FR3037389B1 - TUBULAR HEAT EXCHANGER COMPRISING A CRACKING CONTROL MEMBER, ITS IMPLEMENTATION METHOD AND ITS MOUNTING METHOD - Google Patents

TUBULAR HEAT EXCHANGER COMPRISING A CRACKING CONTROL MEMBER, ITS IMPLEMENTATION METHOD AND ITS MOUNTING METHOD Download PDF

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Abstract

Echangeur thermique comprenant - une enceinte (3, 4, 16), - une pluralité de tubes (2) disposés dans l'enceinte, chaque tube comprenant une paroi périphérique, - des moyens d'entrée d'un premier fluide dans les tubes - des moyens de sortie du premier fluide hors des tubes - des moyens d'entrée d'un second fluide dans l'enceinte, vers la périphérie extérieure des tubes - des moyens de sortie du second fluide hors de l'enceinte ledit échangeur étant caractérisé en ce qu'au moins un tube (2) est équipé d'au moins un organe (5) de contrôle de l'encrassement de sa paroi périphérique, cet organe de contrôle comprenant - un corps (51) disposé sur la face externe (2') de cette paroi, - une résistance électrique (52) s'étendant dans le corps (51) - des moyens de mesure (53), permettant de mesurer la température de la résistance électrique (52).Heat exchanger comprising - an enclosure (3, 4, 16), - a plurality of tubes (2) arranged in the enclosure, each tube comprising a peripheral wall, - input means of a first fluid in the tubes - means for outputting the first fluid out of the tubes - input means for a second fluid in the chamber, towards the outer periphery of the tubes - means for outputting the second fluid out of the chamber, said exchanger being characterized in at least one tube (2) is equipped with at least one member (5) for controlling the fouling of its peripheral wall, this control member comprising - a body (51) disposed on the outer face (2 ') of this wall, - an electrical resistance (52) extending in the body (51) - measuring means (53), for measuring the temperature of the electrical resistance (52).

Description

Echangeur de chaleur tubulaire comprenant un organe de contrôle de l’encrassement, son procédé de mise en oeuvre et son procédé de montage Domaine technique de l’inventionTubular heat exchanger comprising a fouling control member, its method of implementation and its method of assembly Technical field of the invention

L’invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur industriels. Elle concerne plus spécifiquement la surveillance de l’encrassement (appelé aussi encrassage) à l’intérieur de ces échangeurs. L’invention concerne également les sondes permettant d’exercer cette surveillance, et les procédés de détection de l’encrassement à l’aide de sondes appropriées. Plus particulièrement l’invention concerne la surveillance de l’encrassement d’un échangeur de chaleur tubulaire de type échangeur de chaleur à calandre et tubes comprenant des tubes en graphite et ou à base de graphite. L’invention vise plus spécifiquement un tel échangeur, dans lequel le fluide circulant à l’extérieur des tubes précités subit un changement de phase, à savoir qu’il est admis à l’état vapeur et est évacué à l’état majoritairement liquide. De tels échangeurs de chaleur sont utilisés notamment dans des installations pour concentrer l’acide phosphorique.The invention relates to the field of industrial heat exchangers. It relates more specifically to the monitoring of fouling (also called fouling) inside these exchangers. The invention also relates to the probes for carrying out this monitoring, and the methods for detecting fouling using appropriate probes. More particularly, the invention relates to the monitoring of fouling of a shell-and-tube heat exchanger type heat exchanger comprising tubes made of graphite and or graphite-based. The invention more specifically targets such an exchanger, in which the fluid flowing outside the aforementioned tubes undergoes a phase change, namely that it is admitted in the vapor state and is evacuated in the predominantly liquid state. Such heat exchangers are used in particular in installations for concentrating phosphoric acid.

Etat de la techniqueState of the art

L’encrassement (en anglais « fouling ») de tuyauteries dans lesquels circule un fluide est un phénomène bien connu. Il est lié au dépôt indésirable de matière à partir dudit fluide ; cette matière se dépose sur les parois internes des tuyaux. Ce dépôt montre souvent une structure en couches successives. Il modifie les conditions d’échange thermique entre le fluide et le tube. Il finit par rétrécir le diamètre interne du tube ; ainsi il modifie des conditions d’écoulement hydrodynamique du tube et possiblement de tout le système de tuyauterie dont le tube fait partie : pour garantir un débit constant la vitesse d’écoulement doit être augmentée, ce qui peut conduire à certains endroits du système de tuyauterie à des phénomènes de turbulence, voire de cavitation. Alternativement, à vitesse d’écoulement constante, l’efficacité du tube en tant que moyen d’acheminement et/ou échangeur thermique diminue. De même, la dégradation de l’échange thermique due au dépôt indésirable de matière nécessite une modification du régime de fonctionnement du système de tuyauterie. Ainsi, le système de tuyauterie peut être forcé à fonctionner dans des conditions pour lesquelles il n’a pas été dimensionné, ou il doit opérer dans des conditions de fonctionnement qui ne remplissent plus la fonction pour laquelle il a été dimensionné.The fouling (in English "fouling") of pipes in which a fluid circulates is a well-known phenomenon. It is related to the undesirable deposition of material from said fluid; this material is deposited on the internal walls of the pipes. This deposit often shows a structure in successive layers. It modifies the conditions of heat exchange between the fluid and the tube. It ends up narrowing the inner diameter of the tube; thus it modifies the hydrodynamic flow conditions of the tube and possibly of the whole piping system of which the tube is a part: to guarantee a constant flow the flow velocity must be increased, which can lead to certain parts of the piping system to phenomena of turbulence or cavitation. Alternatively, at constant flow rate, the effectiveness of the tube as a conveying means and / or heat exchanger decreases. Similarly, the degradation of the heat exchange due to the undesirable deposition of material requires a change in the operating regime of the piping system. Thus, the piping system may be forced to operate under conditions for which it has not been sized, or it must operate under operating conditions that no longer fulfill the function for which it was sized.

Par ailleurs, la couche déposée, due à la modification des conditions d’écoulement dans le tube, peut spontanément relarguer des particules de matière déposée qui est entraînée par le fluide, et qui peut poser des problèmes dans le système de fluide : elle est susceptible d’obstruer des filtres, des orifices, des buses, ou de contaminer le fluide. Ce relargage peut être lié à l’érosion de la couche, à l’écaillage, aux contraintes internes dans la couche déposée et à l'interface entre cette couche et le tube, ou encore à une rupture spontanée liée à un effet externe (coup, vibration, dilatation thermique).Moreover, the deposited layer, due to the modification of the flow conditions in the tube, can spontaneously release particles of deposited material which is driven by the fluid, and which can cause problems in the fluid system: it is susceptible obstruct filters, orifices, nozzles, or contaminate the fluid. This release may be related to the erosion of the layer, the flaking, the internal stresses in the deposited layer and the interface between this layer and the tube, or to a spontaneous rupture related to an external effect (blow , vibration, thermal expansion).

La couche déposée peut évoluer dans le temps, non seulement en épaisseur mais encore par transformation de sa structure chimique, par exemple sous l’effet de la température du fluide transporté.The deposited layer may change over time, not only in thickness but also by transformation of its chemical structure, for example under the effect of the temperature of the transported fluid.

D’une manière générale, l’encrassage des tubes d’un échangeur industriel représente un facteur de coût : l’efficacité du tube, en termes de débit et d’échange thermique, diminue ; les intervalles de maintenance de l’échangeur doivent tenir compte de l’encrassement ; et enfin un encrassement non détecté peut causer un dommage irréversible pour l’équipement. Dans certains types d’installations industrielles, comme par exemple certains échangeurs de chaleur (par exemple pour la concentration d’acide phosphorique), l’encrassement des tubes nécessite l’arrêt complet de l’échangeur pour maintenance ou réparation.In general, the fouling of the tubes of an industrial exchanger represents a cost factor: the efficiency of the tube, in terms of flow and heat exchange, decreases; the maintenance intervals of the exchanger must take into account the fouling; and finally an undetected clogging can cause irreversible damage to the equipment. In certain types of industrial installations, for example certain heat exchangers (for example for the concentration of phosphoric acid), clogging of the tubes requires the complete shutdown of the exchanger for maintenance or repair.

A titre d’exemple, l’encrassement des échangeurs thermiques utilisés dans les unités de concentration d’acide phosphorique est un phénomène bien connu. Ces échangeurs de chaleur sont en général du type « échangeur de chaleur à calandre et tubes » (« shell and tube » en anglais) et comprennent plusieurs centaines (voire plus d’un millier) de tubes droits et parallèles en graphite et ou à base de graphite à l’intérieur desquels circule l’acide phosphorique ; entre lesdits tubes circule un fluide caloporteur, confiné dans le volume intérieur formé par la calandre précitée. Dans ces tubes il se forme au cours du temps un dépôt qui se transforme progressivement en gypse, un composé insoluble et très difficile à enlever. Un procédé typique de maintenance pour enlever ce dépôt implique l’arrêt de l’installation et le rinçage des tubes avec une solution chaude d’acide sulfurique à 5% : ce procédé fonctionne bien pour des couches assez minces, mais devient plus difficile pour des couches épaisses. En effet, les couches de gypse tendent à gonfler sous l’effet de l’acide sulfurique, et cela peut engendrer des tensions internes importants dans les tuyauteries, avec un risque de fissuration voire de rupture ; ce risque est particulièrement fort dans le cas où le matériau utilisé pour le tube est non-métallique (céramique ou graphite notamment).For example, the fouling of the heat exchangers used in the phosphoric acid concentration units is a well-known phenomenon. These heat exchangers are generally of the shell and tube heat exchanger type and include several hundred (or more than a thousand) straight and parallel tubes made of graphite and / or graphite within which phosphoric acid circulates; between said tubes circulates a coolant, confined in the interior volume formed by the aforementioned calender. In these tubes, a deposit is formed over time that progressively turns into gypsum, an insoluble compound that is very difficult to remove. A typical maintenance procedure to remove this deposit involves shutting down the installation and rinsing the tubes with a hot solution of 5% sulfuric acid: this process works well for fairly thin layers, but becomes more difficult for thick layers. Indeed, the layers of gypsum tend to swell under the effect of sulfuric acid, and this can cause significant internal stresses in the pipes, with a risk of cracking or even rupture; this risk is particularly strong in the case where the material used for the tube is non-metallic (ceramic or graphite in particular).

