WO2017072176A1 - Method for producing a heat exchanger module having at least two fluid circulation circuits, with diffusion welding of frames and rods positioned in the frames - Google Patents

Method for producing a heat exchanger module having at least two fluid circulation circuits, with diffusion welding of frames and rods positioned in the frames Download PDF

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WO2017072176A1
WO2017072176A1 PCT/EP2016/075805 EP2016075805W WO2017072176A1 WO 2017072176 A1 WO2017072176 A1 WO 2017072176A1 EP 2016075805 W EP2016075805 W EP 2016075805W WO 2017072176 A1 WO2017072176 A1 WO 2017072176A1
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WO
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circuit
channels
welding
fluid
cic
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/075805
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French (fr)
Inventor
Emmanuel Rigal
Jean-Marc Leibold
Fabien Vidotto
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/021Isostatic pressure welding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/02Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the heat-exchange media travelling at an angle to one another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/06Fastening; Joining by welding
    • F28F2275/061Fastening; Joining by welding by diffusion bonding

Definitions

  • the present invention relates to heat exchangers with at least two fluid circuits each having channels.
  • the invention relates more particularly to a new method of manufacturing such diffusion welding heat exchangers obtained either by the technique of hot isostatic compression (CIC), or by the technique of uni-axial compression hot.
  • CIC hot isostatic compression
  • the known heat exchangers comprise either one or at least two internal fluid circulation channel circuits.
  • the heat exchange takes place between the circuit and a surrounding fluid in which it is immersed.
  • the heat exchange takes place between the two fluid circuits.
  • the present invention relates both to the production of heat exchangers with a function solely of heat exchange, and to the production of heat exchangers.
  • heat exchanger with at least two fluid circuits it is necessary to understand in the context of the invention, both a heat exchanger with a function of heat exchange only a reactor-exchanger.
  • the heat exchangers known as plate heat exchangers
  • the known tube exchangers are, for example, tube and shell exchangers, in which a bundle of upright or bent U-shaped or helical tubes is fixed on pierced plates and disposed inside a chamber called calender.
  • a chamber called calender In these tube and shell exchangers, one of the fluids circulates inside the tubes while the other fluid circulates inside the shell.
  • These tube and shell exchangers have a large volume and are therefore of low compactness.
  • the known plate heat exchangers are more compact and are obtained by stacking plates comprising channels and assembled together.
  • the channels are made by stamping plates, if necessary by adding strips folded in the form of fins or by machining grooves.
  • the machining is carried out by mechanical means, for example by milling or by chemical means. Chemical machining is usually called chemical or electrochemical etching.
  • the assembly of the plates together is intended to ensure the sealing and / or the mechanical strength of the exchangers, in particular the resistance to pressure of the fluids circulating inside.
  • the assembly generally relates to a stack made by superimposing, in a regularly repeated sequence, plates of several types, each type corresponding to one of the fluid circuits, the stack may contain non-grooved separation plates.
  • the assembly can thus be obtained by mechanical means, such as tie rods holding the stack tight between two thick plates and rigid disposed at the ends. The sealing of the channels is then obtained by crushing reported joints.
  • the assembly can also be obtained by welding, generally limited to the periphery of the plates, which sometimes requires to insert, after welding, the heat exchanger in a calender to allow it to withstand the pressure of the fluids.
  • the assembly can still be obtained by brazing, in particular for exchangers for which fins are added.
  • the assembly can finally be obtained by diffusion welding (welding-diffusion).
  • Plate heat exchangers assembled by diffusion welding have joints that are even more mechanically efficient than the joints of the brazed exchangers due to the absence of the solder required for brazing.
  • Welding-diffusion consists of obtaining a solid state assembly by applying a hot force to the parts to be assembled during a given time.
  • the diffusion-welding assembly of the plates can be implemented by uni-axial hot pressing, a process which consists in simultaneously applying a high temperature and a loading that is essentially perpendicular to the plates to be assembled for a sufficient time to ensure the welding of the plates. between them. This operation is usually done under vacuum so as not to trap gas in the interfaces.
  • Welding-diffusion can also be implemented by Hot Isostatic Compaction (CIC).
  • CIC Hot Isostatic Compaction
  • This technique consists in arranging the parts in a sealed envelope, called a container, evacuating and then subjecting this envelope to a high neutral gas pressure, generally from 500 bar to 1500 bar, at a high temperature, typically from 500 to 1200.degree. materials.
  • the envelope transmitting the pressure to the parts while remaining sealed, we obtain the diffusion welding thereof.
  • the pressure In the case of plate heat exchangers, the pressure must be reduced to maintain the deformation at an acceptable level, typically 30 to 300 bar.
  • the low level of pressure required to prevent the deformation of the channels does not generally allow to obtain resistant interfaces because it does not allow the complete removal of pores.
  • the transmission of the welding force in a stack of grooved plates is uneven, whether it is the uni-axial welding-diffusion process or the welding-diffusion process by CIC.
  • the welding force In non-grooved areas, usually around the plates, the welding force is well transmitted. In the grooved area or zones, generally in the center of the plates, the welding force is transmitted from one plate to the other by the ribs, also called isthmus, which separate the adjacent channels.
  • a given isthmus can undergo a very important constraint, hence a strong deformation of the channels in its vicinity, or conversely a very low stress, of where a bad welding.
  • the quality of the interfaces and the deformation of the channels can therefore vary from one place to another of the stack, according to the shielding of the welding force by the channels.
  • An alternative is to coat the surfaces to be welded with a ductile metal such as nickel, but here again the interfaces are weakened compared to a homogeneous diffusion welding such as would be obtained with a high welding force (without any metal). supply and without residual porosity), or with respect to the base material chosen for the application.
  • a ductile metal such as nickel
  • This minimum pressure is often too high and leads to an unacceptable distortion of the channels, especially in the case of exchangers with a high density of channels.
  • One solution would be to reduce the density of channels but this amounts to reducing the compactness of the exchanger.
  • Another solution would be to reduce the welding temperature to improve the strength of the material, but this results in a decrease in the quality of the welding.
  • a first solution is to use tubes to form the channels and sealingly seal at least one end of each tube to the envelope. In this way, the pressure gas for the CIC enters the channels but not the interfaces to be welded. The application of high welding pressures without significant deformation of the channels is possible. This solution can however be cumbersome to implement when the channels are very numerous. In addition, it is not possible when the channels are of complex geometry, because these shapes can not be shaped by tubes, even bent.
  • a second solution described in the patent FR2879489B1, consists of reconstructing open channels at their end (s) only, by welding by TIG or laser blades at the top of grooves made in plates so, as previously to that the CIC gas enters the channels but not the interfaces to be soldered.
  • the application of high welding pressures without significant deformation of the channels is again possible.
  • This solution is also cumbersome to implement and expensive when the channels are very numerous. In addition, it is not possible when the channels are very small.
  • a third solution, described in the patent FR2949699B1 is to have, around grooves made in plates, a low support surface insert and apply a low pressure CIC cycle on a stack of such plates.
  • the pressure being low, the deformation of the grooves is weak and the diffusion welding very imperfect.
  • a strong plasticization of the insert is obtained because of its low bearing surface, which makes it possible to seal the grooves.
  • a machining operation is then performed to open the grooves (channels) and then a high-pressure CIC cycle is applied to complete the diffusion bonding of the stack, in particular the surfaces between the grooves.
  • this solution is cumbersome to implement and expensive when the channels are very numerous, and it is not adapted to very small channels.
  • Another solution described in the patent FR 3005499 B1, consists in assembling, by diffusion welding, firstly elements comprising the channels of the first type of fluid and then, in a second step, assembling them with elements comprising the channels of the second type. of fluid.
  • This solution has advantages of several orders, including the possibility of simultaneously obtaining good interface quality and low deformation, but it remains quite heavy to implement and expensive because the assembly is performed in several times.
  • the object of the invention is to at least partially meet this (these) need (s).
  • the subject of the invention is a method for producing a heat exchanger module with at least two fluid circuits each comprising channels, comprising the following steps:
  • each element of the first circuit comprising at least one metal frame closed on itself by being pierced with a central light and integrating or supporting blades projecting from at least one of the main faces of the frame and extending over at least the length or width of the central lumen;
  • each element of the second circuit comprising at least one metal frame closed on itself with a central lumen and incorporating or supporting blades projecting from at least one of the main faces of the frame and extending over at least the length or width of the central lumen;
  • cl stack with alternating metal frames incorporating or supporting the blades and solid separation plates, so as to form the channels or elements of the first and second circuit, the space between two adjacent channels being defined by the width of a blade;
  • light means here and in the context of the invention, a hole or opening opening on either side of the metal frame.
  • pierced with a light is meant a frame comprising an opening opening on either side.
  • the invention therefore consists essentially of replacing the grooved plates used to form the fluid circuit elements by elements each consisting of a frame, blades supported and integrated into the frame, and a non-grooved plate whose role is to physically separate two adjacent frames in the stack.
  • the spacing between the blades according to the invention defines all or part of the channels of fluid circuits that are formed by the grooves in a plate according to the state of the art.
  • a solid partition plate according to the invention replaces the non-grooved portion of a plate according to the state of the art which is located under the grooves.
  • a frame has the same external dimensions, where appropriate to the thickness, a separating plate and one or more recessed areas in the center, separated by blades of the same thickness as its periphery or preferably slightly increased thickness.
  • the periphery of the frame according to the invention therefore replaces the non-grooved periphery of a plate according to the state of the art and the blades separate different channels.
  • the manufacture of the elementary parts (frame, blades, solid separation plates) constituting the stack of a module according to the invention is simple and inexpensive, since it can be made only by cutting and not necessarily by machining as for grooved plates according to the state of the art.
  • the implementation of diffusion welding is simplified and the welding is improved.
  • a frame according to the invention can be obtained for example by laser cutting a sheet. Step a / and / or b / is then performed by placing the free ends of rods forming the blades in notches formed at the periphery of the central lumen of each frame.
  • the rods are arranged inside the frame and replace the isthmus separating the grooves in the grooved plates according to the state of the art.
  • the spaces between rods then constitute all or part of the fluid circulation channels.
  • the chopsticks can be of the welding rods type, which constitutes simple means to implement and cheap.
  • the blades may be integral with the frame and form a single piece obtained for example by laser cutting and, where appropriate, light machining of the periphery on one or both sides, so as to leave the rods in relief relative to each other.
  • step a / and / or b / is performed by machining a one-piece metal part producing the frame and the blades projecting from at least one of the main faces of the frame.
  • the blades have a thickness greater than that of the frames of a value at most equal to 10%. typically up to 0.5mm.
  • the section of the blades is such that, in the stack according to step c1, their contact with the solid separation plates is substantially linear or in plane-plane support limited to their main faces.
  • the blades or rods have a cylindrical shape. But in general, their section can be any, especially rectangular.
  • the blades or rods may be in the form of son, elements cut in sheets or other.
  • the section of the rods is such that, in the stack before welding, their contact with the separator plates is substantially linear in nature, which can be obtained for example with rods of round section.
  • the initial contact surface is very small, and the welding stress all the higher.
  • a stack of grooved plates according to the state of the art is therefore replaced according to the invention by alternately repeated stacking of a frame supporting or incorporating blades defining the first fluid circuit / a solid separation plate. a frame supporting or integrating blades defining the second fluid circuit / a solid separating plate, etc.
  • a frame supporting or integrating blades defining the second fluid circuit / a solid separating plate etc.
  • the lower faces of the solid separation plates are essentially in contact with the top of the blades and their upper faces are in contact with the base of the blades.
  • the frame is in contact with at most one of the two faces of the separating plates. Therefore, the continuity of the material through the stack in the stacking direction is provided by the blades.
  • step d1 of welding-diffusion of this stack the pressure will generate a preferential welding force at the blade interfaces / separator plates rather than at the interfaces only between the frames. Nevertheless, during welding, the progressive deformation of the blades and the slight possible ripple of the separating plates will allow the frames to come into contact with the separating plates to also lead to their welding.
  • each element of the first and second fluid circuits is chosen according to the conditions of the use required for the exchanger module, namely the fluid pressure, the temperatures and nature of fluids flowing through the module. It may be for example aluminum, copper, nickel, titanium or alloys of these elements as well as a steel, especially an alloy steel or a stainless steel or a refractory metal selected from alloys of niobium, molybdenum, tantalum or tungsten.
  • the frames and separating plates are advantageously made of stainless steel sheet type 1.4404, cold rolled and the rods are ER316L type stainless steel welding rods.
