CA1296044C

CA1296044C - Thermoplongeur electrique

Info

Publication number: CA1296044C
Application number: CA000580928A
Authority: CA
Inventors: Andre Ducourroy; Richard Jaume
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1992-02-18
Anticipated expiration: 2009-02-18
Also published as: DE3883969D1; US5065131A; FR2622381B1; WO1989004108A1; DE3883969T2; EP0344245B1; FR2622381A1; EP0344245A1

Abstract

ABREGE :
Termoplongeur électrique Il s'agit d'un dispositif de chauffage électrique comprenant un élément chauffant allongé en graphite entouré par une gaine (3) en tôle d'alliage métallique réfractaire résistant à la corrosion ou recouverte d'une couche de protection métallique présentant des ondulations régulières. L'élément chauffant (1) comporte des moyens de fixation et de centrage comprenant une couronne isolante (30) engagée dans une jupe cylindrique (33) fixée sur la partie interne de la gaine à une des parties terminales dudit élément et une semelle compo-site de fixation et d'alimentation électrique de l'élément chauffant constituée par deux portions métal-liques isolées électriquement et fixées rigidement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une plaque isolante en céramique (25).

Description

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Thermoplongeur ~leatrlque L'invent~on concerne les disposltifs de chau~~age électri~ue d'un milieù par résistance, dispositifs encore communément appel~s thermoplongeurs, du typs comprenant un ~l~ment chauffant allong~ en graphite, ~ensiblement cylin-drique et pr~sentant deux parties terminales, entour~ par une gaine en mat~riau réfraotair~ d~limitant autour de l'élément chauffant une chambre étanche de r~tentlon d'un gaz propre à protéger le graphite de l'oxydation.
Ella trouve une application particuli~rement impor-tante bien que non exalusive, dans le domaine des disposi-ti~s de chauffage électrique permettant d'atteindre, dans les fours où r~gne une atmosphère corrosive ou oxydante, des temp~ratures aussi ~levées ~ue celles que permet 15 d'atteindre l'emploi de combustible fossile.
On connait déJ~ des dispositifs de chauffage élec-trique du type ci-dessus d~fini. En particulier, la demande de brevet français publi~e le 24/04/88 sous le n~ 2 559~86, (Electricit~ de FrancP) décrlt un dispos$tif comport~nt un 20 él~ment chau~fant en graphite prot~g~ contre l'oxyda~ion par une atmosphère contenant du monoxyde de carbone form~
partir de l'~l~ment chauffant lors de la première mise en oeuvre du dispositif~et entoure par une gaine tubulalre en céramlque ré~ractaire résistant à la corrosion. Cette solu-25 tion permet de r~soudre de nombreux problèmes.
Cependant, l'utilisation d'une gaine en céramique,dont la conductibilité thermique est faible, limite la puissance surfacique dissipable.
L'invention vise ~ fournir un dispositif de chauf-fage électrique répondant mieux que ceux an~érieurementconnus aux exigences de la pra~ique, notamment en ce qu'il permet d'obtenir une forme de gaine particuli~rement propi-ce à la dlffusion de la chaleur.
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rayonnante venant de l'élément chauffant en graphite, ce qui était impossible avec les gaines céramique dont la forme était limitée au cylindre de révolution ou ~
l'ovale, en ce qu'il p~rmet de supprimer les risques de court-circuit electrique entre l'élément chauf~ant en graphite et la gaine, risques provoqués par le mouvement et les vibrations du dispositif dans son milieu chauffé, en ce que il comporte des moyens de fixation et de cantrage de l'élément chauffant en graphite ~ l'inté-rieur de sa gaine qui minimisent considérablement lesdifficultés de montage d'un tel dispositif et les problèmes rencontrés lors de sa manutention, et en ce qu'il permet d'atteindre une durée de vie du dispositif importante grâce à un système d'alimentation en gaz inerte peu coûteux, simple à mettre en oeuvre et de maintenance aisée, protégeant l'élément en graphite contre l'oxydation.
Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif de chauffage électri~ue du type ci-dessus défini, caractérisé :
- en ce que la gaine est en tôle d'alliage métallique réfxactaire résistant à la corrosion du milieu ou recouverte d'une couche métallique externe de protection sensiblement constante, - en ce ~ue ladite ~aine présente des ondula-tions régulières ~gencées de telle sorte que tous les points de la surface interne de la gaine voient direc-tement l'élément chauffant, - en ce que ledit élément chauffant est muni de deux blocs pleins constituant une première partie termi-nale dudit élément et respectivemen~ raccordés aux bornes d'entrée et de sortie du courant électrtque, et en ce que ledit élément chauffant en graphite comporte des moyens de fixation et de cantrage dudit élément chauffant à l'intérieur de la gainel lesdits moyens de fixation et de centrage comprenant une JL2~6n ~4 couronne isolante en matériau réfractaire f ixée sur la seconde partie terminale de l'élément chau~ant en graphite et engagée dans une jupe cylindrique fixée sur la partie interne de la gaine, de sorte qu'un centrage de l'élément en graphite p~r rapport a la gaine au niveau de la seconde partie terminale dudit élément est réalisé, et une semelle composite de fixation et d'alimentation électrique de l'élément chauffant en graphite fixée de facon amovible sur la première partie terminale dudit elément et sur laquelle sont fixées des barres d'entrée et de sortie du courant d'alimentation électrique, ladite semelle étant constituée par deux portions métalliques formant respectivement les bornes d'entrée et de sortie électrique dudit élément en graphite, lesdites portions métalliques étant isolées électriquement l'une de l'autre et fixées rigidement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une plague iso-lante en céramique.
