<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX DISPOSITIFS DE CHAUFFAGE DES CONDUITES DE TRANSPORT DES FLUIDES, NOTAMMENT DES FLUIDES VISQUEUX A LA TEMPERATURE ORDINAIRE.
L'invention est relative aux dispositifs de chauffage des con- duites de transport des fluides,connues généralement sous le nom de "pi- pe-lines", et notamment des fluides visqueux à la température ordinaire.
Elle a pour but surtout de rendre tels ces dispositifs qu'ils répondent mieux que jusqu'à ce jour aux divers desiderata de la pratique.
Elle consiste principalement à rapporter, sur la longueur de la conduite du fluide à transporter, des éléments creux pourvus d'une ou- verture longitudinale continue de largeur inférieure au diamètre extérieur de la conduite, les bords de cette ouverture étant amenés contre la paroi extérieure de ladite conduite et assemblés à celle-ci de façon étanche (de préférence par un cordon de soudure), de manière à former au moins une canalisation continue, limitée, d'une part, par des éléments creux assem- blés bout à bout et, d'autre part, par la partie de la paroi externe de la conduite en regard de ceux-ci, cette canalisation étant utilisée pour la circulatio d'un fluide de réchauffage.
Elle comprend, mise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps, mais qui pourraient, le cas échéant, être utilisées isolément, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Elle vise plus particulièrement certains modes d'application, ainsi que certains modes de réalisation desdites dispositions et elle'vise, plus particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nou- veaux, les dispositifs du genre en question comportant application de ces mêmes dispositifs, ainsi que les éléments spéciaux propres à leur éta-
<Desc/Clms Page number 2>
blissement et les ensembles ou installations comprenant de semblables dis- positifs .
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que du dessin ci-annexé, lesquels complément et dessin sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indica- tion.
Les figures 1,2 et 3 de ce dessin montrent, en coupe trans- versale, des conduites de transport d'un fluide munies d'un dispositif de chauffage établi conformément à l'invention.
Les figures 4, 5 et 6 montrent, également en coupe transversa- le, des conduites de transport pourvues d'un dispositif de chauffage établi conformément à une variante de l'invention.
Les figures 7 & 8 montrent respectivement en élévation et en coupe transversale suivant VIII - VIII fig. 7, un mode de jonction de deux tronçons de conduite et de leur canalisation de chauffage.
Selon l'invention et plus particulièrement selon celui de ses modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préfé=' rence et se proposant d'établir un dispositif de chauffage pour une con- duite de transport d'un fluide, on s'y prend comme suit ou de façon analo- gue.
Le transport de produits par pipe-line présente de nombreux avantages économiques et se développe rapidement. Seuls les moyens de pompage limitent les possibilités de ce système de transport, mais lorsque les produits sont visqueux à basse température, il est nécessaire de les réchauffer pour les pomper et les refouler dans une conduite de transport.
Le réchauffage a un double but : diminuer la viscosité et ré- duire les pertes de charge pendant les pompages, et maintenir le produit suffisamment fluide pendant les arrêts de transport pour éviter qu'il ne se fige et ne forme des bouchons.
Selon l'un des modes de réalisation adoptés jusqu'à présent, on constitue le dispositif de chauffage ; - ou bien en chemisant entièrement la conduite de transport par une autre conduite et en faisant passer dans l'espace annulaire ainsi formé un fluide de chauffage, mode de réalisation qui présente l'avantage d'un bon rendement thermique, mais l'inconvénient d'être onéreux - ou bien en montant un tube de vapeur ou d'eau chaude à l'in- térieur de la conduite de transport, mode de réalisation qui.présente également l'avantage d'un bon rendement thermique, mais un certain nombre d'inconvénients tels qu'une diminution notable de la section utile de la conduite, une augmentation des pertes de charge, le danger de mélanger de de la vapeur ou de l'eau aux produits transportés, en cas de fuites sur le tube de chauffage ou de rupture de celui-ci et,
dans ce mode de réalisa- tion comme dans le précédent, des difficultés dans l'assemblage des tron- çons et dans le contrôle d'étanchéité de l'élément intérieur ; - ou bien en accolant extérieurement à la conduite de trans- port et en dessous de celle-ci un tube de chauffage, ce qui remédie en grande partie aux inconvénients inhérents aux modes de réalisation précé- dents, mais présente l'inconvénient d'un médiocre rendement thermique, le tube de chauffage devant être monté à une certaine distance de la condui- te de transport ou ne toucher la conduite que sur une génératrice.
