FR2699264A1

FR2699264A1 - Heat exchanger mounted with anti-erosion baffles - comprises thermal energy transfer to fluid circulating in tube bundle whose bends are protected by anti-erosion device

Info

Publication number: FR2699264A1
Application number: FR9215110A
Authority: FR
Inventors: Dietschy Michel
Original assignee: Babcock Entreprise
Current assignee: Babcock Entreprise
Priority date: 1992-12-15
Filing date: 1992-12-15
Publication date: 1994-06-17
Anticipated expiration: 2012-12-15
Also published as: FR2699264B1

Abstract

Hot fluid flows in the principal direction (FC) in the internal zone of the exchanger. Part of the hot fluid thermal energy is transferred to a fluid (FD) circulating in a tube bundle (30 - 35) which extends inside the exchange zone. The tube bundle has bends (30P - 35P) which are protected against wear caused by suspended abrasive particles carried in the hot fluid. The anti-erosion system is formed by shutters or plates (51 - 56) located inside the tube bundle (30-38;30-35) near the middle of the bends and perpendicular to the tube central plane. ADVANTAGE - Easily placed and lighter anti-erosion baffles.

Description

La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur, et plus particulièrement à un échangeur muni d'un système anti-érosion. The present invention relates to a heat exchanger, and more particularly to an exchanger provided with an anti-erosion system.

Un échangeur de chaleur comprend une ou plusieurs zones d'échange thermique, à l'intérieur de chacune desquelles un fluide"chaud", provenant par exemple d'une chambre de combustion, transmet une partie de sa chaleur à un autre fluide dit"caloporteur". A heat exchanger comprises one or more heat exchange zones, inside each of which a "hot" fluid, for example from a combustion chamber, transmits part of its heat to another fluid called "heat transfer fluid" ".

En général, le fluide chaud s'écoule à travers chaque zone d'échange essentiellement suivant une direction prédéterminée dite"principale", tandis que le fluide caloporteur circule dans un faisceau de tubes. De préférence, ces tubes sont sensiblement rectilignes et s'étendent dans la zone d'échange, à peu près parallèlement ou perpendiculairement à la direction principale d'écoulement du fluide chaud. In general, the hot fluid flows through each exchange zone essentially in a predetermined direction called "main", while the heat transfer fluid circulates in a bundle of tubes. Preferably, these tubes are substantially rectilinear and extend in the exchange zone, roughly parallel or perpendicular to the main direction of flow of the hot fluid.

Toutefois, il n'est pas rare qu'à l'intérieur d'une zone d'échange, les tubes comportent des parties coudées ou cintrées. De mme, on peut prévoir dans un échangeur des déviations locales de l'écoulement du fluide chaud. However, it is not uncommon that inside an exchange zone, the tubes have bent or curved parts. Likewise, local deviations in the flow of the hot fluid can be provided in an exchanger.

Or, si le fluide chaud est chargé de particules abrasives, comme par exemple s'il provient d'une chaudière dont le combustible est sous forme solide et comporte donc des cendres, on observe sur la surface externe des tubes, au niveau de leur partie coudée ou bien des déviations locales du fluide chaud, une érosion précoce. However, if the hot fluid is loaded with abrasive particles, such as for example if it comes from a boiler whose fuel is in solid form and therefore has ash, we observe on the external surface of the tubes, at their part angled or local deviations from the hot fluid, early erosion.

Cette érosion réduit considérablement la durée de vie de l'échangeur, et faute d'effectuer des interventions et des réparations coûteuses, peut entrainer la perforation prématurée des tubes. This erosion considerably reduces the life of the exchanger, and failing to carry out costly interventions and repairs, can cause premature perforation of the tubes.

Dans l'art antérieur, on a déjà prévu des systèmes visant à réduire l'érosion prématurée des parties coudées des tubes d'échangeur de chaleur, sous l'effet des particules abrasives en suspension dans le fluide chaud. In the prior art, systems have already been provided for reducing the premature erosion of the bent parts of the heat exchanger tubes, under the effect of the abrasive particles suspended in the hot fluid.