  • the fluid circulation channels have a width and a height that depend in particular on the nature and characteristics of the fluids conveyed and the desired heat exchange.
  • the widths and heights may vary in particular along the path of the channels.
  • the compact heat exchanger modules according to the invention comprise channels whose dimensions vary from 0.1 mm to 10 mm, preferably from 1 to 5 mm.
  • the thickness of a frame with its blades of an element of the first circuit implemented in steps a / d according to the invention may vary from 0.1 to 15 mm, preferably from 1 to 10mm.
  • the pathways of the channels in their length may be straight or not, and may form elbows or patterns for example in chevrons.
  • a step al / and b1 / cleaning the frames and solid separation plates of each element respectively of the first circuit and the second circuit is carried out prior to stacking.
  • the cleaning can be carried out for example using detergents or solvents.
  • step d is carried out by applying a relatively low pressure hot isostatic compression (CIC) cycle to the sealed and degassed stack.
  • CIC cycle is designated at relatively low pressure, because the pressures are lower than those of a CIC cycle designated high pressure, ie between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar.
  • the d / CIC step is first carried out, an insertion of the stack into a metal envelope, called a container, and then a step of evacuating the inside of the container by a tube, known as a tube. welded on one side of the container, and finally a step of welding the tube on itself.
  • a tube known as a tube.
  • Degassing of the channels and interfaces is thus achieved by evacuation, through the tube opening the container and it is closed.
  • this tube is connected to a vacuum pump, the pumping is performed at a given temperature, between room temperature and 400 ° C, then the tube is sealed by welding, without re-airing.
  • the typical DUC cycle typically involves simultaneous heating and pressurization, a temperature and pressure plateau followed by cooling and depressurization.
  • This cycle is chosen in particular as a function of the material (s) of the frames, blades and solid separation plates constituting the elements of the first and second circuits.
  • it is possible to choose the bearing temperature and the heating and pressurization (respectively cooling and depressurization) speeds, in particular taking into account the capacities of the CIC enclosure used.
  • the CIC cycle according to step d / is carried out according to the following characteristics taken alone or in combination:
  • the temperature that is retained depends on the constituent material of the plates used and the maximum allowable grain size;
  • heating and pressurization times depend on the characteristics and possibilities of the equipment (enclosure) used, they are usually several hours.
  • a step e / opening the channels of the first circuit and the second circuit to the outside is advantageously carried out.
  • the opening of the canals the first circuit, such as the subsequent channels of the second circuit, can be made by drilling or cutting the end of the plates that close them.
  • a step f / of applying a high-pressure hot isostatic compression (CIC) cycle to the already assembled stack is carried out, the channels of both the first circuit and the second circuit being open to the outside.
  • CIC hot isostatic compression
  • the CIC cycle according to step f / is preferably carried out at a pressure of between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar.
  • the CIC cycle according to step f / is advantageously carried out at a pressure of between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar.
  • the block obtained can then be advantageously machined to bring different elements, in particular fluid collectors, joints, screws, etc.
  • step g / provision may be made for the welding of fluid collectors on the assembled module according to step e / or f /, a fluid collector being able to dispense or recover a fluid circulating in the first or the second circuit.
  • the invention also relates to a heat exchanger module with at least two fluid circuits obtained according to the method as described above.
  • the invention finally relates to a heat exchanger system comprising a plurality of modules as above, interconnected.
  • the invention finally relates to the use of an exchanger module as above or the above system:
  • a heat exchanger of a nuclear reactor such as a liquid metal cooled reactor (SFR) or
  • FIG. 1 is a front view of a metal frame supporting rods of an element of a first fluid circuit C1 from which an example of the method for producing a two-circuit heat exchanger module fluid according to the invention is implemented;
  • FIG. 2 is a front view of a metal frame supporting rods of an element of a second fluid circuit C2 from which the first embodiment of the embodiment of the invention is implemented;
  • FIG. 3 is a schematic top view in transparency of a part of a stack showing the relative geometry and arrangement between the grooves of the first and second circuits according to the invention, made by alternately superposing at 90.degree. ° each other different frames with chopsticks.
  • longitudinal and lateral are to be considered in relation to the geometrical shape of the metal frames which determine the geometrical shape of the stacks of the heat exchanger module according to the invention.
  • longitudinal sides of the stack of the exchanger module according to the invention are those which extend parallel to the longitudinal axis X of the plates, that is to say along their length L.
  • two lateral sides of the stack are those which extend along the lateral axis Y of the plates, orthogonal to the axis X, that is to say according to their width 1.
  • the terms “above” and “below” are to be considered with respect to the direction of the stack of the exchanger module.
  • the top plate which forms all or part of an anvil, is the last plate that is stacked on others.
  • a cross-current type heat exchanger is produced by diffusion welding in CIC.
  • the rods 11 form the ribs or isthms separated by the circulation channels of the first fluid Cl.
  • each partition plate is made of 1.4404 stainless steel, the external dimensions of a plate are equal to 2x250x300mm.
  • Each frame 10 is also made of stainless steel 1.4404, the outer dimensions of a frame 10 are equal to 3x200x250mm.
  • the recessed portion or central lumen 100 has outside dimensions equal to 151x200mm.
  • the number of housings or slots 101 regularly spaced on each small side of the central lumen 100 is 21.
  • Each notch 101 has a width of 3.4mm and a depth of 3mm. Two adjacent notches are separated by 4mm.
  • the rods 11 are ER316L stainless steel welding rods.
  • the number of rods is equal to 21.
  • the rods 11 are of straight cylindrical section, of diameter 3,2mm and length equal to 205mm.
  • the flow channels of the first fluid Cl formed by the spaces between rods 11, have a width of 4mm, a height of 3mm and a length of 200mm.
  • the number of channels formed for the first fluid circuit is 22.
  • each rectangular frame 20 comprises a central recessed portion 200 and whose long sides each comprise a series of housings or notches 201 regularly spaced apart and intended to accommodate each a free end of a rod 21.
  • the rods 21 form the ribs or isthms separated by the circulation channels of the first fluid C2.
  • each frame 20 is also made of stainless steel 1.4404, the outer dimensions of a frame 10 are equal to 3x166x172mm.
  • the recessed portion or central lumen 200 has outside dimensions equal to 151x200mm.
  • the number of slots or notches 201 regularly spaced on each side of the central light 200 is equal to 24.
  • Each notch 201 has a width of 3.4mm and a depth of 3mm. Two adjacent notches are separated by 4mm.
  • the rods 21 are ER316L stainless steel welding rods.
  • the number of rods here is equal to 24.
  • the rods 21 are of straight cylindrical section, of diameter 3,2mm and length equal to 171mm.
  • the flow channels of the first fluid C2 formed by the spaces between rods 21, have a width of 4mm, a height of 3mm and a length of 166mm.
  • the number of channels formed for the second fluid circuit is 25.
  • Step c1 After cleaning, alternately stacking a separating plate, a frame 10 supporting its rods 11, a separating plate, a frame 20 supporting rods 21 which are arranged perpendicular to the rods 11 of the frame 10, a plate of separation...
  • a 0.2mm gap is present between the separator plates and the frames.
  • the stack is ultimately constituted by a number of ten fluid circuit stages C1 and ten stages of the fluid circuit C2, supplemented by a number of four solid plates identical to the separation plates and which are set up at the beginning and end of the stack.
  • Step d / The periphery of the complete stack (block) is sealed and each interface is degassed by an opening opening which is obstructed. To achieve sealing at the periphery of the stack, it is possible to complete the stack in a container.
  • the container made of stainless steel sheet folded and welded by TIG process, is itself cleaned (for example degreased with acetone) as well as its cover in stainless steel sheet type 1.4307.
  • the lid is welded TIG on the container and the container is evacuated by pumping, for example for a period of 12 hours through a welded tube on one of its sides, for example 8mm diameter. The tube is then pinched, cut and itself welded to prevent an introduction of air into the container.
  • the container is then subjected to a hot isostatic compression cycle
  • CIC at low pressure, comprising heating from 900 to 1100 ° C for a period of 1 to 4 hours under a pressure of 30 to 300 bar, then cooling in several hours and depressurization.
  • the container nip measured at half width, is less than 3mm, or 3% of the thickness of the complete stack.
  • the channels of the first fluid circuit and the channels of the second circuit are filled by the pressurized gas of the enclosure using the CIC cycle, which allows a good transmission of the welding force to the interfaces. between plates 1.
  • Step e / At the end of the diffusion welding, the container is machined and the channels are uncorked by milling windows located opposite the ends of channels. These windows 3 are four in the example, as shown in Figure 3 in dashed lines.
  • Step f / a high pressure isostatic compression (CIC) cycle is then applied to the already assembled stack, the channels of both the first circuit and the second circuit being open to the outside.
  • CIC high pressure isostatic compression
  • Step g / Unrepresented fluid distribution manifolds are then reported by welding, opposite the windows 3, so as to supply and / or recover a fluid in each of the first C1 and second C2 circuits at the ends of the grooves forming canals.
  • the size of the channels for each of the fluid circuits may be different depending on the nature and properties of the fluids to be conveyed, the allowable pressure drops and the desired flow rate. To vary the width of the channels, the spacing between adjacent rods is changed.
  • the two fluid collectors can be arranged on either side of the stack constituting the module, or alternatively on the same side of the stack.
  • the heat exchanger modules obtained according to the method of the invention can be assembled to each other, for example by using flanges or by welding the fluid supply pipes. It is thus possible to envisage making a heat exchanger system with several interconnected modules in which the exchanges are made in several stages with different average temperatures or sufficiently small temperature variations per module in order to reduce the thermal stresses in the materials. For example, in the case of a heat exchanger in which it is desired to transfer heat from a first fluid to a second fluid, it is possible to design a modular heat exchanger system in which each module makes it possible to reduce the temperature of the first fluid. a given value, thus limiting the constraints with respect to the case of a single-module design with a higher temperature difference.
  • the inlet temperature of the second fluid may differ from one module to another.
  • a modular reactor-heat exchanger system enables a complex chemical reaction to be carried out in stages by precisely controlling the reaction temperature at each stage, for optimum control of the chemical reaction, minimization of risks and maximization of yields.
  • a multi-module heat exchanger system also reduces maintenance costs by allowing the individual replacement of a faulty module, or even the manufacturing costs by standardization of the modules.

Abstract

The present invention relates to a novel method for manufacturing heat exchanger modules having at least two fluid circuits. The invention essentially consists in replacing the grooved plates conventionally used to form the fluid circuit elements with elements each made up of a frame, of leaves supported by and incorporated into the frame, and of a non-grooved plate the role of which is to physically separate two adjacent frames in the stack.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UN MODULE D'ECHANGEUR DE CHALEUR A AU MOINS DEUX CIRCUITS DE CIRCULATION DE FLUIDE, A SOUDAGE- DIFFUSION DE CADRES ET BAGUETTES POSITIONNEES DANS LES METHOD OF MAKING A HEAT EXCHANGER MODULE HAVING AT LEAST TWO CIRCUITS OF FLUID CIRCUIT, WELDING-DIFFUSING FRAMES AND BAGUETTES POSITIONED IN
CADRES FRAMES
Domaine technique  Technical area
La présente invention concerne les échangeurs de chaleur à au moins deux circuits de fluide comportant chacun des canaux.  The present invention relates to heat exchangers with at least two fluid circuits each having channels.
L'invention a trait plus particulièrement à un nouveau procédé de fabrication de tels échangeurs par soudage par diffusion obtenu soit par la technique de compression isostatique à chaud (CIC), soit par la technique de compression uni-axiale à chaud.  The invention relates more particularly to a new method of manufacturing such diffusion welding heat exchangers obtained either by the technique of hot isostatic compression (CIC), or by the technique of uni-axial compression hot.
Les échangeurs de chaleur connus comprennent soit un soit au moins deux circuits à canaux de circulation interne de fluide. Dans les échangeurs à un seul circuit, les échanges thermiques se réalisent entre le circuit et un fluide environnant dans lequel il baigne. Dans les échangeurs à au moins deux circuits de fluide, les échanges thermiques se réalisent entre les deux circuits de fluide.  The known heat exchangers comprise either one or at least two internal fluid circulation channel circuits. In the single-circuit heat exchangers, the heat exchange takes place between the circuit and a surrounding fluid in which it is immersed. In the exchangers with at least two fluid circuits, the heat exchange takes place between the two fluid circuits.
