FR3101411A1 - Improved efficiency heat exchanger cleaning installation and associated process - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une installation (10) comprenant :- un échangeur thermique tubulaire (12),-une conduite d’alimentation (20E) et une conduite d’évacuation (20S) de fluide raccordées respectivement à une entrée (16E) et une sortie (16S) de l’échangeur,-un dispositif d’interception de corps nettoyants (24) circulant à l’intérieur de l’échangeur pour son nettoyage et qui est disposé dans la conduite d’évacuation (20S),-un système de récupération des corps (40) interceptés par le dispositif d’interception et qui comporte :-une première conduite (42S), dépourvue de pompe, raccordée à la conduite d’alimentation (20E) par un premier piquage (P1) et à la conduite d’évacuation (20S) en aval du dispositif d’interception (24),-une deuxième conduite (42E) raccordée à la conduite d’évacuation (20S) en amont du dispositif d’interception et à la conduite d’alimentation (20E) par un deuxième piquage (P2), la deuxième conduite (42E) comprenant une pompe (44) d’aspiration des corps interceptés par le dispositif d’interception. Figure pour l’abrégé : Fig.1The invention relates to an installation (10) comprising: - a tubular heat exchanger (12), - a supply line (20E) and an evacuation line (20S) of fluid connected respectively to an inlet (16E) and a outlet (16S) of the exchanger, - a device for intercepting cleaning bodies (24) circulating inside the exchanger for its cleaning and which is placed in the discharge pipe (20S), - a system recovery of bodies (40) intercepted by the interception device and which comprises: a first pipe (42S), without a pump, connected to the supply pipe (20E) by a first tap (P1) and to the discharge pipe (20S) downstream of the interception device (24), - a second pipe (42E) connected to the discharge pipe (20S) upstream of the interception device and to the supply pipe ( 20E) by a second connection (P2), the second pipe (42E) comprising a pump (44) for suction of the bodies intercepted by the the interception device. Figure for the abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne une installation de nettoyage d’échangeur thermique et un procédé associé.The present invention relates to a heat exchanger cleaning installation and an associated method.
On connaît du brevet FR2716530 une installation de nettoyage d’un échangeur thermique tubulaire, tel qu’un condenseur, qui fait circuler une pluralité de boules de nettoyage à l’intérieur de l’échangeur thermique pour le nettoyage de celui-ci.Patent FR2716530 discloses an installation for cleaning a tubular heat exchanger, such as a condenser, which circulates a plurality of cleaning balls inside the heat exchanger for cleaning the latter.
L’échangeur est raccordé à son entrée à une conduite d’alimentation d’eau et à sa sortie à une conduite d’évacuation d’eau.The exchanger is connected at its inlet to a water supply pipe and at its outlet to a water evacuation pipe.
Un dispositif d’interception de boules de nettoyage réalisé sous la forme d’un élément filtrant est disposé dans la conduite d’évacuation d’eau, en aval de l’échangeur, de manière à intercepter les boules de nettoyage transportées par l’écoulement d’eau sortant de cet échangeur. L’élément filtrant prend plus particulièrement la forme d’une roue filtrante montée rotative autour de son axe et munie sur sa face amont d’une pluralité de compartiments filtrants.A device for intercepting cleaning balls in the form of a filter element is arranged in the water discharge pipe, downstream of the exchanger, so as to intercept the cleaning balls transported by the flow. of water leaving this exchanger. The filter element more particularly takes the form of a filter wheel rotatably mounted around its axis and provided on its upstream face with a plurality of filter compartments.
L’installation comporte également un système de récupération des boules de nettoyage interceptées par le dispositif d’interception et qui est agencé entre les conduites d’alimentation et d’évacuation d’eau.The installation also comprises a system for recovering the cleaning balls intercepted by the interception device and which is arranged between the water supply and discharge pipes.
Ce système comprend plus particulièrement :
-une première conduite raccordée, d’une part, à la conduite d’alimentation par un premier piquage et, d’autre part, à la conduite d’évacuation en aval de l’élément filtrant par l’intermédiaire d’une première trompe,
-une deuxième conduite raccordée, d’une part, à la conduite d’évacuation en amont de l’élément filtrant par l’intermédiaire d’une deuxième trompe qui est disposée en regard de chacun des compartiments de la roue au fur et à mesure de la rotation de celle-ci et, d’autre part, à la conduite d’alimentation par un deuxième piquage situé en aval du premier piquage.This system includes more specifically:
-a first pipe connected, on the one hand, to the supply pipe by a first tapping and, on the other hand, to the discharge pipe downstream of the filtering element via a first tube ,
-a second pipe connected, on the one hand, to the evacuation pipe upstream of the filtering element via a second tube which is placed facing each of the compartments of the wheel progressively of the rotation of the latter and, on the other hand, to the supply line via a second tap located downstream of the first tap.
La première conduite comporte une pompe qui a pour fonction de faire circuler l’eau de transport des boules de nettoyage dans le système et notamment à l’intérieur des deux conduites. L’établissement d’un courant hydraulique à l’intérieur de ces conduites du fait de la pompe permet au courant de traverser la roue filtrante à contre-courant de l’écoulement d’eau à l’intérieur de la conduite d’évacuation (et qui provient de l’échangeur) et ainsi de décoller de la face amont de la roue filtrante les boules de nettoyage interceptées par cette dernière. Le courant hydraulique ainsi établi entraîne les boules de nettoyage décollées dans la deuxième conduite en direction de la conduite d’alimentation de l’échangeur pour être de nouveau utilisées au nettoyage de cet échangeur.The first pipe includes a pump whose function is to circulate the water transporting the cleaning balls in the system and in particular inside the two pipes. The establishment of a hydraulic current inside these pipes due to the pump allows the current to pass through the filter wheel in countercurrent to the water flow inside the discharge pipe ( and which comes from the exchanger) and thus to take off from the upstream face of the filter wheel the cleaning balls intercepted by the latter. The hydraulic current thus established drives the cleaning balls detached in the second pipe in the direction of the supply pipe of the exchanger to be used again for cleaning this exchanger.