Dans un mode de réalisation avantageux du dispositif appliqué à un élément chauffant utilisé en position verticale ce derniex comporte une platine de montage et de manutention disposée sous la seconde partie terminale de l'élément chauffant, reposant sur le fond de la gaine et comportant des moye~s de connèx.ion avec une tige de manutention. En venant connecter, par le dessus du aisp~sitif et en passant au travers de l'él~ment en graphite, une tige de ~anutention sur les moyens de connexion de la platine, on peut soulever l'élément en graphite, la platine venant supporter par en dessous ledit élément en graphite et les parties et connexions électriques fixées au-dessus et qui ~orment un tout solidaire de l'élément.
Il est également avanta~eux de prévoir des moyens d'isolation électrique placés entre la seconde partie terminale de l'élément chauffant et la platine de montage et de manutention, ce qui permet, d'éviter tout , ', "
risque de court-circuit en emp~chant l'élément en graphite de venir en contact avec le ~ond de la gaine.
Dans des modes de réalisation avantageux, on aura également recours à l.'une et/ou à l'autre des disposi-tions suivantes :
- le dispositif comporte un système d'alimen-tation de la chambre étanche en un gaz de protection contre l'oxydation de l'élément chauffant en graphite et d'extraction dudit gaz, connecté à la chambre étanche par au moins un passage d'entrée du gaz situé sur une des deux parties terminales de la gaine et par au moins un passage de sortie du gaz situé sur l'autre partie terminale de la gaine, de sorte qu'une circulation du gaz de protection puisse s'effectuer dans ladite chambre étanche entre les deux parties terminales.
- le système d'alimentation et d'extraction en gaz de protection comporte une boîte de répartition du gaz injecté, fixée à une extrémite ou partie terminale de la gaine et, pour chaque ondulation de la chambre étanche, un passage d'alimentation à partir de ladite boite de la goulotte correspondante définie par la partie de l'ondulation dont la concavité est dirigée vers l'intérieur de la gaine.
- le gaz de protection est un gaz inerte t~l que l'argon.
- le rapport entre la circon~érence développée de la gaine et la circonférence du cercle passant par les sommets des ondulations les plus rapprochés de l'axe du dispositif est co~pris entre 2,5 et 4.
- la couche externe de protection de la gaine est obtenue par un traitement dénommé chrome-aluminisa-tion et est d'une épaisseur comprise entre quelques microns et quelques centaines de microns.
- la couche externe de protection de la gaine est obtenue par un traitement dénommé "Sermetel J".
De façon généralel ce dispositif est utili.sable , ~
.; ..
dans tout procédé de chauffa~e de fluide, ~ais il est particulièrement intére.ssant dans des réacteurs ou fours lit fluidisé.
Ses applications sont nombreuses et diversifiées.
On citera parmi celles-ci, la décarbonatation, la calcination, la pyrolyse, l'élimination de solvants, la catalyse chimique, les réactions chimiques ayant lieu à
moins de 900'C, etc...
Dans un mode avantageux de réalisation, le dispositif ci-dessu~ décrit est réalisé et utilisé dans un réacteur de décarbonatation à lit fluidisé.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réali-sation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins ~ui l'accompagnent dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de chauffage partiellement en coupe selon l'invention, - la f.igure 2 est une vue en coupe transversale ~uivant II-II de la figure 1, - la ~igure 3 est une vue en coupe transversale suivant III-III de la ~igure 1, - la figure 4 est une vue de dessus ~chématique de la figure 1.
- la figure 5 est une coupe partielle suivant Y-V de la figure 1, - la figure 6 est une vue en coupe ~uivant VI-VI
de la figure 1, - la ~igure 7 est une vue en coupe partielle suivant VII-VII de la figure 6, - la figure 8 est une vue partielle de face de la semelle de fixation de la figure 7, - la figure 9 et une vue partielle en coupe de l'autre partie terminale de l'~l~ment chauffant et du dispositi~ de l'invention, , ~ . ,.~
~2~
- la figure 10 est une vue de des~ous de la fi.gure 1, - la figure 11 est une vue schematique partiel-lement en coupe du dispositif selon l'invention montrant une disposition pour la manutention du dispositif.
La figurP 1 représente un dispositif de chauffage électrique selon l'invention. Il est constitué d'un élément chauffant allongé 1 en graphite, de forme géné-rale sensiblement cylindrique. De façon plus précise, il présente une forme hélico;dale double dans la partie chauffante, et est muni de deux parties ou blocs pleins

