WO2012072897A1 - Procédé de nettoyage d'un échangeur de chaleur à circulation en u et appareil de nettoyage utilisant un tel procédé. - Google Patents
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- WO2012072897A1 WO2012072897A1 PCT/FR2011/000627 FR2011000627W WO2012072897A1 WO 2012072897 A1 WO2012072897 A1 WO 2012072897A1 FR 2011000627 W FR2011000627 W FR 2011000627W WO 2012072897 A1 WO2012072897 A1 WO 2012072897A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
Definitions
- the present invention relates to a method of cleaning a U-shaped heat exchanger.
- It relates to a method for cleaning a fluid cooling exchanger containing substances that can be deposited on the walls of the exchanger.
- This invention is directed more particularly but not exclusively to a method for cleaning a recirculated exhaust gas cooling exchanger of an internal combustion engine, more commonly referred to as an Exhaust Gas Recirculation (EGR) exchanger, which is part of an exhaust gas recirculation circuit.
- EGR Exhaust Gas Recirculation
- Such an exchanger generally consists of a first bundle of tubes in which the recirculated exhaust gases to be cooled to circulate and a second bundle of tubes in which a cooling fluid circulates, such as cooling water of the engine or of outside air at room temperature.
- the two beams are nested one inside the other so that the exhaust gases circulating in the exhaust gas circulation tubes are cooled by heat exchange with the cooling fluid circulating in the tubes of the exhaust gas. circulation of cooling fluid.
- One of these types of exchanger consists in placing an exhaust gas circulation tube between two cooling fluid circulation tubes and the heat exchange is carried out through the walls of tubes.
- the cooling fluid circulation tube is placed inside the exhaust gas circulation tube.
- the exhaust gases sweep the outer wall of the cooling fluid circulation tube by cooling by heat exchange therewith.
- this heat exchanger comprises a first manifold with an open face placed sealing on one end of the exhaust gas flow tube bundle and at least one separation of the exhaust gas tube bundle as well as exhaust gas tube bundle in at least two sub-beams.
- the first manifold includes at least one divider wall for dividing the manifold into at least two chambers.
- the exchanger also comprises a second return header box with an open face placed, also sealing, on the other end of the tube bundle.
- the exhaust gases are introduced into one of the chambers of the first manifold. These gases circulate in the sub-tube bundle in relation to this chamber by cooling by heat exchange with the sub-bundle of cooling fluid circulation tubes.
- the cooled exhaust flows out of the other end of the bundle into the second manifold. From this second box, the gases flow, in the opposite direction, in the other sub-beam, to end in the other of the chambers of the first manifold. The cooled gases then leave this chamber to be admitted into the combustion chamber of the engine through the exhaust gas recirculation circuit.
- the hot exhaust gases contain residues that can condense, such as soot particles or hydrocarbons that come into contact with the walls of the tubes and are deposited on the walls thereof.
- particles refers to all the constituent elements of the fouling.
- Cleaning operations of this exchanger are therefore random or systematic without taking into account the actual fouling of the tubes.
- the soot particles which are detached from the walls of the tubes of the first sub-beam, arrive in the second header. Given the change of direction of the circulation of the cleaning fluid in the other sub-beam and the kinetic energy stored by these particles, the latter are deposited at the bottom of this box without being driven to the other sub-beam.
- the present invention aims to overcome the drawbacks mentioned above by means of a simple and economical method for cleaning almost completely the heat exchanger while having the opportunity to examine the condition of the tubes.
- the present invention relates to a method for cleaning a heat exchanger with a U-circulation of the fluid to be cooled, said exchanger comprising a manifold with an inlet for the fluid to be cooled and a cooled fluid outlet, a beam of fluid circulation tubes to be cooled split into two sub-beams, and a return box for directing the fluid exiting from one of the sub-beams to the other sub-beams, characterized in that it consists:
- the process may consist, after cleaning the exchanger: - to introduce a pressurized rinsing product into the return header box,
- the method may include introducing the product through an opening in one of the walls of the return box.
- the method may include closing the opening with a sealing means.
- the method may include admitting the dirty product in a tray.
- the method may include admitting the dirty cleaning product into the tray to separate the solids contained in the cleaning product.
- the invention also relates to an apparatus for cleaning a heat exchanger which comprises a product receiving pan, a product suction pipe, a product circulation pump, a feed pipe of the heat exchanger in product.