La plupart des systèmes anti-érosion connus sont constitués par des déflecteurs, notamment disposés en amont des tubes par rapport au sens d'écoulement du fluide chaud, et perpendiculairement à la direction principale de celui-ci. Ainsi, ces systèmes cherchent à éviter le"bombardement"des tubes par les particules abrasives, en interposant un obstacle ou déflecteur, en amont des parties coudées. Most of the known anti-erosion systems consist of deflectors, in particular arranged upstream of the tubes with respect to the direction of flow of the hot fluid, and perpendicular to the main direction thereof. Thus, these systems seek to avoid "bombardment" of the tubes by the abrasive particles, by interposing an obstacle or deflector, upstream of the bent parts.

Mais, de tels obstacles ou déflecteurs provoquent un accroissement de la concentration en particules abrasives ainsi que leur accélération transversale, à proximité des parties protégées, de sorte que l'érosion des tubes y est plus localisée et donc plus rapide encore. Autrement dit, les systèmes anti-érosion connus ont souvent un résultat opposé au but recherché. Il existe également des systèmes anti-érosion constitués par des caillebotis. Ces caillebotis, interposés entre les nappes de tubes afin de freiner l'écoulement du fluide chaud sont lourds et donc difficiles à mettre en place. However, such obstacles or deflectors cause an increase in the concentration of abrasive particles as well as their transverse acceleration, near the protected parts, so that the erosion of the tubes is more localized there and therefore even faster. In other words, known anti-erosion systems often have a result opposite to the desired goal. There are also anti-erosion systems made up of gratings. These gratings, interposed between the layers of tubes in order to slow the flow of hot fluid, are heavy and therefore difficult to install.

Aussi, la présente invention a pour but de proposer un échangeur de chaleur muni d'un système anti-érosion, qui pallie notamment les inconvénients énoncés plus haut de l'art antérieur. Also, the object of the present invention is to propose a heat exchanger provided with an anti-erosion system, which in particular overcomes the drawbacks stated above of the prior art.

A cet effet, l'invention a notamment pour objet un échangeur de chaleur du type comprenant au moins une zone d'échange à l'intérieur de laquelle un fluide"chaud"s'écoule essentiellement suivant une direction principale, afin de transférer une partie de son énergie thermique à un fluide caloporteur qui circule dans un faisceau de tubes s'étendant à l'intérieur de la zone d'échange et comportant au moins une partie coudée, ainsi qu'un système anti-érosion protégeant les parties coudées des tubes contre l'usure provoquée par des particules abrasives en suspension dans le fluide chaud, caractérisé en ce que le système anti-érosion est constitué par au moins un volet, disposé à l'intérieur du faisceau au niveau des parties coudées, et orienté suivant la direction principale d'écoulement du fluide chaud. To this end, the invention particularly relates to a heat exchanger of the type comprising at least one exchange zone inside which a "hot" fluid essentially flows in a main direction, in order to transfer a portion of its thermal energy to a heat transfer fluid which circulates in a bundle of tubes extending inside the exchange zone and comprising at least one bent part, as well as an anti-erosion system protecting the bent parts of the tubes against wear caused by abrasive particles suspended in the hot fluid, characterized in that the anti-erosion system consists of at least one flap, disposed inside the bundle at the bent parts, and oriented according to the main direction of flow of hot fluid.

En outre, l'invention se caractérise en ce que le volet ou plat précité s'étend suivant un plan sensiblement perpendiculaire au plan de cintrage des tubes, à proximité du milieu des parties coudées correspondantes. In addition, the invention is characterized in that the aforementioned flap or plate extends along a plane substantially perpendicular to the plane of bending of the tubes, near the middle of the corresponding bent parts.

Par ailleurs, l'invention a également pour objet un échangeur de chaleur du type comportant au moins une zone d'échange à l'intérieur de laquelle un fluide chaud s'écoule essentiellement suivant une direction principale, afin de transférer une partie de son énergie thermique à un fluide caloporteur qui circule dans un faisceau de tubes rectilignes s'étendant à l'intérieur de la zone d'échange et au niveau duquel l'écoulement du fluide chaud est localement dévié, des particules abrasives étant en suspension dans le fluide chaud, caractérisé en ce que l'échangeur comporte en outre un système anti-érosion constitué par au moins un volet disposé à l'intérieur du faisceau de tubes au niveau de la déviation d'écoulement du fluide chaud et orienté suivant la direction principale d'écoulement de ce fluide. Furthermore, the invention also relates to a heat exchanger of the type comprising at least one exchange zone inside which a hot fluid flows essentially in a main direction, in order to transfer part of its energy thermal to a heat transfer fluid which circulates in a bundle of rectilinear tubes extending inside the exchange zone and at which the flow of the hot fluid is locally deflected, abrasive particles being suspended in the hot fluid , characterized in that the exchanger also comprises an anti-erosion system constituted by at least one flap arranged inside the bundle of tubes at the level of the flow deflection of the hot fluid and oriented in the main direction of flow of this fluid.

