EP0098770B1 - Réfrigérant atmosphérique à ruissellement comportant des goulottes - Google Patents

Réfrigérant atmosphérique à ruissellement comportant des goulottes Download PDF

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EP0098770B1
EP0098770B1 EP83401303A EP83401303A EP0098770B1 EP 0098770 B1 EP0098770 B1 EP 0098770B1 EP 83401303 A EP83401303 A EP 83401303A EP 83401303 A EP83401303 A EP 83401303A EP 0098770 B1 EP0098770 B1 EP 0098770B1
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cooled
cooler
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Hamon Sobelco SA
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F25/00—Component parts of trickle coolers
    • F28F25/02—Component parts of trickle coolers for distributing, circulating, and accumulating liquid
    • F28F25/04—Distributing or accumulator troughs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/11—Cooling towers
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    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/85—Droplet catchers
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    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/86—Cooling tower ice prevention

Definitions

  • the present invention relates to an atmospheric trickle refrigerant.
  • an atmospheric trickle refrigerant of the type comprising a shell having peripheral lower air inlet openings and, arranged inside this shell, a distribution network for a liquid to be cooled, a setting body. in contact extending under the distribution network and liquid receiving devices, with chutes, arranged under the contacting body.
  • Refrigerants of this type find application in particular in the refrigeration of water from power plants.
  • the tower-shaped shell rests on oblique pillars integral with each other.
  • the water to be cooled arrives at the center of the tower and is recovered after runoff by the chutes which return the cooled water again to the center of the tower from where it is discharged.
  • valves allowing the bypass that is to say the direct passage from the hot water inlet to the cold water outlet, are difficult to access.
  • the present invention aims to remedy these various drawbacks.
  • an atmospheric trickle refrigerant of the type comprising a shell resting on independent batteries regularly distributed at the periphery and, arranged inside this shell, a distribution network for a liquid to be cooled, a contacting body extending under the distribution network and liquid receiving devices, with chutes, arranged under the contacting body, characterized in that the shell of the refrigerant rests on the batteries by means of 'a wide peripheral lintel, which has, at its upper part, an internal rim and an external rim forming a peripheral basin in which is evacuated by gravity the cooled liquid collected in the chutes.
  • the internal rim of the peripheral basin can be formed by the shell itself.
  • the shell advantageously comprises an internal peripheral tank communicating with the peripheral basin, so as to collect the water flowing on the internal wall of the shell and to discharge it towards the peripheral basin.
  • the hull can also rest on the peripheral lintel by means of pillars, the internal rim of the peripheral basin then being located inside the cooler, below the vertical of the bottom of the hull, so as to collect the water flowing on the inner wall of the hull.
  • the atmospheric refrigerant 1 is in the form of a hyperboloic torus and rests on a series of batteries 2 themselves resting on bases 3.
  • the batteries 2 are regularly distributed around the periphery of the atmospheric refrigerant. In horizontal section, their largest dimension is oriented along radii; their section comprises a central rectangular part and is terminated upstream and downstream by a rounded part.
  • annular lintel 4 slightly wider than the largest dimension of the stacks in section. This very rigid lintel rests on the piles 2 by means of support wedges 5.
  • the lintel 4 further comprises, at its upper part, an external rim 7 which forms with the lintel 4 and the lower part of the shell 6 a basin 8 which is intended to collect the cooled liquid.
  • the liquid to be cooled (generally water) is brought from the ground by two vertical columns 9 arranged in the vicinity of the center of the atmospheric refrigerant.
  • the liquid arriving through these columns 9 is then poured into two substantially horizontal distribution channels 10 (or galleries) which are provided with lateral tubes 11 for distributing the liquid to be cooled, themselves provided with a large number of spray nozzles.
  • Under these distribution tubes 11 are arranged packing elements 12 ensuring the contact between the liquid to be cooled and the air entering the lower part of the refrigerant between the batteries 2.
  • Under these packing elements 12 is arranged a series of inclined walls 13 ending in chutes 14.
  • These chutes 14 are arranged on two slopes allowing their discharge into a collector 15 passing through the center of the refrigerant. This collector 15 opens itself, through an orifice 16, into the peripheral basin 8.
  • the peripheral basin 8 On the inner wall of the shell is disposed a peripheral tank 17, substantially at the level of the troughs 14, which communicates with the peripheral basin 8 through orifices 18.
  • the peripheral basin 8 has an outlet 19 for the cooled liquid disposed substantially in the extension of the manifold 15. This outlet brings the cooled liquid to a pipe 20. It has a cofferdam system 21 allowing the control of the outlet of the liquid cooled from the peripheral basin 8.
  • the distribution channels 10 pass through the shell 6 and open out above the peripheral bath 8. Their end is provided with a by-pass valve 22.
  • the opening of this valve 22 makes it possible to directly evacuate the liquid to be cooled in the peripheral basin 8 while lowering the level of the liquid sufficiently enough to no longer send liquid into the distribution tubes 11.
  • Such a bypass is intended in particular to allow rapid stopping of the flow of water reaching the packing elements in the event of an intense cold period to avoid the formation of gel on these packing elements.
  • FIG. 5 Another embodiment of the invention.
  • the shell 6 rests on the peripheral lintel 4 by means of pillars 23 regularly spaced.
  • the lintel 4 then has at its upper part an internal rim 24 located inside the refrigerant, below the vertical of the bottom of the shell 6, forming with the lintel proper and the external rim 7 a peripheral tank 8.
  • This embodiment makes it possible to delete the peripheral tray 17.
  • FIG. 6 Another embodiment of the flow of the cooled liquid from the troughs 14 to the peripheral basin 8.
  • the troughs 14 pass through the wall of the shell 6 and open into the peripheral basin 8.
  • the peripheral tank and the central manifold are eliminated and the slope of the troughs 14 is in the opposite direction, that is to say that their lower outlet is on the side of the shell 6.
  • the atmospheric refrigerant according to the present invention has many advantages over the prior art.