2 séparés l'un de l'autre à une de ses extrémités pour pouvoir y raccorder les connexions électriques. Une partie pleine est reservée pour l'entrée du courant et l'autre pour la sortie. La double hélice permet d'allon-ger le chemin électrique, donc d'augmenter la r~sis-tance. De plus, en jouant sur les divers param~tres de l'hélice (pas, longueur et épai~seur de la partie en hélice, diamètre moyen~ on peut adapter la résistance aux besoins ou aux contraintes imposées, com~e par exeDple l'encombrement ou la tension maximale admis-sible. Avec un élément selon l'invention, on peut atteindre des hauteurs de l'él~ment chau~fant en graphite de l'ordre de deux mètres, ce qui fait une hauteur globale du dispositif de l'ordre de trois m~tres.
L'~l~ment en graphit2 1 est entouré par une gaine

3 délimitant autour de l'~lément chauffant 1 une cha~bre étanche 4 de r~tention d'un gaz inerte tel que l'argon.
La gaine est en tole d'alliage métallique réfractaire résistant ~ la corrosion du milieu dans lequel elle est placée et peut être recouverte d'une couche externe de protection 5 (voir figure 2) d'~paisseur sensiblement constante, par exemple 10 ~m. Elle présente des ondula-tions régulières comme cela appara~t plus claixement surles figures 2 et 3. Ces ondulations sont dispos~es de sJ~
'~r,~ .. .
~61~4 telle façon que tous les points de la surfac~ interne 6 de la gaine "voient" directement l'~lément chauffant 1 et que la sur~ace d'échan~e 7 du disposi*if avec le milieu soit importante. Le rapport entre la circonfé-rence développée de la gaine et la circonfé~ence ducercle (figur~e en trait mixte sur la figure 2) passant par le sommet des ondulations les plus rapprochées de l'axe du dispositif est compris entre 2,5 et 4. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, il est de l'ordre de 3,5.
Les connexions électriques de l'élément chauffant en graphite avec la source de courant sont au nombre de deux. Elles sont constituées chacl~ne par une barre en acier 8, filetée à ces deux extré~ités, et per~ettent de soutenir et de mettre en place l'élément en graphite 1 axialement et radialement et de laisser passex le cou-rant des connexions 9 externes au dispositif ~ers les parties pleines 2 de l'~lément chauffant 1. Ces barres 8 jouent ~galement un r~le dans l'isolation ther~ique de la platine 10 par rapport ~ l'élément chauffant 1.
La platine 10 est plus précisément représent~e sur les figures 4 et 5. C'est une piece composite ~ base de pièces isolantes en c~ramique et de dif~rentes pi~ce~ métalliques, par exemple dans le même matériau que la gaine, permettant le serrage de la platine sur la gaine de façon ~ rendre la chambre 4 étanche. La platine 10 permet le supportage de l'élément chauffant, l'obtu-ration du dispositif et l'isolation électri~ue entre les bornes.
Plus pr~cisément, elle comporte une pièce métal-lique 11 munie de deux passages 11a pour les baxres d'alimentation et de svutien 8. Des joints 11b entre la partie supérieure 3a de la gaine 3 et la pièce 11 permet~ent d'assurer l'étancheité, sachant que des moyens de serrage 11c, comportant par exemple des ron-delles Belleville 11d mettent en compression la pièce 11 :IL29~ ~4 sur la gaine 3. La pi~ce 11 comporte par ailleurs un tube central 12 d'évacuation du gaz d'inertage servant à
protéger l'~lément chauf~ant en ~raphite con~re l'oxyda-tion. Une bride de ~errage 13 munie de ses moyens 13a de serrage avec système de compensation dif~érentiel du type rondelle Belleville 13b permet de réaliser la mise en compres~ion des joints 16 avec les épaulements 14 soudés sur les barres 8 et assurant l'étancheité de ces barres 8 avec l'extérieur. Des pièces isolantes en céramique 15a, 15b, 15c, 15d, r~alisent l'isolation éléctrique des barres avec le reste des parties métalliques de la platine. Chaque pièce 15d est constituée par deux demi-cylindres, de façon ~ permettre leur montage sur les bàrres 8. Des joints 16 d'étancheité sont également prévus. Ils tiennent à des températures relativement importantes et peuvent par exemple être constitués en matériau isolant du type connu ~ous le nom de Klingérite.