Dans ce cas, le volet s'étendra de préférence suivant un plan perpendiculaire à un plan ou nappe défini par les tubes au niveau de la déviation précitée. In this case, the flap will preferably extend along a plane perpendicular to a plane or sheet defined by the tubes at the aforementioned deviation.

Suivant une autre caractéristique de l'invention, le volet précité est un plat métallique, solidaire d'au moins un tube du faisceau. According to another characteristic of the invention, the aforementioned flap is a metal dish, secured to at least one tube of the bundle.

Suivant encore une autre caractéristique, l'une des extrémités au moins du volet ou plat, est fixée par soudage sur un tube du faisceau. According to yet another characteristic, at least one of the ends of the flap or flat, is fixed by welding to a tube of the bundle.

L'invention se caractérise également en ce que l'une des extrémités au moins du volet ou plat est monté sur un tube, par l'intermédiaire d'une coquille permettant un débattement prédéterminé de ladite extrémité du volet suivant la direction principale d'écoulement du fluide chaud. The invention is also characterized in that at least one of the ends of the flap or plate is mounted on a tube, by means of a shell allowing a predetermined movement of said end of the flap in the main direction of flow hot fluid.

Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée de modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple, qui suit et se réfère aux dessins annexés et dans lesquels :
-la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un échangeur de chaleur muni d'un système anti-érosion de l'art antérieur ;
-la figure 2 est une vue schématique en coupe partielle, d'un échangeur conforme à un mode de réalisation de l'invention ; et
-la figure 3 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation de l'invention.However, other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the detailed description of embodiments given solely by way of example, which follows and refers to the appended drawings and in which:
FIG. 1 is a schematic sectional view of a heat exchanger provided with an anti-erosion system of the prior art;
FIG. 2 is a schematic view in partial section, of an exchanger according to an embodiment of the invention; and
FIG. 3 is a sectional view of another embodiment of the invention.

Sur les figures 1 à 3, le chiffre de référence 1 désigne de manière générale un échangeur de chaleur. Dans chaque échangeur 1, la température d'un fluide caloporteur est augmentée par transfert d'une partie de l'énergie thermique d'un autre fluide dit"chaud". Ce type d'échangeur 1 peut notamment constituer un récupérateur ou économiseur d'énergie, par exemple dans une installation de chauffage ou de production d'électricité. Fréquemment, le fluide chaud est un gaz provenant d'une chambre de combustion, chaudière ou analogue, et le fluide caloporteur est un liquide tel que de l'eau ou de la vapeur. In Figures 1 to 3, the reference numeral 1 generally designates a heat exchanger. In each exchanger 1, the temperature of a heat transfer fluid is increased by transferring part of the thermal energy from another so-called "hot" fluid. This type of exchanger 1 can in particular constitute an energy recuperator or saver, for example in a heating or electricity production installation. Frequently, the hot fluid is a gas from a combustion chamber, boiler or the like, and the heat transfer fluid is a liquid such as water or steam.

Pour chaque échangeur 1, le transfert d'énergie entre le fluide caloporteur et le fluide chaud s'effectue à l'intérieur d'une ou plusieurs zones d'échange thermique. Le fluide chaud traverse chaque zone d'échange essentiellement suivant une direction prédéterminée dite"principale", et indiquée sur les figures par les flèches FC. For each exchanger 1, the transfer of energy between the heat transfer fluid and the hot fluid takes place inside one or more heat exchange zones. The hot fluid passes through each exchange zone essentially in a predetermined direction called "main", and indicated in the figures by the arrows FC.