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Description

  • La présente invention concerne un réfrigérant atmosphérique à ruissellement.
  • Elle concerne tout particulièrement un réfrigérant atmosphérique à ruissellement du type comprenant une coque présentant des ouvertures d'entréed'air inférieures périphériques et, disposés à l'intérieur de cette coque, un réseau de distribution d'un liquide à refroidir, un corps de mise en contact s'étendant sous le réseau de distribution et des dispositifs récepteurs du liquide, à goulottes, disposés sous le corps de mise en contact.
  • Un réfrigérant de ce type a été décrit notamment dans le brevet FR N° 876525.
  • Les réfrigérants de ce type trouvent une application notamment dans les réfrigérations des eaux de centrales électriques. Actuellement, dans ces réfrigérants, la coque en forme de tour repose sur des piliers obliques solidaires les uns des autres. Par ailleurs, dans ces réfrigérants, l'eau à refroidir arrive au centre de la tour et est récupérée après ruissellement par les goulottes qui renvoient l'eau refroidie à nouveau vers le centre de la tour d'où elle est évacuée.
  • L'utilisation de piliers obliques est apparue ne pas être une solution totalement satisfaisante. En effet, dans le cas où les terrains ont une stabilité irrégulière, il risque de se produire des tassements différentiels conduisant à une inclinaison de la tour.
  • On a proposé de remédier à cet inconvénient par l'utilisation de piles indépendantes régulièrement réparties à la périphérie du réfrigérant sur lesquelles repose la coque du réfrigérant.
  • La présence d'un bassin central d'évacuation de l'eau refroidie limite la zone de mise en contact, ainsi que l'alimentation en air sous cette zone de mise en contact. Cette présence pose également des problèmes de nature hydraulique en raison notamment du tourbillon qui tend à se produire dans ce bassin.
  • Par ailleurs, cette présence entraîne la construction d'un talus tronconique de support des charges, talus qui est très gênant pour les opérations de montage des dispositifs internes aux réfrigérants et pour celles de maintenance.
  • En outre, les vannes permettant le contourne- _ ment, c'est-à-dire le passage direct de l'arrivée d'eau chaude à la sortie d'eau froide, sont d'un accès difficile.
  • La présente invention vise à remédier à ces différents inconvénients.
  • A cet effet, elle a pour objet un réfrigérant atmosphérique à ruissellement du type comportant une coque reposant sur des piles indépendantes régulièrement réparties à la périphérie et, disposés à l'intérieur de cette coque, un réseau de distribution d'un liquide à refroidir, un corps de mise en contact s'étendant sous le réseau de distribution et des dispositifs récepteurs du liquide, à goulottes, disposés sous le corps de mise en contact, caractérisé en ce que la coque du réfrigérant repose sur les piles par l'intermédiaire d'un linteau périphérique large, qui comporte, à sa partie supérieure, un rebord interne et un rebord externe formant un bassin périphérique dans lequel est évacué par gravité le liquide refroidi recueilli dans les goulottes.
  • L'utilisation d'un linteau large reposant sur des piles permet, à la fois, d'améliorer la stabilité du réfrigérant atmosphérique et, d'autre part, de simplifier la construction et le fonctionnement de ce réfrigérant.
  • Dans un mode particulier de la présente invention, le rebord interne du bassin périphérique peut être formé par la coque elle-même. Dans ce cas, la coque comporte avantageusement un bac périphérique interne communiquant avec le bassin périphérique, de façon à recueillir l'eau ruisselant sur la paroi interne de la coque et à l'évacuer vers le bassin périphérique.
  • La coque peut également reposer sur le linteau périphérique par l'intermédiaire de piliers, le rebord interne du bassin périphérique étant alors situé à l'intérieur du réfrigérant, en deçà de la verticale du bas de la coque, de façon à recueillir les eaux ruisselant sur la paroi interne de la coque.
  • L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant des modes de réalisation particuliers. Sur ces dessins:
    • la fig. 1 est une vue en coupe horizontale à différents niveaux d'un réfrigérant atmosphérique selon la présente invention;
    • la fig. 2 est une vue suivant 2-2 de la fig. 1 ;
    • la fig. 3 est une coupe suivant 3-3 de la fig. 1 ;
    • la fig. 4 est une coupe suivant 4-4 de la fig. 1 ;
    • la fig. 5 est une coupe du même type que celle représentée à la fig. 3, mais d'une variante de l'invention;
    • la fig. 6 est une coupe du même type représentant une autre variante de la présente invention.
    • La fig. 1 représente un réfrigérant atmosphérique 1 selon la présente invention, en coupe horizontale, la coupe étant effectuée à trois niveaux différents, à savoir: au niveau des piles, au niveau des goulottes et au niveau du réseau de distribution du liquide à refroidir.
  • Le réfrigérant atmosphérique 1 est en forme de tore hyperboloïque et repose sur une série de piles 2 reposant elles-mêmes sur des socles 3. Les piles 2 sont régulièrement réparties à la périphérie du réfrigérant atmosphérique. En section horizontale, leur plus grande dimension est orientée suivant des rayons; leur section comprend une partie rectangulaire centrale et est terminée en amont et en aval par une partie arrondie.