Il est connu des réacteurs chimiques qui mettent en œuvre un procédé en continu selon lequel on injecte simultanément une quantité faible de co-réactants, à l'entrée d'un premier circuit de fluide, de préférence équipé d'un mélangeur, et on récupère le produit chimique obtenu en sortie dudit premier circuit. Parmi ces réacteurs chimiques connus, certains comprennent un deuxième circuit de fluide, appelé usuellement utilité, et dont la fonction est de contrôler thermiquement la réaction chimique, soit en apportant la chaleur nécessaire à la réaction, soit au contraire en évacuant la chaleur dégagée par celle- ci. De tels réacteurs chimiques à deux circuits de fluide avec utilité sont usuellement appelés échangeurs-réacteurs.  It is known chemical reactors which implement a continuous process in which a small amount of co-reactants is simultaneously injected at the inlet of a first fluid circuit, preferably equipped with a mixer, and is recovered. the chemical product obtained at the outlet of said first circuit. Among these known chemical reactors, some include a second fluid circuit, usually called utility, whose function is to thermally control the chemical reaction, either by providing the heat necessary for the reaction, or on the contrary by removing the heat released by that - this. Such chemical reactors with two fluid circuits with utility are usually called reactor-exchangers.
La présente invention concerne aussi bien la réalisation d' échangeurs de chaleur à fonction uniquement d'échanges thermiques que la réalisation d' échangeurs- réacteurs. Aussi, par « échangeur de chaleur à au moins deux circuits de fluide », il faut comprendre dans le cadre de l'invention, aussi bien un échangeur de chaleur à fonction uniquement d'échanges thermiques qu'un échangeur-réacteur.  The present invention relates both to the production of heat exchangers with a function solely of heat exchange, and to the production of heat exchangers. Thus, by "heat exchanger with at least two fluid circuits", it is necessary to understand in the context of the invention, both a heat exchanger with a function of heat exchange only a reactor-exchanger.
Etat de la technique  State of the art
Les échangeurs de chaleur, dits à plaques, existants présentent des avantages importants par rapports aux échangeurs de chaleur, dits à tubes, existants, en particulier leurs performances thermiques et leur compacité grâce à un rapport de la surface sur le volume d'échanges thermiques favorablement élevé. The heat exchangers, known as plate heat exchangers, have important advantages over heat exchangers, known as tube heat exchangers, in particular their thermal performance and their compactness thanks to a ratio of the surface to the volume of heat exchange favorably high.
Les échangeurs à tubes connus sont par exemple des échangeurs à tubes et calandre, dans lesquels un faisceau de tubes droits ou cintrés en forme de U ou en forme d'hélice est fixé sur des plaques percées et disposé à l'intérieur d'une enceinte dénommée calandre. Dans ces échangeurs à tubes et calandre, l'un des fluides circule à l'intérieur des tubes tandis que l'autre fluide circule à l'intérieur de la calandre. Ces échangeurs à tubes et calandre présentent un volume important et sont donc de faible compacité.  The known tube exchangers are, for example, tube and shell exchangers, in which a bundle of upright or bent U-shaped or helical tubes is fixed on pierced plates and disposed inside a chamber called calender. In these tube and shell exchangers, one of the fluids circulates inside the tubes while the other fluid circulates inside the shell. These tube and shell exchangers have a large volume and are therefore of low compactness.
Les échangeurs à plaques connus sont plus compacts et sont obtenus par empilement de plaques comportant des canaux et assemblées entre elles.  The known plate heat exchangers are more compact and are obtained by stacking plates comprising channels and assembled together.
Les canaux sont réalisés par emboutissage de plaques, le cas échéant par ajout de feuillards pliés sous forme d'ailettes ou par usinage de rainures. L'usinage est réalisé par des moyens mécaniques, par exemple par fraisage ou par voie chimique. L'usinage chimique est usuellement appelé gravage chimique ou électrochimique.  The channels are made by stamping plates, if necessary by adding strips folded in the form of fins or by machining grooves. The machining is carried out by mechanical means, for example by milling or by chemical means. Chemical machining is usually called chemical or electrochemical etching.
L'assemblage des plaques entre elles a pour objectif d'assurer l'étanchéité et/ou la tenue mécanique des échangeurs, notamment la tenue à la pression des fluides circulant à l'intérieur. L'assemblage concerne généralement un empilement réalisé en superposant, selon une séquence régulièrement répétée, des plaques de plusieurs types, chaque type correspondant à un des circuits de fluides, l'empilement pouvant contenir des plaques de séparation non rainurées.  The assembly of the plates together is intended to ensure the sealing and / or the mechanical strength of the exchangers, in particular the resistance to pressure of the fluids circulating inside. The assembly generally relates to a stack made by superimposing, in a regularly repeated sequence, plates of several types, each type corresponding to one of the fluid circuits, the stack may contain non-grooved separation plates.
Plusieurs techniques d'assemblage sont connues et sont mises en œuvre en fonction du type d'échangeur à plaques souhaité. L'assemblage peut ainsi être obtenu par des moyens mécaniques, tels que des tirants maintenant l'empilement serré entre deux plaques épaisses et rigides disposées aux extrémités. L'étanchéité des canaux est alors obtenue par écrasement de joints rapportés. L'assemblage peut être également obtenu par soudage, généralement limité à la périphérie des plaques, ce qui nécessite parfois d'insérer, ultérieurement au soudage, l'échangeur dans une calandre pour permettre sa tenue à la pression des fluides. L'assemblage peut encore être obtenu par brasage, en particulier pour des échangeurs pour lesquels des ailettes sont ajoutées. L'assemblage peut enfin être obtenu par soudage par diffusion (soudage-diffusion).  Several assembly techniques are known and are implemented depending on the type of plate heat exchanger desired. The assembly can thus be obtained by mechanical means, such as tie rods holding the stack tight between two thick plates and rigid disposed at the ends. The sealing of the channels is then obtained by crushing reported joints. The assembly can also be obtained by welding, generally limited to the periphery of the plates, which sometimes requires to insert, after welding, the heat exchanger in a calender to allow it to withstand the pressure of the fluids. The assembly can still be obtained by brazing, in particular for exchangers for which fins are added. The assembly can finally be obtained by diffusion welding (welding-diffusion).
Les deux dernières techniques citées permettent de réaliser des échangeurs particulièrement performants en termes de tenue mécanique. En effet, grâce à ces deux techniques, l'assemblage est obtenu non seulement à la périphérie des plaques mais aussi à l'intérieur de l'échangeur. The last two techniques mentioned make it possible to produce exchangers that are particularly efficient in terms of mechanical strength. Indeed, thanks to these two techniques, the assembly is obtained not only at the periphery of the plates but also inside the exchanger.
Les échangeurs de chaleur à plaques assemblés par soudage par diffusion présentent des joints encore plus performants mécaniquement que les joints des échangeurs obtenus par brasage du fait de l'absence du métal d'apport requis pour le brasage.  Plate heat exchangers assembled by diffusion welding have joints that are even more mechanically efficient than the joints of the brazed exchangers due to the absence of the solder required for brazing.
Le soudage-diffusion consiste à obtenir un assemblage à l'état solide en appliquant une force à chaud sur les pièces à assembler pendant un temps donné.  Welding-diffusion consists of obtaining a solid state assembly by applying a hot force to the parts to be assembled during a given time.
L'assemblage par soudage-diffusion des plaques peut être mis en œuvre par compression uni-axiale à chaud, procédé qui consiste à appliquer simultanément une température élevée et un chargement essentiellement perpendiculaire aux plaques à assembler pendant un temps suffisant pour assurer le soudage des plaques entre-elles. Cette opération est généralement faite sous vide pour ne pas piéger du gaz dans les interfaces.  The diffusion-welding assembly of the plates can be implemented by uni-axial hot pressing, a process which consists in simultaneously applying a high temperature and a loading that is essentially perpendicular to the plates to be assembled for a sufficient time to ensure the welding of the plates. between them. This operation is usually done under vacuum so as not to trap gas in the interfaces.
Le soudage-diffusion peut aussi être mis en œuvre par Compaction Isostatique à Chaud (CIC). Cette technique consiste à disposer des pièces dans une enveloppe étanche, appelée conteneur, mise sous vide puis à soumettre cette enveloppe à une forte pression de gaz neutre, généralement de 500bar à 1500bar, à haute température, typiquement de 500 à 1200°C selon les matériaux. L'enveloppe transmettant la pression aux pièces tout en restant étanche, on obtient le soudage diffusion de celles-ci. Dans le cas des échangeurs à plaques, la pression doit être réduite pour maintenir la déformation à un niveau acceptable, typiquement de 30 à 300bar.  Welding-diffusion can also be implemented by Hot Isostatic Compaction (CIC). This technique consists in arranging the parts in a sealed envelope, called a container, evacuating and then subjecting this envelope to a high neutral gas pressure, generally from 500 bar to 1500 bar, at a high temperature, typically from 500 to 1200.degree. materials. The envelope transmitting the pressure to the parts while remaining sealed, we obtain the diffusion welding thereof. In the case of plate heat exchangers, the pressure must be reduced to maintain the deformation at an acceptable level, typically 30 to 300 bar.
En soudage-diffusion uni-axial ou par CIC, un problème rencontré lors du soudage d' échangeurs compacts à plaques est de réussir à bien souder les interfaces sans déformer excessivement les canaux.  In uni-axial or CIC welding-diffusion, a problem encountered during the welding of compact plate heat exchangers is to successfully weld the interfaces without excessively deforming the channels.
En effet, le faible niveau de pression requis pour éviter la déformation des canaux ne permet généralement pas d'obtenir des interfaces résistantes car il ne permet pas l'élimination complète des pores.  Indeed, the low level of pressure required to prevent the deformation of the channels does not generally allow to obtain resistant interfaces because it does not allow the complete removal of pores.
En outre, la transmission de l'effort de soudage dans un empilement de plaques rainurées se fait de façon inégale, qu'il s'agisse du procédé de soudage-diffusion uni-axial ou du procédé de soudage-diffusion par CIC.  In addition, the transmission of the welding force in a stack of grooved plates is uneven, whether it is the uni-axial welding-diffusion process or the welding-diffusion process by CIC.
Dans les zones non rainurées, généralement le pourtour des plaques, l'effort de soudage est bien transmis. Dans la ou les zones rainurées, généralement au centre des plaques, l'effort de soudage est transmis d'une plaque à l'autre par les nervures, aussi appelées isthmes, qui séparent les canaux adjacents. In non-grooved areas, usually around the plates, the welding force is well transmitted. In the grooved area or zones, generally in the center of the plates, the welding force is transmitted from one plate to the other by the ribs, also called isthmus, which separate the adjacent channels.
Selon son décalage latéral par rapport aux isthmes des autres étages de l'empilement, un isthme donné peut subir une contrainte très importante, d'où une forte déformation des canaux dans son voisinage, ou à l'inverse une contrainte très faible, d'où un mauvais soudage.  According to its lateral offset with respect to the isthmus of the other stages of the stack, a given isthmus can undergo a very important constraint, hence a strong deformation of the channels in its vicinity, or conversely a very low stress, of where a bad welding.
La qualité des interfaces et la déformation des canaux peuvent donc varier d'un endroit à l'autre de l'empilement, selon l'écrantage de l'effort de soudage par les canaux.  The quality of the interfaces and the deformation of the channels can therefore vary from one place to another of the stack, according to the shielding of the welding force by the channels.
L'assemblage par soudage-diffusion uni-axial des plaques est décrit dans de nombreux documents. Cependant, la tenue mécanique et l'étanchéité de l'assemblage obtenu sont difficiles à garantir parce que, pour prévenir une déformation excessive des canaux, il est nécessaire de choisir une force de soudage suffisamment faible.  The uni-axial diffusion-welding assembly of the plates is described in numerous documents. However, the mechanical strength and tightness of the assembly obtained are difficult to guarantee because, to prevent excessive deformation of the channels, it is necessary to choose a sufficiently low welding force.
Pour obtenir des joints de qualité suffisante, c'est-à-dire avec l'absence de pores, malgré cette faible force, on peut augmenter la température de soudage, mais il en résulte un accroissement indésirable de la taille de grain du matériau, ce qui l'affaiblit.  To obtain joints of sufficient quality, that is to say with the absence of pores, despite this low force, it is possible to increase the welding temperature, but this results in an undesirable increase in the grain size of the material, which weakens it.