Chaque arrêt de l’échangeur engendre une perte de production. Selon une tendance générale en matière de maintenance préventive, on souhaiterait pouvoir effectuer les opérations de maintenance lorsqu’elles sont nécessaires au lieu de les effectuer à des intervalles réguliers, car la maintenance à des intervalles réguliers peut conduire à une opération de maintenance qui est trop tardive, mais aussi à une opération de maintenance trop précoce. Pour pouvoir faire de la maintenance prédictive il faudrait pouvoir détecter l’état d’encrassement d’un tube : cela permet la prise de décision quant à l’opportunité d’une opération de maintenance.Each stop of the exchanger causes a loss of production. According to a general trend of preventive maintenance, it would be desirable to be able to carry out the maintenance operations when they are necessary instead of at regular intervals, as maintenance at regular intervals can lead to a maintenance operation that is too frequent. late, but also to an early maintenance operation. In order to be able to carry out predictive maintenance, it would be necessary to be able to detect the fouling condition of a tube: this makes it possible to take a decision as to the desirability of a maintenance operation.

Phénomène éminemment indésirable, l’encrassement des échangeurs de chaleur tubulaires ne peut malheureusement pas être détecté facilement. Il existe des méthodes indirectes : on peut détecter par des mesures locales de pression une perte de charge dans le système, mais cela ne permet pas facilement de localiser l’endroit du tube qui s’est rétréci. On peut également détecter par des mesures locales de la température un changement dans la différence de température entre deux points du tube, ce qui indique une baisse de l’échange thermique dans le tube ; pour bien localiser l’endroit du tube qui s’est rétréci il faut un nombre important de sondes thermiques.An extremely undesirable phenomenon, the fouling of tubular heat exchangers can not be easily detected. There are indirect methods: a pressure drop in the system can be detected by local pressure measurements, but this does not make it easy to locate the narrowed area of the tube. Local temperature measurements can also detect a change in the temperature difference between two points of the tube, indicating a decrease in the heat exchange in the tube; to locate the location of the narrowed tube requires a large number of thermal probes.

Ces méthodes fonctionnent assez correctement. Leur inconvénient majeur est le fait que les sondes sont externes au système : à ce titre elles sont habituellement ajoutées à l’installation par l’exploitant de l’installation, qui se charge aussi de l’instrumentation et de la surveillance. A ce titre, les sondes peuvent être omises, ou bien rester déconnectées par l’exploitant à l’issue d’opérations de maintenance, ou encore être volées. Par ailleurs les seuils de détection et de génération d’alertes peuvent être réglés (ou déréglés) par l'exploitant.These methods work pretty well. Their major disadvantage is that the probes are external to the system: as such they are usually added to the installation by the operator of the installation, which is also responsible for instrumentation and monitoring. As such, the probes can be omitted, or remain disconnected by the operator after maintenance operations, or be stolen. In addition, the detection thresholds and the generation of alerts can be set (or disordered) by the operator.

Il serait donc désirable de pouvoir disposer dans une installation industrielle présentant des éléments tubulaires, et notamment dans une installation industrielle présentant des éléments tubulaires à l’intérieur desquels circulent de manière continue des fluides corrosifs, inflammables, chaudes ou toxiques, et donc dans une installation industrielle dont l’arrêt et la maintenance nécessitent des précautions spécifiques, d’un système de détection de l’encrassement desdits éléments tubulaires, ledit système montrant une bonne reproductibilité et fiabilité, sans dérive du signal dans le temps, et lequel système utilise des sondes d’encrassement intégrées auxdits éléments tubulaires à surveiller.It would therefore be desirable to be able to dispose in an industrial installation having tubular elements, and in particular in an industrial installation having tubular elements inside which continuously circulate corrosive, flammable, hot or toxic fluids, and therefore in an installation industrial, whose shutdown and maintenance require specific precautions, a system for detecting the fouling of said tubular elements, said system showing good reproducibility and reliability, without drifting the signal over time, and which system uses probes fouling integrated with said tubular elements to be monitored.

Plus particulièrement il serait souhaitable de disposer d’un échangeur de chaleur tubulaire pourvu d’un dispositif fiable et simple pour détecter l’état d’encrassement des tubes, notamment pour des tubes en graphite et ou à base de graphite dans lesquels circule de l’acide phosphorique.More particularly it would be desirable to have a tubular heat exchanger provided with a reliable and simple device for detecting the fouling condition of the tubes, in particular for graphite and graphite-based tubes in which the tube circulates. 'Phosphoric acid.

WO-A-2007/099240 décrit un échangeur thermique, équipé d’un dispositif d’évaluation de son état d’encrassement. Ce dispositif peut être placé à différents endroits de l’échangeur. De façon typique il est interposé entre, d’une part, la plaque située en extrémité d’empilement et, d’autre part, le bâti de l’échangeur ou bien une plaque supplémentaire de type factice. Les solutions décrites dans ce document ne sont pas applicable à un échangeur tubulaire tel que celui visé par l’invention.WO-A-2007/099240 discloses a heat exchanger, equipped with a device for evaluating its fouling state. This device can be placed at different points of the exchanger. Typically it is interposed between, on the one hand, the plate located at the end of the stack and, on the other hand, the frame of the exchanger or an additional plate of dummy type. The solutions described in this document are not applicable to a tubular heat exchanger such as that targeted by the invention.

WO-A-2009/153323 divulgue un procédé pour la détection et/ou la mesure de l’encrassement dans des échangeurs. On place une résistance au niveau d’une paroi de cet échangeur et on soumet cette résistance à deux niveaux de puissance successifs. Ce document traite plus spécifiquement de l’aspect électrique de cette détection et ne délivre pas d’informations structurelles détaillées, quant aux échangeurs susceptibles d’être contrôlés par ce procédé. Là encore, l’enseignement de cet état de la technique ne peut pas être transposé de manière simple à un échangeur visé par la présente invention.WO-A-2009/153323 discloses a method for the detection and / or measurement of fouling in exchangers. A resistor is placed at a wall of this exchanger and this resistor is subjected to two successive power levels. This document deals more specifically with the electrical aspect of this detection and does not provide detailed structural information as to which exchangers can be controlled by this method. Again, the teaching of this state of the art can not be transposed in a simple way to an exchanger covered by the present invention.

Objet de l’inventionObject of the invention

Ainsi un premier objet de l’invention est un échangeur thermique comprenant :Thus a first object of the invention is a heat exchanger comprising:

- une enceinte possédant une calandre périphérique délimitant un volume intérieur,an enclosure having a peripheral grille delimiting an interior volume,

- une pluralité de tubes disposés dans ledit volume intérieur, chaque tube comprenant une paroi périphérique,a plurality of tubes disposed in said interior volume, each tube comprising a peripheral wall,

- des moyens d’entrée d’un premier fluide dans lesdits tubes,input means of a first fluid in said tubes,

- des moyens de sortie du premier fluide hors desdits tubes,means for outputting the first fluid out of said tubes,

- des moyens d’entrée d’un second fluide dans ledit volume intérieur, vers la périphérie extérieure des tubes,input means of a second fluid in said interior volume, towards the outer periphery of the tubes,

- des moyens de sortie du second fluide hors dudit volume intérieur, • ledit échangeur étant caractérisé en ce qu’au moins un tube est équipé d’au moins un organe de contrôle de l’encrassement de sa paroi périphérique, cet organe de contrôle comprenantmeans for outputting the second fluid from said interior volume, said exchanger being characterized in that at least one tube is equipped with at least one member for controlling the fouling of its peripheral wall, this control member comprising

- un corps disposé sur la face externe de cette paroi,a body disposed on the external face of this wall,

- une résistance électrique s’étendant dans le corps- an electrical resistance extending into the body

- des moyens de mesure, permettant de mesurer la température de la résistance électrique.measuring means for measuring the temperature of the electrical resistance.