En refermant le dispositif de façon étanche, la platine 10 permet la rétention du gaz inerte dans ~a chambre de rétention 4. Grâce à l'a~encement tel ql1e décrit de la platine 10, une bonne répartition des efforts de serrage est réalis~e. La température au niveau de la platine peut être de l'ordre de 300 C.
Les joints peUYent é~alement être constitués en yraphite expansé, en un composé amiante, ou du type ~étallo-plastique propre à conser~er ses propri~té~
d'étancheit~ juqu'~ des températures de l'ordre de 900-C .
Sur les figures 6 à 9 appaxai~sent plus préci-sément les moyens de fixation et de centrage de l'élement chauffant 1 à 1'intérieur de la gaine 3.
Les barres d'alimentation é1ectrique 8 sont fixées par des moyens 20 (voir figure 7) de vissage sur une ~emelle composite 21 de ~ixation et d'ali~entation él~ctrique de l'élément chauffant en graphite. La 3L25~
semelle 21 est elle-même ~ixée ~ur la première partie terminale 22 de l'~lément en ~raphite 1 par des vi~ 23, vissées dans des txous taraudés dans les blocs pleins 2 de l'élément chauffant allongé 1. Ces blocs pleins restent relativement froids. La semelle de fixation et d'alimentation est constituée par deux portions métal-liques 24 formant respectivement les bornes d'entrée et de sortie électrique de l'~lément graphite. Ces portions métalliques 24 sont isolées électriquement et fixées rigidement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une plaque isolante, par exemple en céramique, 25. Les moyens de fixation sont constitués par des boulons 26 venant d'un caté en appui sur la pièce métallique (par l'intermédiaire de la t~te par exemple) et de l'autre en appui sur le matériau isolant tPar l'intermédiaire de l'écrou), de telle sorte qu'aucun contact électrique n'existe entre les deux bornes métalliques entrée-sortie (voir figure 6).
La plaque isolante en céramique peut être en tout autre matériau isolant électriquement tenant aux tempé-ratures de fonctionnement. Les moyens de fixation sont bien évidemment arrêtés, par exemple par des lamelles pliées 27, conformément aux règles de l'ar~ pour éviter la perte de boulons ou de vis ~ l'intéxieur du disposi-tif.
La ~igure 9 montre la partie inférieure desmoyens de fixation et de centrage de l'él~ment chauffant en graphite dans sa gaine 3. Une couronne i301ante 30 en fibre céramique ou béton réfractaire constitué par exemple par des empilages de disques, est emmanchée ~
force ou fixée mécaniquement sur la seconde partie terminale 31 de l'élé~ent chauffant. Cette couronne isolante s'engage avec un jeu suffisant 32, par exemple de 5 mm, dans une jupe cylindrique 33 fixée sur la partie interne de la gaine, ~ l'intérieur des som~ets des ondulation~ les plus proches de l'axe central 35 de v' ;~
~6~ ~4 l'élément chauffant. Un centrage de l'élément en graphite par rapport ~ la gaine, en partie basse dudit élément, est donc r~alisé.
Sur le fond 36 de la gaine repose une platine de S montage 37 et de manutention comportant des moyens de connexion 38, par exemple constitués par un filetage pratiqué dans un tube 39 soudé à la platine 37. Des moyens d'isoIation électrique 40 et 41 reposent sur la platine 37 et s'interposent donc entre la seconde partie terminale 31 de l~élément chauffan~ et la pIatine de montage de manutention 37.
~ Des moyens d'isolation électrique 40, 41 per-mettent essentiellement de supprimer les risques de contact entre l'élément en graphite 1 et le fond de la gaine de dispositif, ce yui engendrerait des court-circuits.
La figure 9 montre par ailleur~ la partie in~érieure du système 50 d'alimentation de la chambre etanche 4 en gaz de protection contre l'oxydation de l'élément chauffant en graphite, par exemple en gaz inerte tel que l'argon.
Ce ~yst~me d'alimentation 50 comporte une boite de répartition 51 solidaire du fond .36 de la gaine, par exemple par soudage et, pour chaque ondulatlon 52 de la chambre étanche, un passage 53 d'alimentation de la goulotte 54 correspondante (dé~inie par la partie concave de l'ondulation dirigée vers l'intérieur de la chambre étanche) a partir de la boite 51, de sorte que le gaz de protection remplit entièrement la chambre ~tanche 4. La bo~te de répartition 51 est alimentée en gaz inerte par un conduit 55 solidaire de la gaine 3 et qui remonte jusqu'en partie haute du dispositif (voir figure 4). Il est connecté aux moyens d'alimentation 56 en gaz inerte ~voir figure 1) par exemple par une tuyauterie amovible muni de raccord rapide étanche tenant à haute température. Le oyens d'ali~entation S6 7 ~ ' !