Dans chaque zone d'échange, le fluide chaud balaye une pluralité de tubes disposés en nappes et/ou en faisceaux, à l'intérieur desquels le fluide caloporteur circule, suivant le sens indiqué sur les figures par les flèches FD. In each exchange zone, the hot fluid scans a plurality of tubes arranged in layers and / or in bundles, inside which the heat-transfer fluid circulates, in the direction indicated in the figures by the arrows FD.

Ces zones d'échange sont notamment délimitées par une enveloppe externe 2 de l'échangeur 1 correspondant. De plus, sur la figure 2, des cloisons internes 21 et 22 séparent les différentes zones de transfert thermique de l'échangeur 1. These exchange zones are in particular delimited by an external envelope 2 of the corresponding exchanger 1. In addition, in FIG. 2, internal partitions 21 and 22 separate the different heat transfer zones of the exchanger 1.

Sur les figures, les chiffres de référence 30 à 38 désignent les tubes où le fluide caloporteur circule. Chaque tube 30 à 38 comporte au moins une partie cintrée ou coudée, telle que celle respectivement désignée par les références 30P à 38P. Ces parties sont coudées suivant un plan dit de"cintrage", confondu avec le plan de la feuille sur les figures. In the figures, reference numbers 30 to 38 denote the tubes where the heat transfer fluid circulates. Each tube 30 to 38 has at least one curved or bent part, such as that respectively designated by the references 30P to 38P. These parts are bent along a plane called "bending", coincident with the plane of the sheet in the figures.

On remarque sur la figure 1 que l'échangeur 1 est pourvu d'un déflecteur en forme de caillebotis 4 qui constitue un système anti-érosion conventionnel tel qu'expliqué plus haut. Ce caillebotis 4 est fixé sur l'enveloppe externe 2 de l'échangeur 1, avec son déflecteur d'attaque 41 situé en amont des parties coudées à protéger 30P à 33P de tubes 30 à 33 respectivement suivant le sens d'écoulement FC et perpendiculaire à la direction de cet écoulement. Note in Figure 1 that the exchanger 1 is provided with a grating-shaped deflector 4 which constitutes a conventional anti-erosion system as explained above. This grating 4 is fixed to the outer casing 2 of the exchanger 1, with its leading deflector 41 located upstream of the bent parts to be protected 30P to 33P of tubes 30 to 33 respectively in the direction of flow FC and perpendicular to the direction of this flow.

Par contre, comme illustré sur la figure 2, un échangeur 1 conforme à l'invention est équipé de systèmes anti-érosion 5, constitués par au moins un volet disposé à l'intérieur du faisceau (ou de la nappe) formé par les tubes où circule le fluide caloporteur, au niveau des parties coudées 30P à 38P à protéger, et orienté suivant la direction principale FC d'écoulement du fluide chaud. On the other hand, as illustrated in FIG. 2, an exchanger 1 in accordance with the invention is equipped with anti-erosion systems 5, constituted by at least one flap disposed inside the bundle (or of the layer) formed by the tubes where the heat transfer fluid circulates, at the bent parts 30P to 38P to be protected, and oriented in the main direction FC of flow of the hot fluid.

On comprend aussi qu'au niveau de l'extrémité libre de la cloison interne 22, 1'écoulement du fluide chaud, subit une déviation locale, tandis que les tubes 30 à 34 sont rectilignes. Par conséquent, à cet endroit, le fluide chaud ne s'écoule pas suivant FC, mais suivant une courbe ou saut, dont l'orientation forme un angle donné inférieur à 90 avec l'axe longitudinal des tubes 30 à 34. It is also understood that at the free end of the internal partition 22, the flow of the hot fluid undergoes a local deflection, while the tubes 30 to 34 are rectilinear. Consequently, at this point, the hot fluid does not flow along FC, but along a curve or jump, the orientation of which forms a given angle less than 90 with the longitudinal axis of the tubes 30 to 34.

Aussi, on a prévu conformément à l'invention de disposer à l'intérieur du faisceau constitué par les tubes 30 à 34, au moins un volet anti-érosion 6, s'étendant au niveau de la déviation de l'écoulement du fluide chaud suivant la direction principale FC d'écoulement de ce fluide. Also, in accordance with the invention, provision has been made to have, inside the bundle constituted by the tubes 30 to 34, at least one anti-erosion flap 6, extending at the level of the deflection of the flow of hot fluid. along the main direction FC of flow of this fluid.