Selon d’autres caractéristiques de l’invention :According to other features of the invention:

a) le corps de l’organe de contrôle est un collier entourant au moins partiellement la face externe de la paroi du tube.a) the body of the control member is a collar surrounding at least partially the outer face of the wall of the tube.

b) le collier est entouré d’un manchon isolant propre à éviter une déperdition substantielle de chaleur à l’opposé de la paroi du tube.b) the collar is surrounded by an insulating sleeve to prevent a substantial loss of heat opposite the wall of the tube.

c) l’enceinte comprend au moins une plaque d’extrémité, laquelle est percée d’orifices axiaux destinés au passage des tubes, ainsi que d’au moins un canal auxiliaire reliant l’extérieur et un orifice axial occupé par un tube équipé d’un organe de contrôle de l’encrassement, cet organe de contrôle étant équipé d’une gaine renfermant au moins un fil fonctionnel dudit organe, cette gaine s’étendant dans le canal auxiliaire.c) the enclosure comprises at least one end plate, which is pierced with axial holes for the passage of the tubes, and at least one auxiliary channel connecting the outside and an axial orifice occupied by a tube equipped with a control member for fouling, this control member being equipped with a sheath containing at least one functional wire of said member, this sheath extending in the auxiliary channel.

d) plusieurs tubes sont équipés d’un organe de contrôle de l’encrassement, en particulier entre deux et huit tubes, notamment entre quatre et six tubes.d) several tubes are equipped with a fouling control member, in particular between two and eight tubes, in particular between four and six tubes.

e) la longueur de chaque tube est comprise entre 1 et 9 mètres, notamment entre 3 et 9 mètres.e) the length of each tube is between 1 and 9 meters, in particular between 3 and 9 meters.

f) le diamètre extérieur de chaque tube est compris entre 45 et 55 millimètres, notamment entre 50 et 52 millimètres.f) the outer diameter of each tube is between 45 and 55 millimeters, especially between 50 and 52 millimeters.

g) le diamètre intérieur de chaque tube est compris entre 35 et 45 millimètres, notamment entre 37 et 39 millimètres.g) the inside diameter of each tube is between 35 and 45 millimeters, in particular between 37 and 39 millimeters.

h) la longueur dite de sécurité séparant le sommet du tube, adjacent à l’organe de contrôle de l’encrassement, et l’extrémité de l’organe de contrôle de l’encrassement opposée audit sommet, est comprise entre 0,1 et 3 mètres, notamment entre 0.5 et 2 mètres.h) the so-called safety length separating the top of the tube, adjacent to the fouling control member, and the end of the fouling control member opposite said top, is between 0.1 and 3 meters, especially between 0.5 and 2 meters.

Ces caractéristiques additionnelles (a) à (h) peuvent être mises en œuvre individuellement ou selon toutes combinaisons techniquement compatibles.These additional features (a) to (h) can be implemented individually or in any technically compatible combination.

Un autre objet de l’invention est un procédé de contrôle de l’encrassement d’un échangeur thermique comprenantAnother subject of the invention is a method for controlling the fouling of a heat exchanger comprising

- une enceinte possédant une calandre périphérique délimitant un volume intérieur etan enclosure having a peripheral grille delimiting an interior volume and

- une pluralité de tubes s’étendant dans ledit volume intérieur, chaque tube comprenant une paroi périphérique, procédé dans lequela plurality of tubes extending in said interior volume, each tube comprising a peripheral wall, a process in which

- on admet un premier fluide, notamment de l’acide phosphorique, dans les tubes et on évacue ce premier fluide hors des tubes;a first fluid, in particular phosphoric acid, is admitted into the tubes and this first fluid is discharged from the tubes;

- on fait circuler un second fluide dans ledit volume intérieur, à la périphérie extérieure des tubes, à contre-courant dudit premier fluide,a second fluid is circulated in said interior volume, at the outer periphery of the tubes, countercurrently to said first fluid,

- ledit procédé étant caractérisé en ce quesaid method being characterized in that

- on dispose, sur la face externe de la paroi d’au moins un tube, le corps d’un organe de contrôle de l’encrassement, cet organe de contrôle comprenant en outre > une résistance électrique s’étendant dans le corps > des moyens de mesure, permettant de mesurer la température de la résistance électriquethe body of a fouling control member is provided on the outer face of the wall of at least one tube, this control member further comprising an electrical resistance extending in the body of the measuring means for measuring the temperature of the electrical resistance

- on alimente électriquement la résistance électrique,the electrical resistance is electrically powered,

- on réalise au moins une courbe, dite instantanée, chaque courbe instantanée montrant l’évolution en fonction du temps de la température de la résistance,at least one so-called instantaneous curve is produced, each instantaneous curve showing the evolution as a function of time of the temperature of the resistance,

- on compare la ou chaque courbe instantanée avec au moins une courbe de référence.the instantaneous or each instantaneous curve is compared with at least one reference curve.

Selon d’autres caractéristiques de l’invention :According to other features of the invention:

i) la courbe de référence montre l’évolution en fonction du temps de la température de la résistance, pour un tube dont l’encrassement présente une épaisseur seuil connue.i) the reference curve shows the evolution as a function of time of the temperature of the resistance, for a tube whose fouling has a known threshold thickness.

j) on fait s’écouler le premier fluide dans les tubes à une température sensiblement constante en fonction du temps, au moins au voisinage de l’organe de contrôle.j) flowing the first fluid into the tubes at a substantially constant temperature as a function of time, at least in the vicinity of the control member.

k) on fait s’écouler le premier fluide selon une direction sensiblement verticale, du bas vers le haut.k) flowing the first fluid in a substantially vertical direction, from bottom to top.

l) on place l’organe de contrôle de l’encrassement de sorte que la longueur dite de sécurité, séparant le sommet du tube, adjacent à l’organe de contrôle de l’encrassement, et l’extrémité de l’organe de contrôle de l’encrassement opposée audit sommet, est comprise entre 0,1 et 3 mètres, notamment entre 0.5 et 2 mètres.l) the fouling control member is placed so that the so-called safety length, separating the top of the tube, adjacent to the fouling control member, and the end of the control member fouling opposite said vertex, is between 0.1 and 3 meters, especially between 0.5 and 2 meters.

m) on provoque une condensation au moins partielle du second fluide durant son trajet dans le volume intérieur.m) causing at least a partial condensation of the second fluid during its journey into the interior volume.

n) on fait s’écouler de l’acide phosphorique à l’intérieur des tubes.n) phosphoric acid is flowed inside the tubes.

Ces caractéristiques additionnelles (i) à (n) peuvent être mises en œuvre individuellement ou selon toutes combinaisons techniquement compatibles.These additional features (i) to (n) can be implemented individually or in any technically compatible combination.

Encore autre objet de l’invention est un procédé de montage d’un échangeur de chaleur tel que ci-dessus, dans lequel :Yet another object of the invention is a method of mounting a heat exchanger as above, wherein:

- on fixe une extrémité de chaque tube équipé de son organe de contrôle de l’encrassement dans l’orifice axial aménagé dans la plaque d’extrémité de l’enceinte,one end of each tube equipped with its fouling control member is fixed in the axial orifice formed in the end plate of the enclosure,

- on aménage le canal auxiliaire dans la plaque et on fait passer la gaine dudit organe de contrôle à travers ledit canal auxiliaire,the auxiliary channel is arranged in the plate and the sheath of said control member is passed through said auxiliary channel,

- on rebouche ledit canal auxiliaire.- Rebunching said auxiliary channel.

Le rebouchage dudit canal auxiliaire peut se faire à l’aide d’un ciment approprié.Filling of said auxiliary channel can be done using a suitable cement.

Encore un autre objet de l’invention est un tube d’échange thermique appartenant à l’échangeur tel que ci-dessus, ce tube étant équipé d’au moins un organe de contrôle de l’encrassement de sa paroi périphérique, cet organe de contrôle comprenant un corps disposé sur la face externe de cette paroi, une résistance électrique s’étendant dans le corps, des moyens de mesure, permettant de mesurer la température de la résistance électrique.Yet another subject of the invention is a heat exchange tube belonging to the exchanger as above, this tube being equipped with at least one device for controlling the fouling of its peripheral wall, this control comprising a body disposed on the outer face of this wall, an electrical resistance extending in the body, measuring means for measuring the temperature of the electrical resistance.

Encore un autre objet de l’invention est une installation de concentration d’acide phosphorique comprenant au moins un échangeur de chaleur tel que ci-dessus.Yet another object of the invention is a phosphoric acid concentration plant comprising at least one heat exchanger as above.

La Demanderesse s’est rendu compte que le problème présenté ci-dessus peut être résolu en intégrant au moins un organe de contrôle de l’encrassement, de type sonde active, dans au moins un des éléments tubulaires de l’échangeur de chaleur à surveiller. Une sonde est dite active parce qu’elle mesure la réponse de la perturbation qu’elle a elle-même générée.The Applicant has realized that the problem presented above can be solved by integrating at least one fouling control element, of the active probe type, in at least one of the tubular elements of the heat exchanger to be monitored. . A probe is said to be active because it measures the response of the perturbation it has itself generated.

Plus précisément, la sonde dite active peut provoquer localement une perturbation thermique contrôlée (avantageusement un échauffement contrôlé et/ou l’émission d’une quantité d’énergie prédéterminée). Il est par ailleurs prévu un moyen qui mesure ensuite la conséquence locale de cette perturbation contrôlée ou la réponse à cette perturbation contrôlée.More precisely, the so-called active probe can locally cause a controlled thermal disturbance (advantageously a controlled heating and / or the emission of a predetermined quantity of energy). In addition, a means is provided for measuring the local consequence of this controlled disturbance or the response to this controlled disturbance.

Ainsi, la sonde active comprend au moins un moyen d’émission d’une certaine quantité d’énergie thermique. Dans un mode de réalisation ladite sonde active comprend un moyen pour chauffer rapidement une zone superficielle dudit élément tubulaire, pour créer dans ladite zone superficielle une différence de température déterminée, et/ou pour dissiper dans ladite zone superficielle une quantité d’énergie prédéterminée.Thus, the active probe comprises at least one means for emitting a certain amount of thermal energy. In one embodiment, said active probe comprises means for rapidly heating a surface area of said tubular element, for creating in said surface zone a determined temperature difference, and / or for dissipating in said surface zone a predetermined quantity of energy.

Le système selon l’invention comprend également au moins un moyen de mesure de réchauffement provoqué par ladite émission d’énergie. Dans un mode de réalisation, ce moyen de mesure est un thermocouple, positionné de manière adaptée pour recueillir un signal exploitable. Il peut être inséré dans un orifice aménagé à cet effet dans une zone superficielle dudit élément tubulaire.The system according to the invention also comprises at least one heating measurement means caused by said energy emission. In one embodiment, this measuring means is a thermocouple, positioned in a manner adapted to collect a usable signal. It can be inserted into a hole provided for this purpose in a surface area of said tubular element.

