WO2012172224A4 - Dispositif et procede de refroidissement cryogenique - Google Patents

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Abstract

Procédé et dispositif de refroidissement cryogénique comprenant un cryo-refroidisseur (18) principal comportant une tête froide (19) disposée dans une première enceinte (16) sélectivement mise sous vide, un réservoir (9) de fluide de travail disposé dans une seconde enceinte (10) sélectivement mise sous vide, un organe (8) à refroidir étant disposé dans le réservoir (9) en échange thermique avec le fluide de travail, la tête (19) froide du cryo-refroidisseur (18) principal étant reliée thermiquement avec un échangeur de chaleur (17), lui-même relié fluidiquement avec le réservoir (9) via des conduites (30, 31) formant une première boucle de circulation pour le fluide de travail, les conduites (30, 31) transitant de la première (16) à la seconde (10) enceinte, caractérisé en ce que les volumes sélectivement sous vide des première (16) et seconde (10) enceintes sont indépendants et en ce que le dispositif comporte un cryo-refroidisseur (1) secondaire comprenant une tête froide (7) disposée dans une troisième enceinte (4) sélectivement mise sous vide, la tête (7) froide du cryo-refroidisseur (1) secondaire étant reliée thermiquement avec un échangeur de chaleur (2), lui-même relié fluidiquement avec le réservoir (9) via des conduites (130, 131) formant une seconde boucle de circulation pour le fluide de travail, et en ce que le volume sélectivement sous vide de la troisième enceinte (4) est indépendant des volumes sélectivement sous vide des première (16) et seconde (10) enceintes.