Une alternative consiste à revêtir les surfaces à souder avec un métal ductile tel que le nickel, mais là aussi les interfaces sont affaiblies par rapport à un soudage diffusion homogène tel qu'on l'obtiendrait avec une force de soudage élevée (sans métal d'apport et sans porosité résiduelle), ou par rapport au matériau de base choisi pour l'application.  An alternative is to coat the surfaces to be welded with a ductile metal such as nickel, but here again the interfaces are weakened compared to a homogeneous diffusion welding such as would be obtained with a high welding force (without any metal). supply and without residual porosity), or with respect to the base material chosen for the application.
Enfin, une solution proposée telle que décrite dans le brevet US7900811B1 est d'appliquer à un empilement préalablement assemblé par soudage diffusion uni-axial un cycle de CIC haute pression, canaux ouverts pour ne pas les déformer, afin de parfaire l'assemblage, étant entendu que, celui-ci ayant été réalisé dans des conditions permettant d'éviter la déformation des canaux, les interfaces obtenues sont imparfaitement soudées. Or, s'il est évident pour l'homme de l'art que l'application d'un traitement par CIC permet l'élimination des pores isolés présents aux interfaces, la porosité qui débouche dans les canaux n'est pas nécessairement éliminée. Cette solution n'est donc pas universelle, elle n'est efficace que si une certaine qualité de soudage a été obtenue lors du soudage diffusion uni-axial. En soudage-diffusion par CIC, comme pour le soudage diffusion uni-axial, un problème rencontré lors du soudage d'échangeurs compacts à plaques est que la faible pression utilisée ne permet généralement pas d'obtenir des interfaces résistantes. Finally, a proposed solution as described in patent US7900811B1 is to apply to a stack previously assembled by uni-axial diffusion welding a CIC high pressure cycle, open channels not to deform them, to complete the assembly, being understood that, it has been made under conditions to prevent the deformation of the channels, the resulting interfaces are imperfectly welded. However, while it is obvious to one skilled in the art that the application of a CIC treatment makes it possible to eliminate the isolated pores present at the interfaces, the porosity that opens into the channels is not necessarily eliminated. This solution is not universal, it is effective only if a certain quality of welding has been obtained during uni-axial diffusion welding. In welding-diffusion by CIC, as for uni-axial diffusion welding, a problem encountered during the welding of compact plate heat exchangers is that the low pressure used does not generally make it possible to obtain resistant interfaces.
La mise en œuvre en soudage diffusion par CIC des solutions relatives au soudage diffusion uni-axial évoquées précédemment présente les mêmes inconvénients.  The implementation in diffusion welding by CIC of the solutions relating to uni-axial diffusion welding mentioned above has the same drawbacks.
En outre, les enceintes industrielles permettant la mise en œuvre de CIC sont généralement mal adaptées à un fonctionnement sous basse pression. Ainsi, en pratique il existe une pression minimale de fonctionnement de ces enceintes industrielles qui, à la connaissance des inventeurs, est de quelques dizaines de bar.  In addition, the industrial enclosures allowing the implementation of CIC are generally poorly suited to operating under low pressure. Thus, in practice there is a minimum operating pressure of these industrial enclosures which, to the inventors' knowledge, is a few tens of bar.
Cette pression minimale est souvent trop élevée et conduit à une déformation inacceptable des canaux, notamment dans le cas d'échangeurs ayant une forte densité de canaux. Une solution serait de réduire la densité de canaux mais cela revient à réduire la compacité de l'échangeur. Une autre solution serait de diminuer la température de soudage pour améliorer la résistance du matériau, mais cela a pour conséquence une diminution de la qualité du soudage.  This minimum pressure is often too high and leads to an unacceptable distortion of the channels, especially in the case of exchangers with a high density of channels. One solution would be to reduce the density of channels but this amounts to reducing the compactness of the exchanger. Another solution would be to reduce the welding temperature to improve the strength of the material, but this results in a decrease in the quality of the welding.
Pourtant, plusieurs autres solutions énumérées ci-après, existent pour souder par diffusion par CIC des composants comportant des canaux de refroidissement en évitant de trop les déformer.  However, several other solutions listed below exist for soldering by diffusion by CIC components with cooling channels avoiding excessive deformation.
Une première solution, décrite dans le brevet FR2989158B1, consiste à se servir de tubes pour conformer les canaux et souder de façon étanche au moins une extrémité de chaque tube à l'enveloppe. De cette façon, le gaz de pression pour la CIC pénètre les canaux mais pas les interfaces à souder. L'application de fortes pressions de soudage sans déformation notable des canaux est possible. Cette solution peut cependant être lourde à mettre en œuvre quand les canaux sont très nombreux. En outre, elle n'est pas envisageable quand les canaux sont de géométrie complexe, car ces formes ne peuvent être conformées par des tubes, même cintrés.  A first solution, described in the patent FR2989158B1, is to use tubes to form the channels and sealingly seal at least one end of each tube to the envelope. In this way, the pressure gas for the CIC enters the channels but not the interfaces to be welded. The application of high welding pressures without significant deformation of the channels is possible. This solution can however be cumbersome to implement when the channels are very numerous. In addition, it is not possible when the channels are of complex geometry, because these shapes can not be shaped by tubes, even bent.
Une deuxième solution, décrite dans le brevet FR2879489B1, consiste à reconstruire des canaux ouverts à leur(s) extrémité(s) uniquement, en soudant par TIG ou par laser des lames au sommet de rainures réalisées dans des plaques de façon, comme précédemment à ce que le gaz de CIC pénètre les canaux mais pas les interfaces à souder. L'application de fortes pressions de soudage sans déformation notable des canaux est là encore possible. Cette solution est également lourde à mettre en œuvre et onéreuse quand les canaux sont très nombreux. En outre, elle n'est pas envisageable quand les canaux sont très petits. A second solution, described in the patent FR2879489B1, consists of reconstructing open channels at their end (s) only, by welding by TIG or laser blades at the top of grooves made in plates so, as previously to that the CIC gas enters the channels but not the interfaces to be soldered. The application of high welding pressures without significant deformation of the channels is again possible. This solution is also cumbersome to implement and expensive when the channels are very numerous. In addition, it is not possible when the channels are very small.
Une troisième solution, décrite dans le brevet FR2949699B1 consiste à disposer, autour de rainures réalisées dans des plaques, un insert de faible surface d'appui et appliquer un cycle de CIC à faible pression sur un empilement de telles plaques. La pression étant faible, la déformation des rainures est faible et le soudage diffusion très imparfait. Par contre, une forte plastification de Γ insert est obtenue à cause de sa faible surface d'appui, ce qui permet l'étanchéifïcation des rainures. Dans un second temps, on réalise alors une opération d'usinage pour ouvrir les rainures (canaux) puis on applique un cycle de CIC à haute pression pour terminer de souder par diffusion l'empilement, en particulier les surfaces sises entre les rainures. Là aussi, cette solution est lourde à mettre en œuvre et onéreuse quand les canaux sont très nombreux, et elle n'est pas adaptée aux très petits canaux.  A third solution, described in the patent FR2949699B1 is to have, around grooves made in plates, a low support surface insert and apply a low pressure CIC cycle on a stack of such plates. The pressure being low, the deformation of the grooves is weak and the diffusion welding very imperfect. On the other hand, a strong plasticization of the insert is obtained because of its low bearing surface, which makes it possible to seal the grooves. In a second step, a machining operation is then performed to open the grooves (channels) and then a high-pressure CIC cycle is applied to complete the diffusion bonding of the stack, in particular the surfaces between the grooves. Here too, this solution is cumbersome to implement and expensive when the channels are very numerous, and it is not adapted to very small channels.
Aucune de ces trois solutions n'est bien adaptée au cas d'un grand nombre de plaques et d'un grand nombre de canaux.  None of these three solutions is well suited to the case of a large number of plates and a large number of channels.
Une autre solution, décrite dans le brevet FR3005499 Bl consiste à assembler par soudage diffusion dans un premier temps des éléments comportant les canaux du premier type de fluide puis, dans une second temps, à assembler ces derniers avec des éléments comportant les canaux du second type de fluide. Cette solution possède des avantages de plusieurs ordres, y compris la possibilité d'obtenir simultanément une bonne qualité d'interface et une faible déformation, mais elle reste assez lourde à mettre en œuvre et onéreuse car l'assemblage est réalisé en plusieurs fois.  Another solution, described in the patent FR 3005499 B1, consists in assembling, by diffusion welding, firstly elements comprising the channels of the first type of fluid and then, in a second step, assembling them with elements comprising the channels of the second type. of fluid. This solution has advantages of several orders, including the possibility of simultaneously obtaining good interface quality and low deformation, but it remains quite heavy to implement and expensive because the assembly is performed in several times.
En résumé, toutes ces solutions sont lourdes à mettre en œuvre, onéreuses et pas toujours bien adaptées au cas d'un grand nombre de plaques et d'un grand nombre de canaux.  In summary, all these solutions are cumbersome to implement, expensive and not always well suited to the case of a large number of plates and a large number of channels.
Il existe donc un besoin d'améliorer encore les procédés de réalisation d'échangeurs de chaleur par soudage-diffusion pour obtenir des échangeurs compacts, avec des canaux de géométrie complexe et/ou de petites dimensions et/ou avec un grand nombre de plaques et/ou avec un grand nombre de canaux, pour améliorer la tenue mécanique de leurs joints sans engendrer de trop forte déformation des canaux, ni de grossissement de grain du matériau de structure inacceptable, pour pouvoir contrôler en tout point des échangeurs la qualité des joints, par exemple par contrôle non destructif, et pour avoir des coûts de fabrication et une facilité de mise en œuvre acceptables. There is therefore a need to further improve the processes for producing heat exchangers by diffusion welding to obtain compact heat exchangers, with channels of complex geometry and / or small dimensions and / or with a large number of plates and / or with a large number of channels, to improve the mechanical strength of their joints without causing excessive deformation of the channels, or unacceptable structure material grain magnification, to be able to control any point of the exchangers the quality of the joints, for example by non-destructive testing, and to have acceptable manufacturing costs and ease of implementation.
Le but de l'invention est de répondre au moins partiellement à ce(s) besoin(s). The object of the invention is to at least partially meet this (these) need (s).
Exposé de l'invention Presentation of the invention
Pour ce faire, l'invention a pour objet un procédé de réalisation d'un module d'échangeur de chaleur à au moins deux circuits de fluide comportant chacun des canaux, comportant les étapes suivantes :  To do this, the subject of the invention is a method for producing a heat exchanger module with at least two fluid circuits each comprising channels, comprising the following steps:
a/ réalisation d'un ou plusieurs éléments d'un des deux circuits de fluide, dit premier circuit, chaque élément du premier circuit comportant au moins un cadre métallique refermé sur lui-même en étant percé d'une lumière centrale et intégrant ou supportant des lames faisant saillie sur au moins une des faces principales du cadre et qui s'étendent sur au moins la longueur ou la largeur de la lumière centrale;  a / realization of one or more elements of one of the two fluid circuits, said first circuit, each element of the first circuit comprising at least one metal frame closed on itself by being pierced with a central light and integrating or supporting blades projecting from at least one of the main faces of the frame and extending over at least the length or width of the central lumen;
b/ réalisation d'un ou plusieurs éléments d'au moins un autre circuit de fluide, dit deuxième circuit, chaque élément du deuxième circuit comportant au moins un cadre métallique refermé sur lui-même en étant percé d'une lumière centrale et intégrant ou supportant des lames faisant saillie sur au moins une des faces principales du cadre et qui s'étendent sur au moins la longueur ou la largeur de la lumière centrale;  b / production of one or more elements of at least one other fluid circuit, said second circuit, each element of the second circuit comprising at least one metal frame closed on itself with a central lumen and incorporating or supporting blades projecting from at least one of the main faces of the frame and extending over at least the length or width of the central lumen;
cl empilement, avec alternance des cadres métalliques intégrant ou supportant les lames et de plaques pleines de séparation, de sorte à former les canaux ou des éléments du premier et du deuxième circuit, l'espace entre deux canaux adjacents étant définie par la largeur d'une lame;  cl stack, with alternating metal frames incorporating or supporting the blades and solid separation plates, so as to form the channels or elements of the first and second circuit, the space between two adjacent channels being defined by the width of a blade;
d/ assemblage par soudage-diffusion soit par compaction uni-axiale soit par compression isostatique à chaud (CIC) entre le ou les éléments du premier circuit et le ou les éléments du deuxième circuit, empilés les uns sur les autres.  d / assembly by welding-diffusion either by uni-axial compaction or hot isostatic pressing (CIC) between the element or elements of the first circuit and the element or elements of the second circuit, stacked on each other.
