FR2566517A1 - Tower cooler shell and tower cooler with natural or assisted draft comprising applications thereof - Google Patents
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Abstract
Description
Coque de réfrigérant atmosphérique et réfrigérant atmosphérique à tirage naturel ou assisté en comportant applications
L'invention concerne les réfrigérants atmosphériques à tirage naturel ou assisté par des ventilateurs qui favorisent l'écoulement de l'air,et notamment les coques utilisées dans de tels réfrigérants. La coque joue un rôle de diffuseur et d'appareil de tirage permettant de mieux utiliser la force ascensionnelle de création de l'écoulement, constituéepar la différence de masse volumique entre l'air chaud et l'air extérieur, et de réduire l'accroissement de l'énergie cinétique de l'air chaud avec l'altitude à une valeur inférieure à celle qu'on aurait dans un panache libre.Atmospheric refrigerant shell and atmospheric refrigerant with natural draft or assisted with applications
The invention relates to atmospheric refrigerants with natural draft or assisted by fans which promote the flow of air, and in particular the shells used in such refrigerants. The shell acts as a diffuser and a pulling device making it possible to better use the upward force of creation of the flow, constituted by the density difference between the hot air and the outside air, and to reduce the increase kinetic energy of hot air with altitude at a value lower than that which one would have in a free plume.
Des contraintes de construction et la prise en compte empirique de résultats d'exploitation ont conduit à adopter, de façon presque universelle, une forme de coque se rapprochant d'un hyperboloide. Les réfrigérants munis de telles coques ont un fonctionnement acceptable. Construction constraints and the empirical consideration of operating results have led to adopt, almost universally, a hull shape approaching a hyperboloide. Refrigerants fitted with such shells have acceptable performance.
Ils présentent cependant certaines limitations. En particulier, on est conduit à donner au diamètre hydraulique de sortie d'une telle coque, au débouché supérieur de cette dernière, une valeur plus faible qu'à la base pour éviter les rentrées d'air froid par le sommet, rentrées nuisibles au fonctionnement. Mais on ne peut aller trop loin dans ce sens, car tout rétrécissement de la coque provoque une accélération de l'écoulement interne qui entraine une perte d'efficacité. Enfin, pour un diamètre a la base et un diamètre au sommet détermines, on doit adopter un profil de raccordement suffisamment progressif pour ne pas provoquer tourbillonnaires, sources de pertes, dans l'écoulement interne.However, they have certain limitations. In particular, we are led to give the hydraulic outlet diameter of such a hull, at the upper outlet of the latter, a lower value than at the base to avoid the return of cold air from the top, return harmful to the operation. But we can not go too far in this direction, because any narrowing of the shell causes an acceleration of the internal flow which results in a loss of efficiency. Finally, for a determined diameter at the base and a diameter at the top, a connection profile must be adopted which is progressive enough not to cause eddies, sources of losses, in the internal flow.
La présente invention vise notamment à fournir une coque pour réfrigérant atmosphérique répondant mieux aux exigence; de la pratique quecellesconnuesjusqu'ici, notamment en ce qu'elle assure un fonctionnement proche de l'optimum et au surplus permet de réduire le coût de réalisation de la coque. The present invention aims in particular to provide a shell for atmospheric refrigerant which better meets the requirements; of the practice that those known so far, in particular in that it ensures an operation close to the optimum and in addition makes it possible to reduce the cost of production of the hull.
Pour atteindre ce résultat, l'invention part d'une approche notablement différente de celle adoptée jusqu'ici. La nouvelle approche a consisté à déterminer tout d'ahord l'évolution du diamètre hydraulique dans un panache qui conduit à un fonctionnement stable, par équilibrage à chaque niveau des forces d'Archimède etdu poids d'une particule d'air froid. Puisonfait l'hypothèse qu'on peut conserver un écoulement stable en adoptant une loi de variation du diamètre hydraulique ajoutant, au terme correspondant à l'équilibre, un terme représentant la récupération d'énergie dans un diffuseur sans apparition de décollement important. To achieve this result, the invention starts from a significantly different approach from that adopted so far. The new approach consisted in first determining the evolution of the hydraulic diameter in a plume which leads to stable operation, by balancing at each level the Archimedes' forces and the weight of a particle of cold air. Then we hypothesize that we can keep a stable flow by adopting a law of variation of the hydraulic diameter adding, to the term corresponding to equilibrium, a term representing the recovery of energy in a diffuser without the appearance of significant separation.
Cette approche conduit à une coque pour réfrigérant atmosphérique naturel ou assisté, ayant une zone d'échange installée à l'intérieur du réfrigérant, caractérisée en ce que son profil vertical est tel que le diamètre hydraulique D dans chaque section horizontale, à une altitude z au-dessus d'une section de référence où le diamètre hydraulique est Do,estcompris entre unefois et 1,15 fois la valeur donnée par la formule
D El +(2apgz/pV02 1)1-0,25 ' +2 +2 ez (1)
o dans laquelle VO est la vitesse débitante verticale dans la section de référence.This approach leads to a shell for natural or assisted atmospheric refrigerant, having an exchange zone installed inside the refrigerant, characterized in that its vertical profile is such that the hydraulic diameter D in each horizontal section, at an altitude z above a reference section where the hydraulic diameter is Do, is between once and 1.15 times the value given by the formula
D El + (2apgz / pV02 1) 1-0.25 '+2 +2 ez (1)
o in which VO is the vertical flow velocity in the reference section.
p est la masse volumique de l'air chaud.p is the density of hot air.