Avantageusement la sonde active présente un collier qui se fixe autour de la surface externe de l’élément tubulaire, de manière à couvrir au moins un segment de ladite surface externe. Ladite sonde active peut être connectée à au moins un moyen de mesure de la température.Advantageously, the active probe has a collar which is fixed around the outer surface of the tubular element, so as to cover at least one segment of said outer surface. Said active probe can be connected to at least one means for measuring the temperature.

L’échangeur de chaleur de l’invention comprend une pluralité (et typiquement un grand nombre, par exemple plusieurs centaines ou plus d’un millier) de tubes, encore appelés éléments tubulaires, qui sont typiquement identiques entre eux, ainsi qu’au moins un élément tubulaire (typiquement identique aux autres, sauf pour ce qui suit) qui comprend sur sa paroi externe ou dans sa paroi externe au moins une sonde active capable de provoquer localement une perturbation thermique, et au moins un moyen pour mesurer ladite perturbation thermique.The heat exchanger of the invention comprises a plurality (and typically a large number, for example several hundred or more than a thousand) of tubes, also called tubular elements, which are typically identical to each other, as well as at least a tubular element (typically identical to the others, except for the following) which comprises on its outer wall or in its outer wall at least one active sensor capable of locally causing a thermal disturbance, and at least one means for measuring said thermal disturbance.

Dans un mode de réalisation de cet échangeur, ledit élément tubulaire s’étend entre deux plaques frontales parallèles, encore dénommées plaques tubulaires, et chaque extrémité dudit élément tubulaire est insérée dans un orifice aménagé dans l’une des deux plaques tubulaires. L’une de ces plaques tubulaires est fixe, l’autre peut être mobile.In one embodiment of this exchanger, said tubular element extends between two parallel end plates, also called tubular plates, and each end of said tubular element is inserted into an orifice formed in one of the two tubular plates. One of these tubular plates is fixed, the other can be mobile.

L’installation de la sonde active sur la face externe de la paroi de l’élément tubulaire est avantageuse. En effet, elle évite un contact direct entre la sonde et le fluide qui circule à l’intérieur de l'élément tubulaire. Or, un tel contact n’est pas souhaitable pour des raisons liées à la corrosion, à la difficulté d’assurer une insertion étanche de la sonde dans le canal de l’élément tubulaire, et à la possible perturbation des conditions d’écoulement hydrodynamique dudit fluide par la sonde elle-même.The installation of the active probe on the outer face of the wall of the tubular element is advantageous. Indeed, it avoids a direct contact between the probe and the fluid flowing inside the tubular element. However, such contact is undesirable for reasons related to corrosion, the difficulty of ensuring a tight insertion of the probe in the channel of the tubular element, and the possible disruption of hydrodynamic flow conditions. of said fluid by the probe itself.

Le terme « sur » la face externe signifie tout d’abord que le corps de l’organe de contrôle, par exemple réalisé sous forme d’un collier, peut être fixé contre cette face externe, qui est alors lisse, ou encore dans un renfoncement ménagé dans cette face externe. Ce corps peut également être placé à proximité immédiate de cette face externe, sans toutefois être en contact direct avec celle-ci.The term "on" the outer face means first of all that the body of the control member, for example made in the form of a collar, can be fixed against this external face, which is then smooth, or in a recess formed in this outer face. This body can also be placed in the immediate vicinity of this external face, without however being in direct contact with it.

Ledit échangeur de chaleur peut être intégré dans une installation industrielle. Plus particulièrement ladite installation peut être une installation de concentration d’acide phosphorique.Said heat exchanger can be integrated into an industrial installation. More particularly, said installation may be a phosphoric acid concentration plant.

Il est du mérite de la Demanderesse d’avoir mis au point un organe de contrôle de l’encrassement, qui est adapté à un échangeur de chaleur de type calandre et tubes. De plus il est avantageux de positionner cet échangeur dans une zone où le premier fluide, circulant dans les tubes, présente la température la plus élevée. En effet, la couche d’encrassement possède une épaisseur maximale dans cette zone, en particulier dans le cas où circule de l’acide phosphorique, dont l’élévation en température conduit à un dépôt significatif de gypse.It is the merit of the Applicant to have developed a fouling control member, which is adapted to a shell and tube heat exchanger type. In addition, it is advantageous to position this exchanger in an area where the first fluid circulating in the tubes has the highest temperature. Indeed, the fouling layer has a maximum thickness in this area, particularly in the case where circulates phosphoric acid, whose temperature rise leads to a significant deposition of gypsum.

Lesdits éléments tubulaires peuvent être réalisés en tout matériau habituellement utilisé pour des tubes d’échangeur de chaleur, et plus particulièrement en métal (tel que : acier, acier inoxydable, acier plaqué ; zirconium, titane, aluminium, cuivre et leurs alliages) ou en matériau non métallique (tel que : PTFE, céramique, graphite). De manière avantageuse lesdits éléments tubulaires sont en graphite ou à base de graphite.Said tubular elements may be made of any material usually used for heat exchanger tubes, and more particularly of metal (such as: steel, stainless steel, plated steel, zirconium, titanium, aluminum, copper and their alloys) or non-metallic material (such as: PTFE, ceramic, graphite). Advantageously, said tubular elements are made of graphite or graphite-based.

Figuresfigures

Les figures 1 à 6 illustrent des modes de réalisation de l’invention.Figures 1 to 6 illustrate embodiments of the invention.

Les figures 1a à 1f montrent une section verticale à travers un échangeur de chaleur selon l’invention ; pour simplifier la figure on ne montre qu’un seul tube 2 pris entre deux plaques tubulaires 3,4 ; ces figures illustrent un mode de réalisation du procédé selon l’invention.Figures 1a to 1f show a vertical section through a heat exchanger according to the invention; to simplify the figure it shows only a single tube 2 taken between two tubular plates 3,4; these figures illustrate an embodiment of the method according to the invention.

La figure 2 montre de manière schématique une vue en perspective d’un tube 2 selon l’invention avec l’organe de contrôle de l’encrassement 5 sous la forme d’un collier qui entoure au moins partiellement la circonférence du tube.Figure 2 shows schematically a perspective view of a tube 2 according to the invention with the fouling control member 5 in the form of a collar which at least partially surrounds the circumference of the tube.

La figure 3 est une vue en coupe longitudinale, illustrant de manière plus détaillée les éléments constitutifs de l’organe de contrôle 5.FIG. 3 is a view in longitudinal section, illustrating in more detail the constituent elements of the control member 5.

La figure 4 est une vue en coupe longitudinale d’un tube 2 selon l’invention avec une courbe qui représente de manière schématique le transfert thermique le long des différents milieux.Figure 4 is a longitudinal sectional view of a tube 2 according to the invention with a curve which schematically shows the heat transfer along the different media.

La figure 5 est un schéma électrique du collier, appartenant à l’organe de contrôle de l’encrassement,FIG. 5 is an electrical diagram of the collar, belonging to the fouling control member,

La figure 6 représente plusieurs courbes, illustrant la variation de la température de la résistance intégrée dans ce collier, pour plusieurs états d’encrassement de l’échangeur.FIG. 6 represents several curves, illustrating the variation of the temperature of the integrated resistance in this collar, for several states of fouling of the exchanger.

Les signes de référence suivants sont utilisés sur les figures :The following reference signs are used in the figures:

1 1 Echangeur de chaleur Heat exchanger 51 51 Collier Necklace 2 2 Tube graphite ou à base de graphite Graphite or graphite tube L51 L51 Longueur de 51 Length of 51 2’ 2 ' Face externe de 2 External side of 2 51’ 51 ' Surface active 51 Active surface 51 2” 2 " Face interne de 2 Internal side of 2 51B 51B Extrémité de 51 End of 51 3 3 Première plaque tubulaire (fixe) First tube plate (fixed) 52 52 Résistance Resistance 4 4 Deuxième plaque tubulaire (coulissante) Second tube plate (Sliding) 53 53 Thermocouple Thermocouple 5 5 Organe de contrôle d’encrassement Fouling control body 54 54 Bornes d’alimentation de 52 52 Power Terminals 6 6 Gaine Sheath 55 55 Fils alimentation 52 Feeding wires 52 7 7 Zone d’encollage 1ere extrémité tubeGluing area 1 st end tube 58 58 Manchon Muff 8 8 Zone d’encollage trou 2eme plaqueSealing area hole 2 nd plate E E Couche d’encrassement Fouling layer 9 9 Zone d’encollage 2eme extrémité tubeSeaming area 2 nd end tube F1 F1 Ecoulement du premier fluide Flow of the first fluid 10 10 Zone d’encollage trou 1ere plaqueSealing area hole 1 ere plate F2 F2 Ecoulement du second fluide Flow of the second fluid 11 11 Canal auxiliaire Auxiliary channel S2 S2 Sommet du tube 2 Top of the tube 2 12 12 Orifice Orifice LS LS Longueur de sécurité Security length 13 13 Chemise pour trou 2eme plaqueShirt for hole 2 nd plate CO CO Courbe Curve 14 14 Chemise pour trou 1ere plaqueShirt for hole 1 ere plate C1 C1 Courbe Curve 15 15 Bouchon d’étanchéité Sealing plug C2 C2 Courbe Curve 16 16 Paroi externe Outer wall C3 C3 Courbe Curve 17 17 Bride Flange Dint Dint Diamètre intérieur de 2 Inside diameter of 2 Dext Dext Diamètre extérieur de 2 Outside diameter of 2

Description détailléedetailed description

Nous entendons ici, par « tube » ou « élément tubulaire », un élément de construction 5 disposant d’au moins un canal à l’intérieur duquel peut circuler un liquide lorsque ledit élément tubulaire est utilisé conformément à sa destination.Here we mean by "tube" or "tubular element", a construction element 5 having at least one channel within which a liquid can flow when said tubular element is used in accordance with its intended purpose.