Par « lumière » on entend ici et dans le cadre de l'invention, un trou ou ouverture débouchant de part et d'autre du cadre métallique.  By "light" means here and in the context of the invention, a hole or opening opening on either side of the metal frame.
Par « percé d'une lumière », on entend donc un cadre comprenant une ouverture débouchante de part et d'autre.  By "pierced with a light" is meant a frame comprising an opening opening on either side.
L'invention consiste donc essentiellement à remplacer les plaques rainurées mis en œuvre usuellement pour constituer les éléments de circuits de fluide par des éléments constitués chacun d'un cadre, de lames supportées et intégrées au cadre, et d'une plaque non rainurée dont le rôle est de séparer physiquement deux cadres adjacents dans l'empilement. Ainsi, l'espacement entre les lames selon l'invention définit tout ou partie des canaux de circuits de fluide qui sont réalisés par les rainures dans une plaque selon l'état de l'art. Une plaque de séparation pleine selon l'invention remplace quant à elle la partie non rainurée d'une plaque selon l'état de l'art qui est située sous les rainures . The invention therefore consists essentially of replacing the grooved plates used to form the fluid circuit elements by elements each consisting of a frame, blades supported and integrated into the frame, and a non-grooved plate whose role is to physically separate two adjacent frames in the stack. Thus, the spacing between the blades according to the invention defines all or part of the channels of fluid circuits that are formed by the grooves in a plate according to the state of the art. A solid partition plate according to the invention replaces the non-grooved portion of a plate according to the state of the art which is located under the grooves.
Un cadre possède les mêmes dimensions extérieures, le cas échéant à l'épaisseur près, qu'une plaque de séparation et une ou plusieurs zones évidées en son centre, séparées par des lames de même épaisseur que son pourtour ou de préférence en légère surépaisseur. Le pourtour du cadre selon l'invention remplace donc le pourtour non rainuré d'une plaque selon l'état de l'art et les lames séparent différents canaux.  A frame has the same external dimensions, where appropriate to the thickness, a separating plate and one or more recessed areas in the center, separated by blades of the same thickness as its periphery or preferably slightly increased thickness. The periphery of the frame according to the invention therefore replaces the non-grooved periphery of a plate according to the state of the art and the blades separate different channels.
Par rapport à l'état de l'art, la fabrication des pièces élémentaires (cadre, lames, plaques pleines de séparation) constitutives de l'empilement d'un module selon l'invention est simple et bon marché, puisqu'elle peut être réalisée uniquement par découpe et non plus nécessairement par usinage comme pour les plaques rainurées selon l'état de l'art. La mise en œuvre du soudage-diffusion est simplifiée et le soudage est amélioré.  Compared to the state of the art, the manufacture of the elementary parts (frame, blades, solid separation plates) constituting the stack of a module according to the invention is simple and inexpensive, since it can be made only by cutting and not necessarily by machining as for grooved plates according to the state of the art. The implementation of diffusion welding is simplified and the welding is improved.
Ainsi, selon une première variante de réalisation, un cadre selon l'invention peut être obtenu par exemple par découpe laser d'une tôle. L'étape a/ et/ou b/ est alors réalisée par mise en place des extrémités libres de baguettes formant les lames, dans des encoches pratiquées à la périphérie de la lumière centrale de chaque cadre.  Thus, according to a first embodiment, a frame according to the invention can be obtained for example by laser cutting a sheet. Step a / and / or b / is then performed by placing the free ends of rods forming the blades in notches formed at the periphery of the central lumen of each frame.
Ainsi, selon cette première variante, les baguettes sont disposées à l'intérieur du cadre et remplacent les isthmes séparant les rainures dans les plaques rainurées selon l'état de l'art. Les espaces entre baguettes constituent alors tout ou partie des canaux de circulation des fluides.  Thus, according to this first variant, the rods are arranged inside the frame and replace the isthmus separating the grooves in the grooved plates according to the state of the art. The spaces between rods then constitute all or part of the fluid circulation channels.
Avantangeusement, les baguettes peuvent être de type baguettes de soudage, ce qui constitue des moyens simples à mettre en œuvre et bon marché.  Advantageously, the chopsticks can be of the welding rods type, which constitutes simple means to implement and cheap.
Selon une deuxième variante de réalisation, les lames peuvent être solidaires du cadre et former une seule pièce obtenue par exemple par découpe laser et le cas échéant usinage léger du pourtour sur une face ou les deux, de façon à laisser les baguettes en relief par rapport à celles-ci. Ainsi, selon cette deuxième variante, l'étape a/ et/ou b/ est réalisée par usinage d'une pièce métallique monobloc réalisant le cadre et les lames en saillie par rapport à au moins une des faces principales du cadre.  According to a second variant embodiment, the blades may be integral with the frame and form a single piece obtained for example by laser cutting and, where appropriate, light machining of the periphery on one or both sides, so as to leave the rods in relief relative to each other. to these. Thus, according to this second variant, step a / and / or b / is performed by machining a one-piece metal part producing the frame and the blades projecting from at least one of the main faces of the frame.
De préférence, les lames ont une épaisseur supérieure à celle des cadres d'une valeur au plus égale à 10%. typiquement jusqu'à 0,5mm. Avantageusement, la section des lames est telle que, dans l'empilement selon l'étape cl, leur contact avec les plaques pleines de séparation est sensiblement linéaire ou selon un appui plan-plan limité à leur faces principales. Typiquement, les lames ou baguettes ont une forme cylindrique. Mais de manière générale, leur section peut être quelconque, en particulier rectangulaire. Les lames ou baguettes peuvent être sous la forme de fils, d'éléments découpés dans des tôles ou autres. Preferably, the blades have a thickness greater than that of the frames of a value at most equal to 10%. typically up to 0.5mm. Advantageously, the section of the blades is such that, in the stack according to step c1, their contact with the solid separation plates is substantially linear or in plane-plane support limited to their main faces. Typically, the blades or rods have a cylindrical shape. But in general, their section can be any, especially rectangular. The blades or rods may be in the form of son, elements cut in sheets or other.
Préférentiellement, la section des baguettes est telle que, dans l'empilement avant soudage, leur contact avec les plaques séparatrices est de nature sensiblement linéaire, ce qui peut être obtenu par exemple avec des baguettes de section ronde. Ainsi, la surface de contact initiale est très faible, et la contrainte de soudage d'autant plus élevée.  Preferably, the section of the rods is such that, in the stack before welding, their contact with the separator plates is substantially linear in nature, which can be obtained for example with rods of round section. Thus, the initial contact surface is very small, and the welding stress all the higher.
Autrement dit, un empilement de plaques rainurées selon l'état de l'art est donc remplacé selon l'invention par un empilement répété en alternance d'un cadre supportant ou intégrant des lames définissant le premier circuit de fluide/ une plaque de séparation pleine / un cadre supportant ou intégrant des lames définissant le deuxième circuit de fluide / une plaque de séparation pleine etc .. Comme dans le cas des empilements de plaques rainurées selon l'état de l'art, on peut disposer des plaques monolithiques épaisses ou des séries de plusieurs plaques minces non rainurées à l'une et/ou l'autre extrémité de dessus ou de dessous de l'empilement et/ou au sein de l'empilement. Ces plaques aux extrémités constituent des enclumes et sont éventuellement faites d'un matériau différent de celui des cadres/lames et plaques de séparation.  In other words, a stack of grooved plates according to the state of the art is therefore replaced according to the invention by alternately repeated stacking of a frame supporting or incorporating blades defining the first fluid circuit / a solid separation plate. a frame supporting or integrating blades defining the second fluid circuit / a solid separating plate, etc. As in the case of grooved plate stacks according to the state of the art, it is possible to have thick monolithic plates or series of several thin non-grooved plates at one and / or the other end of above or below the stack and / or within the stack. These end plates are anvils and are optionally made of a different material than frames / blades and separator plates.
Grâce à une surépaisseur des lames dans l'empilement les faces inférieures des plaques pleines de séparation sont essentiellement en contact avec le sommet des lames et leurs faces supérieures sont en contact avec la base des lames. Le cadre est en contact avec au maximum une des deux faces des plaques de séparation. Par conséquent, la continuité de la matière au travers de l'empilement dans la direction d'empilement est assurée par les lames. Lors de l'étape dl de soudage-diffusion de cet empilement, la pression va générer un effort de soudage préférentiel au niveau des interfaces lames/plaques de séparation plutôt qu'au niveau des interfaces uniquement entre les cadres. Néanmoins, au cours du soudage, la déformation progressive des lames et la légère ondulation éventuelle des plaques de séparation va permettre la mise en contact des cadres et des plaques de séparation pour aboutir aussi à leur soudage. Le matériau métallique constitutif de chaque élément du premier et du deuxième circuit de fluides, ainsi que des collecteurs de fluide rapportés par soudage, est choisi en fonction des conditions de l'utilisation requise pour le module échangeur, à savoir la pression des fluides, les températures et nature des fluides circulant à travers le module. Il peut s'agir par exemple d'aluminium, de cuivre, de nickel, de titane ou d'alliages de ces éléments ainsi que d'un acier, notamment un acier allié ou un acier inoxydable ou encore d'un métal réfractaire choisi parmi les alliages de niobium, de molybdène, de tantale ou de tungstène. Due to an extra thickness of the blades in the stack the lower faces of the solid separation plates are essentially in contact with the top of the blades and their upper faces are in contact with the base of the blades. The frame is in contact with at most one of the two faces of the separating plates. Therefore, the continuity of the material through the stack in the stacking direction is provided by the blades. During step d1 of welding-diffusion of this stack, the pressure will generate a preferential welding force at the blade interfaces / separator plates rather than at the interfaces only between the frames. Nevertheless, during welding, the progressive deformation of the blades and the slight possible ripple of the separating plates will allow the frames to come into contact with the separating plates to also lead to their welding. The constituent metallic material of each element of the first and second fluid circuits, as well as welded-on fluid collectors, is chosen according to the conditions of the use required for the exchanger module, namely the fluid pressure, the temperatures and nature of fluids flowing through the module. It may be for example aluminum, copper, nickel, titanium or alloys of these elements as well as a steel, especially an alloy steel or a stainless steel or a refractory metal selected from alloys of niobium, molybdenum, tantalum or tungsten.
Par exemple, les cadres et plaques de séparation sont avantageusement en tôle d'acier inoxydable de type 1.4404, laminée à froid et les baguettes sont des baguettes de soudage en acier inoxydable de type ER316L.  For example, the frames and separating plates are advantageously made of stainless steel sheet type 1.4404, cold rolled and the rods are ER316L type stainless steel welding rods.
Les canaux de circulation des fluides ont une largeur et une hauteur qui dépendent notamment de la nature et des caractéristiques des fluides véhiculés et de l'échange de chaleur désiré. Les largeurs et hauteurs peuvent notamment varier le long du cheminement des canaux. De façon générale, les modules d'échangeurs compacts selon l'invention comportent des canaux dont les dimensions varient de 0,1mm à 10mm, de préférence de 1 à 5mm. Pour ce faire, l'épaisseur d'un cadre avec ses lames d'un élément du premier circuit mises en œuvre dans les étapes a/ à d/ selon l'invention peut varier de 0,1 à 15mm, de préférence de 1 à 10mm. Enfin, le cheminement des canaux dans leur longueur peut être droit ou non, et peut former des coudes ou des motifs par exemple en chevrons.  The fluid circulation channels have a width and a height that depend in particular on the nature and characteristics of the fluids conveyed and the desired heat exchange. The widths and heights may vary in particular along the path of the channels. In general, the compact heat exchanger modules according to the invention comprise channels whose dimensions vary from 0.1 mm to 10 mm, preferably from 1 to 5 mm. To do this, the thickness of a frame with its blades of an element of the first circuit implemented in steps a / d according to the invention may vary from 0.1 to 15 mm, preferably from 1 to 10mm. Finally, the pathways of the channels in their length may be straight or not, and may form elbows or patterns for example in chevrons.
Pour l'étape cl d'empilement des cadres et des plaques pleines de séparation, on peut utiliser des pions de centrage ou caler les cadres et plaques sur leurs chants et les solidariser par exemple par soudage.  For the step of stacking the frames and solid separation plates, it is possible to use centering pins or wedge the frames and plates on their edges and to secure them for example by welding.