Bien que satisfaisante cette installation peut toutefois être améliorée au regard des aspects suivants.Although satisfactory, this installation can however be improved with regard to the following aspects.
Premièrement, le débit d’eau qui est nécessaire pour remettre en circulation les boules de nettoyage ayant été captées à l’intérieur d’un compartiment de la roue filtrante, sur la face amont de cette dernière, est assez élevé puisqu’il peut représenter plusieurs pourcents du débit circulant à travers l’échangeur thermique.Firstly, the flow of water which is necessary to recirculate the cleaning balls that have been collected inside a compartment of the filtering wheel, on the upstream face of the latter, is quite high since it can represent several percent of the flow circulating through the heat exchanger.
Deuxièmement, la pompe de circulation d’eau de transport des boules de nettoyage est d’une taille relativement grande dans la mesure où elle doit être capable de fournir un débit et une pression suffisants pour vaincre les pertes de charge dans les trompes, l’élément filtrant et les première et deuxième conduites.Secondly, the cleaning ball transport water circulation pump is of a relatively large size in that it must be able to provide sufficient flow and pressure to overcome pressure drops in the tubes, the filter element and the first and second lines.
De manière incidente, la puissance du moteur de la pompe est donc élevée et le diamètre des première et deuxième conduites est relativement important. À titre d’exemple, pour une installation de nettoyage d’un condenseur dont les conduites d’entrée et de sortie ont un diamètre d’environ 1800 mm, un débit d’environ 6000 l/s, le débit d’aspiration de la pompe est de l’ordre de 150l/s pour une hauteur manométrique d’au moins 15 m, nécessitant ainsi un moteur de 30kW. Les première et deuxième conduites ont alors un diamètre de 300mm.Incidentally, the power of the pump motor is therefore high and the diameter of the first and second pipes is relatively large. By way of example, for a condenser cleaning installation whose inlet and outlet pipes have a diameter of approximately 1800 mm, a flow rate of approximately 6000 l/s, the suction flow rate of the pump is around 150l/s for a head of at least 15m, thus requiring a 30kW motor. The first and second pipes then have a diameter of 300 mm.
La pompe de grande taille et l’installation des première et deuxième conduites de diamètre élevé rend le coût économique d’une telle installation élevé.The large-sized pump and the installation of the first and second pipelines with a large diameter make the economic cost of such an installation high.
Par ailleurs, la consommation énergétique d’une telle installation est également relativement élevée.In addition, the energy consumption of such an installation is also relatively high.
Au vu de ces aspects il serait donc particulièrement utile d’améliorer l’installation décrite ci-dessus.In view of these aspects, it would therefore be particularly useful to improve the installation described above.
À cet effet, un objet de l’invention est une installation comprenant :
-au moins un échangeur thermique tubulaire,
-une conduite d’alimentation de fluide raccordée à une entrée dudit au moins un échangeur thermique,
-une conduite d’évacuation de fluide raccordée à une sortie dudit au moins un échangeur thermique,
-une pluralité de corps nettoyants circulant à l’intérieur dudit au moins un échangeur thermique pour le nettoyage de celui-ci,
-un dispositif d’interception de corps nettoyants disposé dans la conduite d’évacuation de fluide,
-un système de récupération des corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception et qui comporte :
-une première conduite raccordée, d’une part, à la conduite d’alimentation par un premier piquage et, d’autre part, à la conduite d’évacuation, en aval du dispositif d’interception, la première conduite étant dépourvue de pompe,
-une deuxième conduite raccordée, d’une part, à la conduite d’évacuation en amont du dispositif d’interception et, d’autre part, à la conduite d’alimentation par un deuxième piquage situé en aval du premier piquage, la deuxième conduite comprenant une pompe d’aspiration des corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception.To this end, an object of the invention is an installation comprising:
-at least one tubular heat exchanger,
-a fluid supply line connected to an inlet of said at least one heat exchanger,
-a fluid evacuation pipe connected to an outlet of said at least one heat exchanger,
-a plurality of cleaning bodies circulating inside said at least one heat exchanger for cleaning the latter,
-a cleaning body interception device disposed in the fluid discharge pipe,
-a system for recovering the cleaning bodies intercepted by the interception device and which comprises:
-a first pipe connected, on the one hand, to the supply pipe by a first tapping and, on the other hand, to the evacuation pipe, downstream of the interception device, the first pipe having no pump ,
-a second pipe connected, on the one hand, to the evacuation pipe upstream of the interception device and, on the other hand, to the supply pipe by a second tapping located downstream of the first tapping, the second pipe comprising a suction pump for the cleaning bodies intercepted by the interception device.
