers une chambre ( 20) interposée dans ledit tuyau d'évent ( 18, 21) pour fermer ledit tuyau d'évent lorsque le niveau de conden- sat existant est plus haut que ledit niveau prédéterminé. 4 Dispositif pour empêcher des coups de bélier et des chocs de condensation dans un évaporateur comportant une zone inférieure, un moyen pour introduire de la vapeur de chauffe dans ladite zone inférieure, et un moyen pour déchar- ger du condensat de ladite zone inférieure, ainsi qu'un tuyau d'évent pour évacuer de la vapeur non condensée, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre ( 20) interposée dans ledit tuyau d'évent ( 18, 21), un moyen pour relier ladite chambre ( 20) audit moyen de décharge de condensat afin d'introduire du condensat dans ladite chambre ( 20) pour fermer le tuyau d'évent ( 18, 21) quand le niveau de condensat dans ladite chambre dépasse un niveau prédéterminé. D Ispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de décharge de condensat ( 23, 24) comprend un collecteur ( 23) et un tuyau de drainage ( 24), ledit tuyau de drainage étant relié à ladite chambre ( 20) par un tuyau de dérivation ( 26) faisant en sorte que le niveau du condensat dans la chambre ( 20) représente le niveau du condensat dans le collecteur ( 23).