Au lieu d'avoir recours à l'un de ces modes de réalisation, on rapporte, sur la longueur de la conduite du fluide à transporter, des élé- ments creux pourvus d'une ouverture longitudinale continue, de largeur infé- rieure au diamètre extérieur de la conduite ; on amène les bords de cette
<Desc/Clms Page number 3>
ouverture contre la paroi extérieure de ladite conduite et on les assemble à celle-ci de façon étanche, de préférence en déposant un cordon de.soudure dans chacune des rainures que forment extérieurement la conduite et lès' bords de l'élément creux. On assemble bout à bout les éléments creux le long de la conduite et on obtient ainsi une canalisation possédant avec la conduite une grande surface commune, et dans laquelle on fait circuler un fluide de chauffage tel que de la vapeur d'eau ou de l'eau chaude.
On a recours avantageusement, pour les éléments creux, à des fers profilés, tels que des cornières ou des fers à U ou à des profilés de section courbe, semi-circulaire ou autre, tous éléments que l'on trouve en dimensions standard dans le commerce ou que l'on peut réaliser économique- ment par étirage, laminage à froid ou emboutissage.
En ce qui concerne d'abord le tronçon courant de conduite, se- lon une première solution on rapporte une file unique d'éléments creux sur la conduite de transport, et, de préférence en dessous de celle-ci, afin d'éviter que le liquide de chauffage ou l'eau de condensation de la vapeur de chauffage ne s'amasse le long des lignes de jonction des éléments avec la conduite et n'occasionne la corrosion des moyens de jonction et d'étan- chéité, constitués en général par des cordons de soudure.
A cet effet, on rapporte sur la conduite 1, par exemple, un fer cornière, 2, (fig. 1) , un fer à U, 3, (fig. 2) ou une tôle de forme,4, (fig. 3), et l'on assemble les bords de ces éléments à la conduite par des cordons de soudure 5,5. Ces profilés sont avantageusement soudés avant montage des conduites, soit manuellement, soit par des moyens auto- matiques à grand rendement. On obtient ainsi une canalisation 6, dans laquelle on fait circuler le fluide de chauffage, cette canalisation pré- sentant avec la conduite de transport une surface commune a importante, qui favorise les échanges calorifiques, la chaleur étant transmise d'un fluide à l'autre uniquement à travers la paroi de la conduite 1.
Le mode de réalisation utilisant une cornière (fig. 1) permet de canaliser dans l'angle inférieur de celle-ci le liquide de chauffage, lorsqu'on interrompt sa circulation, ou l'eau de condensation de la va- peur de chauffage. Les autres modes de réalisation représentés assurent une plus grande section de passage au fluide de chauffage, pour une lar- geur hors tout donnée, et diminuent ainsi les pertes de charge. Dans tous les cas, on prévoit avantageusement aux.points bas de la canalisa- tion de chauffage des dispositifs de purge permettant d'éviter l'accumu- lation de liquide en ces points et les inconvénients évidents qui en dé- coulent.
Selon une deuxième solution, on rapporte plusieurs files d'é- léments creux sur la conduite de transport, ce qui permet d'augmenter la surface d'échange calorifique entre le fluide de chauffage et le fluide à transporter et de rendre plus homogène la température de celui-ci.
A cet effet, on rapporte sur la conduite 1, par exemple, deux fers à U 3a' 3b au-dessus et au-dessous.de la conduite (fig. 4) ou deux tôles de forme 4a et 4b de chaque côté de la conduite (fig. 5), ou en- core trois fers cornières 2a, 2b, 2c sur la périphérie de la conduite.
Toute autre combinaison d'éléments creux pourrait évidemment être utili- sée sans sortir du cadre de l'invention, les canalisations étant soit re- liées entre elles, soit indépendantes, ce qui permet dans ce cas de ré- gler aisément le débit du fluide de chauffage et par conséquant la tem- pérature du fluide à transporter, en le faisant passer à volonté dans toutes les canalisations ou seulement dans certaines de celles-ci.
