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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX DISPOSITIFS DE CHAUFFAGE DES CONDUITES DE TRANSPORT DES FLUIDES, NOTAMMENT DES FLUIDES VISQUEUX A LA TEMPERATURE ORDINAIRE.
L'invention est relative aux dispositifs de chauffage des con- duites de transport des fluides,connues généralement sous le nom de "pi- pe-lines", et notamment des fluides visqueux à la température ordinaire.
Elle a pour but surtout de rendre tels ces dispositifs qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste principalement à rapporter, sur la longueur de la conduite du fluide à transporter, des éléments creux pourvus d'une ou- verture longitudinale continue de largeur inférieure au diamètre extérieur de la conduite, les bords de cette ouverture étant amenés contre la paroi extérieure de ladite conduite et assemblés à celle-ci de façon étanche (de préférence par un cordon de soudure), de manière à former au moins une canalisation continue, limitée, d'une part, par des éléments creux assem- blés bout à bout et, d'autre part, par la partie de la paroi externe de la conduite en regard de ceux-ci, cette canalisation étant utilisée pour la circulatio d'un fluide de réchauffage.
Elle comprend, mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, mais qui pourraient, le cas échéant, être utilisées isolément, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions et elle'vise, plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nou- veaux, les dispositifs du genre en question comportant application de ces mêmes dispositifs, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur éta-
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blissement et les ensembles ou installations comprenant de semblables dis- positifs .
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indica- tion.
Les figures 1,2 et 3 de ce dessin montrent, en coupe trans- versale, des conduites de transport d'un fluide munies d'un dispositif de chauffage établi conformément à l'invention.
Les figures 4, 5 et 6 montrent, également en coupe transversa- le, des conduites de transport pourvues d'un dispositif de chauffage établi conformément à une variante de l'invention.
Les figures 7 & 8 montrent respectivement en élévation et en coupe transversale suivant VIII - VIII fig. 7, un mode de jonction de deux tronçons de conduite et de leur canalisation de chauffage.
Selon l'invention et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préfé=' rence et se proposant d'établir un dispositif de chauffage pour une con- duite de transport d'un fluide, on s'y prend comme suit ou de façon analo- gue.
Le transport de produits par pipe-line présente de nombreux avantages économiques et se développe rapidement. Seuls les moyens de pompage limitent les possibilités de ce système de transport, mais lorsque les produits sont visqueux à basse température, il est nécessaire de les réchauffer pour les pomper et les refouler dans une conduite de transport.
Le réchauffage a un double but : diminuer la viscosité et ré- duire les pertes de charge pendant les pompages, et maintenir le produit suffisamment fluide pendant les arrêts de transport pour éviter qu'il ne se fige et ne forme des bouchons.
Selon l'un des modes de réalisation adoptés jusqu'à présent, on constitue le dispositif de chauffage ; - ou bien en chemisant entièrement la conduite de transport par une autre conduite et en faisant passer dans l'espace annulaire ainsi formé un fluide de chauffage, mode de réalisation qui présente l'avantage d'un bon rendement thermique, mais l'inconvénient d'être onéreux - ou bien en montant un tube de vapeur ou d'eau chaude à l'in- térieur de la conduite de transport, mode de réalisation qui.présente également l'avantage d'un bon rendement thermique, mais un certain nombre d'inconvénients tels qu'une diminution notable de la section utile de la conduite, une augmentation des pertes de charge, le danger de mélanger de de la vapeur ou de l'eau aux produits transportés, en cas de fuites sur le tube de chauffage ou de rupture de celui-ci et,
dans ce mode de réalisa- tion comme dans le précédent, des difficultés dans l'assemblage des tron- çons et dans le contrôle d'étanchéité de l'élément intérieur ; - ou bien en accolant extérieurement à la conduite de trans- port et en dessous de celle-ci un tube de chauffage, ce qui remédie en grande partie aux inconvénients inhérents aux modes de réalisation précé- dents, mais présente l'inconvénient d'un médiocre rendement thermique, le tube de chauffage devant être monté à une certaine distance de la condui- te de transport ou ne toucher la conduite que sur une génératrice.