  • Comme représenté sur les fig. 1 6, sur l'ensemble des piles 2 repose un linteau 4 annulaire légèrement plus large que la plus grande dimension des piles en section. Ce linteau très rigide repose sur les piles 2 par l'intermédiaire de cales d'appui 5.
  • Dans le mode de réalisation représenté sur les fig. 1, 2, 3, 4 et 6, sur la partie interne de ce linteau, repose la partie inférieure de la coque 6 du réfrigérant atmosphérique. Le linteau 4 comprend, par ailleurs, à sa partie supérieure, un rebord externe 7 qui forme avec le linteau 4 et la partie inférieure de la coque 6 un bassin 8 qui est destiné à recueillir le liquide refroidi.
  • Comme représenté sur la fig. 1, le liquide à refroidir (généralement de l'eau) est amené depuis le sol par deux colonnes verticales 9 disposées au voisinage du centre du réfrigérant atmosphérique. Le liquide arrivant par ces colonnes 9 est alors déversé dans deux canaux de distribution 10 (ou galeries) sensiblement horizontaux qui sont munis de tubes latéraux 11 de distribution du liquide à refroidir, eux-mêmes munis d'un grand nombre de buses de pulvérisation. Sous ces tubes de distribution 11 sont disposés des éléments de garnissage 12 assurant le contact entre le liquide à refroidir et l'air entrant à la partie inférieure du réfrigérant entre les piles 2. Sous ces éléments de garnissage 12 est disposée une série de parois inclinées 13 se terminant par des goulottes 14. Ces goulottes 14 sont disposées suivant deux pentes permettant leur déversement dans un collecteur 15 passant par le centre du réfrigérant. Ce collecteur 15 débouche lui-même, par un orifice 16, dans le bassin périphérique 8.
  • Sur la paroi interne de la coque est disposé un bac périphérique 17, sensiblement au niveau des goulottes 14, qui communique avec le bassin périphérique 8 par des orifices 18. Comme représenté sur les fig. 1 et 2, le bassin périphérique 8 comporte une sortie 19 du liquide refroidi disposée sensiblement dans le prolongement du collecteur 15. Cette sortie amène le liquide refroidi vers une conduite 20. Elle possède un système à batardeaux 21 permettant la commande de la sortie du liquide refroidi du bassin périphérique 8.
  • Comme représenté sur les fig. 1 et 4, les canaux de distribution 10 traversent la coque 6 et débouchent au-dessus du bain périphérique 8. Leur extrémité est munie d'une vanne de by-pass 22. L'ouverture de cette vanne 22 permet d'évacuer directement le liquide à refroidir dans le bassin périphérique 8 en abaissant alors suffisamment le niveau du liquide pour ne plus envoyer de liquide dans les tubes de distribution 11. Un tel contournement est destiné notamment à permettre un arrêt rapide de l'écoulement de l'eau parvenant sur les éléments de garnissage en cas de période de froid intense pour éviter la formation de gel sur ces éléments de garnissage.
  • On a représenté sur la fig. 5 un autre mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, la coque 6 repose sur le linteau périphérique 4 par l'intermédiaire de piliers 23 régulièrement espacés. Le linteau 4 comporte alors à sa partie supérieure un rebord interne 24 situé à l'intérieur du réfrigérant, en deçà de la verticale du bas de la coque 6, formant avec le linteau proprement dit et le rebord externe 7 un bac périphérique 8. Ce mode de réalisation permet de supprimer le bac périphérique 17.
  • On a représenté sur la fig. 6 un autre mode de réalisation de l'écoulement du liquide refroidi depuis les goulottes 14 jusqu'au bassin périphérique 8. Dans ce mode de réalisation les goulottes 14 traversent la paroi de la coque 6 et débouchent dans le bassin périphérique 8. Le bac périphérique et le collecteur central sont supprimés et la pente des goulottes 14 est en sens inverse, c'est-à-dire que leur débouché inférieur est du côté de la coque 6.
  • Comme cela a déjà été indiqué, le réfrigérant atmosphérique selon la présente invention présente de nombreux avantages par rapport à la technique antérieure.
  • Tout d'abord, le liquide refroidi qui est présent dans le bassin périphérique 8 contribue à répartir les efforts sur les différentes piles 2. Par ailleurs, le liquide refroidi qui sort dans le bassin périphérique 8 protège le linteau des variations thermiques .brusques et évite ainsi les fissurations du linteau. Il en est de même, dans une certaine mesure, pour la partie inférieure de la coque 6, dont la paroi extérieure est chauffée par le liquide refroidi et la vapeur qui s'en dégage encore. Comme autres avantages particuliers, on peut noter:
    • - un rendement amélioré du réfrigérant atmosphérique grâce à une meilleure alimentation en air des éléments de garnissage de la zone centrale;
    • - la suppression des conduites de sortie d'eau sous le réfrigérant atmosphérique et du bassin central d'eau refroidie;
    • - la suppression des talus tronconiques supportant les bassins d'eau froide utilisés traditionnellement;
    • - l'accessibilité des organes de réglage, tels que les batardeaux;
    • - la simplification des systèmes de contournement permettant notamment un arrêt rapide du ruissellement en période de froid intense;
    • - la possibilité de supprimer les bacs périphériques en utilisant un mode de réalisation comme représenté sur la fig. 5;
    • - la possibilité de supprimer les collecteurs de liquide refroidi, en utilisant un mode de réalisation comme représenté sur la fig. 6.
  • Tous ces éléments permettent de considérer qu'un réfrigérant selon la présente invention est d'une construction nettement plus économique que ceux existant actuellement. Il est, en outre, d'un fonctionnement plus aisé.