Quel que soit le mode de réalisation adopté, la section to- tale de la conduite de transport e,t du système de réchauffage conserve une forme générale s'inscrivant bien dans-un cercle, donc offrant un mi- nimum de développement pour une section donnée. Cette particularité est avantageuse, d'une part, au point de vue du rendement calorifique, puis-
<Desc/Clms Page number 4>
que la déperdidition de chaleur vers le milieu extérieur, étant proportion- nelle audit développement est ainsi réduite à une valeur minimum, et, d'au- tre part, au point de vue isolément calorifique, car elle permet de mettre aisément en place un revêtement calorifuge tel que 7.
La mise en place des profilés n'empêche pas de façonner les tubes par la suite et ceux-ci peuvent être cintrés ou formés par les métho- des habituelles de chaudronnage, sans précautions spéciales. Les tronçons de conduite non rectilignes peuvent ainsi être réalisés aussi économique- ment que les tronçons rectilignes.
En ce qui concerne maintenant la jonction de deux tronçons con- sécutifs de conduite, munis d'un tel dispositif de chauffage, on l'effec- tue sur place, soit au moyen d'une bride, soit plus généralement actuelle- ment par soudure. Dans le premier cas, la bride forme un bourrelet de diamètre supérieur au diamètre courant de la conduite. Dans le deuxième cas, les normes exigent que la soudure soit apparente. Il ponvient donc en général d'écarter la ou les canalisations de chauffage de la conduite de transport au droit des joints.
Suivant un mode de réalisation préféré, on interrompt à cet effet les tronçons de la canalisation de chauffage à une certaine distance de part et d'autre du joint de la conduite de transport et on effectue la liaison entre lesdits tronçons au moyen d'un conduit de section équiva- lente à celle des tronçons', en vue de diminuer les pertes de charge du fluide de chauffage au droit du joint et on agence ledit conduit de pré- férence de façon telle que les points bas du conduit de raccord et de la canalisation courante de chauffage soient sensiblement à la même hauteur, en vue d'éviter une accumulation d'eau de condensation au droit du joint.
On a représenté à la figure 7, en élévation, et, à la figure 8, en coupe transversale suivant VIII - VIII figure 7, un mode de réali- sation du dispositif de raccord appliqué au dispositif de chauffage re- présenté à la figure 1, laquelle correspond à la coupe suivant I - I figure 7.
Les tronçons la et lb de la conduite de transport sont assem- blés par un cordon de soudure 8, qu'il convient de laisser entièrement ap- parent. On interrompt les tronçons de la canalisation de chauffage 2a, 2b à une certaine distance du joint 8. Le raccord se fait par deux pla- ques 9a, 9b soudées à chaque extrémité de cornière. Ces plaques sont percées et reliées par un conduit 10 de section équivalence à la section de la canalisation de chauffage, les points bas de la conduite 10 étant à la même hauteur que ceux de la canalisation courante de chauffage 2a, 2b.
.En suite de quoi, quel que soit le mode de réalisation adop- té, on obtient un dispositif de chauffage pour pipe-lines dont le fonc- tionnement ressort suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'entrer à ce sujet dans aucune explication complémentaire et qui peut être utilisé pour le chauffage des conduites servant au transport des hy- drocarbures, goudrons, naphtes, paraffine, mélasses et d'une façon géné- rale tous produits présentant une grande viscosité à froid et devant être réchauffés pour être pompables et transportables.
En tous cas, un tel dispositif présente de réels avantages, notamment : - un montage facile à partir d'éléments profilés que l'on trouve en général en dimensions standard dans le commerce ; - un bon rendement thermique, la conduite de chauffage ayant une importante surface commune avec la conduite de transport et les échan- ges calorifiques se faisant à travers une seule paroi métallique ; - une surveillance facile de l'étanchéité de la conduite de transport et de la ou des canalisations de chauffage.
<Desc/Clms Page number 5>
Comme il va de soi, et comme il résulte déjà de'ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ces modes dapplication; non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été spécialement indiqués, elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVEMENTS FOR HEATING DEVICES FOR FLUID TRANSPORT DUCTS, ESPECIALLY VISCOUS FLUIDS AT ORDINARY TEMPERATURE.
The invention relates to devices for heating fluid transport conduits, generally known under the name of "pipelines", and in particular viscous fluids at ordinary temperature.
Its main purpose is to make these devices such that they respond better than to date to the various desiderata of practice.