La demanderesse s’est aperçue que la différence de pression ou perte de charge entre l’entrée et la sortie de l’échangeur thermique (par exemple un condenseur) est d’au moins 0,3 ou 0,4 bars dans la quasi-totalité des cas de figure d’exploitation d’une telle installation. Ainsi la demanderesse a pensé à utiliser cette différence de pression pour propulser le fluide prélevé dans la conduite d’alimentation à travers la première conduite du système de récupération et jusqu’au dispositif d’interception afin d’écarter de ce dernier les corps nettoyants interceptés par ledit dispositif et de les entraîner dans la deuxième conduite du système de récupération. Cette différence de pression permet donc d’établir dans la première conduite une circulation du fluide qui va servir à transporter ou entraîner les corps nettoyants dans la deuxième conduite. Dans l’art antérieur, une pompe présente dans la première conduite jouait ce rôle. La pompe qui est présente dans la deuxième conduite se contente maintenant d’aspirer les corps nettoyants arrêtés par le dispositif d’interception et entraînés dans la deuxième conduite par la circulation de fluide précitée ainsi qu’une fraction mineure du débit transportant ces corps dans la deuxième conduite (la fraction majeure du débit étant rejetée en aval du dispositif d’interception). Cette pompe ayant à aspirer un débit très réduit, elle peut donc être moins puissante (sa consommation énergétique peut également être diminuée) et donc moins chère que la pompe de l’art antérieur de la première conduite. Il s’ensuit que le diamètre de la deuxième conduite peut être fortement réduit. La deuxième conduite est donc moins coûteuse que dans l’art antérieur et son installation est ainsi facilitée.The applicant has noticed that the pressure difference or pressure drop between the inlet and the outlet of the heat exchanger (for example a condenser) is at least 0.3 or 0.4 bars in the quasi- all operating scenarios for such an installation. Thus the applicant has thought of using this pressure difference to propel the fluid taken from the supply pipe through the first pipe of the recovery system and up to the interception device in order to separate the intercepted cleaning bodies from the latter. by said device and draw them into the second line of the recovery system. This pressure difference therefore makes it possible to establish in the first pipe a circulation of the fluid which will be used to transport or drive the cleaning bodies in the second pipe. In the prior art, a pump present in the first pipe played this role. The pump which is present in the second pipe is now content to suck up the cleaning bodies stopped by the interception device and drawn into the second pipe by the aforementioned fluid circulation as well as a minor fraction of the flow transporting these bodies into the second pipe (the major fraction of the flow being rejected downstream of the interception device). This pump having to suck a very reduced flow, it can therefore be less powerful (its energy consumption can also be reduced) and therefore less expensive than the pump of the prior art of the first pipe. It follows that the diameter of the second pipe can be greatly reduced. The second pipe is therefore less expensive than in the prior art and its installation is thus facilitated.
Selon des caractéristiques possibles prises isolément ou en combinaison l’une avec l’autre :
-le dispositif d’interception comprend un élément filtrant disposé transversalement dans la conduite d’évacuation relativement à la direction longitudinale de ladite conduite, l’élément filtrant étant apte, d’une part, à laisser passer le fluide sortant dudit au moins un échangeur thermique et qui s’écoule de l’amont vers l’aval dudit élément filtrant et, d’autre part, à arrêter sur une face amont dudit élément filtrant les corps nettoyants transportés par l’écoulement de fluide sortant dudit au moins un échangeur thermique ;
-le système de récupération des corps nettoyants comporte en outre, dans la deuxième conduite, un concentrateur des corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception, ledit concentrateur permettant d’évacuer dans la conduite d’évacuation, vers l’aval du dispositif d’interception, par l’intermédiaire d’une conduite de rejet, la plus grande partie du fluide (au moins 80% du débit de la deuxième conduite) transportant les corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception, tout en maintenant lesdits corps nettoyants à l’intérieur de la deuxième conduite ; ainsi la pompe qui est présente dans la deuxième conduite peut être configurée pour aspirer la partie restante du fluide (environ 20 %) ainsi que les corps nettoyants présents dans le concentrateur ;
- la conduite de rejet de fluide débouche à l’intérieur de la conduite d’évacuation sous la forme d’un coude dont l’ouverture est orientée vers l’aval de ladite conduite ; cet agencement permet de créer une dépression dans cette conduite, favorisant ainsi l’écoulement de fluide dans ladite conduite ;
- le système de récupération des corps nettoyants comporte en outre un récupérateur de corps nettoyants disposé sur la deuxième conduite, en amont du deuxième piquage ; le récupérateur est généralement installé en aval de la pompe afin de ne pas affecter la pression d’aspiration de celle-ci ;
- le premier piquage prend la forme d’un coude dont l’ouverture est orientée à l’intérieur de la conduite d’alimentation de fluide vers l’amont de cette dernière ; cet agencement facilite la prise de fluide dans la conduite d’alimentation et permet ainsi d’augmenter la charge et donc le débit qui est généré pour transporter le fluide à l’intérieur de la première conduite et à travers le dispositif d’interception, ainsi que dans une partie de la deuxième conduite (et notamment pour la plus grande partie du fluide qui est rejetée vers l’aval de la conduite d’évacuation, en aval du dispositif d’interception);
-la première conduite et la deuxième conduite sont chacune raccordées à la conduite d’évacuation de fluide par l’intermédiaire d’une trompe, les deux trompes étant disposées en regard l’une de l’autre, de part et d’autre du dispositif d’interception et aussi près que possible de ce dernier.According to possible characteristics taken alone or in combination with each other:
-the interception device comprises a filtering element arranged transversely in the discharge pipe relative to the longitudinal direction of said pipe, the filtering element being capable, on the one hand, of allowing the fluid exiting from said at least one exchanger to pass heat and which flows from upstream to downstream of said filter element and, on the other hand, to stop on an upstream face of said filter element the cleaning bodies transported by the flow of fluid leaving said at least one heat exchanger ;
the cleaning body recovery system further comprises, in the second pipe, a concentrator for the cleaning bodies intercepted by the interception device, said concentrator making it possible to evacuate into the evacuation pipe, downstream of the interception, via a reject pipe, of the greater part of the fluid (at least 80% of the flow rate of the second pipe) carrying the cleaning bodies intercepted by the interception device, while maintaining said cleaning bodies inside the second pipe; thus the pump which is present in the second pipe can be configured to suck up the remaining part of the fluid (approximately 20%) as well as the cleaning bodies present in the concentrator;
- the fluid discharge pipe opens inside the evacuation pipe in the form of an elbow, the opening of which is oriented downstream of said pipe; this arrangement makes it possible to create a depression in this pipe, thus promoting the flow of fluid in said pipe;
- the cleaning body recovery system further comprises a cleaning body recovery unit disposed on the second pipe, upstream of the second tapping; the recuperator is generally installed downstream of the pump so as not to affect the suction pressure of the latter;
- The first tapping takes the form of an elbow whose opening is oriented inside the fluid supply pipe upstream of the latter; this arrangement facilitates the intake of fluid in the supply pipe and thus makes it possible to increase the head and therefore the flow which is generated to transport the fluid inside the first pipe and through the interception device, as well only in part of the second pipe (and in particular for the greater part of the fluid which is discharged downstream from the evacuation pipe, downstream from the interception device);
the first pipe and the second pipe are each connected to the fluid discharge pipe by means of a tube, the two tubes being arranged facing each other, on either side of the interception device and as close to it as possible.