De préférence, préalablement à l'empilement, c'est-à-dire avant l'étape cl, on réalise une étape al/ et bl/ de nettoyage des cadres et plaques pleines de séparation de chaque élément respectivement du premier circuit et deuxième circuit. Le nettoyage peut être réalisé par exemple à l'aide de détergents ou de solvants.  Preferably, prior to stacking, that is to say before step c1, a step al / and b1 / cleaning the frames and solid separation plates of each element respectively of the first circuit and the second circuit is carried out. . The cleaning can be carried out for example using detergents or solvents.
Selon un mode de réalisation avantageux, on réalise l'étape d/ par application d'un cycle de compression isostatique à chaud (CIC) à relativement basse pression à l'empilement étanche et dégazé. On désigne ici ce cycle CIC à relativement basse pression, car les pressions sont plus basses que celles d'un cycle CIC désigné à haute pression, i.e entre 500 et 2000 bar, avantageusement entre 800 et 1200 bar. According to an advantageous embodiment, step d is carried out by applying a relatively low pressure hot isostatic compression (CIC) cycle to the sealed and degassed stack. This CIC cycle is designated at relatively low pressure, because the pressures are lower than those of a CIC cycle designated high pressure, ie between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar.
Selon ce mode, on réalise au préalable de l'étape d/ de CIC, une insertion de l'empilement dans une enveloppe métallique, dite conteneur, puis une étape de mise sous vide de l'intérieur du conteneur par un tube, dit queusot, soudé sur une face du conteneur, et enfin une étape de soudage du tube sur lui-même. Le dégazage des canaux et des interfaces est ainsi réalisé par mise sous vide, au travers du tube débouchant du conteneur puis celui-ci est obturé. Pour réaliser le dégazage, ce queusot est raccordé à une pompe à vide, le pompage est effectué à une température donnée, comprise entre la température ambiante et 400°C environ, puis le queusot est obturé par soudage, sans remise à l'air.  According to this mode, the d / CIC step is first carried out, an insertion of the stack into a metal envelope, called a container, and then a step of evacuating the inside of the container by a tube, known as a tube. welded on one side of the container, and finally a step of welding the tube on itself. Degassing of the channels and interfaces is thus achieved by evacuation, through the tube opening the container and it is closed. To carry out the degassing, this tube is connected to a vacuum pump, the pumping is performed at a given temperature, between room temperature and 400 ° C, then the tube is sealed by welding, without re-airing.
Le cycle de CIC type comporte un chauffage et une pressurisation le plus souvent simultanés, un palier de température et de pression puis un refroidissement et une dépressurisation. Ce cycle est choisi notamment en fonction du (des) matériau(x) des cadres, lames et plaques pleines de séparation constitutives des éléments du premier et du deuxième circuit. En particulier, on peut choisir la température de palier et les vitesses de chauffage et de pressurisation (respectivement de refroidissement et dépressurisation) notamment en tenant compte des capacités de l'enceinte de CIC utilisée.  The typical DUC cycle typically involves simultaneous heating and pressurization, a temperature and pressure plateau followed by cooling and depressurization. This cycle is chosen in particular as a function of the material (s) of the frames, blades and solid separation plates constituting the elements of the first and second circuits. In particular, it is possible to choose the bearing temperature and the heating and pressurization (respectively cooling and depressurization) speeds, in particular taking into account the capacities of the CIC enclosure used.
Ainsi, de préférence, le cycle de CIC selon l'étape d/ est réalisé selon les caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison:  Thus, preferably, the CIC cycle according to step d / is carried out according to the following characteristics taken alone or in combination:
- à une pression comprise entre 20 et 500 bar, de préférence compris entre 30 et at a pressure of between 20 and 500 bar, preferably between 30 and
300 bar; le choix de la pression résulte d'un compromis entre qualité de soudage à obtenir et déformation acceptable des canaux ; 300 bar; the choice of the pressure results from a compromise between quality of welding to obtain and acceptable deformation of the channels;
- à une température comprise entre 500 et 1200°C, de préférence entre 900 et 1100°C ; la température que l'on retient dépend du matériau constitutif des plaques utilisées et de la taille de grain maximale admissible ;  at a temperature of between 500 and 1200 ° C., preferably between 900 and 1100 ° C .; the temperature that is retained depends on the constituent material of the plates used and the maximum allowable grain size;
- pendant une durée comprise entre 15 min et quelques heures, de préférence entre 1 et 4h ; les temps de chauffage et pressurisation (respectivement de refroidissement et dépressurisation) dépendent des caractéristiques et possibilités de l'équipement (enceinte) utilisé, ils sont habituellement de plusieurs heures.  for a period of between 15 minutes and a few hours, preferably between 1 and 4 hours; the heating and pressurization times (respectively cooling and depressurization) depend on the characteristics and possibilities of the equipment (enclosure) used, they are usually several hours.
Après l'étape d/, on réalise avantageusement une étape e/ d'ouverture des canaux du premier circuit et du deuxième circuit vers l'extérieur. L'ouverture des canaux du premier circuit, comme celle ultérieure des canaux du deuxième circuit, peut être réalisée par perçage ou en coupant l'extrémité des plaques qui les obturent. After step d /, a step e / opening the channels of the first circuit and the second circuit to the outside is advantageously carried out. The opening of the canals the first circuit, such as the subsequent channels of the second circuit, can be made by drilling or cutting the end of the plates that close them.
Selon un mode de réalisation avantageux, après cette étape e/, on réalise une étape f/ d'application d'un cycle de compression isostatique à chaud (CIC) à haute pression à l'empilement déjà assemblé, les canaux à la fois du premier circuit et du deuxième circuit étant ouverts vers l'extérieur. L'application de cycle CIC à haute pression avec les canaux ouverts permet d'avoir une bonne transmission de l'effort de soudage aux interfaces et de parfaire l'assemblage.  According to an advantageous embodiment, after this step e /, a step f / of applying a high-pressure hot isostatic compression (CIC) cycle to the already assembled stack is carried out, the channels of both the first circuit and the second circuit being open to the outside. The application of CIC high-pressure cycle with open channels allows a good transmission of the welding force to the interfaces and perfect assembly.
Le cycle de CIC selon l'étape f/ est de préférence réalisé à une pression comprise entre 500 et 2000 bar, de préférence entre 800 et 1200 bar. Le cycle de CIC selon l'étape f/ est avantageusement réalisé à une pression comprise entre 500 et 2000 bar, de préférence entre 800 et 1200 bar.  The CIC cycle according to step f / is preferably carried out at a pressure of between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar. The CIC cycle according to step f / is advantageously carried out at a pressure of between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar.
Lors d'une étape g/ ultérieure, le bloc obtenu peut être ensuite avantageusement usiné pour y rapporter différents éléments, en particulier des collecteurs de fluide, des joints, de la visserie ...  During a step g / later, the block obtained can then be advantageously machined to bring different elements, in particular fluid collectors, joints, screws, etc.
Avantageusement, lors de cette étape g/, on peut prévoir le soudage de collecteurs de fluide sur le module assemblé selon l'étape e/ ou f/, un collecteur de fluide étant apte à distribuer ou récupérer un fluide circulant dans le premier ou le deuxième circuit.  Advantageously, during this step g /, provision may be made for the welding of fluid collectors on the assembled module according to step e / or f /, a fluid collector being able to dispense or recover a fluid circulating in the first or the second circuit.
L'invention a également pour objet un module d'échangeur de chaleur à au moins deux circuits de fluide obtenu selon le procédé tel que décrit précédemment.  The invention also relates to a heat exchanger module with at least two fluid circuits obtained according to the method as described above.
L'invention a enfin pour objet un système d'échangeur de chaleur comprenant une pluralité de modules comme ci-dessus, reliés entre eux.  The invention finally relates to a heat exchanger system comprising a plurality of modules as above, interconnected.
L'invention concerne enfin l'utilisation d'un module d'échangeur comme ci- dessus ou du système ci-dessus :  The invention finally relates to the use of an exchanger module as above or the above system:
- en tant que partie d'échangeur de chaleur d'un réacteur nucléaire, tel qu'un réacteur refroidi au métal liquide (SFR) ou  as part of a heat exchanger of a nuclear reactor, such as a liquid metal cooled reactor (SFR) or
- en tant que partie d'échangeur-réacteur d'une réaction chimique, telle qu'une méthanation. Description détaillée as part of the exchanger-reactor of a chemical reaction, such as methanation. detailed description
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en œuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles :  Other advantages and characteristics of the invention will emerge more clearly from a reading of the detailed description of exemplary embodiments of the invention, given for illustrative and nonlimiting purposes, with reference to the following figures among which:
- la figure 1 est une vue de face d'un cadre métallique supportant des baguettes d'un élément d'un premier circuit de fluide Cl à partir duquel un exemple du procédé de réalisation d'un module d'échangeur de chaleur à deux circuits de fluide selon l'invention est mis en œuvre;  FIG. 1 is a front view of a metal frame supporting rods of an element of a first fluid circuit C1 from which an example of the method for producing a two-circuit heat exchanger module fluid according to the invention is implemented;
- la figure 2 est une vue de face d'un cadre métallique supportant des baguettes d'un élément d'un deuxième circuit de fluide C2 à partir duquel le premier exemple du procédé de réalisation selon l'invention est mis en œuvre;  - Figure 2 is a front view of a metal frame supporting rods of an element of a second fluid circuit C2 from which the first embodiment of the embodiment of the invention is implemented;
- la figure 3 est une vue schématique du dessus en transparence d'une partie d'un empilement montrant la géométrie et l'agencement relatifs entre les rainures des premier et deuxième circuits selon de l'invention, réalisés par la superposition en alternance à 90° les uns des autres des différents cadres avec baguettes.  FIG. 3 is a schematic top view in transparency of a part of a stack showing the relative geometry and arrangement between the grooves of the first and second circuits according to the invention, made by alternately superposing at 90.degree. ° each other different frames with chopsticks.
Les termes « longitudinal » et « latéral », sont à considérer en relation avec la forme géométrique des cadres métalliques qui déterminent la forme géométrique des empilements du module d'échangeur thermique selon l'invention. Ainsi, au final les quatre côtés longitudinaux de l'empilement du module d'échangeur selon l'invention sont ceux qui s'étendent parallèlement à l'axe X longitudinal des plaques, c'est-à-dire selon leur longueur L. Les deux côtés latéraux de l'empilement sont ceux qui s'étendent selon l'axe Y latéral des plaques, orthogonalement à l'axe X, c'est-à-dire selon leur largeur 1.  The terms "longitudinal" and "lateral" are to be considered in relation to the geometrical shape of the metal frames which determine the geometrical shape of the stacks of the heat exchanger module according to the invention. Thus, in the end the four longitudinal sides of the stack of the exchanger module according to the invention are those which extend parallel to the longitudinal axis X of the plates, that is to say along their length L. two lateral sides of the stack are those which extend along the lateral axis Y of the plates, orthogonal to the axis X, that is to say according to their width 1.
Les termes « au-dessus » et « au-dessous » sont à considérer par rapport à la direction de l'empilement du module d'échangeur. Ainsi, la plaque de dessus, qui forme tout ou partie d'une enclume, est la dernière plaque que l'on empile sur les autres.  The terms "above" and "below" are to be considered with respect to the direction of the stack of the exchanger module. Thus, the top plate, which forms all or part of an anvil, is the last plate that is stacked on others.
Dans l'exemple illustré selon l'invention, on fabrique un échangeur de chaleur de type à courants croisés par soudage-diffusion en CIC.  In the example illustrated according to the invention, a cross-current type heat exchanger is produced by diffusion welding in CIC.
Etape a/ : Afin de réaliser un élément d'un premier circuit Cl de fluides, on dispose de plaques de séparation, non représentées, et de pièces 1 constituées chacune d'un cadre 10 de forme rectangulaire supportant des baguettes 11. Les plaques de séparation et cadres 10 sont obtenus par découpe par faisceau laser à partir d'une tôle d'acier laminée à froid. Chaque cadre rectangulaire 10 comporte une partie évidée centrale 100 et dont les petits côtés comportent chacun une série de logements ou encoches 101 régulièrement espacées et destinées à loger chacune une extrémité libre d'une baguette 11. Step a /: In order to produce an element of a first fluid circuit C1, separation plates, not shown, and parts 1 each consisting of a frame 10 of rectangular shape supporting rods 11 are provided. separation and frames 10 are obtained by laser beam cutting from a cold rolled steel sheet. Each rectangular frame 10 has a central recessed portion 100 and whose short sides each comprise a series of housings or notches 101 regularly spaced and intended to accommodate each a free end of a rod 11.
