WO2022122926A1 - Echangeur de chaleur instrumenté et procédé d'estimation d'une durée de vie de cet échangeur de chaleur - Google Patents

Echangeur de chaleur instrumenté et procédé d'estimation d'une durée de vie de cet échangeur de chaleur Download PDF

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heat exchanger
fluid
distance
along
longitudinal axis
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PCT/EP2021/085007
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Luc DE CAMAS
Sarah TIOUAL-DEMANGE
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Fives Cryo
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2230/00—Sealing means

Definitions

  • the invention belongs to the technical field of heat exchangers equipped with measuring instruments.
  • the invention belongs to the field of industrial heat exchangers.
  • the invention relates to a heat exchanger equipped with measuring instruments and a method for estimating the service life of this heat exchanger thanks to the measurements carried out by said measuring instruments.
  • heat exchangers For example, in the oil, gas and petrochemical industries, production requires the use of heat exchangers to cool or heat fluids. For example, gas is cooled to liquefy it and store a large volume for transport by ship, while oil is heated to facilitate its movement through pipelines.
  • heat exchangers play a central role in production. In the event of a heat exchanger failure, production is affected or even stopped, generating significant financial losses on a daily basis.
  • the initial life of a heat exchanger is defined by the manufacturer. This service life is established for normal use of the heat exchanger, i.e. at pressures and temperatures that are within a predefined range.
  • the manufacturer also provides a provisional schedule for stopping the use of the heat exchanger for maintenance. This schedule, like the initial service life, is established for normal use of the heat exchanger.
  • the invention aims to remedy these drawbacks by allowing manufacturers to have in real time a forecast schedule for maintenance and replacement of the heat exchanger which is recalculated according to the actual use of the heat exchanger. By complying with the provisional schedule for maintenance and replacement of the heat exchanger as determined according to the invention, the untimely stoppage of production due to a failure of the heat exchanger is avoided and the financial losses are under control.
  • each rectangular frame defining an interior volume in which a fluid is able to circulate
  • each rectangular end frame - a closing wall arranged on each rectangular end frame and intended to close the interior volume of said rectangular end frames
  • At least one fluid distributor arranged to distribute a fluid to at least part of the fluid inlets
  • At least one fluid collector arranged to collect a fluid leaving at least part of the fluid outlets
  • a communication device capable of receiving the measurements from the gauges and sending them to a computer processing unit
  • Such a heat exchanger makes it possible to have in real time a forecast schedule for maintenance and replacement of the heat exchanger which is recalculated according to the actual use of the heat exchanger.
  • each collector and each distributor is fixed to the faces and define a junction of end between said collector and/or distributor on the one hand and the closing walls on the other hand, at least one junction gauge is arranged on the closing wall, at a first distance away from the end junction between 44 and 150 millimeters, the first separation distance being measured along the longitudinal axis or the transverse axis;
  • junction gauges are arranged on the closing wall, the junction gauges being spaced apart from each other by a first distance between 10 and 500 m illimeters;
  • the first gap distance is substantially equal to 50 millimeters;
  • the closure wall defines a rectangle, a central strain gauge being arranged on said closure wall at an intersection of the diagonals of said rectangle;
  • strain gauges are arranged on the closing wall in an aligned manner along the longitudinal axis of said heat exchanger;
  • the strain gauges arranged on the closing wall are separated from each other by a second distance apart measured along the longitudinal axis, this second distance apart being between 0.6 meter and 1 .6 meter;
  • the heat exchanger comprises at least one sealing bar intended to separate the interior volume of a frame into at least two sub-volumes, each sub-volume being able to accommodate a different fluid, said sealing bar s extending along the transverse axis or the longitudinal axis, and in which the heat exchanger comprises at least one strain gauge arranged on the closing wall, the said strain gauge being located at a second distance away from the sealing bar between 10 and 50 millimeters, the second separation distance being measured along the longitudinal axis when the sealing bar extends along the transverse axis and along the transverse axis when the sealing bar sealing extends along the longitudinal axis;
  • a plurality of strain gauges are arranged around the sealing bar on the closure wall, the strain gauges being spaced from each other by a third distance apart measured along the longitudinal axis when the bar d the sealing extends along the transverse axis and along the transverse axis when the sealing bar extends along the longitudinal axis, said third distance apart being between 10 and 500 millimeters;
  • the at least one sealing bar defines sub-rectangles on the closing wall, each sub-rectangle corresponding in projection on said closing wall to a sub-volume, and in which, a central strain gauge is arranged on said closing wall at an intersection of the diagonals of each sub-rectangle;
  • strain gauges are arranged on each sub-rectangle of the closing wall in an aligned manner along the longitudinal axis of said heat exchanger, and in which said strain gauges are separated from each other by a fourth distance of difference measured along the longitudinal axis, this fourth distance of difference being between 0.6 meter and 1.6 meter and preferably substantially equal to 1 meter.
  • - a step for calculating an estimate of a lifetime by comparing the occurrences of the step with a database.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat exchanger according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 1 is another perspective view of the heat exchanger of Figure 1
  • FIG. 1 is a top view of the heat exchanger of Figure 1
  • FIG. 4 is a perspective view of a heat exchanger according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a schematic representation of a method according to the invention.
  • FIG. 1 a heat exchanger 1 according to the invention.
  • a longitudinal axis X extending along a length L of the heat exchanger 1 corresponding to its largest dimension is defined.
  • a first axis transverse Y substantially perpendicular to the longitudinal axis X and extending along a width I of the heat exchanger 1.
  • a second transverse axis Z is defined substantially perpendicular to the axes X and Y, and extending along a height H of the heat exchanger 1.
  • the heat exchanger 1 comprises several frames 2. As can be seen, the frames 2 are rectangular in shape. Each frame 2 is manufactured by assembling several substantially rectilinear bars 3 bevelled at each of their ends to form a substantially right angle. Frames 2 are adjacent to each other. In other words, the frames 2 are juxtaposed on top of each other. Each rectangular frame 2 defines an interior volume 4.
  • the heat exchanger 1 comprises partition walls 5.
  • a partition wall 5 is arranged between each rectangular frame 2. Thus, a given rectangular 2-frame is not immediately in contact with an adjacent rectangular 2-frame.
  • a dividing wall 5 separates the rectangular frames 2 from each other.
  • the partition walls 5 make it possible to separate the interior volume 4 of the rectangular frames 2 from each other, thus creating compartments along the Z axis.
  • the latter On either side of the heat exchanger 1, the latter comprises an end frame 6, identical to the other rectangular frames 2 but located at the lower and upper ends 7, 8.
  • a closure wall 9 is arranged on each end frame 6 to close their interior volume 4.
  • each frame 2 with the exception of frames 6 extrem ity has at least one inlet 1 0 fluidic.
  • Each fluid input 10 of a given frame 2 is in fluid communication with the interior volume 4 of this given frame 2.
  • each frame 2 with the exception of the end frames 6, comprises at least one fluid outlet 31 .