Plus précisément, les volets 6 illustrés sur la figure 2 sont montés sur le faisceau, suivant un plan à peu près perpendiculairement au plan défini par la nappe des tubes 30 à 34, c'est-à-dire au plan dans lequel s'effectue la déviation de l'écoulement. More specifically, the flaps 6 illustrated in FIG. 2 are mounted on the bundle, in a plane roughly perpendicular to the plane defined by the ply of the tubes 30 to 34, that is to say to the plane in which takes place the deflection of the flow.

En disposant ainsi les volets 6, au niveau d'une partie rectiligne des tubes et où le fluide chaud est dévié et s'écoule donc localement suivant une direction défavorable du point de vue de l'érosion, il sera possible de limiter mme sur une partie rectiligne des tubes, l'érosion de ceux-ci. By thus placing the flaps 6, at the level of a rectilinear part of the tubes and where the hot fluid is deflected and therefore flows locally in an unfavorable direction from the point of view of erosion, it will be possible to limit even on a rectilinear part of the tubes, the erosion of these.

Le montage et le fonctionnement des volets anti-érosion 6 pour tubes rectilignes et écoulement dévié est similaire à celui des volets 5, et 51 à 56 qui vont tre décrits maintenant. The mounting and operation of the anti-erosion flaps 6 for straight tubes and deviated flow is similar to that of flaps 5, and 51 to 56 which will now be described.

Similairement, l'échangeur 1 de la figure 3 comporte plusieurs systèmes anti-érosion conformes à l'invention et désignés par les chiffres de référence 51 vas6. Similarly, the exchanger 1 in FIG. 3 comprises several anti-erosion systems in accordance with the invention and designated by the reference numbers 51 vas6.

Ici, on a représenté six tubes 30 à 35 où le fluide caloporteur circule suivant FD, et qui comportent respectivement des parties cintrées ou coudées 30P à 35P, de manière à présenter, dans un plan parallèle à celui de la feuille, sensiblement à la forme d'un"Z". Here, there are shown six tubes 30 to 35 where the heat transfer fluid circulates along FD, and which respectively comprise curved or bent parts 30P to 35P, so as to present, in a plane parallel to that of the sheet, substantially in shape. with a "Z".

Les tubes 30 à 35 sont disposés parallèlement à l'intérieur de l'enveloppe 2, et forment une nappe dans un plan parallèle à celui de la feuille. Il va de soi que l'échangeur 1 peut comporter plusieurs nappes de tubes similaires à celle qui est constituée par les tubes 30 à 35, et de préférence dont les tubes s'étendent parallèlement entre eux et d'une nappe à l'autre. The tubes 30 to 35 are arranged parallel to the interior of the envelope 2, and form a sheet in a plane parallel to that of the sheet. It goes without saying that the exchanger 1 can comprise several plies of tubes similar to that which is constituted by the tubes 30 to 35, and preferably whose tubes extend parallel to one another and from one ply to the other.

Suivant le mode de réalisation illustré, les volets anti-érosion 5,6 et 51 à 56 qui équipent l'échangeur 1 sont constitués par des tronçons de bande en métal ou plat. Chaque tronçon ou plat 51 à 56 comporte deux rebords longitudinaux parallèles ou champs, deux extrémités longitudinales ainsi que deux faces parallèles à FC. Pour chaque volet 51 à 56, l'extrémité située la plus en amont suivant FC sera appelée arte d'attaque, tandis que l'extrémité située la plus en aval suivant FC sera dite arte de fuite. According to the illustrated embodiment, the anti-erosion flaps 5, 6 and 51 to 56 which equip the exchanger 1 are constituted by sections of metal or flat strip. Each section or flat 51 to 56 has two parallel longitudinal edges or fields, two longitudinal ends as well as two faces parallel to FC. For each flap 51 to 56, the end located most upstream along FC will be called attack edge, while the end located most downstream along FC will be called trailing edge.