Claims

11 REVENDICATIONS MODIFIÉES reçues par le Bureau international le 04.MARCH.2013 (04.03.2013)
1. Dispositif de refroidissement cryogénique comprenant un cryo- refroidisseur (18) principal comportant une tête froide (19) disposée dans une première enceinte (16) mise sous vide, un réservoir (9) de fluide de travail disposé dans une seconde enceinte (10) mise sous vide, un organe (8) à refroidir étant disposé dans le réservoir (9) en échange thermique avec le fluidê de travail, la tête (19) froide du cryo-refroidisseur (18) principal étant reliée thermiquement avec un échangeur de chaleur (17), lui-même relié fluidiquement avec le réservoir (9) via des conduites (30, 31 ) formant une première boucle de circulation pour le fluide de travail, les conduites (30, 31) transitant de la première (16) à la seconde (10) enceinte, caractérisé en ce que les volumes sous vide des première (16) et seconde (10) enceintes sont indépendants c'est-à-dire que les vides des première et seconde enceintes sont indépendants et en ce que le dispositif comporte un cryo-refroidisseur (1) secondaire comprenant une tête froide (7) disposée dans une troisième enceinte (4) mise sous vide, la tête (7) froide du cryo-refroidisseur (1) secondaire étant reliée thermiquement avec un échangeur de chaleur, lui- même relié fluidiquement avec le réservoir (9) via des conduites (130, 131 ) formant une seconde boucle de circulation pour le fluide de travail, et en ce que le volume sous vide de la troisième enceinte (4) est indépendant des volumes sous vide des première (16) et seconde (10) enceintes c'est-à-dire que les vides des première, seconde et troisième enceintes sont indépendants.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'une au moins parmi les première (16) et troisième (4) enceintes est obturée de façon étanche par au moins un capot (15) sélectivement démontable.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que au moins un capot (15) sélectivement démontable est disposé dans la partie inférieure de l'enceinte (16, 4), de façon adjacente à la tête froide (19, 7).
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'au moins un capot (15) est monté de façon étanche sur le corps de l'enceinte (16, 4) via des vis (22) de fixation.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte, autour des conduites (30, 31 ) transitant de la première
(16) à la seconde (10) enceinte, des barrières (40) de vide assurant une séparation des volumes sous vide des première (16) et seconde (10) enceintes, les barrières (40) de vide étant disposées dans au moins une 12
portion (23) tubulaire formant une jonction entre la première (16) et la seconde (10) enceintes.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte, autour des conduites (130, 131 ) transitant de la troisième (4) à la seconde (10) enceinte, des barrières (40) de vide assurant une séparation des volumes sous vide des troisième (4) et seconde (10) enceintes, les barrières (40) de vide étant disposées dans au moins une portion (23) tubulaire formant une jonction entre la troisième (4) et la seconde (10) enceintes.
. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tête froide (19,
7) du ou des cryo-refroidisseur (1 , 18) est associée à un échangeur de chaleur (17) formant un condenseur pour le fluide de travail.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la tête (19) froide du cryo-refroidisseur (18) principal est reliée au réservoir (9) via deux conduites (30, 31 ) dont les extrémités amont sont raccordée à un volume (21 ) hermétique disposé sous la tête froide du cryo-refroidisseur (18) principal, les extrémités aval des conduites (30, 31 ) étant reliées à une extrémité supérieure du réservoir (9) via une portion verticale ou sensiblement verticale.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tête (7) froide du cryo-refroidisseur (1 ) secondaire est relié au réservoir (9) via deux conduites (130, 131 ) dont les extrémités amont sont raccordée à un volume (121 ) hermétique disposé sous la tête froide (7) du cryo-refroidisseur (1 ) secondaire et les extrémités aval sont reliées à une extrémité supérieure du réservoir (9) via une portion verticale ou sensiblement verticale.
10. Procédé de refroidissement à basse température d'un organe (8) via un dispositif de refroidissement cryogénique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le cryo-refroidisseur (18) principal est utilisé pour refroidir l'organe (8), la première enceinte ( 6) et la seconde (10) enceinte étant mises sous vide et en ce que le cryo-refroidisseur (1) secondaire est sélectivement mis à l'arrêt ou en fonctionnement pendant que le cryo-refroidisseur ( 8) principal est en fonctionnement.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le cryo- refroidisseur (18) principal est mis à l'arrêt et en ce que, simultanément ou de façon anticipée, le cryo-refroidisseur (1 ) secondaire est démarré pour assurer 13
le refroidissement de l'organe (8), la troisième enceinte (4) étant mise sous vide ou maintenue sous vide.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11 , caractérisé en ce que, lors de la mise à l'arrêt d'un cryo-refroidisseur ( 8, 1 ), la tête froide (19, 7) du cryo- refroidisseur (18, 1 ) mis à l'arrêt est réchauffée jusqu'à une température ambiante via l'une au moins des étapes suivantes :
- par réchauffement naturel spontané,
- par un réchauffement actif commandé,
- par circulation forcée de gaz à température ambiante dans l'enceinte du cryo-refroidisseur ( 8, 1 ) ou autour des échangeurs (17) via un tube bobiné ou tout autre dispositif.
- par mise à la pression atmosphérique le volume de l'enceinte cryo- refroidisseur (18, 1).
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réparation ou de maintenance de l'un des deux cryo-refroidisseurs (18, 1) tandis que l'autre cryo- refroidisseur (1 , 18) est en fonctionnement et assure le refroidissement de l'organe (8), le procédé comprenant :
- un arrêt ou un maintien de l'arrêt du fonctionnement du cryo-refroidisseur (18, 1 ) destiné à subir une réparation ou de maintenance,
- un maintien à une température ambiante ou une mise à une température ambiante du cryo-refroidisseur (18, 1) destiné à subir une réparation ou de maintenance,
- une ouverture de l'enceinte (16, 4) contenant du cryo-refroidisseur (18, 1) destiné à subir une réparation ou de maintenance,
- le démontage du cryo-refroidisseur (18, 1 ) destiné à subir une réparation ou de maintenance en vue de son remplacement ou de sa réparation sans relié à l'atmosphère le volume (21 , 121) hermétique,
- un maintien du vide au sein de l'enceinte de l'autre cryo-refroidisseurs ( , 18) en fonctionnement ainsi que dans la seconde (10) enceinte.
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