BE882812A - Evaporateur a circulation forcee d'une partie de fluide caloporteur - Google Patents

Description

  Evaporateur à circulation forcée d'une partie du fluide caloporteur Evaporateur à circulation forcée d'une partie du fluide caloporteur

  
La présente invention concerne un évaporateur comprenant, entre deux boites, un faisceau de tubes horizontaux dans lesquels circule un fluide caloporteur à l'état de

  
vapeur, destiné à chauffer et/ou évaporer un liquide circulant à l'extérieur des tubes de vapeur.

  
Dans un tel évaporateur, si l'on ne prend aucune mesure particulière la vapeur dans les tubes se condense pratiquement totalement sur la longueur des tubes et la boite dans laquelle débouche la sortie des tubes , recueille le condensat, c'est-à-dire la produit résultant de la condensation de la vapeur de chauffe.

  
Deux des problèmes que l'on rencontre, dans un tel évaporateur sont les suivants: 

  
1) les données thermodynamiques de calcul de l'évaporateur conduisent souvent à un dimensionnement tel que l'écoulement dans les tubes est partiellement ou totalement laminaire. Il est connu que le rendement de l'échange thermique à travers une surface d'échange

  
est sensiblement plus faible lorsque le régime d'écoulement d'un ou des fluides circulant de part et d'autre

  
de la surface est laminaire par comparaison au rendement obtenu dans le cas d'un écoulement turbulente

  
2) un autre problème que l'on rencontre dans un tel évaporateur est celui qui résulte de l'existence de gaz 

  
non condensables dans la vapeur de chauffe. Il est

  
connu que la présence de ces gaz non condensables provoque une diminution du rendement de l'échange thermique entre la vapeur chauffante et le liquide à évaporer. En effet, les gaz non condensables tendent à s'accumuler à l' intérieur des tubes et à y former une gaine qui diminue le potentiel d'échange thermique. De plus, ces gaz

  
non condensables peuvent être corrosifs. Il est par conséquent avantageux de pouvoir empêcher la formation de cette gaine d'incondensables et/ou de pouvoir évacuer ces gaz non condensables aussi efficacement

  
que possible.

  
Ce sont les problèmes que vise à résoudre l'invention. Plus particulièrement, l'objectif est de créer dans

  
les tubes de vapeur un régime turbulent sur toute

  
leur longueur pour assurer un coefficient de transfert thermique élevé et pour que les gaz non ccndens&bles soient entraînés hors des tubes et soient éliminés de manière efficace.

  
Cet objectif est atteint par l'invention qui propose

  
de relier la chambre de condensat à la botte de distribution de vapeur par une conduite de vapeur dans laquelle est placé un ventilateur ou une pompe afin d'assurer une circulation forcée ayant pour effet de maintenir un régime turbulent dans les tubes de vapeur.

  
L'invention est exposée dans ce qui suit en s'appuyant sur le dessin joint qui montre schématiquement une coupe axiale dans un évaporateur conforme à l'invention.

  
Dans l'enveloppe 1, qui s'étend horizontalement, sont ménagés trois compartiments: une boite d'entrée de vapeur 2, un compartiment échangeur de chaleur 3 dans lequel s'étendent un faisceau de tubes horizontaux 30, et une boite de collecte de condensat 4. Les trois compartiments sont séparés par des cloisons 11 et 12 entre lesquelles sont fixés les tubes 30 qui débouchent à leurs extrémités dans les boites 2 et 4. La boite d'entrée 2 est raccordée à une conduite d'arrivée de vapeur ou fluide caloporteur 5 et la boite de collecte de condensat 4 est raccordée à une conduite d'évacuation du condensat 6. Le compartiment échangeur 3

  
est raccordé à une conduite 7 d'alimentation de liquide à évaporer et à une conduite de sortie 8 pour

  
la vapeur produite à partir du liquide. Ce liquide

  
à évaporer est distribué à l'extérieur des tubes 30 par un moyen connu quelconque.

  
En fonctionnement, le fluide caloporteur introduit dans la botte 2 parcourt les tubes 30. Au cours de

  
ce parcours, il chauffe le liquide circulant à l'extérieur des tubes 30 dans le compartiment 3 par échange thermique, jusqu'à ce que ce liquide se trouve partiellement évaporé à la fin de son trajet. Pendant son parcours dans les tubes 30, le fluide caloporteur perd ses calories et se condense, le condensât étant recueilli à la sortie des tubes dans la boite 4.

  
Dans l'appareil tel que décrit jusqu'à présent, le fluide caloporteur quitterait les tubes à une vitesse nulle ou tendant vers zéro, le régime d'écoulement serait donc laminaire sur au moins une partie de la longueur des tubes 30 avec la double conséquence décrite plus haut que le coefficient de transfert thermique serait faible par rapport à celui obtenable en écoulement -.turbulent et que les gaz non.condensables s'accumuleraient dans les tubes 30.

  
Suivant l'invention, on crée et maintient dans les tubes 30 un régime d'écoulement turbulent qui assure un coefficient de transfert élevé sur la totalité de la longueur des tubes 30 et qui favorise l'évacuation efficace des gaz non condensables des tubes 30.

  
A cet effet, les boites 2 et 4 sont connectées entre elles par une conduite 10 dans laquelle est placé un ventilateur ou une pompe 20. La condensation dans les tubes 30 est ainsi délibérément maintenue partielle et la vapeur non condensée qui s'échappe des tubes 30 se trouve réinjectée dans la boite d'entrée 2. L'effet

  
du maintien d'un régime turbulent dans les tubes 30 a été expliqué plus haut. Les gaz incondensables sont extraits de la boite 4 par la tubulure 31 munie d'un diaphragme ou d'une soupape de réglage 32. Dans un

  
tel évaporateur selon l'invention, le gain en transmission de chaleur peut atteindre environ 50% par rapport à un évaporateur équivalent dans lequel toute la vapeur de chauffe se trouve condensée dans les tubes et dans lequel le régime d'écoulement dans les tubes est strictement laminaire.

Claims (1)

1. REVENDICATION

   Evaporateur comprenant un faisceau de tubes horizontaux en communication avec une boite d'entrée de fluide caloporteur reliée à une conduite d'alimentation, et une deuxième boite reliée à une conduite d'évacuation, les tubes horizontaux s'étendant dans un compartiment échangeur et à l'extérieur desquels circule un liquide à évaporer, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une conduite connectée entre ladite deuxième boite

   et la boite d'entrée de fluide caloporteur, cette conduite comportant un dispositif pour y créer une circulation forcée telle que l'écoulement du fluide caloporteur dans lesdits tubes horizontaux soit maintenu. en régime turbulent. <EMI ID=1.1>