- the product may be a cleaning product or a rinsing product.
- a filter can be placed opposite the suction pipe.
- the cleaning apparatus may include a receiving flange of the exchanger to be cleaned.
- the receiving sole can be placed above the product tray.
- the cleaning apparatus may include an adapter to provide the connection between the supply pipe and the exchanger.
- the invention also relates to a heat exchanger used for the cleaning method mentioned above wherein this exchanger comprising a header with an inlet of the fluid to be cooled and a cooled fluid outlet, a bundle of circulation tubes of fluid to be cooled divided into two sub-beams, and a return box, characterized in that the return box comprises an opening and a means for removably closing said opening.
- FIG. 1 which is a diagram showing the U-shaped heat exchanger
- FIG. 2 illustrates the apparatus for cleaning according to the invention of the exchanger of FIG. 1.
- the heat exchanger 10 is part of an exhaust gas recirculation circuit. 12 of an internal combustion engine which only is illustrated the connecting piece 14 to this exchanger.
- This exchanger more commonly known as Exhaust Gas Recirculation (EGR)
- EGR Exhaust Gas Recirculation
- the cooling exchanger is a heat exchanger with a circulation U of the exhaust gases.
- This exchanger comprises a first bundle 16 of tubes 18, called gas tubes, in which circulate the recirculated exhaust gas to be cooled.
- the first end 20 of this bundle is sealingly connected to the open face of a first manifold 22, called the gas inlet and outlet manifold.
- This box is provided with a separating wall 24 coming from the top wall 26 and terminating on the first end 20 of this bundle to divide this box into two sealed chambers 28 and 30.
- Each chamber is provided with an orifice 32 and 34 whose role will be better explained in the following description.
- the second end 36 of this bundle is connected, also in a sealed manner, to the open face of a second manifold 38, which will be referred to in the following description box return.
- the top wall 40 of this deflection box which is opposite the open face, has an opening in the form of a window 42 which is closed by a removable means 44, such as a plug which is held on this side. wall by any known means, such as by screwing, interlocking, ...
- This exchanger also comprises a second bundle 46 of tubes 48 in which circulates a cooling fluid, here the engine coolant.
- a cooling fluid here the engine coolant.
- These tubes are named, for reasons of simplification of the description, as cooling tubes.
- One of the ends of the cooling tubes is connected to an intake manifold 50 for the introduction of the cooling fluid while the other of the ends is connected to an exhaust manifold 52 of this fluid having passed through the tubes 48.
- each cooling tube 48 is placed inside a gas circulation tube 18 so that the outer wall of the cooling tubes is swept by the exhaust gases to cool these gases by exchange. thermal.
- This exchanger thus comprises a virtual longitudinal partition 54 which derives from the presence of the separating wall 24 of the manifold 22 and which separates the bundle 16 of gas circulation tubes into two sub-chambers. bundles of tubes 56 and 58 and the beam 46 of cooling tubes in two sub-beams 60 and 62.
- the exchanger thus formed is fixedly mounted on the connecting piece 14 of the circuit 12.
- This connection piece comprises a hot exhaust gas inlet channel 64 for feeding these gases to this exchanger and a cooled exhaust gas outlet channel 66 from the same exchanger.
- the heat exchanger is placed on it so that the inlet and outlet openings 32 and 32 are in correspondence respectively with the inlet channels 64 and 66.
- This exchanger is then fixed on this piece by any known means, such as by screwing through tabs 68 from the manifold 22.
- the bundle of cooling tubes 48 is supplied with cooling fluid between the intake manifold 50 (Arrow E) and the exhaust manifold 52 (Arrow S).
- the exhaust gases are introduced into the chamber 28 of the manifold 22 through the channel 64 and the inlet port 32. These gases circulate in the sub-beam 56 of gas tubes 18 by cooling by heat exchange. with the sub-bundle 60 of cooling tubes 48. These exhaust gases exit the other end of the bundle being partially cooled to reach the return box 38.
- the stopper 44 is removed from the box 38 in such a way that it is possible to access the inside. of this box as well as the tubes.
- the exchanger must then undergo a cleaning operation which consists of a cleaning cycle itself followed by a rinsing cycle.
- the exchanger 10 without its cap 44, is placed in a cleaning device 72 for removing the soot particles from the tubes 18 and 48 and the gearbox 38.