Un autre objet de l’invention est un procédé de fonctionnement d’une installation telle que brièvement exposée ci-dessus et selon lequel un courant de fluide est généré sous l’effet d’une perte de charge existant entre le premier piquage dans la conduite d’alimentation et une portion de la conduite d’évacuation située en aval du dispositif d’interception (la perte de charge doit être suffisante pour générer un tel courant de fluide et une perte de charge d’au moins 0,3 bars, de préférence d’au moins 0,4 bars, est considérée comme suffisante), ce courant de fluide circulant dans la première conduite du système de récupération et à travers le dispositif d’interception, à contre-courant de l’écoulement de fluide dans la conduite d’évacuation, de manière à entraîner dans la deuxième conduite du système de récupération les corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception.Another object of the invention is a method of operating an installation as briefly explained above and according to which a fluid current is generated under the effect of a pressure drop existing between the first tapping in the pipe supply line and a portion of the evacuation pipe located downstream of the interception device (the pressure drop must be sufficient to generate such a fluid current and a pressure drop of at least 0.3 bar, preferably at least 0.4 bars, is considered sufficient), this flow of fluid flowing in the first pipe of the recovery system and through the interception device, countercurrent to the flow of fluid in the evacuation pipe, so as to entrain in the second pipe of the recovery system the cleaning bodies intercepted by the interception device.
Les avantages relatifs au procédé brièvement exposé ci-dessus ont déjà été décrits en relation avec l’installation précitée et son fonctionnement et ne seront donc pas répétés ici.The advantages relating to the method briefly set out above have already been described in relation to the aforementioned installation and its operation and will therefore not be repeated here.
Selon une caractéristique possible, la pompe qui est présente dans la deuxième conduite du système de récupération aspire les corps nettoyants qui ont été entraînés dans ladite conduite pour les acheminer vers l’aval de celle-ci, en direction de la conduite d’alimentation.According to a possible characteristic, the pump which is present in the second pipe of the recovery system sucks up the cleaning bodies which have been entrained in said pipe in order to route them downstream of the latter, in the direction of the supply pipe.
Selon une autre caractéristique possible, les corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception et qui ont été entraînés dans la deuxième conduite du système de récupération sont entraînés dans un concentrateur de corps nettoyants (le concentrateur est dans la deuxième conduite) où la plus grande partie du fluide s’écoulant dans ladite deuxième conduite est évacuée dans la conduite d’évacuation en aval du dispositif d’interception, tandis que la partie restante du fluide est aspirée avec les corps nettoyants par la pompe qui est présente dans la deuxième conduite pour les acheminer vers l’aval de celle-ci, en direction de la conduite d’alimentation.According to another possible characteristic, the cleaning bodies intercepted by the interception device and which have been entrained in the second line of the recovery system are entrained in a concentrator of cleaning bodies (the concentrator is in the second line) where the largest part of the fluid flowing in said second pipe is discharged into the discharge pipe downstream of the interception device, while the remaining part of the fluid is sucked up with the cleaning bodies by the pump which is present in the second pipe to route them downstream of it, in the direction of the supply line.
D’autres caractéristiques et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en référence au dessin annexé unique, sur lequel :Other characteristics and advantages will appear during the description which will follow, given solely by way of non-limiting example and made with reference to the single appended drawing, in which:
Description de mode(s) de réalisationDescription of embodiment(s)
Comme représenté sur la figure 1 et désignée par la référence générale notée 10, une installation selon un mode de réalisation de l’invention comprend un échangeur thermique tubulaire 12, par exemple un condenseur.As shown in Figure 1 and designated by the general reference denoted 10, an installation according to one embodiment of the invention comprises a tubular heat exchanger 12, for example a condenser.
De manière connue en soi, cet échangeur de chaleur comporte un corps d’échange comprenant une batterie de tubes 14 agencés parallèlement les uns aux autres entre une plaque tubulaire d’entrée 16E et une plaque tubulaire de sortie 16F.In a manner known per se, this heat exchanger comprises an exchange body comprising a battery of tubes 14 arranged parallel to each other between an inlet tube plate 16E and an outlet tube plate 16F.
Pour la circulation d’un fluide de refroidissement dans les tubes 14 de l’échangeur, en l’espèce de l’eau, il est prévu, en amont, une boîte à eau d’entrée 18E, que dessert une conduite d’alimentation 20E et, en aval, une boîte à eau de sortie 18S qui dessert une conduite d’évacuation 20S.For the circulation of a cooling fluid in the tubes 14 of the exchanger, in this case water, there is provided, upstream, an inlet water box 18E, served by a supply line 20E and, downstream, a 18S outlet water box which serves a 20S evacuation pipe.
Pour la circulation d’un fluide à refroidir dans le condenseur, en l’espèce de la vapeur d’eau à condenser, le corps d’échange comporte par ailleurs une entrée et une sortie non représentées ici mais bien connues en elles-mêmes.For the circulation of a fluid to be cooled in the condenser, in this case water vapor to be condensed, the exchange body also comprises an inlet and an outlet not shown here but well known in themselves.
Ces dispositions sont bien connues et, ne relevant pas en propre de la présente invention, elles ne seront pas décrites plus en détail ici.These arrangements are well known and, not falling directly within the scope of the present invention, they will not be described in more detail here.
De manière également connue en soi, des corps nettoyants ou éléments solides sont systématiquement mis en circulation dans l’échangeur de chaleur 12 pour le nettoyage de celui-ci et, plus précisément, pour le nettoyage de ses tubes.In a manner also known per se, cleaning bodies or solid elements are systematically circulated in the heat exchanger 12 for cleaning the latter and, more specifically, for cleaning its tubes.