On remarque que les volets ou plats anti-érosion 51 à 56 ont une longueur suivant FC, inférieure à la dimension correspondante du faisceau constitué par les tubes 30 à 35. De fait, l'arte d'attaque de chaque volet antiérosion 51 à 56, ainsi que de préférence l'arte de fuite correspondante, seront situés à l'intérieur de la nappe ou faisceau de tube. Ainsi, l'arte d'attaque ou supérieure du plat 51 est située en aval suivant FC de la génératrice d'attaque correspondante du tube 30, tandis que l'arte de fuite de ce volet 51 est située en amont suivant FC de la génératrice de fuite du tube 35. It is noted that the anti-erosion flaps or plates 51 to 56 have a length along FC, less than the corresponding dimension of the bundle formed by the tubes 30 to 35. In fact, the leading edge of each anti-erosion flap 51 to 56 , as well as preferably the corresponding trailing edge, will be located inside the sheet or tube bundle. Thus, the leading or upper edge of the plate 51 is located downstream along FC of the corresponding leading generator of the tube 30, while the trailing edge of this flap 51 is located upstream along FC of the generator tube leakage 35.

Avantageusement, les volets anti-érosion 51 à 56 seront disposés de manière à s'étendre entre deux nappes parallèles de tube, et suivant un plan perpendiculaire à celui qui est défini par cette nappe. Ainsi, si l'on considère le volet anti-érosion 54, celui-ci s'étend suivant un plan sensiblement perpendiculaire au plan de cintrage, à proximité du milieu des parties courbées 30P à 35P. Advantageously, the anti-erosion flaps 51 to 56 will be arranged so as to extend between two parallel plies of tube, and in a plane perpendicular to that which is defined by this ply. Thus, if we consider the anti-erosion flap 54, it extends along a plane substantially perpendicular to the bending plane, near the middle of the curved parts 30P to 35P.

Par ailleurs, contrairement aux caillebotis de l'art antérieur, les volets anti-érosion 5,6 et 51 à 56 sont solidaires d'au moins l'un des tubes du faisceau, et ne sont donc pas reliés directement à l'enveloppe 2 de l'échangeur 1 correspondant. Ainsi, les volets anti-érosion 51 à 56 pourront tre simplement soudés directement ou indirectement sur les tubes 30 à 35 correspondants. Furthermore, unlike the gratings of the prior art, the anti-erosion flaps 5,6 and 51 to 56 are integral with at least one of the tubes of the bundle, and are therefore not directly connected to the casing 2 of the corresponding exchanger 1. Thus, the anti-erosion flaps 51 to 56 can simply be welded directly or indirectly to the corresponding tubes 30 to 35.

Toutefois, étant donné les variations dimensionnelles provoquées par les changements de température à l'intérieur de l'échangeur 1, il est extrmement avantageux de permettre une certaine dilatation différentielle des plats soudés 51 à 56, ou encore des volets 5 et 6 de la figure 2. Par exemple, l'une des extrémités de ces plats anti-érosion 51 à 56 pourra tre fixée par soudage à un ou plusieurs des tubes 30 à 35 correspondants, tandis que l'autre sera rendue solidaire d'au moins un des autres tubes par l'intermédiaire d'une coquille, ellemme montée sur l'un de ces tubes avec un débattement prédéterminé, sensiblement suivant la direction principale FC. However, given the dimensional variations caused by the temperature changes inside the exchanger 1, it is extremely advantageous to allow a certain differential expansion of the welded plates 51 to 56, or of the flaps 5 and 6 of the figure. 2. For example, one of the ends of these anti-erosion plates 51 to 56 could be fixed by welding to one or more of the corresponding tubes 30 to 35, while the other will be made integral with at least one of the others tubes via a shell, itself mounted on one of these tubes with a predetermined clearance, substantially in the main direction FC.