La figure 1 illustre un échangeur de chaleur conforme à l’invention, désigné dans son ensemble par la référence 1. Cet échangeur comprend tout d’abord, de façon connue en soi, une enceinte formée par des plaques tubulaires 3, 4 d’extrémité, ainsi que par une 10 enveloppe périphérique formant paroi externe, ou calandre 16.FIG. 1 illustrates a heat exchanger according to the invention, designated as a whole by reference numeral 1. This exchanger firstly comprises, in a manner known per se, an enclosure formed by end tube plates 3, 4 as well as by a peripheral shell forming an outer wall, or a shell 16.

Cet échangeur, utilisé dans des installations de l’industrie chimique, comprend typiquement une pluralité de tubes 2 droits parallèles en graphite ou à base de graphite, lesquels sont reçus dans l’enceinte. Typiquement il s’agit de plusieurs centaines ou plus 15 d’un millier de tubes en graphite ou à base de graphite. Ces échangeurs de type « tubes and shell» sont connus en tant que tels. Ils comprennent la calandre précitée 16 (« shell ») et ladite pluralité de tubes 2 droits et parallèles.This exchanger, used in installations of the chemical industry, typically comprises a plurality of parallel straight tubes 2 graphite or graphite-based, which are received in the enclosure. Typically it involves several hundred or more than a thousand graphite or graphite tubes. These "tubes and shell" type exchangers are known as such. They include the aforementioned shell 16 and said plurality of straight and parallel tubes 2.

De préférence, ces tubes 2 sont en graphite et ou à base de graphite. Leur longueur L2 est typiquement comprise entre 1 et 9 mètres, notamment entre 3 et 9 mètres. Dans un mode préféré de l’invention, cet échangeur est disposé de manière à ce que les tubes 2 soient orientés verticalement. Cet agencement présente des avantages qui seront explicités ci-dessous.Preferably, these tubes 2 are graphite and or graphite-based. Their length L2 is typically between 1 and 9 meters, especially between 3 and 9 meters. In a preferred embodiment of the invention, this exchanger is arranged so that the tubes 2 are oriented vertically. This arrangement has advantages which will be explained below.

On note par ailleurs Dlnt et Dext les diamètres respectivement intérieur et extérieur de chaque tube 2, lesquels sont mesurés à l’état non encrassé du tube. Le diamètre intérieur Dlnt est typiquement compris entre 35 et 45 millimètres, notamment entre 37 et 39 millimètres; dans un mode de réalisation il est de 38,1 millimètres. Le diamètre extérieur Dext est typiquement compris entre 45 et 55 millimètres, notamment entre 50 et 52 millimètres; dans un mode de réalisation il est de 50,8 millimètres.Note also Dlnt and Dext diameters respectively inside and outside of each tube 2, which are measured in the uncured state of the tube. The internal diameter Dlnt is typically between 35 and 45 millimeters, especially between 37 and 39 millimeters; in one embodiment it is 38.1 millimeters. The outside diameter Dext is typically between 45 and 55 millimeters, in particular between 50 and 52 millimeters; in one embodiment it is 50.8 millimeters.

Ces tubes 2 sont tenus par les plaques dites plaques tubulaires 3, 4 dans lesquelles ils sont insérés. Chaque tube 2 est inséré dans un orifice 12b aménagé dans la première plaque tubulaire 3 et fixé, par exemple par collage, et chaque tube 2 est également inséré dans un orifice 12a aménagé dans la deuxième plaque tubulaire 4 et fixé, par exemple par collage. Lesdites première et deuxième plaques tubulaires 3, 4 peuvent être en graphite.These tubes 2 are held by the plates called tubular plates 3, 4 into which they are inserted. Each tube 2 is inserted into an orifice 12b arranged in the first tube plate 3 and fixed, for example by gluing, and each tube 2 is also inserted into an orifice 12a formed in the second tube plate 4 and fixed, for example by gluing. Said first and second tubular plates 3, 4 may be made of graphite.

L’échangeur comprend en outre des moyens d’entrée d’un premier fluide dans les tubes, des moyens de sortie du premier fluide hors des tubes, des moyens d’entrée d’un second fluide dans l’enceinte, vers la périphérie extérieure des tubes, ainsi que des moyens de sortie du second fluide hors de l’enveloppe. Ces différents moyens d’entrée et de sortie, de type connu, ne sont pas illustrés sur les figures. De manière préférée, le premier fluide est de l’acide phosphorique alors que le second fluide est de la vapeur d’eau.The exchanger further comprises means for inputting a first fluid into the tubes, means for outputting the first fluid out of the tubes, means for introducing a second fluid into the chamber, towards the outer periphery. tubes, and means for outputting the second fluid out of the envelope. These different input and output means of known type are not illustrated in the figures. Preferably, the first fluid is phosphoric acid while the second fluid is water vapor.

Dans un mode de réalisation avantageux la première plaque tubulaire est une plaque fixe 3, c’est-à-dire qu’elle est fixée sur la tête non représentée de l’échangeur 1, typiquement à l’aide d’une bride 17 de serrage. La deuxième plaque tubulaire 4 est avantageusement une plaque coulissante, c’est-à-dire mobile par rapport à la calandre 16. Chaque tube 2 est inséré dans l’orifice 12a aménagé dans cette plaque tubulaire 4 coulissante et fixé par collage.In an advantageous embodiment the first tubular plate is a fixed plate 3, that is to say that it is fixed on the not shown head of the exchanger 1, typically using a flange 17 of Tightening. The second tube plate 4 is advantageously a sliding plate, that is to say movable relative to the shell 16. Each tube 2 is inserted into the orifice 12a formed in this sliding tubular plate 4 and fixed by gluing.

Selon l’invention au moins un tube 2 dudit échangeur de chaleur 1 est équipé d’un organe de contrôle de l’encrassement, désigné dans son ensemble par la référence 5. De préférence on choisit un tube proche de la paroi 16 externe de l'échangeur 1, comme cela est montré sur la figure 1. Avantageusement on équipe ainsi plusieurs tubes 2, par exemple deux, trois, quatre ou cinq tubes 2.According to the invention at least one tube 2 of said heat exchanger 1 is equipped with a fouling control member, generally designated by the reference 5. Preferably a tube is selected near the outer wall 16 of the exchanger 1, as shown in Figure 1. Advantageously thus equips several tubes 2, for example two, three, four or five tubes 2.

Ledit organe de contrôle 5, qui est de type sonde active, est par exemple conforme à celui commercialisé par la société NéoTim à Albi (France), lequel fait l’objet de FR-A-2 932 886. Comme montré notamment en figures 2 et 3, cet organe de contrôle comprend tout d’abord un corps réalisé sous forme d’un collier 51, qui entoure au moins partiellement le tube 2, à savoir qu’il est disposé contre la face externe 2’ de la paroi de ce tube. On note par ailleurs 2” la face interne de la paroi de ce tube.Said control member 5, which is of the active probe type, is for example in accordance with that marketed by NeoTim in Albi (France), which is the subject of FR-A-2 932 886. As shown in particular in FIGS. and 3, this control member comprises first of all a body made in the form of a collar 51, which at least partially surrounds the tube 2, namely that it is arranged against the outer face 2 'of the wall of this tube. Note also 2 "the inner face of the wall of this tube.

Ce collier 51, qui est réalisé sous forme d’un élément plan et flexible, de type circuit intégré, comporte une résistance électrique 52, représentée de façon schématique sur la figure 3. En pratique la résistance électrique peut être réalisée, comme illustré à la figure 5, sous forme d’une piste métallique déposée sur le collier. Cette résistance 52 est associée à un ou plusieurs thermocouples 53, permettant de mesurer la température au voisinage directe de cette résistance. Deux bornes d'alimentation 54 sont prévues, avec toute la connectique nécessaire, pour pouvoir alimenter cette résistance depuis l'extérieur de l'échangeur. En outre les thermocouples sont associés à au moins une borne de sortie non représentée, permettant de transmettre le signal électrique délivré en service par ce thermocouple.This collar 51, which is in the form of a planar and flexible element, of integrated circuit type, comprises an electrical resistance 52, shown schematically in FIG. 3. In practice, the electrical resistance can be realized, as illustrated in FIG. Figure 5, in the form of a metal track deposited on the collar. This resistor 52 is associated with one or more thermocouples 53, making it possible to measure the temperature in the direct vicinity of this resistance. Two power supply terminals 54 are provided, with all the necessary connectors, to be able to supply this resistance from outside the exchanger. In addition the thermocouples are associated with at least one output terminal not shown, for transmitting the electrical signal delivered in use by this thermocouple.

L’organe de contrôle 5 est en outre équipé d’une gaine 6, dont la mise en place sera détaillée dans ce qui suit. Cette gaine 6 renferme au moins un fil fonctionnel de la sonde active, en particulier des fils 55 d’alimentation de la résistance, reliés électriquement aux bornes 54, ainsi qu’au moins un fil de signal, relié à la borne de sortie des thermocouples. Ces différents fils fonctionnels peuvent être distincts ou confondus. Cette gaine est mise en communication électrique avec une alarme non représentée, de tout type approprié, qui permet d’alerter l’opérateur en cas de dysfonctionnement, comme cela sera explicité dans ce qui suit.The control member 5 is further equipped with a sheath 6, the implementation of which will be detailed in the following. This sheath 6 encloses at least one functional wire of the active probe, in particular wires 55 for supplying the resistor, electrically connected to the terminals 54, and at least one signal wire connected to the output terminal of the thermocouples. . These different functional threads can be distinct or confused. This sheath is placed in electrical communication with an alarm, not shown, of any appropriate type, which makes it possible to alert the operator in the event of a malfunction, as will be explained in what follows.