  • Each fluid outlet 31 of a given frame 2 is in fluid communication with the interior volume 4 of this given frame 2.
  • the fluid inputs 10 are substantially aligned along the Z axis and the fluid outputs 31 are also substantially aligned along the Z axis.
  • the heat exchanger 1 comprises at least one distributor 11 of fluid and at least one collector 12 of fluid.
  • the distributor 1 1 and the manifold 12 of fluid have a substantially identical shape. It is a curved sheet metal part defining a closed volume.
  • the distributor 1 1 and the collector 12 are respectively equipped with a pipe 13 of supply and a pipe 14 of evacuation opening on the closed volume.
  • the supply pipe 13 makes it possible to route the fluid into the closed volume of the distributor 11 and the evacuation pipe 14 makes it possible to evacuate the fluid from the closed volume of the collector 12.
  • the rectangular frames 2 define faces 16, 17, namely two side faces 16 extending along the X axis and two transverse faces 17 extending along the Y axis.
  • the heads can be fixed to the side faces 16 and/or to the transverse faces 17, defining a junction between said heads 11, 12 and said faces 16, 17.
  • the heads 11, 12 extend over the entire height H, measured along the Z axis , of the heat exchanger 1.
  • the heads 11, 12 are fixed on the one hand to the rectangular frames 2 via a first junction 18 which extends substantially along the Z axis and on the other hand to the walls 9 of closure via a second junction 19 which extends substantially along the X or Y axis along the face 16, 17 on which said heads 11, 12 are positioned.
  • the first junctions 18 and second junctions 19 are respectively referred to as side junctions 18 and junctions 19 of extrem ities.
  • the fluid distributor 11 thus arranged makes it possible to distribute the fluid to the fluidic inlets 10 .
  • the fluid collector 12 thus arranged makes it possible to collect the fluid leaving the fluidic outlets 31 .
  • the junction is welded in order to secure the heads 11, 12 to the rectangular frames and to the closing walls.
  • the heat exchanger 1 comprises at least one temperature gauge 20 capable of measuring a temperature of the fluid.
  • the heat exchanger 1 comprises at least one pressure gauge 21 capable of measuring fluid pressure.
  • the heat exchanger 1 comprises several strain gauges 22, able to measure deformations on the heat exchanger 1.
  • the heat exchanger 1 further comprises a communication device 23 able to receive the measurements of the various gauges 20, 21, 22 and to send said measurements to a computer processing unit 24.
  • the invention also relates to an assembly 25 comprising a heat exchanger 1 and a computer processing unit 24 .
  • the strain gauges 22 are advantageously arranged on the walls 9 of closure.
  • the heat exchanger 1 comprises so-called “junction” strain gauges 22, hereinafter referred to as junction gauges 26 .
  • junction gauges 26 are located in the vicinity of the junctions 19 of the ends, and arranged on the walls 9 of closure.
  • the junction gauges 26 are located at a first distance D1 away from the end junctions 19 of between 44 and 150 millimeters.
  • the first distancing distance D1 is measured along the longitudinal axis X.
  • junction gauges 26 advantageously makes it possible to obtain measurements of the deformation stresses in a zone of the heat exchanger 1 liable to mechanical rupture and therefore to leakage.
  • the heat exchanger 1 may comprise several junction gauges 26 arranged on the closing walls 9.
  • the junction gauges 26 are separated from each other by a first distance D2 between 10 and 500 millimeters.
  • the first difference distance D2 is measured along the X axis when the head 11, 12 is located on one of the side faces 16 and along the Y axis when the head 11, 12 is located on the one of the transverse faces 17.
  • the first gap distance D2 is substantially equal to 50 millimeters.
  • Such a first distance D2 of difference makes it possible to obtain a precise distribution of the stress in the vicinity of the junction 19 of end.
  • the end junctions 19 extend over a length substantially equal to a width of the heads 11, 12.
  • the junction gauges 26 are arranged substantially parallel to the junctions 19 d extrem ities in an area corresponding to the length of the junction 1 9 extrem ity.
  • junction gauges 26 can be arranged beyond the length of the junctions 19 of extrem ities.
  • An additional junction gauge 26 can be arranged along the length of the end junction 19.
  • the closing walls define a rectangle.
  • a so-called central strain gauge is arranged on the closure walls 9 at the intersection of two diagonals d of the rectangle formed by each of said closure walls 9.
  • the central strain gauge 27 makes it possible to measure the strains in an area of the closing walls 9 where the deformations are particularly significant.
  • strain gauges 22 are arranged on the walls 9 of closure.
  • the strain gauges 22 are aligned along the X axis.
  • the aligned arrangement of several strain gauges 22 including the central strain gauge 27 makes it possible to measure the stresses along the heat exchanger 1 along the X axis. 1 according to longitudinal direction thereof and passing through the center of the walls 9 closures, are particularly likely to reduce its life.
  • the strain gauges 22 aligned on the closure walls 9 are separated from each other by a second distance D3 of difference measured along the X axis.
  • the second distance D3 of difference is between 0, 6 meters and 1.6 meters.
  • the second distance D3 of difference is substantially equal to 1 meter.
  • strain gauges 22 thus arranged make it possible to mesh the closure walls 9 in order to obtain reliable measurements.
  • FIG. 3 illustrating an alternative embodiment.
  • the heat exchanger 1 comprises sealing bars 28.
  • the sealing bars 28 make it possible to separate the interior volume 4 of a frame 2 into two sub-volumes. In other words, the sub-volumes form watertight compartments.
  • the sealing bars 28 therefore allow a first fluid to circulate in a first compartment 29 and a second fluid to enter a second compartment 30, without these fluids mixing.
  • the sealing bars 28 are arranged along the Y axis. However, they can also be arranged along the X axis. In Figure 3, the sealing bar 28 is visible in order to facilitate understanding. From the outside of the heat exchanger, the sealing bars 28 are not visible because they are located in the rectangular frames.
  • strain gauges 22 are arranged on the walls 9 of closure, around the bars 28 sealing.
  • these strain gauges 22 are located at a second distance D4 away from the sealing bar 28 which is between 10 and 50 millimeters.
  • the second separation distance D4 is measured along the X axis.
  • the second distancing distance D4 is measured along the Y axis.
  • strain gauges 22 thus arranged make it possible to measure the stresses around the sealing bar 28 . Indeed, the zone surrounding the sealing bar 28 can be the seat of leaks.
  • the strain gauges 22 located around the sealing bar 28 are separated from each other by a third distance D5 between 10 and 500 millimeters.
  • the third distance D5 difference is measured along the Y axis when the sealing bars 28 are arranged along the Y axis as is the case in Figure 4.
  • the third distance D5 difference is measured along the axis X when the sealing bars 28 are arranged along X (not shown).
  • the strain gauges 22 make it possible to mesh the area around the sealing bars 28 in order to better detect overruns potentially dangerous for the heat exchanger 1 and useful in the calculation of the service life of said heat exchanger 1 .