Claims (6)

1. Réfrigérant atmosphérique à ruissellement du type comportant une coque (6) reposant sur des piles (2) indépendantes régulièrement réparties à sa périphérie et, disposés à l'intérieur de cette coque (6), un réseau de distribution d'un liquide à refroidir, un corps de mise en contact s'étendant sous le réseau de distribution et des dispositifs récepteurs du liquide, à goulottes (14), disposés sous le corps de mise en contact, caractérisé en ce que la coque (6) du réfrigérant (1 ) repose sur les piles (2) par l'intermédiaire d'un linteau périphérique (54) large qui comporte, à sa partie supérieure, un rebord interne (24) et un rebord externe (7) formant un bassin périphérique (8) dans lequel est évacué par gravité le liquide refroidi recueilli dans les goulottes (14).
2. Réfrigérant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rebord interne du bassin périphérique est formé par la coque (6).
3. Réfrigérant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coque (6) comporte un bac périphérique (17) interne communiquant avec le bassin périphérique (8).
4. Réfrigérant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque (6) repose sur le linteau périphérique (4) par l'intermédiaire de piliers (23) et en ce que le rebord interne (24) du bassin périphérique est situé à l'intérieur du réfrigérant en deçà de la verticale du bas de la coque (6).
5. Réfrigérant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les goulottes (14) traversent la paroi de la coque (6) et se déversent dans le bassin périphérique (8).
6. Réfrigérant selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réseau de distribution du liquide à refroidir comprend des canaux (10), qui partent du centre du réfrigérant et qui sont munis de tubes latéraux de distribution (11) du liquide à refroidir, traversent la paroi de la coque (6) et débouchent au-dessus du bassin périphérique (8), et en ce que les extrémités des canaux (10) sont munies de vannes de by-pass (22).
EP83401303A 1982-07-01 1983-06-23 Réfrigérant atmosphérique à ruissellement comportant des goulottes Expired EP0098770B1 (fr)

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EP0098770A1 EP0098770A1 (fr) 1984-01-18
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