Ap est l'écart de masse volumique de l'air entre l'extérieur et l'in-
térieur de la coque.Ap is the density difference of air between the exterior and the in-
inside of the hull.
est un paramètre de calage sans dimension compris entre 0,09 et
0,13.is a dimensionless setting parameter between 0.09 and
0.13.
Dans la formule ci-dessus le diamètre hydraulique D est défini par la relation connue D =4S/P, ou S est l'aire de la section horizontale et P.le périmètre. Dans le cas fréquent d'une section circulaire, le diamètre hydraulique se confond avec le diamètre. In the above formula the hydraulic diameter D is defined by the known relation D = 4S / P, where S is the area of the horizontal section and P. the perimeter. In the frequent case of a circular section, the hydraulic diameter merges with the diameter.
Naturellement, pour une coque donnée, la valeur de e sera constante dans toutes les sections et le pourcentage compris entre 1 et 1,15 ne subira que des variations lentes, afin d'éviter toute discontinuité provoquant des turbulences. Naturally, for a given hull, the value of e will be constant in all the sections and the percentage between 1 and 1.15 will only undergo slow variations, in order to avoid any discontinuity causing turbulence.
L'invention est applicable à l'ensemble des types d'aéroréfrigérants actuellement utilisés, qu'ils soient humides, secs ou secs-humides. Elle s'adapte aussi bien aux réfrigérants dont la surface d'échange occupe une tranche horizontale à la base de la coque qu'àceux oU la zone d'échange est placée dans un anneau vertical à la périphérie de la coque, bien qu'elle ait un intérêt tout particulier dans le premier cas. The invention is applicable to all types of air coolers currently used, whether they are wet, dry or dry-wet. It adapts as well to refrigerants whose exchange surface occupies a horizontal slice at the base of the shell as to those where the exchange zone is placed in a vertical ring at the periphery of the shell, although it has a special interest in the first case.
En général,la mise en oeuvre de l'invention permettra de réduire la surface de coque d'environ 20 % par rapport à un profil classique, pour un réfrigérant destiné à dissiper la même puissance, et de réduire corrélativement le coût. Elle est également applicable aux réfrigérants présentant une coque dont les sections horizontales ne sont pas circulaires, et ont par exemple une forme polygonale. Enfin, elle s'applique non seulement aux coques construites de façon traditionnelles en béton armé, mais aussi aux coques utilisant d'autres matériaux constitutifs, notamment à celles associant le béton et le textile, couramment désignéespar le terme BETEX.In general, the implementation of the invention will make it possible to reduce the shell surface area by around 20% compared to a conventional profile, for a refrigerant intended to dissipate the same power, and to reduce the cost correspondingly. It is also applicable to refrigerants having a shell whose horizontal sections are not circular, and for example have a polygonal shape. Finally, it applies not only to hulls constructed in the traditional way in reinforced concrete, but also to hulls using other constituent materials, in particular those combining concrete and textiles, commonly designated by the term BETEX.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécution donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels
La figure 1 montre une coque de réfrigérant à surface d'échange horizontale, en coupe suivant un plan vertical passant par son axe.The invention will be better understood on reading the following description of particular embodiments given by way of nonlimiting examples. The description refers to the accompanying drawings in which
Figure 1 shows a coolant shell with a horizontal exchange surface, in section along a vertical plane passing through its axis.
La figure 2, similaire à la figure 1, montre une coque de réfrigérant dont la surface d'échange est placée à la périphérie de la tour dans une zone en forme d'anneau vertical. Figure 2, similar to Figure 1, shows a coolant shell whose exchange surface is placed on the periphery of the tower in a vertical ring-shaped area.
Sur la figure 1, aligne en tirets 10 correspond au profil donné par la formule 1 ci-dessus pour des valeurs particulières des paramètres de fonctionnement. La section de référence de diamètre hy draulique D se trouve au niveau supérieur de la zone occupée par les
o surfaces d'échange 11. Dans ce mode de réalisation, l'ensemble de la çoque 12 a un diamètre plus faible que la surface d'échange. Elle peut être supportée par des piliers 13 qui traversent la surface d'échange.In FIG. 1, dashed line 10 corresponds to the profile given by formula 1 above for particular values of the operating parameters. The hydraulic diameter reference section D is located at the upper level of the area occupied by the
o exchange surfaces 11. In this embodiment, the assembly of the seal 12 has a smaller diameter than the exchange surface. It can be supported by pillars 13 which cross the exchange surface.