lZS~6~4 en gaz inerte compor~ent un di~positi~ 57 (t~an~metteur, pressostat...) de mesure et de contr~le de la pression statique présente dans les canalisations et la chambre étanche 4. Une inje~tion de gaz inerte supplémentaire est effectuée, par exemple de façon automatique, par un automate proqrammable 58 en cas de baisse de pression au-dessous d'une valeur nominale de fonctionnement choisie. Cette fonction peut aussi être remplie par un mano-détendeur basse pression situe à proximité du ther-moplongeur connecté ~ l'entrée 55 et par une soupapeconnectée ~ la sortie 12. L'automate contr~le avanta-geusement ~galement la puissance électrique qui alimente l'élément chauffant via les bornes 9 et les barres ~ à
partix d'une source S9 de puissance. Cette source peut, bien évidemment, alimenter plusieurs dispositifs selon l'invention. La gaine 3 comporte par ailleurs des moyens de mesure de la température de l'élément chauffant.
Ces moyens 70 sont constit~és par des tubes de guidage 71 solidaires de la gaine et dans lesquels sont respectivement placés des thermocouples 72 qui sont connectés à des moyens de mesure de températur0 60 également reliés ~ l'automate.
L' automate est avantageuse~ent ~uni d'une console ou d'un pupitxe de commande 61 et ~eut ~tre connecté à des moyens de calcul 62 et des moyens d'enre-~istrement des données 63 permettant un pilotage et une surveillance du fonctionnement de l'ensemble du dispo-giti~ .
Sur les figures 1, 4 et 9 on a repr~senté un seul tube de guidage pour ~hermocouple, mais plusieurs tubes peuvent atre prévus. En général u~ seul tube de guidage permettant de descendre un ther~ocouple en milieu de partie chauffante de l'~lément chauffant en graphite est su~fisant.
Sur la figure 9 enfin, on a représent~ partiel-lement, sous la bolte de distribution d'argon 51, un , .
1~ 44 tube de centrage fixé à la bo~te, qui permet la mise en place et le centrage du disposi~i~ chauf~nk dans le four, par exemple ~ lit fluidisé, où il est utilisé.
La figure 11 montre un système de montage et de manutention de l'élément chauffant schématisé. Par l'intermédiaire du tube d'évacuation 12 de l'argon, on vient introduire une tige 80, munie d'un anneau de préhension 81, qu'on descend jusqu'en partie basse du dispositif. Cette tige 80 comprend à son extrémité une partie filetée qui est vissée sur les moyens 38 de fixation d~ la;platine 37, restant dans la gaine durant le fonctionnement. Vn écrou de serra~e 82 permet de blo~uer en partie haute la tige de montage 80. Par l'intermédiaire d'un pont roulant, on peut ensuite manu-tentionner le dispositif en le prenant par son anneau81, la platine 37 venant lorsque l'on exerce une traction sur la tige 82, s'appli~uer par l'intermédiaire des disques isolants 40, 41 sur la partie inférieure de la couronne 30 solidaire de l'élément en graphite. De cette sorte, l'élément en graphite ne risque pas de bouger à l'inté.rieur de sa gaine et une bonne rigidité
de l'ensemble est assurée.
Un dispositif de chauffage . du type ci-dessus d~crit peut avantageusement être utilisé dans un réac~
teur ~ lit fluidisé pour un procédé de décarbonatation.
Dans ce cas, la gaine 3 peut être r~alisée en métal ré~xactaire protégé par un dépôt obtenu par chromaluminisation ou par un re~êtement connu sous le nom de Sermetel J. Le procédé dit de chromaluminisation est un traitement thermochimique par diffusion. Les pièces sont plongées dans un bain de cément composé par de l'ordre de 80% de chrome et 20% d'aluminium, dilué
par de l'Al203 dans une proportion aux alentours de SO/50. Le traitement Sermetel J. est effectué par la Sociét~ HEURCHROME (176, rue d'Estienne d'Orves - 92700 COLOMBES). Un pigment aluminiu~ plus silicium est déposé
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~2~a ~