- the heat exchanger is fixed on a sole 74 by screwing tabs 68 coming from the top wall 26 of the gas inlet and outlet manifold 22.
- This sole comprises two bores 76 as they are in correspondence with the inlet ports 32 and outlet 34 of this box.
- This sole covers the open face of a tank 78 containing first a cleaning product 80, here a product containing in particular sodium silicate and 2-butoxyethanol and which is marketed under the name "Branson Industrial Cleaner" being diluted to 10% in water.
- This apparatus also comprises a circulation circuit 82 of cleaning product which comprises a circulating pump 84, a suction tubing cleaning product 86 connecting the inside of the tank to this pump, and a supply pipe 88 connecting the pump 84 at the exchanger 10 through an adapter 90. More specifically, the adapter 90 is placed in a sealed manner in the window 42 in place of the stopper of the return box 38.
- a filter 92 (dashed line in FIG. 2) opposite the mouth of the suction pipe 86 so as to avoid undesirable bodies, such as the particles are not sucked back by this tubing.
- the pump 84 is actuated.
- the cleaning product is sucked from the tank 78 through the tubing 86 and then circulates, under pressure, into the feed pipe 88 to end in the return box 38 through the window 42.
- the stream of cleaning product (Arrows A) flows in each of the sub-beams 56 and 58 of the gas tubes 18 in the same direction from the return box 38 to the chambers 28 and 30 of the box 22.
- the cleaning product carries with it the particles present in the return box and takes off the particles of soot that adhered to the walls of the gas tubes 18 and cooling 48.
- the flow of cleaning product clogged by the particles is then discharged from the chambers through the orifices 32, 34 and bores 76 to end in the tank 78.
- the tank 78 is emptied of its cleaning product and the particles it contains to be replaced by a rinsing product, such as water or the tank 78 is replaced by another tank containing rinsing water.
- the pump 84 is put into operation to ensure the rinsing of the exchanger in the same cycle as that of cleaning with the introduction of the pressurized rinsing product into the return header box, the sweeping of the walls of the tubes. 18 by the rinsing product in the same direction of circulation for the two sub-beams, and the discharge of the fouled rinsing product through the inlet 32 and the outlet 34 of the manifold 22 and the bores 76 to end up in the tray 78.
- the adapter 90 is removed from the return box 22 by releasing the window 42. This window is then closed by the introduction of the plug 44, then the exchanger is removed from the sole 74.
- this exchanger can be stored for later use or be reassembled on the connecting piece 14.
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de nettoyage d'un échangeur de chaleur (10) à circulation en U du fluide à refroidir, ledit échangeur comportant une boîte collectrice (22) avec une admission (32) du fluide à refroidir et une sortie (34) de fluide refroidi, un faisceau (16) de tubes de circulation (18) de fluide à refroidir partagé en deux sous faisceaux (56, 58), et une boîte de renvoi (38) pour diriger le fluide sortant de l'un (56) des sous faisceaux pour le diriger vers l'autre (58) des sous faisceaux. Selon l'invention, le procédé consiste; à introduire un produit nettoyant (80) sous pression dans la boîte collectrice de renvoi (38), à balayer les parois des tubes (18) par le produit nettoyant dans un même sens de circulation pour les deux sous faisceaux, à évacuer le produit nettoyant encrassé par l'entrée (32) et la sortie (34) de la boîte collectrice (22).
Description
Procédé de nettoyage d'un échangeur de chaleur à circulation en U et appareil de nettoyage utilisant un tel procédé.
La présente invention se rapporte à un procédé de nettoyage d'un échangeur de chaleur à circulation en U.
Elle concerne un procédé pour le nettoyage d'un échangeur de refroidissement de fluide contenant des substances pouvant se déposer sur les parois de l'échangeur.
Cette invention est dirigée plus particulièrement mais non exclusivement sur un procédé de nettoyage d'un échangeur de refroidissement des gaz d'échappement recirculés d'un moteur à combustion interne, dénommé plus communément échangeur EGR (Exhaust Gas Recirculation), qui fait partie d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement.
Un tel échangeur est généralement constitué d'un premier faisceau de tubes dans lequel circulent les gaz d'échappement recirculés à refroidir et un deuxième faisceau de tubes dans lequel circule un fluide de refroidissement, tel que de l'eau de refroidissement du moteur ou de l'air extérieur à température ambiante.