  • analyzes carried out by the applicant have made it possible to highlight the fact that the zones around the sealing bars 28 cause deformations on the wall 9 of closure.
  • the sealing bar 28 defines sub-rectangles on the wall 9 of closure. Each sub-rectangle corresponds to a compartment 29, 30 projected along the Z axis onto the closing walls 9. Each sub-rectangle comprises a central strain gauge 27 arranged at an intersection of the diagonals d of said sub-rectangles, on the walls 9 of closure. Each sub-rectangle corresponds to an interior sub-volume in a frame.
  • strain gauges 22 are arranged on each sub-rectangle of the wall 9 of closure. These strain gauges 22 are aligned along the X axis.
  • the aligned arrangement of several strain gauges 22 including the central strain gauge 27 makes it possible to measure the stresses along each sub-rectangle on the closing walls 9.
  • the applicant has determined that the deformations of the sub-rectangles on the closing wall 9 along the longitudinal direction thereof and passing through the center of the sub-rectangles are particularly likely to reduce its lifespan.
  • the strain gauges 22 are separated from each other by a fourth distance D6 between 0.6 meter and 1.6 meter.
  • the fourth distance D6 of difference is substantially equal to 1 meter.
  • the strain gauges 22 thus arranged make it possible to mesh the closing walls 9 in order to obtain reliable measurements.
  • Heat exchanger 1 has a known initial lifespan. This initial service life is calculated by the manufacturer of heat exchanger 1.
  • the estimation method comprises a first step E 1 of measuring the temperature of the fluid by means of the temperature gauges 20.
  • E is the coefficient of elasticity of the material of the closing walls
  • a is the coefficient of thermal expansion of the material of the closing walls
  • AT is the temperature measured between two different fluids separated by a separation wall 5 .
  • thermo-mechanical stresses are stored in a computer memory.
  • the method 35 further comprises a fourth step E4 of continuously measuring the pressure by means of the pressure gauges 21 .
  • the computer processing unit 24 calculates in real time a mechanical pressure stress for each pressure measurement taken.
  • the calculated pressure mechanical stresses are stored in a computer memory.
  • the method comprises a seventh step E7 of continuous measurement of the mechanical stresses on the closing walls 9 by means of the strain gauges 22 .
  • step E8 the measured mechanical stresses are stored.
  • the method further includes a ninth step E9 of determining a series of ranges of mechanical stress values. These ranges of values are determined by taking the interval between the maximum value and the minimum value of the stresses previously calculated and measured. The interval between the minimum and the maximum is discretized to obtain ranges of values. The discretization can be more or less coarse depending on the precision that one wishes to achieve. By way of example, a discretization can be done with a step equal to 1 0. According to this non-limiting example, the interval between the extrema is divided into 10 ranges of values.
  • the method includes a tenth step E10 during which the constraints calculated and stored in memory are associated with a range of values. In other words, each time a stored constraint has a value within a range of values, said stored constraint is associated with the corresponding range of values.
  • the method 35 includes an eleventh step E11 during which the number of occurrences for each range of values is determined.

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Abstract

Echangeur (1) de chaleur comportant: - plusieurs cadres (2) rectangulaires adjacents, chaque cadre (2) rectangulaire définissant un volume (4) intérieur dans lequel un fluide est apte à circuler, - une paroi (5) de séparation disposée entre chaque cadre (2, 6) adjacent et séparant les volumes (4) intérieurs les uns des autres, - une paroi (9) de fermeture agencée sur chaque cadre (6) rectangulaire d'extrémité et destinée à fermer le volume (4) intérieur desdits cadres (6) rectangulaires d'extrémité, - une pluralité d'entrées (10) fluidiques, chacune en communication fluidique avec un volume (4) intérieur et une pluralité de sorties (31) fluidiques, chacune en communication fluidique avec un volume (4) intérieur, lesdites entrées (10) et sortie (31) fluidiques étant situées sur les cadres (2) rectangulaires, - au moins un distributeur (11) de fluide agencé pour distribuer un fluide vers au moins une partie des entrées (10) fluidiques, - au moins un collecteur (12) de fluide agencé pour collecter un fluide sortant d'au moins une partie des sorties (31) fluidiques, - au moins une jauge (20) de température apte à mesurer une température du fluide, - au moins une jauge (21) de pression apte à mesurer une pression du fluide, - au moins une jauge (22, 26, 27) de contrainte apte à mesurer une déformation sur l 'échangeur (1) de chaleur, - un dispositif (23) de communication apte à recevoir les mesures des jauges (20, 21, 22, 26, 27) et les envoyer vers une unité (24) de traitement informatique.

Description

Echangeur de chaleur instrumenté et procédé d’estimation d’une durée de vie de cet échangeur de chaleur
Domaine technique de l'invention
L'invention appartient au domaine technique des échangeurs de chaleur équipés d’instruments de mesure. En particulier l’invention appartient au domaine des échangeurs de chaleur industriels.
L’invention concerne un échangeur de chaleur équipés d’instruments de mesure et un procédé d’estimation de la durée de vie de cet échangeur de chaleur grâce aux mesures réalisées par lesdits instruments de mesure.
Arrière-plan technique
Les échangeurs de chaleurs industriels sont utilisés dans diverses industries.
A titre illustratif, dans les industries pétrolière, gazière et pétrochimique, la production nécessite l’usage d’échangeurs de chaleur pour refroidir ou réchauffer des fluides. Par exemple, le gaz est refroidi pour le liquéfier et stocker un volume important en vue de son transport par bateau tandis que le pétrole est réchauffé afin de faciliter son déplacement dans les conduites d’achem inement.
Dans ces usines, les échangeurs de chaleurs jouent un rôle central dans la production. En cas de défaillance d’un échangeur de chaleur, la production est affectée voire arrêtée, générant d’importantes pertes financières quotidiennement.
Dans certains cas, les dégâts sur l’échangeur de chaleur ne peuvent pas être réparés. Le remplacement de l’échangeur de chaleur devient nécessaire. Ces échangeurs de chaleurs industriels sont spécifiques et fabriqués sur mesures pour répondre aux besoins de l’usine. Parfois de grandes dimensions (plusieurs mètres) et souvent complexes dans leur architecture intérieure, la fabrication de ces échangeurs de chaleur requiert plusieurs semaines voir plusieurs mois pour assembler, cuire, refroidir et enfin vérifier l’étanchéité. La livraison, souvent par bateau et enfin l’installation sur site rallonge la durée pendant laquelle la production de l’usine est interrompue ou perturbée.
La durée de vie initiale d’un échangeur de chaleur est définie par le constructeur. Cette durée de vie est établie pour une utilisation normale de l’échangeur de chaleur, c’est-à-dire à des pressions et températures qui se situent dans un intervalle prédéfini. Le constructeur prévoit aussi un agenda prévisionnel d’arrêt de l’utilisation de l’échangeur de chaleur pour maintenance. Cet agenda, à l’instar de la durée de vie initiale, est établie pour une utilisation normale de l’échangeur de chaleur.