On note L51 la longueur de la surface de contact entre le collier et la paroi du tube 2, selon la direction principale de ce dernier. Cette longueur est par exemple comprise entre 0,02 et 0,1 mètres. De manière préférée, le collier 51 est prévu dans la partie supérieure du tube, à savoir celle où le fluide circulant à l’intérieur de ce tube, typiquement l’acide phosphorique, est le plus chaud. En effet, l’encrassement est maximal dans cette zone. On note LS la longueur dite de sécurité, séparant le sommet S2 du tube et l’extrémité inférieure 51B du collier 51, laquelle est opposée audit sommet. Cette longueur LS est par exemple comprise entre 0,1 et 3 mètres, notamment entre 0.5 et 2 mètres.L51 is the length of the contact surface between the collar and the wall of the tube 2, according to the main direction of the latter. This length is for example between 0.02 and 0.1 meters. Preferably, the collar 51 is provided in the upper part of the tube, namely that in which the fluid flowing inside this tube, typically phosphoric acid, is the hottest. Indeed, the fouling is maximum in this zone. LS is the so-called safety length, separating the top S2 of the tube and the lower end 51B of the collar 51, which is opposite said vertex. This length LS is for example between 0.1 and 3 meters, especially between 0.5 and 2 meters.

L’organe de contrôle 5 est entouré, sur ses faces frontales opposées ainsi que sur sa face extérieure, par un manchon 58 réalisé en un matériau thermiquement isolant. Ce manchon permet donc un transfert des calories anisotrope, depuis le collier en direction du tube. En d’autres termes, lorsque le collier est chauffé, cette chaleur se dissipe sensiblement en intégralité dans la paroi du tube 2.The control member 5 is surrounded, on its opposite end faces as well as on its outer face, by a sleeve 58 made of a thermally insulating material. This sleeve thus allows anisotropic heat transfer from the collar to the tube. In other words, when the collar is heated, this heat dissipates substantially completely in the wall of the tube 2.

Le procédé de mise en place d’un élément tubulaire pourvue d’une sonde active selon l’invention est illustré sur les figures 1a à 1f. Elles montrent de manière schématique un tube en graphite 2 destiné à s’insérer dans l’orifice 12b de la première plaque tubulaire 3 (plaque fixe) et dans l’orifice 12a de la deuxième plaque tubulaire 4 (plaque coulissante) ; ce tube 2 est situé en périphérie du faisceau de tubes, proche de la paroi externe 16 de l’échangeur de chaleur 1.The method of placing a tubular element provided with an active probe according to the invention is illustrated in FIGS. 1a to 1f. They show schematically a graphite tube 2 intended to be inserted in the orifice 12b of the first tubular plate 3 (fixed plate) and in the orifice 12a of the second tubular plate 4 (sliding plate); this tube 2 is situated at the periphery of the tube bundle, close to the external wall 16 of the heat exchanger 1.

Dans une première étape illustrée sur la figure 1a on réalise un repérage, ou contrôle préalable. A cet effet on positionne le tube 2 au sein de la plague tubulaire fixe 3, dans la position précise gu’il doit adopter en service. Les parois en regard du tube et des orifices des plagues 3 et 4 ne sont pas encollées. Ce repérage permet de vérifier si la gaine 6 dépasse hors de l’orifice 12a de la plague tubulaire 4 coulissante, selon une distance appropriée pour la mise en oeuvre des étapes ultérieures. Si cette distance n’est pas convenable, la position de cette gaine est modifiée de façon circonstanciée.In a first step illustrated in Figure 1a is carried out a tracking, or prior control. For this purpose the tube 2 is positioned within the fixed tubular plate 3, in the precise position which it must adopt in use. The walls facing the tube and the openings of the plagues 3 and 4 are not glued. This identification makes it possible to check whether the sheath 6 protrudes out of the orifice 12a of the tubular flap 4 sliding, at a distance appropriate for the implementation of the subsequent steps. If this distance is not suitable, the position of this sheath is modified in a detailed manner.

Dans une deuxième étape illustrée sur la figure 1b on déplace ledit tube 2 à travers l’orifice 12a de la plague tubulaire 4 coulissante, et on appligue une colle appropriée sur une zone d’encollage 7 gui représente au moins une partie de la surface externe du tube gui dépasse de la dite plague tubulaire coulissante, et on appligue une colle appropriée sur une zone d’encollage 8 gui représente au moins une partie de la surface interne de l’orifice 12b de la plague tubulaire fixe 3.In a second step illustrated in FIG. 1b, said tube 2 is moved through the orifice 12a of the sliding tubular plate 4, and a suitable glue is applied to a gluing zone 7 which represents at least a part of the external surface. tube mistletoe protruding from said sliding tubular plague, and applying a suitable glue on a gluing area 8 which represents at least a portion of the inner surface of the orifice 12b of the fixed tubular plate 3.

Dans une troisième étape illustrée sur la figure 1c on déplace ledit tube à travers l’orifice 12b de la plague tubulaire fixe 3 et à travers l’orifice 12a de la plague tubulaire coulissante 4, afin de bien étaler la colle sur les surfaces à coller.In a third step illustrated in FIG. 1c, said tube is moved through the orifice 12b of the fixed tubular plate 3 and through the orifice 12a of the tubular sliding plate 4, in order to spread the glue on the surfaces to be glued. .

Dans une guatrième étape illustrée sur la figure 1d on procède à la mise en place définitive du tube 2 dans les orifices 12a, 12b, et on récupère la gaine 6 dans un canal auxiliaire formé par un orifice latéral 11 aménagé dans la plague tubulaire coulissante 4 et gui communigue avec l’orifice 12a. A titre de variante cet orifice 11 peut être aménagé dans un sens axial. Son diamètre peut être de l’ordre de 10 mm.In a fourth step illustrated in FIG. 1d, the tube 2 is placed in the orifices 12a, 12b and the sheath 6 is recovered in an auxiliary channel formed by a lateral orifice 11 formed in the tubular sliding plate 4. and which communicates with the orifice 12a. As a variant this orifice 11 can be arranged in an axial direction. Its diameter may be of the order of 10 mm.

Dans une cinquième étape illustrée sur la figure 1e, on insère une chemise 13,14, c’est-àdire un insert tubulaire, respectivement dans l’orifice 12b de la plaque tubulaire fixe 3 et dans l’orifice 12a de la plaque tubulaire coulissante 4. Au moins une partie de la surface extérieure desdites chemises 13,14 est revêtue d’une colle appropriée.In a fifth step illustrated in FIG. 1e, a jacket 13, 14, that is to say a tubular insert, is inserted respectively into the orifice 12b of the fixed tubular plate 3 and into the orifice 12a of the sliding tubular plate. 4. At least a portion of the outer surface of said shirts 13,14 is coated with a suitable glue.

Dans une sixième étape illustrée sur la figure 1f on rebouche l’orifice latéral 11 par un ciment approprié formant un bouchon d’étanchéité 15.In a sixth step illustrated in FIG. 1f, the lateral orifice 11 is closed by a suitable cement forming a sealing plug 15.

En service on fait s’écouler les deux fluides selon les flèches F1 et F2, respectivement dans les tubes et autour de ces tubes, afin de mettre les fluides précités en échange de chaleur mutuel. Dans un mode de réalisation avantageux, on utilise l’échangeur selon l’invention en position « tubes verticaux » avec un premier fluide, dit « fluide procédé », gui est réchauffé par le deuxième fluide, dit « fluide service ». On met en oeuvre cet échangeur de manière à ce gu’au moins le fluide procédé, gui est avantageusement l’acide phosphorigue en phase liguide, subit un changement de température tel gue la température en haut de l’échangeur soit plus élevée gue la température en pied d’échangeur.In operation, the two fluids are flowed according to the arrows F1 and F2, respectively in the tubes and around these tubes, in order to put the aforementioned fluids in exchange for mutual heat. In an advantageous embodiment, the exchanger according to the invention is used in position "vertical tubes" with a first fluid, called "process fluid", which is heated by the second fluid, called "fluid service". This exchanger is used in such a way that at least the process fluid, which is advantageously phosphoric acid in the liquid phase, undergoes a temperature change such that the temperature at the top of the exchanger is higher than the temperature. in foot of exchanger.

De façon avantageuse le fluide service est de la vapeur d’eau, gui subit une condensation partielle au fur et à mesure gu’elle transfère sa chaleur au fluide procédé. Du fait de réchauffement du fluide procédé, l’encrassement du tube peut être rapide et considérable, en particulier dans la zone supérieure de ce tube. Les inventeurs ont constaté avec surprise gue l’organe d’encrassement, disposé au voisinage de la paroi extérieure du tube, est capable de détecter cet encrassement présent contre la paroi intérieure de ce tube. Cela est encore plus surprenant, dans le cas où on utilise des tubes en graphite ou à base de graphite gui possèdent une épaisseur significative, de l’ordre de 5 à 10 millimètres.Advantageously, the service fluid is water vapor, which undergoes partial condensation as it transfers its heat to the process fluid. Due to the heating of the process fluid, fouling of the tube can be rapid and considerable, especially in the upper zone of this tube. The inventors have surprisingly found that the fouling member, disposed in the vicinity of the outer wall of the tube, is capable of detecting this fouling present against the inner wall of this tube. This is even more surprising in the case of using graphite or graphite tubes which have a significant thickness, of the order of 5 to 10 millimeters.

