Brevet FR2477278A1 — publié le 19810904

La présente invention concerne des dispositifs de nettoyage d'échangeurs et plus particulièrement des postes mobiles de nettoyage. On sait que dans des échangeurs à plaques, couramment utilisés par exemple dans des centrales thermiques ou raffineries, la circula- tion des liquides est souvent accompagnée de la formation de dépôts sur la surface des parois et plaques et l'épaisseur de ces dépôts augmente avec le temps. La présence de dépôts réduit l'échange de chaleur et la réduction du coefficient de transmission thermique ne peut être compen- see que par un ralentissement de la circulation des fluides ce qui IO entraine une réduction du rendement de la centrale. Par conséquent, il est indispensable de procéder à n nettoyage périodique de l'échangeur. Cependant, ce nettoyage doit gtre rapide et ne pas entrainer une interruption de service trop longue. Jusq'à présent, on a nettoyé les plaques des échangeurs par brossage manuel. Ces opérations de nettoyage sont en général relative- ment longues. Certes, le nettoyage peut également atre effectué par l'injection d'un produit chimique approprié, mais le résultat n'est pas toujours celui escompté et le rejet des eaux polluées implique souvent un traitement particulier de celles-ci. Ainsi, un but de l'invention est de fournir un procédé rapide de nettoyage de plaque des échangeurs de chaleur, Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif per- mettant le nettoyage automatisé des plaques. Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif permettant un nettoyage efficace, uniquement au moyen de brossage méca- nique et de lavage à l'eau. En effet, on désire éviter tout décapant ou produit chimique qui pourrait devenir un contaminant dans-.une centrale nucléaire ou une raffinerie. On parvient à ce but, en utilisant un procédé de nettoyage comprenant essentiellement les étapes suivantes: le pré-écartement des plaques à traiter, la mise en place d'un dispositif de nettoyage muni de masques bas et hauts et de brosses, le basculement-des masques bas et leur blocage, le basculement des masques hauts et leur blocage, l'écartement des masques hauts et bas, le basculement des brosses et 3.5 leur blocage, la translation de brosses de bas en haut des surfaces des plaques puis de haut en bas, tandis qu'elles sont en rotation et que de l'eau est projetée, puis le basculement desbrosses et des 2 2477278 masques en sens inverse et le déplacement-des plaques traitées. Grâce à ce procédé, les diverses étapes sont réalisées très rapidement puisqu'elles sont automatisées. Suivant i'état des surfaces à nettoyer l'eau des rampes est envoyée à une pression appropriée. En outre, on utilise plusieurs brosses cylindriques. Une brosse vient s'appliquer contre une surface de la plaque à nettoyer et une autre brosse vient s'appliquer contre la surface de la plaque suivante. Cette paire de brosse est actionnée par un seul moteur muni d'un engrenage tel que la première brosse tourne en sens opposé au sens de rotation de la seconde brosse. Les brosses sont toutes parallèles et pendant le cycle de nettoyage elles montent et descendent le long des plaques à nettoyer. Ainsi grâce au dispositif selon l'invention, on effectue en quelques secondes le brossage complet de chaque face de plaque. Comme on utilise plusieurs paires de brosses, on peut brosser plusieurs plaques simultanément, ce qui augmente encore la vitesse du nettoyage. En général, on utilise de préférence quatre paires de brosses. - On peut donc nettoyer huit faces de plaques en même temps. Ce nombre de brosses n'est bien entendu pas limitatif. Par ailleurs, l'écartement des masques permet de les appliquer contre les joints des plaques et de maintenir ces dernières en position écartée. Les masques ont une forme quelconque telle qu'en poéition basculée, ils viennent recouvrir les joints de plaques de l'échangeur. En outre, comme les brosses et les masques peuvent occuper une position de repos, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas basculés, on peut amener le dispositif de nettoyage devant les plaques. Ces plaques sont- écartées parallèlement et comme les brosses et les masques peuvent basculer, ils viennent s'intercaler-entre les plaques pour procéder d'une part au nettoyage des plaques et d'autre part à la protection des joints. Les masques ont une fonction supplémentaire qui est de maintenir les plaques de l'échangeur en position écartée. Bien entendu, on peut intercaler aussi entre les plaques écartées, in système de projection d'eau qui permet d'entraîner les particules solides