Il arrive toutefois que les industriels fassent usage des échangeurs de chaleur en dehors de ces intervalles prédéfinis. Ces situations se rencontrent fréquemment dans l’industrie pétrolière et gazière. En fonction des cours de chaque hydrocarbure, il peut être intéressant de produire tel ou tel hydrocarbure. Un même échangeur de ch aleur est par exemple utilisé pour produire un matin un hydrocarbure et l’après- midi un autre hydrocarbure de type différent.
Ces interruptions suivies de relances de la production auxquelles s’ajoutent des températures et des pressions de fonctionnement différentes pour chaque hydrocarbure provoquent l’usure prématurée des échangeurs de chaleur. Cette usure prématurée fausse l’agenda prévisionnel des arrêts pour la maintenance de l’échangeur de chaleur et réduit sa durée de vie. L’invention vise à remédier à ces inconvénients en permettant aux industriels d’avoir en temps réel un agenda prévisionnel de maintenance et de remplacement de l’échangeur de chaleur qui soit recalculé en fonction de l’usage réel de l’échangeur de chaleur. En se conformant à l’agenda prévisionnel de maintenance et au remplacement de l’échangeur de chaleur tel que déterminé selon l’invention, l’arrêt intempestif de la production en raison d’une défaillance de l’échangeur de chaleur est évité et les pertes financières sont maîtrisées.
Résumé de l'invention
A cet effet, il est proposé en premier lieu un échangeur de chaleur comportant :
- plusieurs cadres rectangulaires adjacents, chaque cadre rectangulaire définissant un volume intérieur dans lequel un fluide est apte à circuler,
- une paroi de séparation disposée entre chaque cadre adjacent et séparant les volumes intérieurs les uns des autres,
- une paroi de fermeture agencée sur chaque cadre rectangulaire d’extrémité et destinée à fermer le volume intérieur desdits cadres rectangulaires d’extrém ité,
- une pluralité d’entrées fluidiques, chacune en communication fluidique avec un volume intérieur et une pluralité de sorties fluidiques, chacune en communication fluidique avec un volume intérieur, lesdites entrées et sortie fluidiques étant situées sur les cadres rectangulaires,
- au moins un distributeur de fluide agencé pour distribuer un fluide vers au moins une partie des entrées fluidiques,
- au moins un collecteur de fluide agencé pour collecter un fluide sortant d’au moins une partie des sorties fluidiques,
- au moins une jauge de température apte à mesurer une température du fluide,
- au moins une jauge de pression apte à mesurer une pression du fluide,
- au moins une jauge de contrainte apte à mesurer une déformation sur l’échangeur de chaleur,
- un dispositif de communication apte à recevoir les mesures des jauges et les envoyer vers une unité de traitement informatique
Un tel échangeur de chaleur permet d’avoir en temps réel un agenda prévisionnel de maintenance et de remplacement de l’échangeur de chaleur qui soit recalculé en fonction de l’usage réel de l’échangeur de chaleur.
Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues seules ou en combinaison :
- les cadres rectangulaires définissent des faces, l’échangeur de chaleur définissant un axe longitudinal et un axe transversal s’étendant respectivement selon une longueur et une largeur dudit échangeur de chaleur, chaque collecteur et chaque distributeur est fixé aux faces et définissent une jonction d’extrémité entre ledit collecteur et/ou distributeur d’une part et les parois de fermeture d’autre part, au moins une jauge de jonction est agencée sur la paroi de fermeture, à une première distance d’éloignement de la jonction d’extrémité comprise entre 44 et 1 50 millimètres, la première distance d’éloignement étant mesurée selon l’axe longitudinal ou l’axe transversal ;
- une pluralité de jauges de jonction sont agencées sur la paroi de fermeture, les jauges de jonction étant distantes les unes des autres d’une première distance d’écart comprise entre 10 et 500 m illimètres ;
- la prem ière distance d’écart est sensiblement égale à 50 millimètres ; - la paroi de fermeture définit un rectangle, une jauge de contrainte centrale étant agencée sur ladite paroi de fermeture à une intersection des diagonales dudit rectangle ;
- plusieurs jauges de contraintes sont agencées sur la paroi de fermeture de manière alignée selon l’axe longitudinal dudit échangeur de chaleur ;
- les jauges de contraintes agencées sur la paroi de fermeture sont distantes l’une de l’autre d’une deuxième distance d’écart mesurée selon l’axe longitudinal, cette deuxième distance d’écart étant comprise entre 0,6 mètre et 1 ,6 mètre ;
- la deuxième distance d’écart est sensiblement égale à 1 mètre ;
- l’échangeur de chaleur comporte au moins une barre d’étanchéité destinée à séparer le volume intérieur d’un cadre en au moins deux sous-volumes, chaque sous-volume étant apte à accueillir un fluide différent, ladite barre d’étanchéité s’étendant selon l’ axe transversal ou l’axe longitudinal, et dans lequel, l’échangeur de chaleur comprend au moins une jauge de contrainte agencée sur la paroi de fermeture, ladite jauge de contrainte étant située à une deuxième distance d’éloignement de la barre d’étanchéité comprise entre 10 et 50 m illimètres, la deuxième distance d’éloignement étant mesurée selon l’axe longitudinal lorsque la barre d’étanchéité s’étend selon l’axe transversal et selon l’axe transversal lorsque la barre d’étanchéité s’étend selon l’axe longitudinal ;
- une pluralité de jauges de contraintes sont agencées autour de la barre d’étanchéité sur la paroi de fermeture, les jauges de contraintes étant distantes les unes des autre d’une troisième distance d’écart mesurée selon l’axe longitudinal lorsque la barre d’étanchéité s’étend selon l’axe transversal et selon l’axe transversal lorsque la barre d’étanchéité s’étend selon l’axe longitudinal, ladite troisième distance d’écart étant comprise entre 10 et 500 m illimètres ;
- l’au moins une barre d’étanchéité définit des sous rectangles sur la paroi de fermeture, chaque sous rectangle correspondant en projection sur ladite paroi de fermeture à un sous volume, et dans lequel, une jauge de contrainte centrale est agencée sur ladite paroi de fermeture à une intersection des diagonales de chaque sous rectangle ;
- plusieurs jauges de contraintes sont agencées sur chaque sous rectangle de la paroi de fermeture de manière alignée selon l’axe longitudinal dudit échangeur de chaleur, et dans lequel lesdites jauges de contrainte sont distantes l’une de l’autre d’une quatrième distance d’écart mesurée selon l’axe longitudinal, cette quatrième distance d’écart étant comprise entre 0,6 mètre et 1 ,6 mètre et de préférence sensiblement égale à 1 mètre.
Il est proposé en deuxième lieu un ensemble comprenant un échangeur de chaleur tel que précédemment décrit et une unité de traitement informatique .