On notera également ici, comme ceci ressort bien de la figure 3, que plusieurs volets orientés suivant la direction d'écoulement du fluide chaud peuvent tre utilisés pour éviter l'érosion *une série de parties coudées. Ainsi, les parties coudées 30P à 35P sont protégées à la fois par le plat 53 qui s'étend suivant FC du tube 35 au tube 30, ainsi que par un volet 54 qui est disposé de façon à s'étendre depuis la partie coudée 35P jusqu'à une autre partie coudée du tube 35 qui forme à cet endroit un U. Quand à lui, le volet anti-érosion 52 s'étend quasiment de part en part d'une partie en"U"comportant deux zones coudées des tubes 30 à 35. Lorsqu'un tube comporte deux parties coudées reliées par un tronçon rectiligne, on pourra prévoir deux volets alignés tels que 52a et 52b et séparés l'un de l'autre au niveau du tronçon rectiligne. It will also be noted here, as is clear from FIG. 3, that several flaps oriented along the direction of flow of the hot fluid can be used to prevent erosion * a series of bent parts. Thus, the bent parts 30P to 35P are protected both by the plate 53 which extends along FC from the tube 35 to the tube 30, as well as by a flap 54 which is arranged so as to extend from the bent part 35P to another bent part of the tube 35 which forms a U at this point. As for it, the anti-erosion flap 52 extends almost right through a "U" part comprising two bent zones of the tubes 30 to 35. When a tube has two bent parts connected by a straight section, two aligned flaps may be provided such as 52a and 52b and separated from each other at the level of the straight section.

Les volets conformes à l'invention agissent comme suit. Puisque ces volets 5,6 et et 51 à 56 s'étendent suivant FC à l'intérieur du faisceau de tubes correspondant, ceux-ci ne dévient pas le fluide chaud, mais au contraire le "canalisent"suivant cette direction. Autrement dit, les systèmes anti-érosion conformes à l'invention limitent et étranglent le plus que possible les écoulements transverses (c'est-à-dire s'écoulant suivant une direction différente de FC), et agissent donc de façon fondamentalement différente que les déflecteurs de l'art antérieur. The shutters according to the invention act as follows. Since these flaps 5, 6 and and 51 to 56 extend along FC inside the corresponding bundle of tubes, these do not deflect the hot fluid, but on the contrary "channel" it in this direction. In other words, the anti-erosion systems according to the invention limit and throttle the transverse flows as much as possible (that is to say flowing in a direction different from FC), and therefore act in a fundamentally different way than the deflectors of the prior art.

Or, des recherches récentes ont démontré que l'érosion par les particules abrasives des tubes d'échangeur de chaleur étaient d'une part fonction de la vitesse d'écoulement du fluide chaud (à une puissance comprise entre 3 et 4) et provoquaient l'usure de ces tubes par un phénomène comparable à de la "friction". D'autre part, cette érosion dépend de la concentration en particules abrasives, ainsi que de la nature de celles-ci. De fait, si la vitesse d'écoulement du fluide chaud dans un échangeur 1 est correctement choisie, le paramètre déterminant essentiellement l'érosion des tubes est la direction suivant laquelle les particules abrasives les"bombardent". Plus précisément, une érosion maximale est obtenue lorsque les particules abrasives heurtent les tubes avec un angle de l'ordre de 45 C par rapport à la direction principale FC du fluide chaud. However, recent research has shown that the erosion by abrasive particles of the heat exchanger tubes is partly a function of the flow rate of the hot fluid (at a power between 3 and 4) and causes l wear of these tubes by a phenomenon comparable to "friction". On the other hand, this erosion depends on the concentration of abrasive particles, as well as on the nature of these. In fact, if the flow speed of the hot fluid in an exchanger 1 is correctly chosen, the parameter essentially determining the erosion of the tubes is the direction in which the abrasive particles "bombard" them. More specifically, maximum erosion is obtained when the abrasive particles strike the tubes at an angle of the order of 45 C relative to the main direction FC of the hot fluid.

Aussi, en agissant sur les écoulements de fluide chaud non pas en les freinant dans un plan perpendiculaire à son déplacement principal comme c'était le cas de l'art antérieur, mais en les canalisant suivant un plan parallèle à la direction principale, on évite les déviations transverses à l'intérieur des faisceaux, ce qui a pour effet une réduction efficace de la"friction"expliquée plus haut. Also, by acting on the hot fluid flows not by braking them in a plane perpendicular to its main displacement as was the case in the prior art, but by channeling them along a plane parallel to the main direction, it avoids transverse deviations inside the beams, which has the effect of effectively reducing the "friction" explained above.