kroid par projection au pistolet. Un étuvage pour fixation du pigment sur 50n support est ensuite effectu~
vers 360'C. Un traitement de diffusion aux alentours de 1000-C des pièces traitées termine le processus.
5Le ~onctionnement du dispositif de chauff~ge décrit ci-dessus est le suivant.
Le dispositif est introduit à son emplacement dans le foux à lit fluidisé, par l'interm~diaire du système de montage décrit ci-avant. On démonte ensuite le sys~ème de montage en enlevant i'écrou de serrage 82 pUi5 en d~vissant la tige 80, la platine de montage et de manutention 37 restant dans la gaine durant le fonctionnement. On vient ensuite connecter l'entr~e du gaz d'inertage, par exemple de l'argon, sur la tubulure d'alimentation 55 du gaz 12 et on chasse l'oxygène contenu dans la chambre étanche en totalité. En ~in de pr~paration de l'atmosphère inerte de la chambre, on ~et en place le tuyau de sortie du gaz sur l'attente de sortie 12 et on s'arrange po~r laisser une légère surpression dans la chambxe, de fa,con à réaliser un confinement dynamique de l'intérieur de la gaine.
L'ensemble du dispositif d'inertage est contr~l~ par l'intermédiaire de capteurs de pression et de l'automate 58.
25Le~ connexion~ électriques sont effectuées sux le~ parties 9 des barres d'alimentation 8 puis la montée en puissance s'effectue, commandée et contr~'lée par les moyens décrits ci-dessus et connus en soi. Une pression relativement constante est maintenue a l'intérieur de la chambre étanche en contr~lan~ la pression interne du di~positif par l'automate.
Lors du fonctionnement, la pression dans la chambre est mesurée en permanence et du gaz inerte est introduit ou extrait de ladite chambre en ~onction des chutes de pression ou des augmentations de pression au-dessus de ~aleurs pr~déter~inées.
i ' :1 ",.,~, , ~..
~z~