Il s’agit en pratique de boules en caoutchouc mousse 22, dont le diamètre est légèrement supérieur à celui des tubes et dont la densité, à l’état imprégné, est similaire à celle de l’eau.In practice, these are 22 foam rubber balls, the diameter of which is slightly larger than that of the tubes, and the density of which in the impregnated state is similar to that of water.
Ces corps nettoyants 22 sont systématiquement injectés en amont, dans la conduite d’alimentation 20E et, pour leur recyclage, un dispositif d’interception 24 est mis en œuvre sur la conduite d’évacuation 20S.These cleaning bodies 22 are systematically injected upstream, into the supply pipe 20E and, for their recycling, an interception device 24 is implemented on the evacuation pipe 20S.
Globalement, ce dispositif d’interception 24 comporte, par exemple dans une manchette 26 à interposer par des brides 28, 30 sur la conduite d’évacuation 20S, un élément filtrant 32 qui joue le rôle d’un moyen de filtration propre à la retenue des corps nettoyants solides 18 à intercepter.Overall, this interception device 24 comprises, for example in a sleeve 26 to be interposed by flanges 28, 30 on the evacuation pipe 20S, a filter element 32 which plays the role of a filtration means specific to the reservoir. solid cleansing bodies 18 to be intercepted.
Plus particulièrement, l’élément filtrant 32 est disposé transversalement dans la conduite d’évacuation 20S relativement à la direction longitudinale d’extension de ladite conduite qui, ici, s’étend perpendiculairement aux tubes 14 de l’échangeur, pour des raisons de compacité de l’installation. Bien évidemment, la conduite d’évacuation 20S pourrait être agencée dans l’alignement des tubes de l’échangeur.More particularly, the filtering element 32 is arranged transversely in the discharge pipe 20S relative to the longitudinal direction of extension of said pipe which, here, extends perpendicular to the tubes 14 of the exchanger, for reasons of compactness. of the installation. Of course, the 20S evacuation pipe could be arranged in alignment with the tubes of the exchanger.
De manière générale, l’élément filtrant 32 exerce deux fonctions dans la mesure où il est apte, d’une part, à laisser passer le fluide qui sort de l’échangeur thermique 12 et s’écoule en direction de l’élément filtrant et à travers celui-ci et, d’autre part, à arrêter sur la face amont de l‘élément filtrant les corps nettoyants 22 transportés par cet écoulement de fluide.In general, the filter element 32 performs two functions insofar as it is capable, on the one hand, of letting through the fluid which leaves the heat exchanger 12 and flows in the direction of the filter element and through it and, on the other hand, to stop on the upstream face of the filter element the cleaning bodies 22 transported by this flow of fluid.
De manière connue, notamment du brevet FR 2 716 530, l’élément filtrant 32 peut comporter, d’une part, une roue qui, fermant transversalement la manchette 26, comporte, annulairement, entre son axe 27 et sa périphérie, un panneau filtrant 34 et, d’autre part, deux trompes 36E et 36S qui sont disposées chacune respectivement de part et d’autre de la roue, l’une 36S en aval dans le sens de l’écoulement ou flux sortant par la conduite d’évacuation 20S et l’autre 36E située en amont. Les deux trompes 36E et 36S sont agencées en correspondance l’une avec l’autre et sont l’une et l’autre tournées vers le panneau filtrant 34 de cette roue, en coopération avec une rotation relative de la roue par rapport aux trompes et des moyens de circulation propres à engendrer localement, au droit de ces trompes, une circulation de fluide à contre-courant à travers le panneau filtrant 34 de cette roue (suivant des modalités connues décrites plus en détail dans le brevet précité). Ici la roue tourne et les trompes sont fixes mais alternativement une configuration inverse est envisageable : la roue est immobile et les trompes tournent. Alternativement, un autre élément filtrant peut bien entendu être envisagé en lieu et place de cet élément filtrant sans sortir du cadre de la présente invention.In a known manner, in particular from patent FR 2,716,530, the filtering element 32 may comprise, on the one hand, a wheel which, closing the sleeve 26 transversely, comprises, annularly, between its axis 27 and its periphery, a filtering panel 34 and, on the other hand, two horns 36E and 36S which are each arranged respectively on either side of the wheel, one 36S downstream in the direction of the flow or flow exiting through the evacuation pipe 20S and the other 36E located upstream. The two horns 36E and 36S are arranged in correspondence with each other and are one and the other turned towards the filter panel 34 of this wheel, in cooperation with a relative rotation of the wheel with respect to the horns and circulation means capable of generating locally, in line with these horns, a flow of fluid against the current through the filter panel 34 of this wheel (according to known methods described in more detail in the aforementioned patent). Here the wheel turns and the trunks are fixed but alternatively an opposite configuration is possible: the wheel is stationary and the trunks turn. Alternatively, another filter element can of course be considered instead of this filter element without departing from the scope of the present invention.
L’installation 10 comporte également un système 40 de récupération des corps nettoyants 22 qui sont interceptés par le dispositif d’interception 24.The installation 10 also comprises a system 40 for recovering the cleaning bodies 22 which are intercepted by the interception device 24.