détachées par brossage. On peut, si désiré, projeter des décapants. Cependant des produits chimiques sont à éviter pour le nettoyage d'échangeurs de centrale nucléaire, toute contamination étant à éviter. La possibilité d'avoir une pression d'eau importante remplace " 2477278 l'adjonction de décapant. La description qui suit, en regard des dessins annexes à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. La figure 1 est une vue de face d'un échangeur de chaleur à plaques pendant un cycle de nettoyage. La figure 2 est une vue de c8té d'un dispositif de nettoyage selon l'invention, en position de repos. La figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de l'échangeur de la figure 1, qui est nettoyé par un dispositif selon l'invention. La figure 4 représente schématiquement les moyens mis en oeuvre pour amener des brosses destinées à nettoyer un échangeur de chaleur selon la figure 1. Sur la figure 1, on voit un échangeur I constitué principalement d'une multitude de plaques 2 parallèles et pouvant coulissei le long de la glissière 3a. Ces plaques sont en général munies d'ouvertures comportant des joints 3. Le liquide à refroidir circule entre les pla- ques 2, tandis qu'un fluide refroidissant circule dans un sens diffé- rent pour que le flux de chaleur soit transmis d'un fluide à l'autre. Le liquide qui circule entre les plaques est habituellement de l'eau. Par conséquent, il peut se former des dép6ts, sur la face de chaque paroi de plaque, dont l'épaisseur croit avec le temps. Pour effectuer le nettoyage, on utilise le poste ci-dessous selon l'invention. Ce dispositif 4 (voir figure 2) est mobile grace à deux roues qui se déplacent dans un rail 6. Un chassis 7 repose sur les roues et les roues 8 qui leur sont parallèles. Des cornières 9 en U sou- tiennent deux chariots 10 qui peuvent se lever ou s'abaisser le long des cornières qui sont munies de galets ou de roues. L'arbre moteur Il entraine une chaine 12 qui elle-même actionne les chariots 10. Ces derniers sont munis de plateaux 13 supportant quatre moteurs 14 en- trainant chacun deux arbres 15 en sens contraire, au moyen d'un engre- nage (non représenté). Chaque arbre.15 actionne une brosse 16 cylin- drique. Par conséquent, le dispositif comporte huit brosses tournant deux à deux en sens contraire. Les plateaux 13 sont reliés par des plateauxsupports de paliers (non représentés). De plus, ils peuvent tourner autour de l'arbre de basculement 17. Les cornières 9 sont fixées sur un châssis haut 7'; Les châssis 7 et 7' sont chacun reliés à huit masques 18 et 18'. Chaque masque 18 et 18' est mobile autour d'un axe 19 et 19' et peut passer de la position verticale (représen- tée en traits pleins sur la figure 2) d la position horizontale (représentée en traits discontinus). Tous les masques 18 sont paral- _5 lèles et équidistants, ainsi que les masques 18'. Pour nettoyer un échangeur à plaques, on procède de la manière suivante: on-écarte les plaques de façon à laisser quatre interstices 20. On amène ensuite le poste mobile de nettoyage 4, en le laissant rouler dans le rail 6, devant les plaques écartées. Ces opérations préliminaires ne sont pas automatiques mais on comprend qu'elles peuvent le devenir si cela était nécessaire. Le poste mobile n'est pas motorisé dans cet exemple de réalisation. Cependant, on conçoit égale- ment qu'il puisse l'être. Le cycle de nettoyage automatique commence donc. Les huit masques basculent autour de l'axe 19, selon la flèche B (figure 2). La rotation des masques est effectuée grace à quatre vérins 2i (figure 4) dont chaque tige T est fixée à une extrémité 23 de la tige rigide 24.dont l'autre extrémité 22 est fixée au masque 18. L'extrémité 23 subissant une translation, le masque 18 subit une rotation. Pour faire basculer le masque dans le sens de la flèche B il suffit de faire agir le vérin 21 en sens inverse.' On bloque les masques bas dans eette.position bas- culée, de façon que les joints 3 soient prot6ges constamment. Ce blo- cage se fait au moyen de.vérins, dont les tiges viennent s'enclenéher dans un orifice réalisé dans les masques. Ces vérins de blocage des masques bas sont au nombre de quatre. Les vérins de basculement et de * blocage sont fixés sur les chariots 7 latéraux. Les masques supérieurs subissent de la même façon un basculement dans le sens de la flèche B' pour venir protéger les joints 3 supé- rieurs et sont bloqués dans cette position. Enfin, les masques sont écartés et sont plaques contre les tôles d'échangeurs qu'ils maintien- nent à l'écartement par deux vérins. Les plaques 13 ainsi que les moteurs 14 