Le gaz est introdui~ à une extr~miké et est extrait ~ l'autre extr~mit~ de la gaine du dispositif 1.
Celui-ci va, pour des raisons liées ~ son explo~tation, osciller en température de façon ~ maintenir le bain dans lequel il se trouve à une température constante. Il s'ensuit une circulation discontinue du gaz d'inertage permettant le renouvellement de ce dernier. En effet, lorsque le gaz se dilate du fait d'une augmentation de température et pour que la pression ~ l'intérieur de la gaine soit maintenue constante, une certaine quantité
s'échappe via le circuit 56 comprenant une soupape. Par contre, lorsque la temp~rature redescend, le bain s'étant restabilisé à sa température nominale de fonctionnement, la chambre se retrouve en dépression par rapport à sa valeur de consigne. Une quantité de gaz d'inertage est alors injectée automatiquement pour venir compenser la perte de volume due ~ la contraction des gaz. Ce fonctionnement permet un renouvellement du gaz d'inertage nécessaire tout en consommant une quantité
n~gligeable.
L'invention ne se limite nullement aux modes de réalisation qui ont été d~crits, elle en couvre toute les variantes et notamment :
- le cas où le~ ondulations réguli~res ne présentent pas la forme arrondie, plus particulièxement décrite, mais ont des c~t~s présentant des angles aigus, - le cas o~ les ondulations 50nt séparées par des portions ne présentant aucune ondulation, - le cas où les gaines de dispositif selon l'invention sont obtenues par pliage de tôle et refer-~ées ensuite sur elles-m~meR par soudure.
.7,