Il est proposé en troisième lieu un procédé d’estimation d’une durée de vie d’un échangeur de chaleur au moyen d’un ensem ble tel que précédemment décrit, l’échangeur de chaleur ayant une durée de vie initiale prédéterminée dans lequel celui-ci comprend :
- une étape de mesure continue de la température du fluide au moyen de la jauge de température,
- une étape de calcul en continue d’une contrainte mécanique au moyen de la mesure de la température du fluide,
- une étape de stockage en mémoire des contraintes mécaniques calculées,
- une étape de mesure continue d’une pression du fluide au moyen de la jauge de pression,
- une étape de calcul d’une contrainte mécanique au moyen de la mesure de la pression du fluide,
- une étape de stockage en mémoire des contraintes mécaniques calculées,
- une étape de mesure en continue d’une contrainte mécanique au moyen de la jauge de contrainte, - une étape de stockage en mémoire des contraintes mécaniques mesurées,
- une étape de déterm ination d’une série de plages de valeur de contraintes mécaniques,
- une étape consistant à compter les occurrences dans lesquelles les contraintes mécaniques stockées se situent dans une plage de valeur établies à l’étape de déterm ination d’une série de plages de valeurs,
- une étape de calcul d’une estimation d’une durée de vie en comparant les occurrences de l’étape avec une base de données.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un échangeur de chaleur selon un premier mode de réalisation de l’invention,
- la figure 2 est une autre vue en perspective de l’échangeur de chaleur de la figure 1 ,
- la figure 3 est une vue de dessus de l’échangeur de chaleur de la figure 1 ,
- la figure 4 est une vue en perspective d’un échangeur de chaleur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention,
- la figure 5 est une représentation schématique d’un procédé selon l’invention.
Description détaillée de l'invention
Sur la figure 1 est représenté un échangeur 1 de chaleur selon l’invention. On définit en premier lieu, un axe longitudinal X s’étendant selon une longueur L de l’échangeur 1 de chaleur correspondant à sa dimension la plus grande. On définit en deuxième lieu, un premier axe transversal Y sensiblement perpendiculaire à l’axe longitudinal X et s’étendant selon une largeur I de l’échangeur 1 de chaleur. On définit en dernier lieu, un deuxième axe transversal Z sensiblement perpendiculaire aux axes X et Y, et s’étendant selon une hauteur H de l’échangeur 1 de chaleur.
L’échangeur 1 de chaleur comprend plusieurs cadres 2. Ainsi qu’on peut le voir les cadres 2 sont de forme rectangulaire. Chaque cadre 2 est fabriqué par assemblage de plusieurs barres 3 sensiblement rectiligne biseautées à chacune de leurs extrémités pour former un angle sensiblement droit. Les cadres 2 sont adjacents les uns aux autres. En d’autres termes, les cadres 2 sont juxtaposés les uns sur les autres. Chaque cadre 2 rectangulaire définit un volume 4 intérieur.
L’échangeur 1 de chaleur comporte des parois 5 de séparation. Une paroi 5 de séparation est disposée entre chaque cadre 2 rectangulaire. Ainsi, un cadre 2 rectangulaire donné n’est pas immédiatement en contact avec un cadre 2 rectangulaire adjacent. Une paroi 5 de séparation sépare les cadres 2 rectangulaires les uns des autres. Les parois 5 de séparation permettent de séparer le volume 4 intérieur des cadres 2 rectangulaires les uns des autres créant ainsi des compartiments selon l’axe Z.
De part et d’autre de l’échangeur 1 de chaleur, ce dernier comporte un cadre 6 d’extrém ité, identique aux autres cadres 2 rectangulaires mais situés aux extrémités 7, 8 inférieure et supérieure. Une paroi 9 de fermeture est agencée sur chaque cadre 6 d’extrémité pour fermer leur volume 4 intérieur.
Ainsi qu’on peut le voir sur la figure 2, chaque cadre 2 à l’exception des cadres 6 d’extrém ité, comporte au moins une entrée 1 0 fluidique. Chaque entrée 1 0 fluidique d’un cadre 2 donné est en communication fluidique avec le volume 4 intérieur de ce cadre 2 donné. De la même façon, chaque cadre 2 à l’exception des cadres 6 d’extrémité, comporte au moins une sortie 31 fluidique. Chaque sortie 31 fluidique d’un cadre 2 donné est en communication fluidique avec le volume 4 intérieur de ce cadre 2 donné.
Ainsi qu’on peut le voir sur les dessins, les entrées 1 0 fluidiques sont sensiblement alignées selon l’axe Z et les sorties 31 fluidiques sont également sensiblement alignées selon l’axe Z.
L’échangeur 1 de chaleur comporte au moins un distributeur 1 1 de fluide et au moins un collecteur 12 de fluide. Le distributeur 1 1 et le collecteur 12 de fluide présentent une forme sensiblement identique. Il s’agit d’une pièce en tôle incurvée et définissant un volume fermé. Le distributeur 1 1 et le collecteur 12 sont respectivement dotés d’une conduite 13 d’alimentation et d’une conduite 14 d’évacuation s’ouvrant sur le volume fermé. La conduite 1 3 d’alimentation permet d’achem iner le fluide dans le volume fermé du distributeur 1 1 et la conduite 14 d’évacuation permet d’évacuer le fluide du volume fermé du collecteur 12.
Dans ce qui suit, il est fait indistinctement référence aux distributeurs et aux collecteurs par l’expression « têtes >> .
Les cadres 2 rectangulaires définissent des faces 1 6, 1 7 à savoir deux faces 16 latérales s’étendant selon l’axe X et deux faces 17 transversales s’étendant selon l’axe Y. Les têtes peuvent être fixées aux faces 1 6 latérales et/ou aux faces 1 7 transversales, en définissant une jonction entre lesdites têtes 1 1 , 1 2 et lesdites faces 1 6, 17. Les têtes 1 1 , 12 s’étendent sur toute la hauteur H, mesurée selon l’axe Z, de l’échangeur 1 de chaleur. Ainsi les têtes 1 1 , 12 sont fixées d’une part aux cadres 2 rectangulaires via une première jonction 18 qui s’étend sensiblement selon l’axe Z et d’autre part aux parois 9 de fermeture via une deuxième jonction 19 qui s’étend sensiblement selon l’axe X ou Y selon la face 1 6, 1 7 sur laquelle sont positionnées lesdites têtes 1 1 , 12. Dans ce qui suit, les premières jonctions 1 8 et deuxièmes jonctions 19 sont respectivement dénommées jonctions 1 8 latérales et jonctions 19 d’extrém ités.
Le distributeur 1 1 de fluide ainsi agencé permet de distribuer le fluide vers les entrées 10 fluidiques. Le collecteur 1 2 de fluide ainsi agencé permet de collecter le fluide sortant des sorties 31 fluidiques.
Selon un mode préféré de réalisation la jonction est soudée afin de rendre solidaire les têtes 1 1 , 1 2 aux cadres rectangulaires et aux parois de fermeture.
Avantageusement, l’échangeur 1 de chaleur comprend au moins une jauge 20 de température apte à mesurer une température du fluide.