De façon avantageuse, on fait s'écouler le premier fluide dans les tubes 2, à une température sensiblement constante en fonction du temps. Ceci signifie gue la température de ce premier fluide peut varier dans l’espace, à savoir d’une extrémité à l’autre des tubes. En revanche cette température est invariante dans le temps, au moins au voisinage de l’organe de contrôle, voire en tout point du tube.Advantageously, the first fluid flows in the tubes 2, at a substantially constant temperature as a function of time. This means that the temperature of this first fluid can vary in space, ie from one end to the other of the tubes. However, this temperature is invariant in time, at least in the vicinity of the control member, or at any point of the tube.

On alimente ensuite électriguement la résistance 52. Cette alimentation peut s’effectuer par des impulsions ou, de préférence, par un échelon de courant. La résistance s’échauffe et les calories ainsi générées se dissipent sensiblement en intégralité dans la paroi du tube, du fait de la présence de l’isolant. Les thermocouples permettent de mesurer l’évolution de la température de cette résistance, en fonction du temps. Etant donné gue la température du premier fluide est constante, comme expligué ci-dessus, on conçoit que la température mesurée de la résistance est représentative de la différence de températures entre la résistance et le premier fluide.The resistor 52 is then energized electrically. This supply may be effected by pulses or, preferably, by a current step. The resistance heats up and the calories thus generated dissipate substantially completely in the wall of the tube, due to the presence of the insulation. Thermocouples measure the evolution of the temperature of this resistance, as a function of time. Since the temperature of the first fluid is constant, as explained above, it will be appreciated that the measured temperature of the resistor is representative of the temperature difference between the resistor and the first fluid.

De façon typique, la phase d’alimentation électrique de la résistance est de l’ordre de quelques secondes à quelques minutes. On conçoit que, en fonction du temps t, la température T52 de la résistance augmente, puis atteint un palier. Des courbes caractéristiques de cette évolution sont montrées à la figure 6, lesquelles seront explicitées dans ce qui suit.Typically, the power supply phase of the resistor is of the order of seconds to minutes. It is conceivable that, as a function of time t, the temperature T52 of the resistance increases and then reaches a plateau. Characteristic curves of this evolution are shown in FIG. 6, which will be explained in what follows.

La figure 4 annexée montre en outre le transfert thermique entre le collier et le premier fluide, le long de la paroi du tube puis d’une couche d’encrassement. La température diminue tout d’abord par conduction (conductivité k) au travers de la paroi du tube, selon une valeur DT2. On retrouve ensuite une couche E dite d’encrassement, qui a tendance à se former au fur et à mesure du temps de fonctionnement de l’échangeur. Cette couche induit une résistance thermique supplémentaire rE par unité de surface, laquelle est associée une diminution DTE de la température. Plus la couche d’encrassement est épaisse, plus la valeur de DTE est importante et plus la différence de températures entre la surface active et le premier fluide est élevée. En d’autres termes, l’ensemble formé par la paroi et la couche d’encrassement possède une conductivité thermique inférieure à la conductivité thermique de la paroi seule.The appended FIG. 4 further shows the heat transfer between the collar and the first fluid, along the wall of the tube and then with a fouling layer. The temperature decreases firstly by conduction (k conductivity) through the wall of the tube, according to a DT2 value. Then there is a layer E said fouling, which tends to form as the operating time of the exchanger. This layer induces an additional thermal resistance rE per unit area, which is associated with a decrease in temperature DTE. The thicker the fouling layer, the higher the DTE value and the higher the temperature difference between the active surface and the first fluid. In other words, the assembly formed by the wall and the fouling layer has a thermal conductivity lower than the thermal conductivity of the wall alone.

Par conséquent, plus la couche d’encrassement E est épaisse et plus la température de la résistance est élevée. En référence à nouveau à la figure 6, la courbe CO illustre l’évolution de la température pour un échangeur non encrassé. Les courbes C1 à 03, qui illustrent des échangeurs de plus en plus encrassés, sont donc situées au-dessus de cette courbe CO.Therefore, the thicker the fouling layer E is, the higher the temperature of the resistance. Referring again to FIG. 6, the CO curve illustrates the change in temperature for a non-fouled heat exchanger. The curves C1 to 03, which illustrate increasingly clogged exchangers, are therefore located above this CO curve.

Avantageusement, on réalise tout d’abord une mesure de référence, correspondant à l’évolution de la température pour un échangeur possédant une couche d’encrassement, dont l’épaisseur connue possède une valeur seuil. En d’autres termes, pour une épaisseur supérieure à cette valeur seuil, on arrête typiquement l’échangeur et on procède au nettoyage de l’intérieur des tubes. L’évolution de la température de la résistance en fonction du temps, pour cet échangeur présentant cette couche d’encrassement seuil, est matérialisée par la courbe C2.Advantageously, a reference measurement is first made, corresponding to the change in temperature for an exchanger having a fouling layer, the known thickness of which has a threshold value. In other words, for a thickness greater than this threshold value, the exchanger is typically stopped and the interior of the tubes is cleaned. The evolution of the temperature of the resistance as a function of time, for this exchanger having this threshold fouling layer, is materialized by the curve C2.

Au fur et à mesure de la mise en service de l’échangeur, on réalise des mesures successives, dites instantanées, de la variation de température T52 en fonction du temps t. Lorsqu’une courbe issue d’une mesure instantanée est située au-dessus de la courbe de référence C2, cela signifie que la couche d’encrassement, d’épaisseur non connue, est plus épaisse que la couche seuil et qu’il faut donc arrêter l’échangeur. Sur la figure 5, la courbe C1 située au-dessous de la courbe C2 matérialise une situation d’encrassement acceptable. En revanche, la courbe C3 située au-dessus de cette courbe C2 illustre une situation où il convient d’arrêter et nettoyer l’échangeur.As the heat exchanger is put into operation, successive, so-called instantaneous measurements of the temperature variation T52 are made as a function of time t. When a curve resulting from an instantaneous measurement is located above the reference curve C2, this means that the fouling layer, of unknown thickness, is thicker than the threshold layer and that it is therefore necessary to stop the exchanger. In Figure 5, the curve C1 below the curve C2 materializes an acceptable fouling situation. In contrast, the curve C3 located above this curve C2 illustrates a situation where it is necessary to stop and clean the exchanger.

Le procédé selon l’invention peut être mis en oeuvre dans une installation de concentration d’acide phosphorique. En particulier, une telle installation comprend un échangeur de chaleur dans lequel l’acide phosphorique est chauffé à l’aide d’un milieu caloporteur (le plus souvent de la vapeur d’eau) pour être concentré dans un évaporateur. On préfère que la différence de température entre le fluide caloporteur (en l'occurrence : vapeur d’eau) et le fluide du procédé (en l’occurrence l’acide phosphorique) ne soit pas trop élevé afin de limiter l’encrassement des éléments tubulaires et les contraintes thermiques dans l’installation. Avantageusement, la température de la vapeur utilisée sera comprise entre 110°C et 160°C alors que la température de l’acide phosphorique sera comprise entre 70°C et 90 °C.The process according to the invention can be carried out in a phosphoric acid concentration plant. In particular, such an installation comprises a heat exchanger in which the phosphoric acid is heated using a heat-transfer medium (usually water vapor) to be concentrated in an evaporator. It is preferred that the temperature difference between the coolant (in this case: water vapor) and the process fluid (in this case phosphoric acid) is not too high in order to limit the fouling of the elements. tubular and thermal stresses in the installation. Advantageously, the temperature of the steam used will be between 110 ° C and 160 ° C while the temperature of the phosphoric acid will be between 70 ° C and 90 ° C.

A titre d’exemple, on considère un échangeur thermique dans lequel la vapeur d’eau, formant fluide caloporteur, chauffe l’acide phosphorique, formant fluide de procédé, en vue de sa concentration dans un évaporateur. Dans ce cas, on préfère conduire le procédé de manière à ce que l’acide phosphorique entre dans l’élément tubulaire de l’échangeur thermique à environ 82°C, est chauffé à l’aide de vapeur d’eau d’une température de 133°C, et quitte ledit élément tubulaire à une température de 85°C.By way of example, a heat exchanger is considered in which the water vapor, forming a coolant, heats the phosphoric acid, which forms the process fluid, with a view to its concentration in an evaporator. In this case, it is preferred to conduct the process so that the phosphoric acid enters the tubular element of the heat exchanger at about 82 ° C, is heated with water vapor at a temperature of of 133 ° C, and leaves said tubular element at a temperature of 85 ° C.