et les huit brosses 16 basculent ensuite autour de l'arbre.17, selon la flèche C, grâce à un système de vérins analogue au système de vérins utilisé pour le basculement des masques. De même, les plaques 13 sont bloquées en position de travail, à l'aide de.vérins. - Les brossés sont donc dans la position représentée sur' les -477278 figures I et 3 et les masques sont dans la position représentée sur la figure 3. Comme on le voit plus en détail sur la figure 1, une brosse 16 tournant dans le sens S frotte contre la face 25 d'une plaque et la brosse 16' conjuguée qui est entraînée par le même moteur tourne en sens inverse S' tout en frottant contre la face 25' de la plaque suivan- te. De façon à balayer complètement la surface de la face de plaque, -les brosses sont mises en translation dans le sens de la flèche 7 (figu- re 2 et 3) et montent jusqu'en haut des plaques, grâce à l'arbre moteur Il et la chaine 12. Les brosses redescendent pour effectuer un cycle complet. Pendant que les brosses effectuent leur mouvement de rotation et leur mouvement de translation, on projette de l'eau par l'intermé- diaire de buses 26. Quand le mouvement d'aller et retour de brosses est terminé, les plaques 13 supportant les brosses basculent en sens inverse de la flèche a, puis les masques bas et hauts sont éloignés des plaques et enfin les masques hauts reviennent en position verticale; les masques bas reviennent ensuite à leur tour en position verticale. Les plaques nettoyées sont déplacées vers la gauche et res- sérées contre les précédentes. Les masques sont en t8le d'acier inoxydable. Bien entendu, ils peuvent être de forme quelconque et doivent seulement protéger les joints, habituellement de caoutchouc, disposés autour des ouvertures entre les plaques. RE V E.N D I C A T I 0 N S 1. Procédé de nettoyage de plaques parallèles d'échangeur de chaleur, caractérisé par la mise en oeuvre des étapes suivantes: le pré-écartement des plaques à traiter, la mise en place d'un dispositif de nettoyage muni de masques bas et hauts et de brosses, le bascule- ment des masques bas et leur blocage, le basculement de masques hauts et leur blocage, l'écartement des masques bas et hauts, le basculement des brosses et leur blocage, la translation des brosses de bas en haut des surfaces des plaques, puis de haut en bas, tandis qu'elles sont en rotation et que de l'eau est projetée i le basculement des brosses en sens inverse, le rapprochement des masques bas et hauts, le bascu- lement des masques en sens inverse, et finalement le déplacement des plaques traitées. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement des plaques et la mise en place du dispositif de nettoyage sont éventuellement automatisés. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les plaques sont déplacées parallèlement les unes aux autres. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écartement des masques permet de les appliquer -contre les joints des plaques de l'échangeur et de maintenir ces der- nières en position écartée. 5. Dispositif pour l'application du procédé de nettoyage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend: un chassis mobile (7) supportant au moins un chariot (10) pouvant s'abaisser ou se lever, chaque chariot (10) étant muni de plateaux (13) supportant des moteurs (14) qui entrainent chacun une brosse (16), l'ensemble des plateaux, des moteurs et des brosses pouvant basculer autour d'un arbre (15) perpendiculaire à la direction de déplacement des chariots (10), lechassis (7) supportant en outre des masques (18, 18') parallèles tournant autour d'un axe situé à la partie inférieure du chassis, et des masques parallèles tournant autour d'un axe (19, 19') situé à la partie supérieure du chassis, l'axe de rotation (19) des masques bas et l'axe de rotation (19') des masques hauts étant parallèles-à l'arbre de basculement des brosses. 2 477278 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque moteur (14) entraine en rotation une brosse (16) et, en rota- tion contraire une brosse voisine. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérise en ce que les brosses (16) et leur support (13) bascu- lent au moyen de vérins fixés sur les chariots. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les masques (18, 18') basculent au moyen de vérins fixés sur les châssis (7). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, caractérisé en ce que les masques (18, 18') sont conStitués par des plaques dont la conformation est telle que, en position basculée, elles viennent recouvrir les joints (3) des plaques de l'échangeur à nettoyer.