La partie de la coque située au-dessous de l'appui sur les piliers 13 peut se réduire à un auvent de séparation de i'air intérieur et del'air ambiant ayant une constitution légère. Cet auvent peut notamment -être constitué par un simple bardage, soutenu à l'extérieur par des poteaux légers 15 et prenant appui à l'intérieur sur le linteau de la coque proprement dite 12. Les piliers 13 et la coque elle-même peuvent être constitués en tout matériau de structure appropriée.The part of the shell located below the support on the pillars 13 can be reduced to a canopy for separating the indoor air and the ambient air having a light constitution. This awning can in particular be constituted by a simple cladding, supported on the outside by light posts 15 and bearing inside on the lintel of the hull proper 12. The pillars 13 and the hull itself can be made of any material of appropriate structure.
On voit que le profil de tour adoptée est fortement convergent au niveau de l'auvent, puis comporte une partie pratiquement cylindri que, et enfin une partie haute formant un léger divergent. Une compa raison avec le profil 17 d'une tour hyperbolique classique correspondant à la même puissance thermique dissipée, profil indiquéehtraits mixtes, montre que la surface extérieure et donc le volume de béton à mettre en oeuvre sont sensiblement diminué s, alors que le fonctionnement est de son côté nettement ailelioré. It can be seen that the profile of the tower adopted is highly convergent at the level of the awning, then comprises a practically cylindrical part, and finally a high part forming a slight divergence. A comparison with the profile 17 of a conventional hyperbolic tower corresponding to the same dissipated thermal power, profile indicated, mixed shows, shows that the external surface and therefore the volume of concrete to be used are significantly reduced, while the operation is for its part clearly improved.
A titre d'exemple, on peut indiquer qu'un réfrigérant du type montré en figure l,destiré à une tranche de 1300 megawatts électriques, pourrait avoir un diamètre externe d'auvent de 150m, un diamètre au raccordement de la coque et de l'auvent égal à 120m et une hauteur totale de 190m. By way of example, it can be indicated that a refrigerant of the type shown in FIG. 1, intended for a section of 1,300 megawatts electric, could have an external diameter of awning of 150 m, a diameter at the connection of the hull and the awning equal to 120m and a total height of 190m.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, où seul est repré - sentie un profil 12a correspondant à des valeurs particulières de Para mètres de fonctionnement, la section de référence est la section horizontale 16 située au sommet de la zone lla occupe par les surfaces d'échange et rapporte' e au diamètre interne de la zone d'échange. Là encore, la coque pourra reposer sur des piliers (non représentés) répartis circonférentiellement à l'intérieur ou au travers des surfaces d'échanqe. La surface supérieur de la zone lla occupée par les échan- geurs sera prévue pour se raccorder à la base de la coque, afin dévi- ter les turbulences. In the embodiment of FIG. 2, where only a profile 12a is represented corresponding to particular values of Para operating meters, the reference section is the horizontal section 16 situated at the top of the area lla occupied by the surfaces and relates to the internal diameter of the exchange zone. Again, the shell may rest on pillars (not shown) distributed circumferentially inside or through the notch surfaces. The upper surface of the area lla occupied by the exchangers will be provided to connect to the base of the hull, in order to avoid turbulence.
L'invention peut être utilisée e dans un ré fripé rant à tirage assisté comportant des ventilateurs à la partie basse. The invention can be used in an assisted draft container comprising fans in the lower part.
Dans ce cas, seule la partie de la coque située au-dessus du niveau des ventilateurs aura la forme définie par la formule (1) cidessus. In this case, only the part of the hull located above the level of the fans will have the shape defined by the formula (1) above.
L'expérience a montré que l'on peut espérer un gain sur le volume de béton à mettre en oeuvre qui est de l'ordre de 15 %, lorsque l'on substitue la forme de l'invention à l'une des formes traditionnelles. De plus, le profil suivant l'invention évite les rentrées d'air froid à la sortie de la tour qui diminuent la hauteur de tirage. Experience has shown that we can expect a gain on the volume of concrete to be used which is of the order of 15%, when we replace the form of the invention with one of the traditional forms. . In addition, the profile according to the invention avoids the inflow of cold air at the outlet of the tower which reduces the draft height.
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Priority Applications (1)
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| FR8409774A FR2566517B1 (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ATMOSPHERIC REFRIGERANT SHELL AND ATMOSPHERIC REFRIGERATOR WITH NATURAL OR ASSISTED PULL INCLUDING APPLICATIONS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| FR8409774A FR2566517B1 (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ATMOSPHERIC REFRIGERANT SHELL AND ATMOSPHERIC REFRIGERATOR WITH NATURAL OR ASSISTED PULL INCLUDING APPLICATIONS |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| FR2566517A1 true FR2566517A1 (en) | 1985-12-27 |
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ID=9305286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| FR8409774A Expired FR2566517B1 (en) | 1984-06-21 | 1984-06-21 | ATMOSPHERIC REFRIGERANT SHELL AND ATMOSPHERIC REFRIGERATOR WITH NATURAL OR ASSISTED PULL INCLUDING APPLICATIONS |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2566517B1 (en) |
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- 1984-06-21 FR FR8409774A patent/FR2566517B1/en not_active Expired
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| FR2566517B1 (en) | 1989-07-13 |
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