Claims (18)

REVENDICATIONS 1. Echangeur thermique comprenant ;1. Heat exchanger comprising; - une enceinte (3, 4, 16) possédant une calandre périphérique délimitant un volume intérieur (V),an enclosure (3, 4, 16) having a peripheral grille delimiting an interior volume (V), - une pluralité de tubes (2) en graphite ou à base de graphite, disposés dans ledit volume intérieur (V), chaque tube comprenant une paroi périphérique,a plurality of tubes (2) made of graphite or graphite, arranged in said interior volume (V), each tube comprising a peripheral wall, - des moyens d’entrée d’acide phosphorique dans lesdits tubes (2),phosphoric acid inlet means in said tubes (2), - des moyens de sortie d’acide phosphorique hors desdits tubes (2),phosphoric acid outlet means out of said tubes (2), - des moyens d’entrée d’un second fluide dans ledit volume intérieur (V), vers la périphérie extérieure des tubesinput means of a second fluid in said internal volume (V) towards the outer periphery of the tubes - des moyens de sortie du second fluide hors dudit volume intérieur (V), ledit échangeur étant caractérisé en ce qu'au moins un tube (2) est équipé d’au moins un organe (5) de contrôle de l’encrassement de sa paroi périphérique, cet organe de contrôle comprenant » un corps (51 ) disposé sur la face externe (2’) de cette paroi, » une résistance électrique (52) s’étendant dans le corps (51)means for outputting the second fluid from said interior volume (V), said exchanger being characterized in that at least one tube (2) is equipped with at least one member (5) for controlling the fouling of its peripheral wall, this control member comprising »a body (51) disposed on the outer face (2 ') of this wall,» an electrical resistance (52) extending in the body (51) - des moyens de mesure (53), permettant de mesurer la température de la résistance électrique (52).measuring means (53) for measuring the temperature of the electrical resistance (52). 2. Echangeur thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps de l’organe de contrôle (5) est un collier (51) entourant au moins partiellement la face externe de la paroi du tube.2. Heat exchanger according to the preceding claim, characterized in that the body of the control member (5) is a collar (51) at least partially surrounding the outer face of the wall of the tube. 3. Echangeur thermique selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le collier (51) est entouré d’un manchon isolant (58), propre à éviter une déperdition substantielle de chaleur à l’opposé de la paroi du tube (2).3. Heat exchanger according to the preceding claim, characterized in that the collar (51) is surrounded by an insulating sleeve (58) adapted to prevent a substantial loss of heat opposite the wall of the tube (2). 4. Echangeur thermique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’enceinte comprend au moins une plaque d’extrémité (4), laquelle est percée d’orifices axiaux (12a) destinés au passage des tubes, ainsi que d’au moins un canal auxiliaire (11), reliant l’extérieur et un orifice axial occupé par un tube équipé d’un organe de contrôle de l’encrassement (5), cet organe de contrôle étant équipé d’une gaine (6) renfermant au moins un fil fonctionnel dudit organe, cette gaine s’étendant dans le canal auxiliaire (11).4. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the enclosure comprises at least one end plate (4), which is pierced with axial orifices (12a) for the passage of the tubes, and at least one auxiliary channel (11), connecting the outside and an axial orifice occupied by a tube equipped with a fouling control member (5), this control member being equipped with a sheath (6) enclosing at least one functional wire of said member, which sheath extends into the auxiliary channel (11). 5. Echangeur thermique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs tubes sont équipés d'un organe de contrôle de l’encrassement, en particulier entre deux et huit tubes, notamment entre quatre et six tubes.5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that several tubes are equipped with a fouling control member, in particular between two and eight tubes, in particular between four and six tubes. 6. Echangeur thermique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur de chaque tube est comprise entre 1 et 9 mètres, notamment entre 3 et 9 mètres.6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the length of each tube is between 1 and 9 meters, especially between 3 and 9 meters. 7. Echangeur thermique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre extérieur (Dext) de chaque tube est compris entre 45 et 55 millimètres, notamment entre 50 et 52 millimètres.7. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter (Dext) of each tube is between 45 and 55 millimeters, in particular between 50 and 52 millimeters. 8. Echangeur thermique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur (Dint) de chaque tube est compris entre 35 et 45 millimètres, notamment entre 37 et 39 millimètres.8. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter (Dint) of each tube is between 35 and 45 millimeters, in particular between 37 and 39 millimeters. 9. Echangeur thermique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la longueur dite de sécurité (LS), séparant le sommet (S2) du tube, adjacent à l’organe de contrôle de l’encrassement, et l’extrémité (51 B) de l’organe de contrôle de l’encrassement opposée audit sommet, est comprise entre 0,1 et 3 mètres, notamment entre 0.5 et 2 mètres.9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the so-called safety length (LS), separating the apex (S2) of the tube, adjacent to the fouling control member, and the end (51 B) of the fouling control member opposite said vertex, is between 0.1 and 3 meters, especially between 0.5 and 2 meters. 10. Procédé de contrôle de l’encrassement d’un échangeur thermique comprenant10. Method for controlling the fouling of a heat exchanger comprising - une enceinte (3, 4, 16) possédant une calandre périphérique délimitant un volume intérieur (V) etan enclosure (3, 4, 16) having a peripheral grille delimiting an interior volume (V) and - une pluralité de tubes (2) en graphite ou à base de graphite s’étendant dans ledit volume intérieur (V), chaque tube comprenant une paroi périphérique, procédé dans lequela plurality of graphite or graphite-based tubes (2) extending into said interior volume (V), each tube comprising a peripheral wall, a process in which - on admet de l’acide phosphorique dans les tubes et on évacue cet acide phosphorique hors des tubes;Phosphoric acid is admitted into the tubes and this phosphoric acid is discharged from the tubes; - on fait circuler un second fluide dans ledit volume intérieur (V), à la périphérie extérieure des tubes, à contre-courant dudit acide phosphorique, ledit procédé étant caractérisé en ce quea second fluid is circulated in said inner volume (V) at the outer periphery of the tubes, counter-current to said phosphoric acid, said method being characterized in that - on dispose, sur la face externe (2’) de la paroi d’au moins un tube (2), te corps (51 ) d'un organe (5) de contrôle de l’encrassement, cet organe de contrôle comprenant en outre > une résistance électrique (52) s’étendant dans le corps (51 ) > des moyens de mesure (53), permettant de mesurer la température de la résistance électrique (52)the body (51) of a fouling control member (5) is arranged on the outer face (2 ') of the wall of at least one tube (2), this control member comprising in addition> an electric resistor (52) extending in the body (51)> measuring means (53) for measuring the temperature of the electrical resistance (52) - on alimente électriquement la résistance électrique,the electrical resistance is electrically powered, - on réalise au moins une courbe, dite instantanée (C1, C3), chaque courbe instantanée montrant l’évolution en fonction du temps de la température de la résistance,at least one so-called instantaneous curve (C1, C3) is produced, each instantaneous curve showing the evolution as a function of time of the temperature of the resistance, - on compare la ou chaque courbe instantanée avec au moins une courbe de référence (C2).the instantaneous or each instantaneous curve is compared with at least one reference curve (C2). 11. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la courbe de référence (C2) montre l’évolution en fonction du temps de la température de la résistance, pour un tube dont l’encrassement présente une épaisseur seuil connue.11. Method according to the preceding claim, characterized in that the reference curve (C2) shows the evolution as a function of time of the temperature of the resistance, for a tube whose fouling has a known threshold thickness. 12. Procédé selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu’on fait s’écouler l’acide phosphorique dans les tubes à une température sensiblement constante en fonction du temps, au moins au voisinage de l’organe de contrôle (5).12. Method according to one of claims 10 or 11, characterized in that flows phosphoric acid in the tubes at a substantially constant temperature as a function of time, at least in the vicinity of the control organ (5). 13. Procédé selon l’une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu’on fait s’écouler l’acide phosphorique selon une direction sensiblement verticale, du bas vers le haut.13. Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that flows phosphoric acid in a substantially vertical direction, from bottom to top. 14. Procédé selon l’une des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu’on place l’organe de contrôle de l’encrassement de sorte que la longueur dite de sécurité, séparant le sommet du tube, adjacent à l’organe de contrôle de l’encrassement, et l’extrémité de l’organe de contrôle de l’encrassement opposée audit sommet, est comprise entre 0,1 et 3 mètres, notamment entre 0.5 et 2 mètres.14. Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that places the fouling control member so that the so-called safety length, separating the top of the tube, adjacent to the body of the control of fouling, and the end of the fouling control member opposite said vertex, is between 0.1 and 3 meters, in particular between 0.5 and 2 meters. 15. Procédé selon l’une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu’on provoque une condensation au moins partielle du second fluide durant son trajet dans le volume intérieur.15. Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that causes at least partial condensation of the second fluid during its journey into the interior volume. 16. Procédé de montage d’un échangeur de chaleur selon la revendication 4, dans lequel ;16. A method of mounting a heat exchanger according to claim 4, wherein; * on fixe une extrémité de chaque tube (2) équipé de son organe de contrôle (5) de l’encrassement dans l'orifice axial (12a) aménagé dans la plaque d’extrémité (4) de l’enceinte,* one end of each tube (2) equipped with its control member (5) of fouling in the axial orifice (12a) arranged in the end plate (4) of the enclosure, - on aménage le canal auxiliaire (11) dans la plaque et on fait passer la gaine (6) dudit organe de contrôle (5) à travers ledit canal auxiliaire,- the auxiliary channel (11) is arranged in the plate and the sheath (6) of said control member (5) is passed through said auxiliary channel, - on rebouche ledit canal auxiliaire (11 ).- Rebunching said auxiliary channel (11). 17. Tube d’échange thermique en graphite ou à base de graphite appartenant à l’échangeur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, ce tube étant équipé d’au moins un organe (5) de contrôle de l’encrassement de sa paroi périphérique, cet organe de contrôle comprenant17. Heat exchange tube graphite or graphite-based exchanger according to any one of claims 1 to 9, this tube being equipped with at least one member (5) for controlling fouling of its peripheral wall, this control organ comprising 5 - un corps (51) disposé sur la face externe (2') de cette paroi,A body (51) disposed on the external face (2 ') of this wall, - une résistance électrique (52) s’étendant dans le corps (51)an electrical resistor (52) extending into the body (51) - des moyens de mesure (53), permettant de mesurer la température de la résistance électrique (52).measuring means (53) for measuring the temperature of the electrical resistance (52). 1010 18. Installation de concentration d’acide phosphorique comprenant au moins un échangeur de chaleur selon l’une quelconque des revendications 1 à 9.18. Phosphoric acid concentration plant comprising at least one heat exchanger according to any one of claims 1 to 9.
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