It mainly consists in fitting, over the length of the pipe of the fluid to be transported, hollow elements provided with a continuous longitudinal opening of a width less than the outer diameter of the pipe, the edges of this opening being brought against the outer wall. of said pipe and assembled thereto in a sealed manner (preferably by a weld bead), so as to form at least one continuous pipe, limited, on the one hand, by hollow elements assembled end to end and , on the other hand, by the part of the outer wall of the pipe opposite them, this pipe being used for the circulatio of a heating fluid.
It comprises, apart from this main provision, certain other provisions which are preferably used at the same time, but which could, where appropriate, be used in isolation, and which will be discussed more explicitly below.
It relates more particularly to certain modes of application, as well as to certain embodiments of said provisions and it relates, more particularly still, and this as new industrial products, to devices of the type in question comprising the application of these same devices. , as well as the special elements specific to their condition.
<Desc / Clms Page number 2>
building and assemblies or installations comprising similar devices.
And it can, in any event, be clearly understood with the aid of the additional description which follows, as well as the appended drawing, which supplement and drawing are, of course, given above all by way of indication.
Figures 1, 2 and 3 of this drawing show, in cross section, conduits for transporting a fluid provided with a heating device established in accordance with the invention.
Figures 4, 5 and 6 show, also in cross section, transport pipes provided with a heating device established in accordance with a variant of the invention.
Figures 7 & 8 show respectively in elevation and in cross section along VIII - VIII fig. 7, a method of joining two pipe sections and their heating pipe.
According to the invention and more particularly according to that of its modes of application, as well as according to those of the embodiments of its various parts to which it seems that it is appropriate to grant the preference and proposing to To establish a heating device for a fluid conveying line, the procedure is as follows or the like.
The transport of products by pipeline has many economic advantages and is developing rapidly. Only the pumping means limit the possibilities of this transport system, but when the products are viscous at low temperature, it is necessary to heat them in order to pump them and push them back into a transport pipe.
Reheating has a dual purpose: to reduce viscosity and reduce pressure drops during pumping, and to keep the product sufficiently fluid during transport stops to prevent it from freezing and forming plugs.
According to one of the embodiments adopted so far, the heating device is formed; - Or by completely lining the transport pipe with another pipe and by passing a heating fluid through the annular space thus formed, an embodiment which has the advantage of good thermal efficiency, but the disadvantage of 'be expensive - or by mounting a steam or hot water tube inside the conveying line, an embodiment which also has the advantage of good thermal efficiency, but a number of drawbacks such as a noticeable reduction in the useful section of the pipe, an increase in pressure drops, the danger of mixing steam or water with the transported products, in the event of leaks on the heating tube or rupture thereof and,
in this embodiment as in the previous one, difficulties in assembling the sections and in checking the tightness of the interior element; - or else by joining a heating tube on the outside to the transport pipe and below it, which largely overcomes the drawbacks inherent in the previous embodiments, but has the drawback of a poor thermal efficiency, the heating tube having to be mounted a certain distance from the transport line or only touching the line on a generator.
Instead of having recourse to one of these embodiments, hollow elements provided with a continuous longitudinal opening, of width less than the diameter, are attached over the length of the pipe for the fluid to be transported. exterior of the pipe; we bring the edges of this
<Desc / Clms Page number 3>
opening against the outer wall of said pipe and they are assembled to the latter in a sealed manner, preferably by depositing a bead de.soudure in each of the grooves formed on the outside of the pipe and the edges of the hollow element. The hollow elements are assembled end to end along the pipe and a pipe is thus obtained having a large common surface with the pipe, and in which a heating fluid such as steam or water is circulated. Hot water.
For the hollow elements, use is advantageously made of profiled irons, such as angles or U irons or of curved, semi-circular or other section profiles, all elements which are found in standard dimensions in the trade or which can be economically produced by drawing, cold rolling or stamping.
As regards first of all the current section of pipe, according to a first solution, a single row of hollow elements is attached to the transport pipe, and, preferably below the latter, in order to prevent the heating liquid or the condensed water of the heating vapor does not collect along the lines of junction of the elements with the pipe and does not cause corrosion of the means of junction and sealing, generally constituted by welding seams.
To this end, we attach to the pipe 1, for example, an angle iron, 2, (fig. 1), a U-shaped iron, 3, (fig. 2) or a shaped sheet, 4, (fig. 3 ), and the edges of these elements are assembled to the pipe using weld beads 5.5. These sections are advantageously welded before assembly of the pipes, either manually or by automatic means with high efficiency. A pipe 6 is thus obtained, in which the heating fluid is circulated, this pipe having a large common surface with the transport pipe, which promotes heat exchange, the heat being transmitted from a fluid to the. other only through the pipe wall 1.