Avantageusement, l’échangeur 1 de chaleur comprend au moins une jauge 21 de pression apte à mesurer une pression du fluide.
Avantageusement, l’échangeur 1 de chaleur comporte plusieurs jauges 22 de contrainte, aptes à mesurer des déformations sur l’échangeur 1 de chaleur.
L’échangeur 1 de chaleur comporte en outre un dispositif 23 de communication apte à recevoir les mesures des diffé rentes jauges 20, 21 , 22 et à envoyer lesdites mesures à une unité 24 de traitement informatique.
Avantageusement l’invention concerne aussi un ensemble 25 comportant un échangeur 1 de chaleur et une unité 24 de traitement informatique. Ainsi qu’on peut le voir sur les dessins, les jauges 22 de contrainte sont avantageusement agencées sur les parois 9 de fermeture. L’échangeur 1 de chaleur comporte des jauges 22 de contraintes dites « de jonction » , ci-après dénommées jauges 26 de jonction. Ces jauges 26 de jonction sont situées au voisinage des jonctions 19 d’extrémités, et agencées sur les parois 9 de fermeture. Les jauges 26 de jonction sont situées à une première distance D1 d’éloignement des jonctions 19 d’extrém ité comprise entre 44 et 150 millimètres. La première distance D1 d’éloignement est mesurée selon l’axe longitudinal X.
Cet agencement des jauges 26 de jonction permet avantageusement d’obtenir des mesures des contraintes de déformation dans une zone de l’échangeur 1 de chaleur susceptible de rupture mécanique et donc de fuite.
Avantageusement, l’échangeur 1 de chaleur peut comprendre plusieurs jauges 26 de jonction agencées sur les parois 9 de fermeture. Les jauges 26 de jonction sont distantes les unes des autres d’une prem ière distance D2 d’écart comprise entre 1 0 et 500 millimètres. La première distance D2 d’écart est mesurée selon l’axe X lorsque la tête 1 1 , 12 est située sur l’une des faces 1 6 latérales et selon l’axe Y lorsque la tête 1 1 , 12 est située sur l’une des faces 17 transversales.
Dans un mode préféré de réalisation, la première distance D2 d’écart est sensiblement égale à 50 millimètres.
Une telle première distance D2 d’écart permet d’obtenir une répartition précise de la contrainte au voisinage de la jonction 19 d’extrémité. Les jonctions 1 9 d’extrémités s’étendent sur une longueur sensiblement égale à une largeur des têtes 1 1 , 1 2. Ainsi qu’on peut le voir sur les dessins, les jauges 26 de jonction sont agencées sensiblement parallèlement aux jonctions 19 d’extrém ités dans une zone correspondant à la longueur de la jonction 1 9 d’extrém ité.
Avantageusement des jauges 26 de jonction peuvent être agencées au-delà de la longueur des jonctions 19 d’extrém ités. Une jauge 26 de jonction supplémentaire peut être agencée au déjà de la longueur de la jonction 19 d’extrém ité.
Dans ce qui suit, il est fait référence aux figures 1 et 2 illustrant un premier mode de réalisation.
Comme on peut le voir en particulier sur la figure 2, les parois de fermeture définissent un rectangle.
Avantageusement, une jauge de contrainte dite centrale est agencée sur les parois 9 de fermeture à l’intersection de deux diagonales d du rectangle que forme chacune desdites paroi s 9 de fermeture.
La jauge de contrainte 27 centrale permet de mesurer les contraintes dans une zone des parois 9 de fermeture où les déformations sont particulièrement importantes.
Avantageusement, plusieurs jauges 22 de contraintes sont agencées sur les parois 9 de fermeture. Les jauges 22 de contraintes sont alignées selon l’axe X.
L’agencement aligné de plusieurs jauges 22 de contrainte incluant la jauge de contrainte 27 centrale permet de mesurer les contraintes le long de l’échangeur 1 de chaleur selon l’axe X. La demanderesse a déterminé que les déformations le long de l’échangeur 1 selon la direction longitudinale de celui-ci et passant par le centre des parois 9 de fermetures, sont particulièrement susceptibles de réduire sa durée de vie.
Avantageusement les jauges 22 de contraintes alignées sur les parois 9 de fermeture sont distantes l’une de l’autre d’une deuxième distance D3 d’écart mesurée selon l’axe X. La deuxième distance D3 d’écart est comprise entre 0,6 mètre et 1 ,6 mètre. De préférence, la deuxième distance D3 d’écart est sensiblement égale à 1 mètre.
Les jauges 22 de contraintes ainsi agencées permettent de mailler les parois 9 de fermeture afin d’obtenir des mesures fiables.
Dans ce qui suit, il est fait référence à la figure 3 illustrant une variante de réalisation .
L’échangeur 1 de chaleur comporte des barres 28 d’étanchéités. Les barres 28 d’étanchéité permettent de séparer le volume 4 intérieur d’un cadre 2 en deux sous-volumes. En d’autres termes les sous- volumes forment des compartiments étanches. Les barres 28 d’étanchéité permettent donc qu’un prem ier fluide circule dans un premier compartiment 29 et qu’un deuxième fluide entre dans un deuxième compartiment 30, sans que ces fluides ne se mélangent.
Sur le dessin de la figure 3, les barres 28 d’étanchéité sont agencées selon l’axe Y. Toutefois, elles peuvent aussi être agencées selon l’axe X. Sur la figure 3, la barre 28 d’étanchéité est visible afin de faciliter la compréhension. Depuis l’extérieur de l’échangeur de chaleur, les barres 28 d’étanchéité ne sont pas visibles car se situant dans les cadres rectangulaires.
Lorsque l’échangeur 1 de chaleur comprend des barres 28 d’étanchéité, comme c’est le cas dans le deuxième mode de réalisation, plusieurs jauges 22 de contraintes sont agencées sur les parois 9 de fermeture, autour des barres 28 d’étanchéité.
Avantageusement ces jauges 22 de contraintes sont situées à une deuxième distance D4 d’éloignement de la barre 28 d’étanchéité qui est comprise entre 1 0 et 50 millimètres. Lorsque la barre 28 d’étanchéité est agencée selon l’axe Y comme c’est le cas dans le deuxième mode de réalisation, la deuxième distance D4 d’éloignement est mesurée selon l’axe X. Lorsque la barre 28 d’étanchéité est agencée selon l’axe X (non représenté), la deuxième distance D4 d’éloignement est mesurée selon l’axe Y.
Les jauges 22 de contraintes ainsi agencées permettent de mesurer les contraintes autour de la barre 28 d’étanchéité. En effet, la zone entourant la barre 28 d’étanchéité peut être le siège de fuites.
Les jauges 22 de contraintes situées autour de la barre 28 d’étanchéité sont distantes les unes des autres d’une troisième distance D5 d’écart comprise entre 10 et 500 millimètres. La troisième distance d’écart D5 est mesurée selon l’axe Y lorsque les barres 28 d’étanchéité sont agencées selon l’axe Y comme c’est le cas sur la figure 4. La troisième distance D5 d’écart est mesurée selon l’axe X lorsque les barres 28 d’étanchéité sont agencées selon X (non représenté).