Le système de récupération des corps nettoyants 40 comporte plus particulièrement :
-une première conduite 42S qui est raccordée, d’une part, à la conduite d’alimentation 20E par un premier piquage P1 qui adopte par exemple une forme de coude s’étendant à l’intérieur de la conduite et dont l’ouverture est orientée vers l’amont, face à l’écoulement de fluide arrivant dans ladite conduite et, d’autre part, à la conduite d’évacuation 20S par l’intermédiaire de la trompe 36S disposée en aval du panneau filtrant 34 du dispositif d’interception 24 ;
-une deuxième conduite 42E qui est raccordée, d’une part, à la conduite d’évacuation 20S par l’intermédiaire de la trompe d’aspiration 36E disposée en amont de l’élément filtrant 32 du dispositif interception 24 et, d’autre part, à la conduite d’alimentation 20E par un deuxième piquage P2 situé en aval du premier piquage P1 dans le sens d’écoulement de fluide dans la conduite.The cleaning body recovery system 40 more specifically comprises:
-a first pipe 42S which is connected, on the one hand, to the supply pipe 20E by a first tapping P1 which adopts for example the shape of an elbow extending inside the pipe and whose opening is oriented upstream, facing the flow of fluid arriving in said conduit and, on the other hand, to the evacuation conduit 20S via the horn 36S disposed downstream of the filter panel 34 of the device intercept 24;
a second pipe 42E which is connected, on the one hand, to the evacuation pipe 20S via the suction tube 36E arranged upstream of the filter element 32 of the interception device 24 and, on the other hand, to the supply line 20E by a second tapping P2 located downstream of the first tapping P1 in the direction of fluid flow in the pipe.
Comme illustré sur la figure et contrairement à l’art antérieur, de manière générale, la première conduite 42S ne comporte aucune pompe pour la mise en circulation du fluide à l’intérieur de cette conduite. Une pompe est malgré tout nécessaire au système 40 de récupération des corps nettoyants pour qu’une partie du fluide et les corps nettoyants circulent dans la deuxième conduite 42E jusqu’à la conduite d’alimentation 20E. Cette pompe est référencée 44 et déportée au niveau de la deuxième conduite 42E en aval de la trompe d’aspiration 36E.As illustrated in the figure and unlike the prior art, in general, the first pipe 42S does not include any pump for circulating the fluid inside this pipe. A pump is nevertheless necessary for the cleaning body recovery system 40 so that part of the fluid and the cleaning bodies circulate in the second line 42E as far as the supply line 20E. This pump is referenced 44 and offset at the level of the second pipe 42E downstream of the suction tube 36E.
Plus particulièrement, dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1 le système 40 comporte sur la deuxième conduite 42E, agencé entre la trompe d’aspiration 36E et la pompe 44, un concentrateur 46 pour les corps nettoyants qui ont été interceptés par le dispositif d’interception 24 et décollés du panneau filtrant 34 par le courant fluidique établi dans la première conduite 42S sous l’action de la perte de charge entre l’entrée de l’échangeur dans la conduite d’alimentation et la sortie de l’échangeur dans la conduite d’évacuation (plus particulièrement, entre le premier piquage P1 et la conduite d’évacuation en aval du dispositif d’interception).More particularly, in the embodiment illustrated in FIG. 1, the system 40 comprises on the second pipe 42E, arranged between the suction tube 36E and the pump 44, a concentrator 46 for the cleaning bodies which have been intercepted by the device interception 24 and detached from the filter panel 34 by the fluid current established in the first pipe 42S under the action of the pressure drop between the inlet of the exchanger in the supply pipe and the outlet of the exchanger in the evacuation pipe (more particularly, between the first branch P1 and the evacuation pipe downstream of the interception device).
Le concentrateur comprend ici une crépine 48 montée coaxialement à la deuxième conduite, dans l’alignement de celle-ci, à l’intérieur du corps du concentrateur, de manière à ménager un espace entre la crépine et la paroi délimitant ledit corps. La crépine permet d’arrêter les corps nettoyants tout en laissant passer l’eau à travers celle-ci. Une conduite 50 est raccordée au corps du concentrateur dans la partie de ce dernier qui entoure la crépine de manière à canaliser l’écoulement de fluide traversant la crépine à l’intérieur de cette conduite et jusqu’à son extrémité libre 50S qui débouche à l’intérieur de la conduite d’évacuation 20S, par exemple sous la forme d’un coude dont l’ouverture est orientée vers l’aval de la conduite, dans le sens d’écoulement du fluide. La conduite 50 est une conduite de rejet/d’évacuation dans la conduite d’évacuation de la partie de l’écoulement traversant la crépine. Une vanne 52 peut être montée dans la conduite 50, par exemple à proximité de l’extrémité débouchante 50S, afin d’autoriser ou non le passage d’écoulement vers la conduite d’évacuation (par exemple à des fins de maintenance).The concentrator here comprises a strainer 48 mounted coaxially with the second pipe, in alignment with the latter, inside the body of the concentrator, so as to provide a space between the strainer and the wall delimiting said body. The strainer makes it possible to stop the cleaning bodies while letting the water pass through it. A pipe 50 is connected to the body of the concentrator in the part of the latter which surrounds the strainer so as to channel the flow of fluid passing through the strainer inside this pipe and up to its free end 50S which opens at the inside the discharge pipe 20S, for example in the form of an elbow whose opening is oriented downstream of the pipe, in the direction of fluid flow. Line 50 is a reject/discharge line in the discharge line for the portion of the flow passing through the strainer. A valve 52 can be mounted in the pipe 50, for example near the open end 50S, in order to authorize or not the passage of flow towards the evacuation pipe (for example for maintenance purposes).
La deuxième conduite 42E peut comporter également une vanne 54 positionnée entre la trompe d’aspiration 36E et le concentrateur de manière à pouvoir autoriser ou non vers l’aval de la conduite (notamment vers le concentrateur) le passage de l’écoulement chargé de corps nettoyants. Cette vanne peut être fermée, par exemple en cas de maintenance, pour pouvoir intervenir sur l’un ou l’autre des composants installés dans le système de récupération des corps nettoyants 40.The second pipe 42E may also include a valve 54 positioned between the suction tube 36E and the concentrator so as to be able to authorize or not downstream of the pipe (in particular towards the concentrator) the passage of the flow laden with bodies cleaners. This valve can be closed, for example in the event of maintenance, in order to be able to intervene on one or other of the components installed in the cleaning body recovery system 40.