Claims

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:

1. Dispositif de chauffage électrique d'un milieu comprenant un élément chauffant allongé en graphite sensiblement cylindrique présentant deux parties terminales et entouré par une gaine en matériau réfractaire délimitant autour de l'élément chauffant une chambre étanche de rétention, caractérisé
- en ce que la gaine est en tôle d'alliage métallique réfractaire, résistant à la corrosion du milieu ou recouverte d'une couche métallique externe de protection sensiblement constante, - en ce que ladite gaine présente des ondulations régulières agencées de telle sorte que la surface interne de la gaine voit directement l'élément chauffant, - en ce que l'élément chauffant est muni de deux blocs pleins à la première desdites parties terminales, respectivement raccordés aux bornes d'entrée et de sortie du courant électrique, - et en ce que l'élément chauffant en graphite comporte des moyens de fixation et de centrage dudit élément chauffant à l'intérieur de la gaine comprenant:
-une couronne isolante en matériau réfractaire fixée sur la seconde desdites parties terminales de l'élément chauffant en graphite et engagée dans une jupe cylindrique fixée sur la partie interne de la gaine de sorte qu'un centrage de l'élément en graphite par rapport à la gaine au niveau de la seconde partie dudit élément est réalisé et, - une semelle composite de fixation et d'alimentation électrique de l'élément chauffant en graphite fixée de façon amovible sur ladite première partie terminale et sur laquelle sont fixées les barres d'entrée et de sortie du courant d'alimentation électrique, ladite semelle étant constituée par deux portions métalliques formant respectivement les bornes d'entrée et de sortie électrique dudit élément en graphite, lesdites portions métalliques étant isolées électriquement et fixées rigidement l'une à l'autre par l'intermédiaire d'une plaque isolante en céramique.

2. Dispositif de chauffage suivant la revendication 1, comportant un élément chauffant vertical, caractérisé en ce qu'il comporte une platine de montage et de manutention disposée sous la seconde partie terminale de l'élément chauffant, reposant sur le fond de la gaine et comportant des moyens de connexion avec une tige de manutention, de sorte qu'en venant connecter ladite tige par l'intérieur de l'élément en graphite sur la platine, on puisse manutentionner le dispositif par ladite tige, la platine venant supporter ledit élément.

3. Dispositif de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'isolation électrique placés entre la seconde partie terminale de l'élément chauffant et la platine de montage et de manutention.

4. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comporte un système d'alimentation de la chambre étanche en un gaz de protection contre l'oxydation de l'élément chauffant en graphite et d'extraction dudit gaz, et en ce que ledit système est connecté à la chambre étanche par au moins un passage d'entrée du gaz, situé sur une des deux parties terminales de la gaine et par au moins un passage de sortie du gaz, situé sur l'autre partie terminale de la gaine, de sorte qu'une circulation du gaz de protection puisse s'effectuer dans ladite chambre étanche entre les deux parties terminales.

5. Dispositif de chauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif comporte un système d'alimentation de la chambre étanche en un gaz de protection contre l'oxydation de l'élément chauffant en graphite et d'extraction dudit gaz, et en ce que ledit système est connecté à la chambre étanche par au moins un passage d'entrée du gaz, situé sur une des deux parties terminales de la gaine et par au moins un passage de sortie du gaz, situé sur l'autre partie terminale de la gaine, de sorte qu'une circulation du gaz de protection puisse s'effectuer dans ladite chambre étanche entre les deux parties terminales.

6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le système d'alimentation et d'extraction en gaz de protection comporte une boîte de répartition du gaz injecté, solidaire d'une partie terminale de la gaine et, pour chaque ondulation de la chambre étanche, un passage d'alimentation à partir de ladite boite de la goulotte correspondante définie par la partie de l'ondulation dont la concavité est dirigée vers l'intérieur de la gaine.

7. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le gaz de protection est un gaz inerte tel que l'argon.

8. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le rapport entre la circonférence développée de la gaine et la circonférence du cercle passant par les sommets des ondulations les plus rapprochés de l'axe du dispositif est compris entre 2, 5 et 4.

9. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la couche externe de protection de la gaine est obtenue par un traitement dénommé
chromaluminisation et a une épaisseur comprise entre quelques microns et quelques centaines de microns.

10. Application du dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3 à un réacteur de décarbonatation à lit fluidisé.