Les jauges 22 de contraintes ainsi agencées permettent de mailler la zone autour des barres 28 d’étanchéité afin de détecter au mieux des dépassements potentiellement dangereux pour l’échangeur 1 de chaleur et utiles dans le calcul de la durée de vie dudit échangeur 1 de chaleur. En effet, des analyses réalisées par la demanderesse ont permis de mettre en évidence le fait que les zones autour des barres 28 d’étanchéité provoquent des déformations sur les paroi 9 de fermeture. Ainsi qu’on peut le voir sur la figure 3, la barre 28 d’étanchéité définit des sous rectangles sur la paroi 9 de fermeture. Chaque sous rectangle correspond à un compartiment 29, 30 projeté selon l’axe Z sur les parois 9 de fermeture. Chaque sous rectangle comporte une jauge de contrainte 27 centrale agencée à une intersection des diagonales d desdits sous rectangles, sur les parois 9 de fermeture. Chaque sous rectangle correspond à un sous volume intérieur dans un cadre.
Il a été déterminé par la demanderesse que des déformations dans la zone centrale de chaque sous rectangle a impact sur la durée de vie de l’échangeur 1 de chaleur. La jauge de contrainte 27 centrale agencée à cet endroit permet avantageusement de mesurer les déformations dans cette zone.
Comme on peut le voir sur la figure 3, plusieurs jauges 22 de contraintes sont agencées sur chaque sous rectangle de la paroi 9 de fermeture. Ces jauges 22 de contraintes sont alignées selon l’axe X.
L’agencement aligné de plusieurs jauges 22 de contrainte incluant la jauge de contrainte 27 centrale permet de mesurer les contraintes le long de chaque sous rectangle sur les parois 9 de fermeture. La demanderesse a déterminé que les déformations des sous rectangles sur la paroi 9 de fermeture selon la direction longitudinale de celui -ci et passant par le centre des sous rectangles, sont particulièrement susceptibles de réduire sa durée de vie.
Les jauges 22 de contraintes sont distantes les unes des autres d’une quatrième distance D6 d’écart comprise entre 0,6 mètre et 1 ,6 mètre. La quatrième distance D6 d’écart est sensiblement égale 1 mètre. Les jauges 22 de contraintes ainsi agencées permettent de mailler les parois 9 de fermeture afin d’obtenir des mesures fiables.
Dans ce qui suit un procédé 35 d’estimation d’une durée de vie de l’échangeur 1 de chaleur va être décrit. Le procédé 35 d’estimation s’applique à l’échangeur 1 de chaleur précédemment décrit quel que soit le mode de réalisation décrit. L’échangeur 1 de chaleur a une durée de vie initiale connue. Cette durée de vie initiale est calculée par le fabricant de l’échangeur 1 de chaleur.
Le procédé d’estimation comprend une première étape E 1 de mesure de la température du fluide au moyen des jauges 20 de températures.
Au cours d’une deuxième étape E2, l’unité 24 de traitement informatique calcule en temps réel une contrainte thermo mécanique pour chaque mesure de température réalisée. La contrainte thermo mécanique est calculée à l’aide de la formule suivante : o’tft(T) = E. a.AT où
E est le coefficient d’élasticité du matériau des parois de fermeture, a est le coefficient de dilatation thermique du matériau des parois de fermeture,
AT est la température mesurée entre deux fluides différents séparés par une paroi 5 de séparation .
Dans une troisième étape E3, les contraintes thermo mécaniques calculées sont stockées dans une mémoire informatique.
Le procédé 35 comprend en outre une quatrième étape E4 de mesure en continue de la pression au moyen des jauges 21 de pression. Au cours d’une cinquième étape E5, l’unité 24 de traitement informatique calcule en temps réel une contrainte mécanique de pression pour chaque mesure de pression réalisée.
Dans une sixième étape, les contraintes mécaniques de pressi on calculées sont stockées dans une mémoire informatique.
Le procédé comporte une septième étape E7 de mesure en continue des contraintes mécaniques sur les parois 9 de fermeture au moyen des jauges 22 de contraintes.
Dans une huitième étape E8, les contraintes mécaniques mesurées sont stockées.
Le procédé comporte en outre une neuvième étape E9 de déterm ination d’une série de plages de valeurs de contraintes mécaniques. Ces plages de valeurs sont déterminées en prenant l’intervalle entre la valeur maximale et la valeur minimale des contraintes précédemment calculées et mesurées. L’intervalle entre le minimum et le maximum est discrétisé pour obtenir des plages de valeurs. La discrétisation peut être plus ou moins grossière en fonction de la précision que l’on souhaite atteindre. A titre d’exemple une discrétisation peut se faire avec un pas égal à 1 0. Selon cet exemple non limitatif, l’intervalle entre les extremums est divisé en 10 plages de valeurs.
Le procédé comporte une dixième étape E1 0 au cours de laquelle, les contraintes calculées et stockées en mémoire sont associées à une plage de valeur. Autrement dit à chaque fois qu’une contrainte stockée a une valeur comprise dans une plage de valeur, ladite contrainte stockée est associée à la plage de valeur correspondante. Le procédé 35 comporte une onzième étape E1 1 au cours de laquelle, le nombre d’occurrence pour chaque plage de valeur est déterm inée.
En d’autres termes, pour une plage de valeur donnée, il est déterminé combien de fois, les contraintes calculées et mesurées précédemment se situent dans cette plage de valeur donnée.
Ceci permet dans une douzième étape E1 2 du procédé de déterminer une estimation d’une durée de vie. Ceci est réalisé de manière comparative avec une base de données élaborée de manière empirique en effectuant de nombreux tests en laboratoire.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Echangeur (1 ) de chaleur comportant :
- plusieurs cadres (2) rectangulaires adjacents, chaque cadre (2) rectangulaire définissant un volume (4) intérieur dans lequel un fluide est apte à circuler,
- une paroi (5) de séparation disposée entre chaque cadre (2, 6) adjacent et séparant les volumes (4) intérieurs les uns des autres,
- une paroi (9) de fermeture agencée sur chaque cadre (6) rectangulaire d’extrémité et destinée à fermer le volume (4) intérieur desdits cadres (6) rectangulaires d’extrém ité,
- une pluralité d’entrées (1 0) fluidiques, chacune en communication fluidique avec un volume (4) intérieur et une pluralité de sorties (31 ) fluidiques, chacune en communication fluidique avec un volume (4) intérieur, lesdites entrées (10) et sortie (31 ) fluidiques étant situées sur les cadres (2) rectangulaires,
- au moins un distributeur (1 1 ) de fluide agencé pour distribuer un fluide vers au moins une partie des entrées (1 0) fluidiques,
- au moins un collecteur (12) de fluide agencé pour collecter un fluide sortant d’au moins une partie des sorties (31 ) fluidiques,
- au moins une jauge (20) de température apte à mesurer une température du fluide,
- au moins une jauge (21 ) de pression apte à mesurer une pression du fluide,
- au moins une jauge (22, 26, 27) de contrainte apte à mesurer une déformation sur l’échangeur (1 ) de chaleur,
- un dispositif (23) de communication apte à recevoir les mesures des jauges (20, 21 , 22, 26, 27) et les envoyer vers une unité (24) de traitement informatique.
2. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 1 dans lequel, les cadres (2) rectangulaires définissent des faces (1 6, 17), l’échangeur (1 ) de chaleur définissant un axe (X) longitudinal et un axe (Y) transversal s’étendant respectivement selon une longueur (L) et une largeur (I) dudit échangeur (1 ) de chaleur, chaque collecteur (12) et chaque distributeur (1 1 ) est fixé aux faces (1 6, 17) et définissent une jonction (19) d’extrém ité entre ledit collecteur (12) et/ou distributeur (1 1 ) d’une part et les parois (9) de fermeture d’autre part, au moins une jauge (26) de jonction est agencée sur la paroi (9) de fermeture, à une première distance (D1 ) d’éloignement de la jonction (19) d’extrém ité comprise entre 44 et 150 millimètres, la première distance (D1 ) d’éloignement étant mesurée selon l’axe (X) longitudinal ou l’axe (Y) transversal.
3. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 2 dans lequel, une pluralité de jauges (26) de jonction sont agencées sur la paroi (9) de fermeture, les jauges (26) de jonction étant distantes les unes des autres d’une prem ière distance (D2) d’écart comprise entre 1 0 et 500 millimètres.
4. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 3 dans lequel, la première distance (D2) d’écart est sensiblement égale à 50 millimètres.
5. Echangeur (1 ) de chaleur selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel, la paroi (9) de fermeture définit un rectangle, une jauge de contrainte (27) centrale étant agencée sur ladite paroi (9) de fermeture à une intersection des diagonales (d) dudit rectangle.
6. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 5 dans lequel, plusieurs jauges (22) de contraintes sont agencées sur la paroi (9) de fermeture de manière alignée selon l’axe (X) longitudinal dudit échangeur (1 ) de chaleur.
7. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 6 dans lequel, les jauges (22, 26) de contraintes agencées sur la paroi (9) de fermeture sont distantes l’une de l’autre d’une deuxième distance (D3) d’écart mesurée selon l’axe (X) longitudinal, cette deuxième distance (D3) d’écart étant comprise entre 0,6 mètre et 1 ,6 mètre.
8. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 7 dans lequel la deuxième distance (D3) d’écart est sensiblement égale à 1 mètre.
9. Echangeur (1 ) de chaleur selon l’une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel, celui-ci comporte au moins une barre (28) d’étanchéité destinée à séparer le volume (4) intérieur d’un cadre (2) en au moins deux sous-volumes, chaque sous-volume étant apte à accueillir un fluide différent, ladite barre (28) d’étanchéité s’étendant selon l’axe (Y) transversal ou l’axe (X) longitudinal, et dans lequel, l’échangeur (1 ) de chaleur comprend au moins une jauge (22) de contrainte agencée sur la paroi (9) de fermeture, ladite jauge (22) de contrainte étant située à une deuxième distance (D4) d’éloignement de la barre (28) d’étanchéité comprise entre 10 et 50 millimètres, la deuxième distance (D4) d’éloignement étant mesurée selon l’axe (X) longitudinal lorsque la barre (28) d’étanchéité s’étend selon l’axe (Y) transversal et selon l’axe (Y) transversal lorsque la barre (28) d’étanchéité s’étend selon l’axe (X) longitudinal.
10. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 9 dans lequel, une pluralité de jauges (22) de contraintes sont agencées autour de la barre (28) d’étanchéité sur la paroi (9) de fermeture, les jauges (22) de contraintes étant distantes les unes des autre d’une troisième distance (D5) d’écart mesurée selon l’axe (X) longitudinal lorsque la barre (28) d’étanchéité s’étend selon l’axe (Y) transversal et selon l’axe (Y) transversal lorsque la barre (28) d’étanchéité s’étend selon l’axe (X) longitudinal, ladite troisième distance (D5) d’écart étant comprise entre 10 et 500 millimètres.
1 1 . Echangeur (1 ) de chaleur selon l’une quelconque des revendications 9 ou 10 dans lequel, l’au moins une barre (28) d’étanchéité définit des sous rectangles sur la paroi (9) de fermeture, chaque sous rectangle correspondant en projection sur ladite paroi (9) de fermeture à un sous volume, et dans lequel, une jauge de contrainte (27) centrale est agencée sur ladite paroi (9) de fermeture à une intersection des diagonales (d) de chaque sous rectangle. 22
12. Echangeur (1 ) de chaleur selon la revendication 1 1 dans lequel, plusieurs jauges (22) de contraintes sont agencées sur chaque sous rectangle de la paroi (9) de fermeture de manière alignée selon l’axe (X) longitudinal dudit échangeur (1 ) de chaleur, et dans lequel lesdites jauges (22) de contrainte sont distantes l’une de l’autre d’une quatrième distance (D6) d’écart mesurée selon l’axe longitudinal, cette quatrième distance (D6) d’écart étant comprise entre 0,6 mètre et 1 ,6 mètre et de préférence sensiblement égale à 1 mètre.
13. Ensemble (28) comprenant un échangeur (1 ) de chaleur selon l’une quelconque des revendications précédentes et une unité de traitement (24) informatique.
14. Procédé (35) d’estimation d’une durée de vie d’un échangeur de chaleur au moyen d’un ensemble selon la revendication 1 3, l’échangeur (1 ) de chaleur ayant une durée de vie initiale prédéterminée dans lequel celui-ci comprend :
- une étape (E1 ) de mesure continue de la température du fluide au moyen de la jauge de température,
- une étape (E2) de calcul en continue d’une contrainte mécanique au moyen de la mesure de la température du fluide,
- une étape (E3) de stockage en mémoire des contraintes mécaniques calculées,
- une étape de (E4) mesure continue d’une pression du fluide au moyen de la jauge de pression,
- une étape (E5) de calcul d’une contrainte mécanique au moyen de la mesure de la pression du fluide,
- une étape (E6) de stockage en mémoire des contraintes mécaniques calculées,
- une étape (E7) de mesure en continue d’une contrainte mécanique au moyen de la jauge de contrainte ,
- une étape (E8) de stockage en mémoire des contraintes mécaniques mesurées,
- une étape (E9) de détermination d’une série de plages de valeur de contraintes mécaniques, 23
- une étape (E1 1 ) consistant à compter les occurrences dans lesquelles les contraintes mécaniques stockées se situent dans une plage de valeur établies à l’étape (E9) de détermination d’une série de plages de valeurs, - une étape (E12) de calcul d’une estimation d’une durée de vie en comparant les occurrences de l’étape (E1 1 ) avec une base de données.
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