Les deux faisceaux sont imbriqués à étanchéité l'un dans l'autre de manière à ce que les gaz d'échappement circulant dans les tubes de circulation des gaz d'échappement soient refroidis par échange thermique avec le fluide de refroidissement circulant dans les tubes de circulation de fluide de refroidissement.
Un de ces types d'échangeur consiste à placer un tube de circulation des gaz d'échappement entre deux tubes de circulation de fluide de refroidissement et l'échange thermique se réalise au travers des parois de tubes.
Dans un autre de ces types d'échangeur, le tube de circulation de fluide de refroidissement est placé à l'intérieur du tube de circulation des gaz d'échappement. Dans ce type d'échangeur, les gaz d'échappement balayent la paroi externe du tube de circulation de fluide de refroidissement en se refroidissant par échange thermique avec celui-ci.
Généralement, cet échangeur de chaleur comprend une première boîte collectrice avec une face ouverte placée à étanchéité sur une extrémité du faisceau de tubes de circulation des gaz d'échappement et au moins une séparation du faisceau de tubes de circulation des gaz d'échappement ainsi que du faisceau de tubes de circulation des gaz d'échappement en au moins deux sous faisceaux. La première boîte collectrice comprend au moins une paroi séparatrice pour partager cette boîte collectrice en au moins deux chambres. L'échangeur comprend également une deuxième boîte collectrice de renvoi avec une face ouverte placée, également à étanchéité, sur l'autre extrémité du faisceau de tubes.
En fonctionnement, les gaz d'échappement, provenant généralement du collecteur d'échappement du moteur, sont introduits dans l'une des chambres de la première boîte collectrice. Ces gaz circulent dans le sous faisceau de tubes en relation avec cette chambre en se refroidissant par échange thermique avec le sous faisceau de tubes de circulation de fluide de refroidissement. Les gaz d'échappement refroidis sortent de l'autre extrémité du faisceau pour aboutir dans la deuxième boîte collectrice. A partir de cette deuxième boîte, les gaz circulent, en un sens inverse, dans l'autre sous faisceau, pour aboutir dans l'autre des chambres de la première boîte collectrice. Les gaz refroidis sortent ensuite de cette chambre pour être admis dans la chambre de combustion du moteur au travers du circuit de recirculation des gaz d'échappement.
Ainsi, les gaz d'échappement suivent une circulation en U, ce qui a pour * avantage d'obtenir une grande capacité d'échange avec une taille réduite de l'échangeur de chaleur.
Un tel échangeur, bien que donnant satisfaction présente néanmoins des inconvénients non négligeables.
En effet, les gaz d'échappement chauds contiennent des résidus susceptibles de se condenser, comme des particules de suie ou des hydrocarbures qui viennent en contact avec les parois des tubes et se déposent sur les parois de ceux-ci.
Dans la suite de la description et pour des raisons de simplification, on désigne par "particules" l'ensemble des éléments constitutifs de l'encrassement.
Il en résulte un encrassement des tubes qui a pour conséquence de réduire la capacité d'échange avec le fluide de refroidissement, ce qui provoque alors une dégradation des performances de cet échangeur, voire même d'aboutir au colmatage partiel ou total de l'échangeur.
De plus, pour ce type d'échangeur, il se produit une accumulation de particules dans la deuxième boîte collectrice, accumulation qui est la conséquence du changement de sens de circulation des gaz dans cette boîte. II est donc nécessaire, d'une part, de pouvoir contrôler l'état de l'encrassement des tubes ainsi que l'importance de cette accumulation de particules et, d'autre part, d'assurer leur nettoyage par tous moyens appropriés.
Cependant, compte tenu de la configuration en U de l'échangeur de chaleur, il est quasiment impossible d'examiner l'état des parois des tubes et/ou l'accumulation des particules sans un appareillage de visualisation complexe et coûteux.
Les opérations dé nettoyage de cet échangeur se font donc de manière aléatoire ou systématique sans tenir compte de l'état réel d'encrassement des tubes.
Lors de ces opérations de nettoyage, les particules de suie, qui sont détachées des parois des tubes du premier sous faisceau, arrivent dans la deuxième boîte collectrice. Compte tenu du changement de sens de la circulation du fluide de nettoyage dans l'autre sous faisceau et de l'énergie cinétique emmagasinée par ces particules, ces dernières se déposent au fond de cette boîte sans être entraînées vers l'autre sous faisceau.
