Dispositif pour la correction du tirage dans les tours de refroidissement notamment à tirage naturel

Description

[0001] La présente invention, due à la collaboration de M. Jean Maurice, se rapporte à un dispositif pour la correction du tirage dans les tours de refroidissement, notamment à tirage naturel, principalement utilisées pour la dissipation du surplus de calories non transformées en électricité, dans les centrales de toutes sortes, notamment thermiques et nucléaires.

[0002] Une tour de refroidissement, dite sèche, est essentiellement constituée par une coque de révolution formant cheminée, de grande hauteur, supportée à sa base par une couronne de poteaux obliques surmontés d'un linteau circulaire.

[0003] Les échangeurs de chaleur dans lesquels circulent le ou les fluides à refroidir en circuits fermés peuvent être réalisés en batteries disposées sur une section droite de la coque au voisinage de la base, c'est-à-dire dans un plan général horizontal, à une certaine hauteur par rapport au sol. Dans ce cas, les échangeurs reposent sur une charpente métallique en treillis, soutenue par des poteaux verticaux implantés sur la surface de base de la tour.

[0004] Avec cette disposition, l'air froid ou vent extérieur arrive par la base de la tour, entre les différents poteaux supports et remonte en traversant verticalement les échangeurs pour ressortir vers le sommet de la tour en dissipant les calories à l'atmosphère. Par vents forts et très forts, ces derniers traversent la base de la tour horizontalement à une vitesse telle que le débit d'air vertical à travers la batterie d'échangeurs devient insuffisant. Ce phénomène correspond à une augmentation virtuelle rapide de l'ensemble des pertes de charge de la tour, qu'il s'agit de réduire le plus possible pour rétablir le débit d'air et assurer la dissipation du flux thermique nominal.

[0005] Le brevet français FR 2 198 113 décrit déjà une tour de refroidissement par voie sèche et tirage naturel dans laquelle on cherche à utiliser l'énergie du vent pour accroître l'action de réfrigération au moyen de volets disposés aux emplacements de pénétration de l'air, ceci afin d'établir une zone d'air calme. Sous l'action du vent, un accroissement de pression prend naissance, entraînant à son tour l'introduction d'une quantité d'air plus élevée à travers l'échangeur.

[0006] Dans une variante de réalisation du brevet précité, les échangeurs sont disposés sur une section droite de la tour, à une certaine hauteur du sol, les volets étant fixés autour de la base sur les poteaux supports de la cheminée. De tels volets constituent des éléments de retenue du vent mais ne premettent pas de l'orienter vers les échangeurs.

[0007] Dans le brevet GB 577 308 qui s'adresse à une tour à ruissellement, la base de la tour est cloisonnée par des écrans verticaux déterminant des passages d'admission d'air parallèles entre eux et parallèles à un ou plusieurs diamètres. Mais cette disposition ne permet pas de briser et d'orienter le vent vers les échangeurs pour toutes les directions incidentes du vent, notamment lorsque le vent arrive parallèlement aux écrans.

[0008] L'invention a donc pour but de canaliser le vent vers les échangeurs horizontaux avec le maximum d'efficacité et ceci pour toutes les directions incidentes possibles du vent à la base de la tour. A cet effet, l'invention est caractérisée en ce que les moyens d'orientation sont des écrans radiaux, concourant sur l'axe de symétrie de la tour et disposés verticalement entre le sol et la batterie d'échangeurs. De préférence, les écrans ont une forme trapézoïdale tronquée.

[0009] La description qui suit fait référence au dessin annexé sur lequel:

-les figures 1 a et 1 b représentent schématiquement, respectivement en élévation et demi- vue de dessus, la base d'une tour équipée d'écrans déflecteurs de forme rectangulaire ou triangulaire répartis en étoile,

-les figures 2 et 3 représentent des écrans déflecteurs à profil trapézoïdal, respectivement tronqués verticalement et horizontalement,

-les figures 4a et 4b représentent, en élévation et en demi-coupes, des aubages directeurs installés respectivement soit entre les poteaux obliques supports de la coque, soit entre les poteaux verticaux soutenant les échangeurs ou selon une couronne de poteaux extérieurs à la tour.

[0010] Sur la figure 1 a, on reconnaît la base d'une tour de refroidissement comprenant grossièrement une coque 1 supportée à sa base par une couronne de poteaux obliques 2 surmontés d'un linteau circulaire 3.

[0011] Les échangeurs 4, installés sur un plan général horizontal à quelque distance du sol 5, sont supportés par une série de poteaux verticaux 6 visibles sur la figure 4b.

[0012] Conformément à une première série de variantes de réalisation de l'invention, le vent arrivant horizontalement selon la flèche F, est brisé et dévié à travers les échangeurs (F₂), au moyen d'une pluralité d'écrans radiaux 7 disposés verticalement à la base de la tour, concourant sur l'axe de symétrie 8 et inscrits dans une surface correspondant sensiblement à la projection 9 sur le sol de la surface d'échange thermique.