Au lieu d'avoir recours à l'un de ces modes de réalisation, on rapporte, sur la longueur de la conduite du fluide à transporter, des élé- ments creux pourvus d'une ouverture longitudinale continue, de largeur infé- rieure au diamètre extérieur de la conduite ; on amène les bords de cette
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ouverture contre la paroi extérieure de ladite conduite et on les assemble à celle-ci de façon étanche, de préférence en déposant un cordon de.soudure dans chacune des rainures que forment extérieurement la conduite et lès' bords de l'élément creux. On assemble bout à bout les éléments creux le long de la conduite et on obtient ainsi une canalisation possédant avec la conduite une grande surface commune, et dans laquelle on fait circuler un fluide de chauffage tel que de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude.
On a recours avantageusement, pour les éléments creux, à des fers profilés, tels que des cornières ou des fers à U ou à des profilés de section courbe, semi-circulaire ou autre, tous éléments que l'on trouve en dimensions standard dans le commerce ou que l'on peut réaliser économique- ment par étirage, laminage à froid ou emboutissage.
En ce qui concerne d'abord le tronçon courant de conduite, se- lon une première solution on rapporte une file unique d'éléments creux sur la conduite de transport, et, de préférence en dessous de celle-ci, afin d'éviter que le liquide de chauffage ou l'eau de condensation de la vapeur de chauffage ne s'amasse le long des lignes de jonction des éléments avec la conduite et n'occasionne la corrosion des moyens de jonction et d'étan- chéité, constitués en général par des cordons de soudure.
A cet effet, on rapporte sur la conduite 1, par exemple, un fer cornière, 2, (fig. 1) , un fer à U, 3, (fig. 2) ou une tôle de forme,4, (fig. 3), et l'on assemble les bords de ces éléments à la conduite par des cordons de soudure 5,5. Ces profilés sont avantageusement soudés avant montage des conduites, soit manuellement, soit par des moyens auto- matiques à grand rendement. On obtient ainsi une canalisation 6, dans laquelle on fait circuler le fluide de chauffage, cette canalisation pré- sentant avec la conduite de transport une surface commune a importante, qui favorise les échanges calorifiques, la chaleur étant transmise d'un fluide à l'autre uniquement à travers la paroi de la conduite 1.
Le mode de réalisation utilisant une cornière (fig. 1) permet de canaliser dans l'angle inférieur de celle-ci le liquide de chauffage, lorsqu'on interrompt sa circulation, ou l'eau de condensation de la va- peur de chauffage. Les autres modes de réalisation représentés assurent une plus grande section de passage au fluide de chauffage, pour une lar- geur hors tout donnée, et diminuent ainsi les pertes de charge. Dans tous les cas, on prévoit avantageusement aux.points bas de la canalisa- tion de chauffage des dispositifs de purge permettant d'éviter l'accumu- lation de liquide en ces points et les inconvénients évidents qui en dé- coulent.
Selon une deuxième solution, on rapporte plusieurs files d'é- léments creux sur la conduite de transport, ce qui permet d'augmenter la surface d'échange calorifique entre le fluide de chauffage et le fluide à transporter et de rendre plus homogène la température de celui-ci.
A cet effet, on rapporte sur la conduite 1, par exemple, deux fers à U 3a' 3b au-dessus et au-dessous.de la conduite (fig. 4) ou deux tôles de forme 4a et 4b de chaque côté de la conduite (fig. 5), ou en- core trois fers cornières 2a, 2b, 2c sur la périphérie de la conduite.
Toute autre combinaison d'éléments creux pourrait évidemment être utili- sée sans sortir du cadre de l'invention, les canalisations étant soit re- liées entre elles, soit indépendantes, ce qui permet dans ce cas de ré- gler aisément le débit du fluide de chauffage et par conséquant la tem- pérature du fluide à transporter, en le faisant passer à volonté dans toutes les canalisations ou seulement dans certaines de celles-ci.