Le système 40 peut comporter également un récupérateur 56 ou collecteur de corps nettoyants qui est disposé en aval de la pompe 44, en amont du deuxième piquage P2 et qui permet de récupérer de façon connue des corps nettoyants dans le circuit de récupération afin, par exemple, de remplacer ceux qui sont usagés par de nouveaux.The system 40 may also include a recuperator 56 or collector of cleaning bodies which is arranged downstream of the pump 44, upstream of the second tapping P2 and which makes it possible to recover cleaning bodies in the recovery circuit in a known manner in order, for example , to replace those that are worn out with new ones.
Une vanne 58 peut également être montée sur la première conduite 42S, par exemple à proximité de la trompe 36S afin de pouvoir isoler le cas échéant cette conduite de la conduite d’évacuation 20S, par exemple pour des raisons de maintenance.A valve 58 can also be mounted on the first pipe 42S, for example close to the horn 36S in order to be able to isolate this pipe from the evacuation pipe 20S, if necessary, for example for maintenance reasons.
La perte de charge existant entre le premier piquage P1 dans la conduite d’alimentation 20E et une portion de la conduite d’évacuation 20S située en aval du dispositif d’interception, là où se situe la trompe 36S, permet de générer dans la première conduite 42S un courant de fluide (à partir de l’écoulement de fluide prélevé dans la conduite d’alimentation) qui va servir à transporter les corps nettoyants arrêtés par le dispositif d’interception 24. La perte de charge entre l’entrée et la sortie de l’échangeur est typiquement d’au moins 0,3 bars, de préférence d’au moins 0,4 bars, ce qui est suffisant pour propulser le fluide dans la première conduite 42S jusqu’à la trompe 36S et au panneau filtrant 34, puis pour assurer le transport de la plus grande partie de cet écoulement (au moins 80% du débit dans la deuxième conduite) jusqu’à la conduite d’évacuation 20S via la conduite de rejet 50.The pressure drop existing between the first tapping P1 in the supply pipe 20E and a portion of the evacuation pipe 20S located downstream of the interception device, where the tube 36S is located, makes it possible to generate in the first line 42S a stream of fluid (from the flow of fluid taken from the supply line) which will be used to transport the cleaning bodies stopped by the interception device 24. The pressure drop between the inlet and the outlet of the exchanger is typically at least 0.3 bars, preferably at least 0.4 bars, which is sufficient to propel the fluid in the first conduit 42S to the horn 36S and to the filter panel 34, then to ensure the transport of the greater part of this flow (at least 80% of the flow in the second pipe) to the evacuation pipe 20S via the rejection pipe 50.
Ce courant de fluide s’écoule à travers le dispositif d’interception 24, plus particulièrement le panneau filtrant 34 (dans cet exemple le fluide s’écoule à travers le panneau filtrant, au droit d’un compartiment de la roue filtrante, en vis-à-vis duquel sont respectivement agencées les deux trompes 36S et 36E), à contre-courant de l’écoulement de fluide dans la conduite d’évacuation 20S, de manière à entraîner dans la deuxième conduite 42E du système de récupération 40 les corps nettoyants qui ont été interceptés par le dispositif d’interception, plus particulièrement arrêtés par le panneau filtrant.This stream of fluid flows through the interception device 24, more particularly the filter panel 34 (in this example the fluid flows through the filter panel, in line with a compartment of the filter wheel, in screw -to-vis which are respectively arranged the two tubes 36S and 36E), against the current of the flow of fluid in the evacuation pipe 20S, so as to draw into the second pipe 42E of the recovery system 40 the bodies cleaners that have been intercepted by the interception device, more particularly stopped by the filter panel.
Le fluide ainsi amené par la première conduite 42S assure le décollement et le transport des corps nettoyants 22 arrêtés dans les différents compartiments de la roue filtrante au fur et à mesure de la rotation de cette dernière.The fluid thus supplied by the first pipe 42S ensures the detachment and transport of the cleaning bodies 22 stopped in the various compartments of the filter wheel as the latter rotates.
Le fluide chargé des corps nettoyants qui ont été décollés du panneau filtrant s’écoule depuis la trompe d’aspiration 36E jusqu’au concentrateur 46 (toujours sous l’action du courant hydraulique généré par la perte de charge comme expliqué plus haut) où la plus grande partie du fluide représentée par un débit majoritaire (il s’agit typiquement d’un débit d’au moins 80% du débit circulant provenant de la trompe 36E) passe à travers la crépine 48 qui arrête les corps nettoyants 22. Ce débit majoritaire de fluide est rejeté par la conduite 50 dans la conduite d’évacuation 20S, en aval du dispositif d’interception, là où la pression est plus faible.The fluid charged with the cleaning bodies which have been detached from the filter panel flows from the suction horn 36E to the concentrator 46 (still under the action of the hydraulic current generated by the pressure drop as explained above) where the greater part of the fluid represented by a majority flow (this is typically a flow of at least 80% of the circulating flow coming from the tube 36E) passes through the strainer 48 which stops the cleaning bodies 22. This flow majority of fluid is discharged through line 50 into discharge line 20S, downstream of the interception device, where the pressure is lower.
la pompe 44 qui est présente dans la deuxième conduite 42E du système de récupération 40 aspire les corps nettoyants 22 situés au niveau de la crépine du concentrateur ainsi que la partie restante du fluide représentée par un débit minoritaire (typiquement 20%, voire moins du débit circulant provenant de la trompe 36E) pour les acheminer vers l’aval de celle-ci, en direction de la conduite d’alimentation 20E et en passant par le collecteur 56 lorsqu’il est présent. Le fluide chargé de corps nettoyants est ensuite réinjecté au niveau du piquage P2 dans la conduite d’alimentation, en amont de l’échangeur.the pump 44 which is present in the second pipe 42E of the recovery system 40 sucks up the cleaning bodies 22 located at the level of the strainer of the concentrator as well as the remaining part of the fluid represented by a minority flow (typically 20%, or even less of the flow flowing from the tube 36E) to route them downstream of the latter, in the direction of the supply line 20E and passing through the collector 56 when it is present. The fluid loaded with cleaning bodies is then reinjected at the level of the P2 connection in the supply pipe, upstream of the exchanger.