De ce fait, à la fin de cette opération de nettoyage, une quantité non négligeable de particules est présente et reste piégée dans la deuxième boîte collectrice, ce qui a pour conséquence que le nettoyage ne peut être réalisé avec l'efficacité souhaitée.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci- dessus grâce à un procédé simple et économique permettant de nettoyer quasi totalement Péchangeur de chaleur tout en ayant la possibilité d'examiner l'état des tubes.
A cet effet, la présente invention concerne un procédé de nettoyage d'un échangeur de chaleur à circulation en U du fluide à refroidir, ledit échangeur comportant une boîte collectrice avec une admission du fluide à refroidir et une sortie de fluide refroidi, un faisceau de tubes de circulation de fluide à refroidir partagé en deux sous faisceaux, et une boîte de renvoi pour diriger le fluide sortant de l'un des sous faisceaux vers l'autre des sous faisceaux, caractérisé en ce qu'il consiste :
- à introduire un produit nettoyant sous pression dans la boîte collectrice de renvoi,
- à balayer les parois des tubes par le produit nettoyant dans un même sens de circulation pour les deux sous faisceaux,
- à évacuer le produit nettoyant encrassé par l'entrée et 1a sortie de la boîte collectrice.
Le procédé peut consister, après le nettoyage de l'échangeur :
- à introduire un produit de rinçage sous pression dans la boîte collectrice de renvoi,
- à balayer les parois des tubes par le produit de rinçage dans un même sens de circulation pour les deux sous faisceaux,
- à évacuer le produit de rinçage encrassé par l'entrée et la sortie de la boîte collectrice.
Le procédé peut consister à introduire le produit au travers d'une ouverture de l'une des parois de la boîte de renvoi.
Le procédé peut consister à fermer l'ouverture par un moyen d'obturation.
Le procédé peut consister à admettre le produit encrassé dans un bac. Le procédé peut consister à admettre le produit nettoyant encrassé dans le bac pour assurer la séparation des solides contenus dans le produit nettoyant.
L'invention concerne également un appareil de nettoyage d'un échangeur de chaleur qui comprend un bac de réception d'un produit, une tubulure d'aspiration de produit, une pompe de circulation de produit, une tubulure d'alimentation de l'échangeur en produit.
Le produit peut être un produit nettoyant ou un produit de rinçage.
Un filtre peut être placé en regard de la tubulure d'aspiration.
L'appareil de nettoyage peut comprendre une semelle de réception de l'échangeur à nettoyer.
La semelle de réception peut être placée au dessus du bac de produit.
L'appareil de nettoyage peut comprendre un adaptateur pour assurer la liaison entre la tubulure d'alimentation et l'échangeur.
L'invention se rapporte aussi à un échangeur de chaleur utilisé pour le procédé de nettoyage mentionné ci-dessus dans lequel cet échangeur comportant une boîte collectrice avec une admission du fluide à refroidir et une sortie de fluide refroidi, un faisceau de tubes de circulation de fluide à refroidir partagé en deux sous faisceaux, et une boîte de renvoi, caractérisé en ce que la boîte de renvoi comprend une ouverture et un moyen d'obturation amovible de ladite ouverture.
Les autres caractéristiques et avantages de l'invention vont apparaître maintenant à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et à laquelle sont annexées :
- la figure 1 qui est un schéma montrant l'échangeur de chaleur à circulation en U et
- la figure 2 qui illustre l'appareil pour procéder au nettoyage selon l'invention de l'échangeur de la figure 1. Sur la figure 1 , l'échangeur de chaleur 10 fait partie d'un circuit de recirculation des gaz d'échappement 12 d'un moteur à combustion interne dont seule est illustrée la pièce de raccordement 14 à cet échangeur.
Cet échangeur, dénommé plus communément échangeur EGR (Exhaust Gas Recirculation), permet de refroidir un fluide gazeux constitué par des gaz d'échappement provenant de l'échappement d'un moteur à combustion interne (non représenté) avant de les réintroduire dans ce moteur.
Dans l'exemple illustré, l'échangeur de refroidissement est un échangeur avec une circulation en U des gaz d'échappement.