Quel que soit le mode de réalisation adopté, la section to- tale de la conduite de transport e,t du système de réchauffage conserve une forme générale s'inscrivant bien dans-un cercle, donc offrant un mi- nimum de développement pour une section donnée. Cette particularité est avantageuse, d'une part, au point de vue du rendement calorifique, puis-
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que la déperdidition de chaleur vers le milieu extérieur, étant proportion- nelle audit développement est ainsi réduite à une valeur minimum, et, d'au- tre part, au point de vue isolément calorifique, car elle permet de mettre aisément en place un revêtement calorifuge tel que 7.
La mise en place des profilés n'empêche pas de façonner les tubes par la suite et ceux-ci peuvent être cintrés ou formés par les métho- des habituelles de chaudronnage, sans précautions spéciales. Les tronçons de conduite non rectilignes peuvent ainsi être réalisés aussi économique- ment que les tronçons rectilignes.
En ce qui concerne maintenant la jonction de deux tronçons con- sécutifs de conduite, munis d'un tel dispositif de chauffage, on l'effec- tue sur place, soit au moyen d'une bride, soit plus généralement actuelle- ment par soudure. Dans le premier cas, la bride forme un bourrelet de diamètre supérieur au diamètre courant de la conduite. Dans le deuxième cas, les normes exigent que la soudure soit apparente. Il ponvient donc en général d'écarter la ou les canalisations de chauffage de la conduite de transport au droit des joints.
Suivant un mode de réalisation préféré, on interrompt à cet effet les tronçons de la canalisation de chauffage à une certaine distance de part et d'autre du joint de la conduite de transport et on effectue la liaison entre lesdits tronçons au moyen d'un conduit de section équiva- lente à celle des tronçons', en vue de diminuer les pertes de charge du fluide de chauffage au droit du joint et on agence ledit conduit de pré- férence de façon telle que les points bas du conduit de raccord et de la canalisation courante de chauffage soient sensiblement à la même hauteur, en vue d'éviter une accumulation d'eau de condensation au droit du joint.
On a représenté à la figure 7, en élévation, et, à la figure 8, en coupe transversale suivant VIII - VIII figure 7, un mode de réali- sation du dispositif de raccord appliqué au dispositif de chauffage re- présenté à la figure 1, laquelle correspond à la coupe suivant I - I figure 7.
Les tronçons la et lb de la conduite de transport sont assem- blés par un cordon de soudure 8, qu'il convient de laisser entièrement ap- parent. On interrompt les tronçons de la canalisation de chauffage 2a, 2b à une certaine distance du joint 8. Le raccord se fait par deux pla- ques 9a, 9b soudées à chaque extrémité de cornière. Ces plaques sont percées et reliées par un conduit 10 de section équivalence à la section de la canalisation de chauffage, les points bas de la conduite 10 étant à la même hauteur que ceux de la canalisation courante de chauffage 2a, 2b.
.En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adop- té, on obtient un dispositif de chauffage pour pipe-lines dont le fonc- tionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à ce sujet dans aucune explication complémentaire et qui peut être utilisé pour le chauffage des conduites servant au transport des hy- drocarbures, goudrons, naphtes, paraffine, mélasses et d'une façon géné- rale tous produits présentant une grande viscosité à froid et devant être réchauffés pour être pompables et transportables.
En tous cas, un tel dispositif présente de réels avantages, notamment : - un montage facile à partir d'éléments profilés que l'on trouve en général en dimensions standard dans le commerce ; - un bon rendement thermique, la conduite de chauffage ayant une importante surface commune avec la conduite de transport et les échan- ges calorifiques se faisant à travers une seule paroi métallique ; - une surveillance facile de l'étanchéité de la conduite de transport et de la ou des canalisations de chauffage.
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Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de'ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ces modes dapplication; non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été spécialement indiqués, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.