En outre, on comprend que les systèmes anti-érosion conformes à l'invention sont non seulement particulièrement simples et légers, et donc faciles à installer au sein d'un faisceau, mais augmentent la rigidité de ce dernier, ce qui est particulièrement avantageux d'un point de vue anti-vibratoire. In addition, it is understood that the anti-erosion systems according to the invention are not only particularly simple and light, and therefore easy to install within a bundle, but increase the rigidity of the latter, which is particularly advantageous. '' an anti-vibration point of view.

De plus, étant donné que les volets anti-érosion sont disposés à peu près parallèlement à l'intérieur d'une zone d'échange, ceux-ci canalisent le passage des fumées et des particules abrasives et contribuent à la conservation de la répartition des concentrations en particules abrasives dans le fluide chaud. In addition, since the anti-erosion flaps are arranged approximately parallel to the interior of an exchange zone, these channel the passage of smoke and abrasive particles and contribute to the conservation of the distribution of the concentrations of abrasive particles in the hot fluid.

Alors, il est clair qu'en conservant dans le faisceau, la mme concentration que celle qui existait en amont, les surconcentrations locales générées par les systèmes de l'art antérieur sont évitées et l'érosion sera moins rapide.Then, it is clear that by preserving in the beam, the same concentration as that which existed upstream, the local over-concentrations generated by the systems of the prior art are avoided and the erosion will be slower.

Contrairement aux dispositifs communs, les systèmes conformes à l'invention n'engendrent pas de pertes de charge additionnelles à l'intérieur de la zone d'échange correspondante. Unlike common devices, the systems according to the invention do not generate additional pressure drops within the corresponding exchange zone.

Similairement, l'effet de"canalisation"du fluide chaud réduira les survitesses de ce fluide, et donc limitera l'effet érosif des particules abrasives sur les tubes. Similarly, the "channeling" effect of the hot fluid will reduce the overspeeds of this fluid, and therefore limit the erosive effect of the abrasive particles on the tubes.

Evidement, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation qui viennent d'etre décrits, et peut s'appliquer à de nombreux types d'échangeur de chaleur. Obviously, the invention is in no way limited to the embodiments which have just been described, and can be applied to many types of heat exchanger.

Claims

1. Heat exchanger (1) of the type comprising at least one exchange zone inside which a hot fluid flows essentially in a main direction (FC), in order to transfer part of its thermal energy to a circulating heat transfer fluid (FD) in a bundle of tubes (30-38) extending inside the exchange zone and comprising at least one bent part (30P-38P), as well as an anti- erosion protecting the bent parts (30P-38P) of the tubes against wear caused by abrasive particles suspended in the hot fluid, characterized in that the anti-erosion system consists of at least one flap (5; 51-56 ) arranged inside the bundle of tubes (30-38; 30-35) at the bent parts thereof, and oriented in the main direction (FC) of hot fluid flow.

2. Exchanger according to claim 1, characterized in that the aforementioned flap or plate (5; 51-56) extends along a plane substantially perpendicular to the plane of bending of the tubes near the middle of the bent parts (30P-38P) corresponding.

3. Heat exchanger (1) of the type comprising at least one exchange zone inside which a hot fluid flows essentially in a main direction (FC), in order to transfer part of its thermal energy to a heat transfer fluid which circulates (FD) in a bundle of rectilinear tubes (30-38) extending inside the exchange zone and at the level of which the flow of the hot fluid undergoes a local deflection, abrasive particles being suspended in the hot fluid, characterized in that the exchanger comprises an anti-erosion system constituted by at least one flap (6) disposed inside the bundle of tubes (30-34) at the deflection of flow of hot fluid, and oriented in the main direction (FC) of flow of this fluid.

4. Exchanger according to claim 3, characterized in that the flap (6) extends along a plane perpendicular to a plane or sheet defined by the tubes (30-34) at the aforementioned deviation.

5. Exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that the aforementioned flap (5; 6; 51-56) is a section of metal strip or flat secured to at least one tube (30-38) of the beam.

6. Exchanger according to one of claims 1 or 5, characterized in that at least one of the ends of the flap or plate (5; 6; 51-56) is fixed by welding to a tube (30-38) of the beam.

7. Exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the ends of the flap or plate (5; 51-56) is mounted on a tube (30-38) via d 'A shell allowing a predetermined movement of said end in the main direction (FC) of flow of the hot fluid.