Cet échangeur comprend un premier faisceau 16 de tubes 18, dits tubes de gaz, dans lesquels circulent les gaz d'échappement recirculés à refroidir. La première extrémité 20 de ce faisceau est reliée, de manière étanche, à la face ouverte d'une première boîte collectrice 22, dite boîte collectrice d'entrée et de sortie de gaz. Cette boîte est munie d'une paroi séparatrice 24 issue de la paroi de sommet 26 et aboutissant sur la première extrémité 20 de ce faisceau pour diviser cette boîte en deux chambres étanches 28 et 30. Chaque chambre est pourvue d'un orifice 32 et 34 dont le rôle sera mieux explicité dans la suite de la description. La deuxième extrémité 36 de ce faisceau est reliée, également de manière étanche, à la face ouverte d'une deuxième boîte collectrice 38, qui sera dénommée dans la suite de la description boîte de renvoi. La paroi de sommet 40 de cette boîte de renvoi, qui est en regard de la face ouverte, porte une ouverture sous la forme d'une fenêtre 42 qui est fermée par un moyen amovible 44, tel qu'un bouchon qui est maintenu sur cette paroi par tous moyens connus, comme par vissage, emboîtement, ...
Cet échangeur comprend également un deuxième faisceau 46 de tubes 48 dans lesquels circule un fluide de refroidissement, ici le liquide de refroidissement du moteur. Ces tubes sont baptisés, pour des raisons de simplification de la description, en tant que tubes de refroidissement. Une des extrémités des tubes de refroidissement est reliée à un collecteur d'admission 50 pour l'introduction du fluide de refroidissement alors que l'autre des extrémités est reliée à un collecteur d'évacuation 52 de ce fluide ayant parcouru les tubes 48.
De manière préférentielle, chaque tube de refroidissement 48 est placé à l'intérieur d'un tube de circulation de gaz 18 de manière à ce que la paroi externe des tubes de refroidissement soit balayée par les gaz d'échappement pour refroidir ces gaz par échange thermique.
Cet échangeur comprend ainsi une cloison longitudinale virtuelle 54 qui découle de la présence de la paroi séparatrice 24 de la boîte collectrice 22 et qui sépare le faisceau 16 de tubes de circulation des gaz en deux sous
faisceaux de tubes 56 et 58 ainsi que le faisceau 46 de tubes de refroidissement en deux sous faisceaux 60 et 62.
L'échangeur ainsi formé est monté fixement sur la pièce de raccordement 14 du circuit 12.
Cette pièce de raccordement comporte un canal d'entrée 64 de gaz d'échappement chauds pour amener ces gaz à cet échangeur et un canal de sortie 66 de gaz d'échappement refroidis provenant du même échangeur.
Pour le montage sur cette pièce, l'échangeur est placé sur celle-ci de manière à ce que les orifices d'admission 32 et de sortie 34 soient en correspondance respectivement avec les canaux d'entrée 64 et de sortie 66. Cet échangeur est ensuite fixé sur cette pièce par tous moyens connus, comme par vissage au travers de pattes 68 issues de la boîte collectrice 22. En fonctionnement, le faisceau de tubes de refroidissement 48 est alimenté en fluide de refroidissement entre le collecteur d'admission 50 (Flèche E) et le collecteur d'évacuation 52 (Flèche S). Les gaz d'échappement sont introduits dans la chambre 28 de la boîte collectrice 22 au travers du canal 64 et de l'orifice d'admission 32. Ces gaz circulent dans le sous faisceau 56 de tubes de gaz 18 en se refroidissant par échange thermique avec le sous faisceau 60 de tubes de refroidissement 48. Ces gaz d'échappement sortent de l'autre extrémité du faisceau en étant partiellement refroidis pour aboutir dans la boîte de renvoi 38. Ils circulent ensuite dans l'autre sous faisceau 58 de tubes de gaz, en un sens inverse de celui du sous faisceau 56, pour aboutir dans la chambre de sortie 30 de la boîte collectrice 22 d'où ils sont évacués, à l'état refroidis, vers le circuit de recirculation de gaz d'échappement au travers du canal de sortie 66. Durant ce cheminement en sens inverse des gaz dans les sous faisceau 58, ces derniers parachèvent leur refroidissement par échange thermique avec le sous faisceau é2 de tubes de refroidissement.
Comme mentionné plus haut, il se produit, d'une part, un encrassement de la paroi interne des tubes de gaz 18 et de la paroi externe des tubes de
refroidissement 48 lors de circulation des gaz et, d'autre part, un encrassement 70 dans la boîte de renvoi 38. Ces encrassements résultant notamment de l'accumulation de suies et de la condensation d'hydrocarbures. Par souci de simplification de la description, on désigne par "dépôt de particules" les différentes formes que revêt cet encrassement.