Une fois en place dans le cadre 10, c'est-à-dire supportées par ce dernier, les baguettes 11 forment les nervures ou isthmes séparés par des canaux de circulation du premier fluide Cl .  Once in place in the frame 10, that is to say, supported by the latter, the rods 11 form the ribs or isthms separated by the circulation channels of the first fluid Cl.
A titre d'exemple, chaque plaque de séparation est en acier inoxydable 1.4404, les dimensions extérieures d'une plaque sont égales à 2x250x300mm.  By way of example, each partition plate is made of 1.4404 stainless steel, the external dimensions of a plate are equal to 2x250x300mm.
Chaque cadre 10 est également en acier inoxydable 1.4404, les dimensions extérieures d'un cadre 10 sont égales à 3x200x250mm. La partie évidée ou lumière centrale 100 a des dimensions extérieures égales à 151x200mm.  Each frame 10 is also made of stainless steel 1.4404, the outer dimensions of a frame 10 are equal to 3x200x250mm. The recessed portion or central lumen 100 has outside dimensions equal to 151x200mm.
Le nombre de logements ou encoches 101 régulièrement espacées sur chaque petit côté de la lumière centrale 100 est égal à 21. Chaque encoche 101 présente une largeur de 3,4mm et une profondeur 3mm. Deux encoches adjacentes sont séparées de 4mm.  The number of housings or slots 101 regularly spaced on each small side of the central lumen 100 is 21. Each notch 101 has a width of 3.4mm and a depth of 3mm. Two adjacent notches are separated by 4mm.
Les baguettes 11 sont des baguettes de soudage en acier inoxydable ER316L. Le nombre de baguettes est égal à 21. Les baguettes 11 sont de section cylindrique droite, de diamètre 3,2mm et de longueur égale à 205mm.  The rods 11 are ER316L stainless steel welding rods. The number of rods is equal to 21. The rods 11 are of straight cylindrical section, of diameter 3,2mm and length equal to 205mm.
Avec les données ci-dessus, les canaux de circulation du premier fluide Cl formés par les espaces entre baguettes 11, ont une largeur de 4mm, une hauteur de 3mm et une longueur de 200mm. Le nombre de canaux formés pour le premier circuit de fluide est égal à 22.  With the above data, the flow channels of the first fluid Cl formed by the spaces between rods 11, have a width of 4mm, a height of 3mm and a length of 200mm. The number of channels formed for the first fluid circuit is 22.
Etape b/ : Afin de réaliser un élément d'un deuxième circuit C2 de fluide, on dispose de plaques de séparation, non représentées, et de pièces 2 constituées chacune d'un cadre 20 de forme rectangulaire supportant des baguettes 21. Les plaques de séparation et cadres 20 sont obtenus selon le même procédé que pour ceux du circuit de fluide C2, i.e. par découpe par faisceau laser à partir d'une tôle d'acier laminée à froid.  Step b /: In order to produce an element of a second fluid circuit C2, separation plates, not shown, and parts 2 each consisting of a rectangular frame 20 supporting rods 21 are provided. separation and frames 20 are obtained according to the same method as for those of the fluid circuit C2, ie by laser beam cutting from a cold-rolled steel sheet.
Ainsi, chaque cadre rectangulaire 20 comporte une partie évidée centrale 200 et dont les grands côtés comportent chacun une série de logements ou encoches 201 régulièrement espacées et destinées à loger chacune une extrémité libre d'une baguette 21. Une fois en place dans le cadre 20, c'est-à-dire supportées par ce dernier, les baguettes 21 forment les nervures ou isthmes séparés par des canaux de circulation du premier fluide C2. Thus, each rectangular frame 20 comprises a central recessed portion 200 and whose long sides each comprise a series of housings or notches 201 regularly spaced apart and intended to accommodate each a free end of a rod 21. Once in place in the frame 20, that is to say supported by the latter, the rods 21 form the ribs or isthms separated by the circulation channels of the first fluid C2.
A titre d'exemple, chaque cadre 20 est également en acier inoxydable 1.4404, les dimensions extérieures d'un cadre 10 sont égales à 3x166x172mm. La partie évidée ou lumière centrale 200 a des dimensions extérieures égales à 151x200mm.  For example, each frame 20 is also made of stainless steel 1.4404, the outer dimensions of a frame 10 are equal to 3x166x172mm. The recessed portion or central lumen 200 has outside dimensions equal to 151x200mm.
Le nombre de logements ou encoches 201 régulièrement espacées sur chaque grand côté de la lumière centrale 200 est égal à 24. Chaque encoche 201 présente une largeur de 3,4mm et une profondeur 3mm. Deux encoches adjacentes sont séparées de 4mm.  The number of slots or notches 201 regularly spaced on each side of the central light 200 is equal to 24. Each notch 201 has a width of 3.4mm and a depth of 3mm. Two adjacent notches are separated by 4mm.
Les baguettes 21 sont des baguettes de soudage en acier inoxydable ER316L. Le nombre de baguettes est ici égal à 24. Les baguettes 21 sont de section cylindrique droite, de diamètre 3,2mm et de longueur égale à 171mm.  The rods 21 are ER316L stainless steel welding rods. The number of rods here is equal to 24. The rods 21 are of straight cylindrical section, of diameter 3,2mm and length equal to 171mm.
Avec les données ci-dessus, les canaux de circulation du premier fluide C2 formés par les espaces entre baguettes 21, ont une largeur de 4mm, une hauteur de 3mm et une longueur de 166mm. Le nombre de canaux formés pour le deuxième circuit de fluide est égal à 25.  With the above data, the flow channels of the first fluid C2 formed by the spaces between rods 21, have a width of 4mm, a height of 3mm and a length of 166mm. The number of channels formed for the second fluid circuit is 25.
Etapes al/ et bl/: on réalise un nettoyage à l'aide de solvants et/ou de détergents des plaques de séparation et des cadres 10, 20. Pour cela, toutes les pièces sont dégraissées, rincées, séchées.  Steps al / and bl /: cleaning is carried out using solvents and / or detergents separation plates and frames 10, 20. For this, all parts are degreased, rinsed, dried.
Etape cl : Après les avoir nettoyées, on empile en alternance une plaque de séparation, un cadre 10 supportant ses baguettes 11 , une plaque de séparation, un cadre 20 supportant ses baguettes 21 qui disposées perpendiculairement aux baguettes 11 du cadre 10, une plaque de séparation...  Step c1: After cleaning, alternately stacking a separating plate, a frame 10 supporting its rods 11, a separating plate, a frame 20 supporting rods 21 which are arranged perpendicular to the rods 11 of the frame 10, a plate of separation...
De cette façon, on reconstitue à la fois les éléments à canaux du premier circuit In this way, we reconstitute both the channel elements of the first circuit
Cl , et les éléments à canaux du deuxième circuit C2 à courants croisés avec ceux du circuit Cl . C1, and the channel elements of the second circuit C2 cross currents with those of the circuit C1.
Dans l'exemple avec les données chiffrées ci-dessus, un jeu de 0,2mm est présent entre les plaques séparatrices et les cadres.  In the example with the figures above, a 0.2mm gap is present between the separator plates and the frames.
Lors de l'empilement, toutes les plaques de séparation et cadres 10, 20 sont alignés les uns par rapport aux autres grâce à des pions de centrage non représentés, insérés dans des trous borgnes. Dans l'exemple, l'empilement est au final constitué d'un nombre de dix étages de circuit de fluide Cl et de dix étages du circuit de fluide C2, complété par un nombre de quatre plaques pleines identiques aux plaques de séparation et qui sont mises en places au début et à la fin de l'empilement. During stacking, all the separating plates and frames 10, 20 are aligned relative to one another by means of not shown centering pins, inserted into blind holes. In the example, the stack is ultimately constituted by a number of ten fluid circuit stages C1 and ten stages of the fluid circuit C2, supplemented by a number of four solid plates identical to the separation plates and which are set up at the beginning and end of the stack.
Etape d/ : On rend étanche la périphérie de l'empilement (bloc) complet et on dégaze chaque interface par un orifice débouchant que l'on obstrue. Pour réaliser l'étanchéité à la périphérie de l'empilement, on peut réaliser l'empilement complet dans un conteneur.  Step d /: The periphery of the complete stack (block) is sealed and each interface is degassed by an opening opening which is obstructed. To achieve sealing at the periphery of the stack, it is possible to complete the stack in a container.
Le conteneur, réalisé en tôle d'acier inoxydable pliée et soudée par procédé TIG, est lui-même nettoyé (par exemple dégraissé à l'acétone) ainsi que son couvercle en tôle d'acier inoxydable de type 1.4307. Le couvercle est soudé TIG sur le conteneur puis le conteneur est mis sous vide par pompage, par exemple pendant une durée de 12h à travers un tube soudé sur un de ses côtés, par exemple de diamètre 8mm. Le tube est ensuite pincé, coupé et lui-même soudé pour prévenir une introduction d'air dans le conteneur.  The container, made of stainless steel sheet folded and welded by TIG process, is itself cleaned (for example degreased with acetone) as well as its cover in stainless steel sheet type 1.4307. The lid is welded TIG on the container and the container is evacuated by pumping, for example for a period of 12 hours through a welded tube on one of its sides, for example 8mm diameter. The tube is then pinched, cut and itself welded to prevent an introduction of air into the container.
On soumet ensuite le conteneur à un cycle de compression isostatique à chaud The container is then subjected to a hot isostatic compression cycle
(CIC), à basse pression, comprenant un chauffage de 900 à 1 100°C pendant un temps de 1 à 4h sous une pression de 30 à 300bar, puis un refroidissement en plusieurs heures et une dépressurisation. (CIC), at low pressure, comprising heating from 900 to 1100 ° C for a period of 1 to 4 hours under a pressure of 30 to 300 bar, then cooling in several hours and depressurization.
Le pincement du conteneur, mesuré à mi- largeur, est inférieur à 3mm, soit 3% de l'épaisseur de l'empilement complet.  The container nip, measured at half width, is less than 3mm, or 3% of the thickness of the complete stack.
Durant ce cycle de CIC, les canaux du premier circuit de fluide et les canaux du deuxième circuit sont remplis par le gaz pressurisé de l'enceinte mettant en œuvre le cycle CIC, ce qui permet une bonne transmission de l'effort de soudage aux interfaces entre plaques 1.  During this CIC cycle, the channels of the first fluid circuit and the channels of the second circuit are filled by the pressurized gas of the enclosure using the CIC cycle, which allows a good transmission of the welding force to the interfaces. between plates 1.
Dans l'empilement selon l'invention, les contacts linéaires entre baguettes 11, In the stack according to the invention, the linear contacts between rods 11,
21 et plaques de séparation forment un réseau à maille carrée et seuls les points de croisement sont le siège d'une transmission directe de l'effort de soudage. 21 and separation plates form a square mesh network and only the crossing points are the seat of a direct transmission of the welding force.
Etape e/ : A l'issue du soudage diffusion, le conteneur est usiné et les canaux sont débouchés par fraisage de fenêtres situées en face des extrémités de canaux. Ces fenêtres 3 sont au nombre de quatre dans l'exemple, comme montré figure 3 en en pointillés. Etape f/ : on applique ensuite un cycle de compression isostatique à chaud (CIC) à haute pression à l'empilement déjà assemblé, les canaux à la fois du premier circuit et du deuxième circuit étant ouverts vers l'extérieur. Step e /: At the end of the diffusion welding, the container is machined and the channels are uncorked by milling windows located opposite the ends of channels. These windows 3 are four in the example, as shown in Figure 3 in dashed lines. Step f /: a high pressure isostatic compression (CIC) cycle is then applied to the already assembled stack, the channels of both the first circuit and the second circuit being open to the outside.
Etape g/ : On rapporte alors par soudage des collecteurs de distribution de fluide non représentés, en regard des fenêtres 3, de sorte à alimenter et/ou récupérer un fluide dans chacun des premier Cl et deuxième C2 circuits au niveau des extrémités des rainures formant les canaux.  Step g /: Unrepresented fluid distribution manifolds are then reported by welding, opposite the windows 3, so as to supply and / or recover a fluid in each of the first C1 and second C2 circuits at the ends of the grooves forming canals.
La taille des canaux pour chacun des circuits de fluide peut être différente selon la nature et les propriétés des fluides à véhiculer, les pertes de charges admissibles et le débit souhaité. Pour faire varier la largeur des canaux, on modifie l'espacement entre baguettes adjacentes.  The size of the channels for each of the fluid circuits may be different depending on the nature and properties of the fluids to be conveyed, the allowable pressure drops and the desired flow rate. To vary the width of the channels, the spacing between adjacent rods is changed.