The embodiment using an angle iron (fig. 1) makes it possible to channel into the lower angle thereof the heating liquid, when its circulation is interrupted, or the water of condensation of the heating vapor. The other embodiments shown provide a larger section of passage for the heating fluid, for a given overall width, and thus reduce the pressure drops. In all cases, the low points of the heating pipe are advantageously provided with purging devices making it possible to avoid the accumulation of liquid at these points and the obvious drawbacks which result therefrom.
According to a second solution, several rows of hollow elements are attached to the transport pipe, which makes it possible to increase the heat exchange surface between the heating fluid and the fluid to be transported and to make the temperature more homogeneous. of it.
To this end, there are attached to the pipe 1, for example, two U irons 3a '3b above and below the pipe (fig. 4) or two shaped sheets 4a and 4b on each side of the pipe. pipe (fig. 5), or three more angle irons 2a, 2b, 2c on the periphery of the pipe.
Any other combination of hollow elements could obviously be used without departing from the scope of the invention, the pipes being either interconnected or independent, which in this case makes it possible to easily adjust the flow rate of the fluid. heating and consequently the temperature of the fluid to be transported, by passing it at will through all the pipes or only through some of them.
Whatever the embodiment adopted, the total section of the transport pipe e, t of the heating system retains a general shape which fits well into a circle, therefore offering a minimum of development for a section. given. This feature is advantageous, on the one hand, from the point of view of the calorific efficiency, since
<Desc / Clms Page number 4>
that the heat loss to the external environment, being proportional to said development, is thus reduced to a minimum value, and, on the other hand, from the stand-alone calorific point of view, because it makes it possible to easily install a coating heat-insulating such as 7.
The placement of the profiles does not prevent the tubes from being shaped afterwards and they can be bent or formed by the usual boilermaking methods, without special precautions. The non-rectilinear pipe sections can thus be produced as economically as the straight sections.
As regards now the junction of two consecutive sections of pipe, provided with such a heating device, it is carried out on site, either by means of a flange, or more generally currently by welding. . In the first case, the flange forms a bead with a diameter greater than the current diameter of the pipe. In the second case, the standards require that the weld be visible. It is therefore generally appropriate to move the heating pipe or pipes away from the transport pipe in line with the joints.
According to a preferred embodiment, for this purpose, the sections of the heating pipe are interrupted at a certain distance on either side of the joint of the transport pipe and the connection between said sections is made by means of a pipe. of section equivalent to that of the sections', in order to reduce the pressure drops of the heating fluid at the right of the joint and said duct is preferably arranged in such a way that the low points of the connecting duct and of the current heating pipes are at approximately the same height, in order to avoid an accumulation of condensation water at the joint.
There is shown in Figure 7, in elevation, and, in Figure 8, in cross section along VIII - VIII Figure 7, an embodiment of the connecting device applied to the heating device shown in Figure 1 , which corresponds to the section along I - I figure 7.
Sections 1a and 1b of the transport pipe are assembled by a weld bead 8, which should be left entirely visible. The sections of the heating pipe 2a, 2b are interrupted at a certain distance from the joint 8. The connection is made by two plates 9a, 9b welded to each end of the angle iron. These plates are pierced and connected by a duct 10 of cross section equivalent to the section of the heating pipe, the low points of the pipe 10 being at the same height as those of the current heating pipe 2a, 2b.
As a result, whichever embodiment is adopted, there is obtained a heating device for pipelines, the operation of which emerges sufficiently from the above that it is unnecessary to enter into this subject. in no further explanation and which can be used for the heating of pipes serving for the transport of hydrocarbons, tars, naphtha, paraffin, molasses and in general all products having a high viscosity when cold and which must be heated for be pumpable and transportable.
In any case, such a device has real advantages, in particular: easy assembly using profiled elements which are generally found in standard sizes on the market; good thermal efficiency, the heating pipe having a large surface area in common with the transport pipe and the heat exchange taking place through a single metal wall; - easy monitoring of the tightness of the transport pipe and of the heating pipe (s).
<Desc / Clms Page number 5>
As goes without saying, and as it already follows from the foregoing, the invention is in no way limited to those of these modes of application; nor to those of the embodiments of its various parts having been specially indicated, it embraces on the contrary all the variants thereof.