Dans la mesure où le débit que doit assurer la pompe 44 est bien inférieur à celui que devait assurer la pompe placée sur la première conduite 42S dans l’art antérieur, la pompe 44 peut être de taille réduite, bien moins puissante que la pompe de l’art antérieur et donc beaucoup moins chère que cette dernière. De ce fait, la consommation énergétique de la pompe est également fortement réduite par rapport à la configuration de l’installation de l’art antérieur. Le débit de la pompe 44 est réduit de façon significative par rapport au débit de la pompe qui était présent dans la première conduite dans l’art antérieur et, à titre d’exemple, il peut être 10 fois plus petit que le débit de l’art antérieur. Ainsi, par exemple de débit de la pompe 44 est d’environ 15 l/s tandis que celui de la pompe de l’art antérieur était de 150 l/s.Insofar as the flow that the pump 44 must provide is much lower than that which the pump placed on the first pipe 42S in the prior art had to provide, the pump 44 can be of reduced size, much less powerful than the pump of the prior art and therefore much less expensive than the latter. As a result, the energy consumption of the pump is also greatly reduced compared to the configuration of the installation of the prior art. The pump 44 flow rate is significantly reduced from the pump flow rate that was present in the first line in the prior art and, by way of example, may be 10 times less than the flow rate of the pump 44. prior art. Thus, for example, the flow rate of the pump 44 is approximately 15 l/s while that of the pump of the prior art was 150 l/s.
Le débit de fluide qui doit être véhiculé par la deuxième conduite 42E étant lui aussi fortement réduit par rapport à l’art antérieur, cette deuxième conduite peut être de section réduite et donc beaucoup moins chère et plus facile à installer que dans l’art antérieur. À titre d’exemple, le diamètre de la deuxième conduite est environ 10 fois plus petit que celui de la première conduite qui reste le même dans l’art antérieur.The flow of fluid which must be conveyed by the second pipe 42E also being greatly reduced compared to the prior art, this second pipe can be of reduced section and therefore much less expensive and easier to install than in the prior art. . By way of example, the diameter of the second pipe is approximately 10 times smaller than that of the first pipe which remains the same in the prior art.
On notera que le système de récupération des corps nettoyants 40 de l’installation décrite ci-dessus est compact, aucun corps nettoyant ne peut retourner à l’environnement, il est d’un coût économique moindre et d’une consommation énergétique très réduite par rapport au système de récupération de l’art antérieur. L’installation décrite ci-dessus offre un rendement thermique maximal et une constance dans le rendement de l’échangeur, en particulier ici du condenseur.It will be noted that the cleaning body recovery system 40 of the installation described above is compact, no cleaning body can return to the environment, it is of lower economic cost and of very low energy consumption by compared to the recovery system of the prior art. The installation described above offers maximum thermal efficiency and consistency in the efficiency of the exchanger, in particular here of the condenser.
Claims (10)
-au moins un échangeur thermique tubulaire (12),
-une conduite d’alimentation de fluide (20E) raccordée à une entrée (16E) dudit au moins un échangeur thermique,
-une conduite d’évacuation de fluide (20S) raccordée à une sortie (16S) dudit au moins un échangeur thermique,
-une pluralité de corps nettoyants (22) circulant à l’intérieur dudit au moins un échangeur thermique pour le nettoyage de celui-ci,
-un dispositif d’interception de corps nettoyants (24) disposé dans la conduite d’évacuation de fluide (20S),
-un système de récupération des corps nettoyants (40) interceptés par le dispositif d’interception (24) et qui comporte :
-une première conduite (42S) raccordée, d’une part, à la conduite d’alimentation (20E) par un premier piquage (P1) et, d’autre part, à la conduite d’évacuation (20S) en aval du dispositif d’interception (24), la première conduite (42S) étant dépourvue de pompe,
-une deuxième conduite (42E) raccordée, d’une part, à la conduite d’évacuation (20S) en amont du dispositif d’interception et, d’autre part, à la conduite d’alimentation (20E) par un deuxième piquage (P2) situé en aval du premier piquage, la deuxième conduite (42E) comprenant une pompe (44) d’aspiration des corps nettoyants interceptés par le dispositif d’interception.Installation (10) comprising:
-at least one tubular heat exchanger (12),
-a fluid supply line (20E) connected to an inlet (16E) of said at least one heat exchanger,
-a fluid evacuation pipe (20S) connected to an outlet (16S) of said at least one heat exchanger,
-a plurality of cleaning bodies (22) circulating inside said at least one heat exchanger for cleaning the latter,
-a device for intercepting cleaning bodies (24) disposed in the fluid discharge pipe (20S),
-a cleaning body recovery system (40) intercepted by the interception device (24) and which comprises:
-a first pipe (42S) connected, on the one hand, to the supply pipe (20E) by a first tapping (P1) and, on the other hand, to the evacuation pipe (20S) downstream of the device interception (24), the first pipe (42S) being devoid of a pump,
-a second pipe (42E) connected, on the one hand, to the evacuation pipe (20S) upstream of the interception device and, on the other hand, to the supply pipe (20E) by a second tapping (P2) located downstream of the first tapping, the second pipe (42E) comprising a pump (44) for sucking up the cleaning bodies intercepted by the interception device.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3101411A1 true FR3101411A1 (en) | 2021-04-02 |
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ID=69572060
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|---|---|---|---|
| FR1910811A Pending FR3101411A1 (en) | 2019-09-30 | 2019-09-30 | Improved efficiency heat exchanger cleaning installation and associated process |
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| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3101411A1 (en) |
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-
2019
- 2019-09-30 FR FR1910811A patent/FR3101411A1/en active Pending
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