On peut empiler plusieurs éléments d'un même circuit Cl ou C2 avant d'alterner avec un élément de l'autre circuit, dans le but d'optimiser une fonctionnalité de l'échangeur, par exemple l'échange thermique ou le débit d'un des fluides.  Several elements of the same circuit C1 or C2 can be stacked before alternating with an element of the other circuit, in order to optimize a functionality of the exchanger, for example heat exchange or flow rate. one of the fluids.
Si l'exemple unique illustré concerne des échangeurs à exactement deux circuits de fluides, il est tout à fait possible de fabriquer un échangeur à trois circuits de fluides ou plus.  If the only illustrated example concerns exchangers with exactly two fluid circuits, it is quite possible to manufacture an exchanger with three or more fluid circuits.
Les deux collecteurs de fluide peuvent être agencés de part et d'autre de l'empilement constituant le module, ou de manière alternative d'un même côté de l'empilement.  The two fluid collectors can be arranged on either side of the stack constituting the module, or alternatively on the same side of the stack.
Les modules d'échangeurs de chaleur obtenus selon le procédé de l'invention peuvent être assemblés les uns aux autres, par exemple en utilisant des brides ou en soudant les tuyauteries d'amenée de fluides. On peut ainsi envisager de réaliser un système échangeur de chaleur à plusieurs modules reliés entre eux dans lequel les échanges se font en plusieurs étapes avec des températures moyennes différentes ou des écarts de température par module suffisamment réduits pour diminuer les contraintes thermiques dans les matériaux. Par exemple, dans le cas d'un échangeur de chaleur dans lequel on désire transférer la chaleur d'un premier fluide à un second, on peut concevoir un système d'échangeur modulaire dans lequel chaque module permet de diminuer la température du premier fluide d'une valeur donnée, limitant ainsi les contraintes par rapport au cas d'une conception à un seul module présentant un écart de température plus élevé. Pour cela, la température d'entrée du second fluide peut différer d'un module à l'autre. Dans un autre exemple, un système de réacteur-échangeur modulaire permet de mener une réaction chimique complexe par étages en contrôlant précisément la température de réaction à chaque étage, pour un contrôle optimal de la réaction chimique, une minimisation des risques et une maximisation des rendements. The heat exchanger modules obtained according to the method of the invention can be assembled to each other, for example by using flanges or by welding the fluid supply pipes. It is thus possible to envisage making a heat exchanger system with several interconnected modules in which the exchanges are made in several stages with different average temperatures or sufficiently small temperature variations per module in order to reduce the thermal stresses in the materials. For example, in the case of a heat exchanger in which it is desired to transfer heat from a first fluid to a second fluid, it is possible to design a modular heat exchanger system in which each module makes it possible to reduce the temperature of the first fluid. a given value, thus limiting the constraints with respect to the case of a single-module design with a higher temperature difference. For this, the inlet temperature of the second fluid may differ from one module to another. In another For example, a modular reactor-heat exchanger system enables a complex chemical reaction to be carried out in stages by precisely controlling the reaction temperature at each stage, for optimum control of the chemical reaction, minimization of risks and maximization of yields.
Un système d'échangeurs de chaleur à plusieurs modules permet aussi de diminuer les coûts de maintenance, en permettant le remplacement individuel d'un module défaillant, voire les coûts de fabrication par standardisation des modules.  A multi-module heat exchanger system also reduces maintenance costs by allowing the individual replacement of a faulty module, or even the manufacturing costs by standardization of the modules.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réalisation d'un module d'échangeur de chaleur à au moins deux circuits de fluide comportant chacun des canaux, comportant les étapes suivantes :  A method of producing a heat exchanger module with at least two fluid circuits each comprising channels, comprising the following steps:
a/ réalisation d'un ou plusieurs éléments (1) d'un des deux circuits de fluide, dit premier circuit, chaque élément du premier circuit comportant au moins un cadre métallique (10) refermé sur lui-même en étant percé d'une lumière centrale (100) et intégrant ou supportant des lames (11) faisant saillie sur au moins une des faces principales (12, 13) du cadre et qui s'étendent sur au moins la longueur ou la largeur de la lumière centrale;  a / realization of one or more elements (1) of one of the two fluid circuits, said first circuit, each element of the first circuit comprising at least one metal frame (10) closed on itself and pierced with a central lumen (100) and incorporating or supporting blades (11) projecting from at least one of the main faces (12, 13) of the frame and extending over at least the length or width of the central lumen;
b/ réalisation d'un ou plusieurs éléments (2) d'au moins un autre circuit de fluide, dit deuxième circuit, chaque élément du deuxième circuit comportant au moins un cadre métallique (20) refermé sur lui-même en étant percé d'une lumière centrale (200) et intégrant ou supportant des lames (21) faisant saillie sur au moins une des faces principales (22, 23) du cadre et qui s'étendent sur au moins la longueur ou la largeur de la lumière centrale;  b / producing one or more elements (2) of at least one other fluid circuit, said second circuit, each element of the second circuit comprising at least one metal frame (20) closed on itself and pierced with a central lumen (200) incorporating or supporting blades (21) projecting from at least one of the main faces (22, 23) of the frame and extending over at least the length or width of the central lumen;
c/ empilement, avec alternance des cadres métalliques (10, 20) intégrant ou supportant les lames (11, 21) et de plaques pleines de séparation, de sorte à former les canaux ou des éléments du premier et du deuxième circuit, l'espace entre deux canaux adjacents étant définie par la largeur d'une lame (11, 21);  c / stacking, with alternating metal frames (10, 20) integrating or supporting the blades (11, 21) and solid separation plates, so as to form the channels or elements of the first and second circuits, the space between two adjacent channels being defined by the width of a blade (11, 21);
d/ assemblage par soudage-diffusion soit par compaction uni-axiale soit par compression isostatique à chaud (CIC) entre le ou les éléments du premier circuit et le ou les éléments du deuxième circuit, empilés les uns sur les autres.  d / assembly by welding-diffusion either by uni-axial compaction or hot isostatic pressing (CIC) between the element or elements of the first circuit and the element or elements of the second circuit, stacked on each other.
2. Procédé selon la revendication 1, selon lequel l'étape a/ et/ou b/ est réalisée par mise en place des extrémités libres de baguettes formant les lames, dans des encoches (101, 201) pratiquées à la périphérie de la lumière centrale de chaque cadre (10, 20).  2. Method according to claim 1, wherein step a / and / or b / is carried out by placing the free ends of rods forming the blades into notches (101, 201) formed at the periphery of the light. each frame (10, 20).
3. Procédé selon la revendication 2, les baguettes étant de type baguettes de soudage.  3. Method according to claim 2, the rods being of welding rods type.
4. Procédé selon la revendication 1, selon lequel l'étape a/ et/ou b/ est réalisée par usinage d'une pièce métallique monobloc réalisant le cadre et les lames en saillie par rapport à au moins une des faces principales du cadre.  4. The method of claim 1, wherein step a / and / or b / is performed by machining a one-piece metal part making the frame and the blades protruding from at least one of the main faces of the frame.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel les lames ont une épaisseur supérieure à celle des cadres d'une valeur au plus égale à 10%. 5. Method according to any one of the preceding claims, wherein the blades have a thickness greater than that of the frames of a value at most equal to 10%.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel la section des lames est telle que, dans l'empilement selon l'étape c/, leur contact avec les plaques pleines de séparation est linéaire ou selon un appui plan-plan limité à leur faces principales. 6. Method according to any one of the preceding claims, wherein the section of the blades is such that, in the stack according to step c /, their contact with the solid separation plates is linear or in a plane-plane support limited to their main faces.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel avant l'étape c/ d'empilement, on réalise une étape al/ et bl/ de nettoyage des cadres et plaques pleines de séparation de chaque élément respectivement du premier circuit et deuxième circuit.  7. Method according to any one of the preceding claims, according to which, before step c / of stacking, a step al / and bl / cleaning of the frames and solid separation plates of each element respectively of the first circuit and second circuit.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel, selon lequel on réalise l'étape d/ par application d'un cycle de compression isostatique à chaud (CIC) à relativement basse pression à l'empilement étanche et dégazé.  8. A method according to any one of the preceding claims, wherein, wherein step d is performed by applying a relatively low pressure hot isostatic compression (CIC) cycle to the sealed and degassed stack.
9. Procédé selon la revendication 8, selon lequel on réalise au préalable de l'étape d/ de CIC, une insertion de l'empilement dans une enveloppe métallique, dite conteneur, puis une étape de mise sous vide de l'intérieur du conteneur par un tube, dit queusot, soudé sur une face du conteneur, et enfin une étape de soudage du tube sur lui- même.  9. The method of claim 8, wherein is carried out prior to step d / CIC, an insertion of the stack in a metal shell, said container, and a step of evacuating the interior of the container. by a tube, said queusot, welded to one side of the container, and finally a step of welding the tube on itself.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, le cycle de CIC selon l'étape d/ étant réalisé à une pression comprise entre 20 et 500 bar, de préférence compris entre 30 et 300 bar.  10. Process according to any one of claims 8 or 9, the CIC cycle according to step d / being carried out at a pressure between 20 and 500 bar, preferably between 30 and 300 bar.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, le cycle de CIC selon l'étape d/ étant réalisé à une température comprise entre 500 et 1200°C, de préférence entre 900 et 1100°C.  11. A method according to any one of claims 8 to 10, the CIC cycle according to step d / being carried out at a temperature between 500 and 1200 ° C, preferably between 900 and 1100 ° C.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, l'étape d/ étant réalisée pendant une durée comprise entre 15 min et quelques heures, de préférence entre 1 et 4h.  12. Method according to any one of the preceding claims, step d / being carried out for a period of between 15 min and a few hours, preferably between 1 and 4h.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, selon lequel après l'étape d/, on réalise une étape e/ d'ouverture des canaux du premier circuit et du deuxième circuit vers l'extérieur.  13. Method according to any one of the preceding claims, according to which after step d /, a step e / is made to open the channels of the first circuit and the second circuit to the outside.
14. Procédé selon la revendication 13, selon lequel après l'étape e/, on réalise une étape f/ d'application d'un cycle de compression isostatique à chaud (CIC) à haute pression à l'empilement déjà assemblé, les canaux à la fois du premier circuit et du deuxième circuit étant ouverts vers l'extérieur. 14. The method of claim 13, wherein after step e /, a f / application of a high pressure isostatic compression (CIC) cycle to the already assembled stack, the channels are carried out. both of the first circuit and the second circuit being open to the outside.
15. Procédé selon la revendication 14, le cycle de CIC selon l'étape f/ étant réalisé à une pression comprise entre 500 et 2000 bar, de préférence entre 800 et 1200 bar. 15. The method of claim 14, the CIC cycle according to step f / being carried out at a pressure between 500 and 2000 bar, preferably between 800 and 1200 bar.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant lors d'une étape g/ ultérieure, le soudage de collecteurs de fluide sur le module assemblé selon l'étape e/ ou f/, un collecteur de fluide étant apte à distribuer ou récupérer un fluide circulant dans le premier ou le deuxième circuit.  16. Method according to any one of the preceding claims, comprising during a step g / later, the welding of fluid collectors on the module assembled according to step e / or f /, a fluid collector being able to distribute or recover a fluid flowing in the first or the second circuit.
17. Module d'échangeur de chaleur à au moins deux circuits de fluide obtenu selon le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.  17. Heat exchanger module with at least two fluid circuits obtained according to the method according to any one of the preceding claims.
18. Système d'échangeur de chaleur comprenant une pluralité de modules selon la revendication 17 reliés entre eux.  18. Heat exchanger system comprising a plurality of modules according to claim 17 interconnected.
19. Utilisation d'un module d'échangeur selon la revendication 17 ou du système selon la revendication 18 en tant que partie d'échangeur de chaleur d'un réacteur nucléaire, tel qu'un réacteur refroidi au métal liquide (SFR).  19. Use of an exchanger module according to claim 17 or the system according to claim 18 as part of heat exchanger of a nuclear reactor, such as a liquid-cooled reactor (SFR).
20. Utilisation d'un module d'échangeur selon la revendication 17 ou du système selon la revendication 18 en tant que partie d'échangeur-réacteur d'une réaction chimique, telle qu'une méthanation.  20. Use of an exchanger module according to claim 17 or the system according to claim 18 as part of exchanger-reactor of a chemical reaction, such as a methanation.
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