[0013] Chaque branche de l'étoile ainsi formée (fig. 1 b) peut revêtir des formes diverses, notamment rectangulaires (fig. 1 a), triangulaires (pointillés 17, fig. 1 a), de préférence trapézoïdales, tronquées soit verticalement (fig. 2), soit horizontalement (fig. 3), soit encore selon une combinaison des formes précédentes, avec une hauteur variable pouvant atteindre la face inférieure 10 de la batterie d'échangeurs.

[0014] L'étoile représentée est à huit branches, maise il va de soi que le nombre de branches peut être quelconque, de preférence de quatre à douze, symétriques ou non.

[0015] Ces écrans déflecteurs peuvent, dans tous les cas, être pleins ou ajourés selon une perméabilité aux vents, variable. C'est ainsi que l'on peut les réaliser en béton, en tôle ou à l'aide de structures tendues. Un filet déployable à grosses mailles permet notamment de faciliter l'accès aux échangeurs, pour la maintenance par exemple. Les résultats satisfaisants obtenus par cette disposition des écrans peuvent être illustrés par l'exemple numérique suivant, valable en particulier pour des écrans triangulaires ou trapézoïdaux: pour un fonctionnement par vent assez fort, soit un rapport de 4, 5 entre la vitesse du vent en bas de la tour (horizontal, de l'ordre de 75 km/heure) et celle de l'air à la sortie de la tour (vertical), le dispositif correcteur selon l'invention permet de réduire l'augmentation de la perte de charge due au vent, par rapport à un fonctionnement sans vent, dans la proportion approximative de 4, 7 à 2.

[0016] Les figures 4a et 4b illustrent variantes adoptant des aubages directeurs 14 fixes pour orienter et canaliser le vent en direction des échangeurs 4. Ces aubages peuvent être répartis soit entre les poteaux obliques 2 supportant le coque 1 de la tour (fig. 4a) soit entre les poteaux verticaux 6 soutenant les échangeurs selon une couronne intérieure (fig. 4b), soit encore selon une couronne extérieure 15 à la base de la tour, sachant que ce dernier cas nécessite un caisson 16 de raccordement au linteau 3 de la coque (fig. 6b). Diverses combinaisons des variantes précédentes sont oermises.

Revendications

1. Dispositif pour la correction du tirage dans une tour de refroidissement (1) par voie sèche et tirage naturel, équipée d'une batterie d'échangeurs thermiques (4) disposés sur une section droite de la tour à une certaine hauteur du sol (5), tour à la base de laquelle on brise la pression dynamique de l'air et on oriente le vent vers les échangeurs (4) par des moyens appropriés, caractérisé en ce que ces moyens sont des écrans radiaux (7), concourant sur l'axe de symétrie (8) de la tour et disposés verticalement à la base de la tour, entre le sol (5) et la batterie d'échangeurs (4).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les écrans (7) ont de préférence une forme trapézoïdale, tronquée verticalement et/ou horizontalement.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce quêtes écrans (7) sont réalisés en un matériau plein ou ajouré, présentant une certaine perméabilité à l'air.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens sont constitués par une série d'aubages directeurs (14) fixes, installés verticalement sur ou entre les poteaux supports (2) de la tour ou les. poteaux supports (6) des échangeurs.

Claims

1. An arrangement for correcting the draught in a dry-process natural-draught cooling tower (1) which is provided with a battery of heat exchangers (4) which are disposed over a cross, section of the tower at a certain height from the ground (5), at the base of which tower the dynamic pressure of the air is deflected and- the wind is directed towards the exchangers (4) by suitable means, characterised in that said means are radial screen members (7) which converge on the axis of symmetry (8) of the tower and are disposed vertically at the base of the tower, between the ground (5) and the battery of exchangers (4).

2. An arrangement according to claim 1 characterised in that the screen members (7) are preferably of trapezoidal shape which is truncated vertically and/or horizontally.

3. An arrangement according to claim 2 characterised in that the screen members (7) are made of a solid or apertured material having a certain degree of permeability to air.

4. An arrangement according to claim 1 characterised in that said means comprise a series of fixed guide vanes (14) which are installed vertically on or between the support posts (2) of the tower or the support posts (6) of the exchangers.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Verbessern des Zugs in einem Trockenkühlturm (1) mit natürlichem Zug, der mit einer Batterie von Wärmetauschern (4) ausgerüstet ist, die in einem Querschnitt des Turms in einer gewissen Höhe vom Boden (5) angeordnet sind, wobei man an der Basis des Turms den dynamischen Druck der Luft bricht und durch geeignete Mittel den Wind zu den Warmetauschern (4) hinlenkt, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel radiale Schirme (7) sind, die auf der Symmetrieachse (8) des Turms zusammenlaufen und vertikal an der Basis des Turms zwischen dem Boden (5) und der Batterie von Tauschern (4) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (7) vorsugsweise ein trapezförmige, vertikal und/oder horizontal abgeschnittene Form haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (7) aus einem vollen oder löcherigen Material bestehen, das eine gewisse Luftdurchlässigkeit aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel aus einer Reihe von festen Umlenkschaufeln (14) bestehen, die vertikal auf oder zwischen de Stützpfosten (2) des Turms oder den Stützpfosten (6) der Tauscher (4) installiert sind.

Dessins