Pour pouvoir apprécier, au moins visuellement, l'état d'encrassement des tubes et l'importance du dépôt de particules 70, le bouchon 44 est ôté de la boîte 38 de manière à ce que l'on puisse avoir accès à l'intérieur de cette boîte ainsi qu'aux tubes.
Si l'état d'encrassement et/ou le dépôt de particules est jugé comme ayant atteints leurs limites, l'échangeur doit subir alors une opération de nettoyage qui consiste en un cycle de nettoyage proprement dit suivi d'un cycle de rinçage.
Pour cela, l'échangeur 10, dépourvu de son bouchon 44, est placé dans un appareil de nettoyage 72 permettant d'enlever les particules de suie des tubes 18 et 48 et de la boîte de renvoi 38.
Plus particulièrement, l'échangeur est fixé sur une semelle 74 au travers de vissage des pattes 68 issues de la paroi de sommet 26 de la boîte collectrice d'entrée et de sortie de gaz 22. Cette semelle comprend deux alésages 76 tels qu'ils sont en correspondance avec les orifices d'admission 32 et de sortie 34 de cette boîte. Cette semelle recouvre la face ouverte d'un bac 78 contenant d'abord un produit nettoyant 80, ici un produit contenant notamment du silicate de sodium et du 2-butoxyethanol et qui est commercialisé sous la dénomination "Nettoyant industriel Branson" en étant dilué à 10% dans de l'eau.
Cet appareil comprend également un circuit de circulation 82 de produit nettoyant qui comprend une pompe de circulation 84, une tubulure d'aspiration de produit nettoyant 86 reliant l'intérieur du bac à cette pompe, et une tubulure d'alimentation 88 reliant la pompe 84 à l'échangeur 10 au travers d'un adaptateur 90.
Plus précisément, l'adaptateur 90 est placé de manière étanche dans la fenêtre 42 en lieu et place du bouchon de la boîte de renvoi 38.
Sans sortir du cadre de l'invention, il peut être envisagé de placer un filtre 92 (en trait pointillé sur la figure 2) en regard de l'embouchure de la tubulure d'aspiration 86 de manière à éviter que des corps indésirables, comme les particules, ne soient réaspirés par cette tubulure.
Bien entendu, l'homme de métier évaluera aussi la distance nécessaire entre le fond du bac et l'extrémité de la tubulure d'aspiration 86 plongeant dans le produit nettoyant du bac pour éviter que les particules présentes au fond de ce bac ne soient réaspirées.
Après avoir mis en place l'échangeur sur la semelle et raccordé l'adaptateur 90 de la tubulure d'alimentation à la fenêtre 42 de la boîte de renvoi, la pompe 84 est actionnée.
Le produit nettoyant est aspiré du bac 78 par la tubulure 86 puis circule, en étant sous pression, dans la tubulure d'alimentation 88 pour aboutir dans la boîte de renvoi 38 au travers de la fenêtre 42.
A partir de cette boîte, le flux de produit nettoyant (Flèches A) circule dans chacun des sous faisceaux 56 et 58 des tubes de gaz 18 dans le même sens en allant de la boîte de renvoi 38 vers les chambres 28 et 30 de la boîte collectrice 22. Lors de cette circulation, le produit nettoyant entraîne avec lui les particules présentes dans la boîte de renvoi et décolle les particules de suie qui ont adhéré sur les parois des tubes de gaz 18 et de refroidissement 48. Le flux de produit nettoyant encrassé par les particules est ensuite évacué hors des chambres au travers des orifices 32, 34 et des alésages 76 pour aboutir dans le bac 78.
Dans ce bac, les particules se séparent du produit nettoyant par gravité et se déposent au fond de celui-ci (particules P).
Ce cycle de nettoyage est alors reproduit autant de fois que nécessaire et plus particulièrement jusqu'à ce que l'on constate que le produit nettoyant sortant de la boîte collectrice 22 ne comporte plus de particules. Après le nettoyage de cet échangeur, la pompe est arrêtée et l'échangeur se vide par gravité du produit nettoyant qu'il contient vers le bac 78.
Après que le produit nettoyant ait été totalement évacué, alors que l'échangeur reste en place, soit le bac 78 est vidé de son produit nettoyant et des particules qu'il contient pour être remplacé par un produit de rinçage, comme de l'eau, soit le bac 78 est remplacé par un autre bac contenant de l'eau de rinçage.
Suite à cela, la pompe 84 est mise en fonctionnement pour assurer le rinçage de l'échangeur selon le même cycle que celui du nettoyage avec l'introduction du produit de rinçage sous pression dans la boîte collectrice de renvoi, le balayage des parois des tubes 18 par le produit de rinçage dans un même sens de circulation pour les deux sous faisceaux, et l'évacuation du produit de rinçage encrassé par l'entrée 32 et la sortie 34 de la boîte collectrice 22 et les alésages 76 pour aboutir dans le bac 78.
Après ce rinçage, l'adaptateur 90 est enlevé de la boîte de renvoi 22 en libérant la fenêtre 42. Cette fenêtre est ensuite obturée par la mise en place du bouchon 44, puis l'échangeur est démonté de la semelle 74.
Après ce démontage, cet échangeur peut être stocké pour un usage ultérieur ou bien être remonté sur la pièce de raccordement 14.
Claims
REVENDICATIONS
1) Procédé de nettoyage d'un échangeur de chaleur (10) à circulation en U du fluide à refroidir, ledit échangeur comportant une boîte collectrice (22) avec une admission (32) du fluide à refroidir et une sortie (34) de fluide refroidi, un faisceau (16) de tubes de circulation (18) de fluide à refroidir partagé en deux sous faisceaux (56, 58), et une boîte de renvoi (38) pour diriger le fluide sortant de l'un (56) des sous faisceaux vers l'autre (58) des sous faisceaux, caractérisé en ce qu'il consiste :
- à introduire un produit nettoyant (80) sous pression dans la boîte collectrice de renvoi (38),
- à balayer les parois des tubes (18) par le produit nettoyant dans un même sens de circulation pour les deux sous faisceaux,
- à évacuer le produit nettoyant encrassé par l'entrée (32) et la sortie (34) de la boîte collectrice (22).
2) Procédé de nettoyage selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il consiste, après le nettoyage de l'échangeur :
- à introduire un produit de rinçage sous pression dans la boîte collectrice de renvoi (38),
- à balayer les parois des tubes (18) par le produit de rinçage dans un même sens de circulation pour les deux sous faisceaux,
- à évacuer le produit de rinçage encrassé par l'entrée (32) et la sortie (34) de la boîte collectrice (22).
3) Procédé de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire le produit au travers d'une ouverture (42) de l'une des parois (40) de la boîte de renvoi (38). 4) Procédé de nettoyage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à fermer l'ouverture (42) par un moyen d'obturation (44).
5) Procédé de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à admettre le produit encrassé dans un bac (78).
6) Procédé de nettoyage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à admettre le produit nettoyant encrassé dans le bac (78) pour assurer la séparation des solides contenus dans le produit nettoyant.
7) Appareil de nettoyage d'un échangeur de chaleur selon le procédé de l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un bac (78) de produit (80), une tubulure d'aspiration (86) de produit, une pompe de circulation (84) de produit, une tubulure d'alimentation (88) de l'échangeur en produit.
8) Appareil de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le produit est un produit nettoyant.
9) Appareil de nettoyage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le produit est un produit de rinçage.
10) Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'un filtre (90) est placé en regard de la tubulure d'aspiration (86).
11) Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une semelle de réception (74) de l'échangeur à nettoyer.
12) Appareil de nettoyage selon la revendication 11 , caractérisé en ce que la semelle de réception (74) est placée au dessus du bac (78) de produit.
13) Appareil de nettoyage selon l'une des revendications 5 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un adaptateur (90) pour assurer la liaison entre la tubulure d'alimentation (88) et l'échangeur (10).
14) Echangeur de chaleur utilisé pour le procédé de nettoyage selon l'une des revendications 1 à 6, ledit échangeur comportant une boîte collectrice (22) avec une admission (32) du fluide à refroidir et une sortie (34) de fluide refroidi, un faisceau (16) de tubes de circulation (18) de fluide à refroidir partagé en deux sous faisceaux (56, 58), et une boîte de renvoi (38), caractérisé en ce que la boîte de renvoi (40) comprend une ouverture (42) et un moyen d'obturation amovible (44) de ladite ouverture.
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