Brevet FR2536670A1 — publié le 19840601

La présente invention concerne d'une manière générale un procédé et un appareil servant à réaliser une évapora- tion ascendante dans des tubes verticaux, et concerne plus particulièrement un système perfectionné de distri- bution d'un produit liquide d'alimentation entre plu- sieurs tubes verticaux. Les évaporateurs classiques à tubes verti- caux comportent, de façon typique, une multiplicité ou un faisceau de tubes parallèles de transfert thermique s'étendant à travers une enceinte de chauffage, comme par exemple une chemise de vapeur De tels évaporateurs à tubes verticaux peuvent fonctionner selon un mode soit descendant, soit ascendant, ce dernier faisant l'objet de la présente invention Dans le mode ascendant, le li- quide devant être évaporé, désigné sous le terme de pro- duit à distiller, pénètre dans l'évaporateur par l'inter- médiaire d'une chambre ménagée au-dessous des tubes de transfert thermique ouverts La chaleur est fournie aid liquide par la vapeur se condensant sur les surfaces ex- térieures des tubes, et un écoulement ascendant du pro- duit à distiller est provoqué par l'écoulement de vapeur qui est produit par évaporation Le produit à distiller subsistant, qui atteint la partie supérieure de l'évapo- rateur, est collecté dans une chambre de sortie et soit est recyclé en direction de la chambre d'entrée, soit est transféré à un second dispositif évaporateur La va- peur se sépare du liquide dans la chambre de sortie et, ensuite, est soit condensée, soit utilisée en tant que milieu de chauffage dans une étape ou une mise en oeu- vre ultérieure. Le coefficient de transfert thermique obte- nu avec les évaporateurs du type que l'on vient de décri- re, est de façon typique de l'ordre de 4884 kcal/m 2 h O C. On peut cependant accroître le coefficient de transfert thermique en ajoutant un agent tensio-actif moussant au produit à distiller et en réduisant la pression appliauie au produit à distiller lorsque ce dernier pénètre dans l'extrémité d'entrée des tubes de transfert thermique La mousse résultante accroît de 100 à 200 % le taux de transfert-thermique appliqué au liquide La couche annu- laire de mousse circule contre la paroi intérieure du tube, tandis qu'un noyau de phase vapeur se dégage le long de l'axe du tube et peut circuler en direction de la sortie sans être gêné par l'écoulement de la phase liquide Une telle dynamique d'écoulement réduit la chute de pression à l'intérieur du faisceau de tubes, en permettant un fonctionnement à des pressions infé- rieures qui favorisent l'évaporation En outre, la na- ture mousseuse de la couche liquide réduit sa résis- tance thermique, ce qui favorise en supplément l'éva- poration. L'instabilité hydrodynamique de l'écoule- ment à deux phases à travers les tubes verticaux de l'évaporateur pose un problème à la fois dans l'écou- lement classique et dans l'écoulement mousseux Une telle instabilité de l'écoulement accroît la chute de pression dans les tubes de l'évaporateur ce mui gêne l'éva- poration En outre, l'instabilité hydrodynamique peut conduire à une vibration mécanique excessive suscepti- ble d'endommager l'évaporateur ainsi que les canalisa- tion rattachées. L'instabilité hydrodynamique peut être due à un certain nombre de causes et est particulièrement nuisible lors du démarrage d'un évaporateur froid De façon idéale, chaque tube du faisceau de tubesde l'éva- porateur devrait fonctionner avec un écoulement identi- que pour une chute de pression approximativement iden- tique sur la hauteur du tube Mais il se produit une ins- tabilité lorsque les tubes individuels ou des groupes de tubes du faisceau sont le siège d'un écoulement à variation brusque ou d'un écoulement pulsatoire, qui peut être dû à différentes perturbations Le plus souvent, un excès de liquide s'accumule dans un tube et le passage rapide du liquide à l'état de vapeur provoque un écoule- ment descendant du liquide Le liquide, qui est refoulé dans la chambre d'entrée,accroît la pression hydrostati- que dans cette chambre, ce qui a son tour provoque une variation brusque du liquide pénétrant dans les tubes sans évaporation rapide Le liquide ein excès s'accumu- le alors dans les tubes sans évaporation rapide, ce qui peut provoquer en outre, un passage du liquide à l'état de vapeur, conduisant éventuellement à un écou- lement transversal oscillatoire entre les tubes, au ni- veau des extrémités d'entrée des tubes Ce problème se pose de façon extrêmement aiguë pendant la phase de mi- se en marche de l'évaporateur lorsque les tubes sont remplis uniquement par du liquide et peuvent s'échauf- fer à des vitesses différentes Le passage brusque du liquide à l'état de vapeur se déclenche presque toujours' dans des tubes séparés ou dans des groupes de tubes sé- parés avant qu'il ne se déclenche dans d'autres tubes, ce qui rend difficile ou impossible la mise en marche de l'évaporateur Ce problème se pose de façon particu- lièrement aiauë dans les gros évaporateurs (c'est-à-di- re des évaporateurs possédant plus d'environ 20 tubes), étant donné q'un chauffage différentiel des tubes est pratiquement inévitable. Les évaporateurs à tubes verticaux, dans les- quels intervient la formation d'une mousse, sont un peu moins sensiblesaux perturbations d'écoulement, qui vien- nent d'être décrites, que ne le sont les évaporateurs à écoulement sans mousse, mais une telle instabilité res- te un problème grave De façon typique, de tels évapora- teurs utilisent une plaque de distribution ou de répar- tition située à une certaine distance au-dessous des en- trées des tubes de transfert thermique La plaque de distribution comporte un certain nombre d'orifices, qui provoquent une formation de mousse lorsque le produit à distiller passe à travers eux Cependant, l'écarte- ment de la plaque de distribution entraîne la forma- tion d'un collecteur qui transmet les perturbations de l'écoulement depuis un tube ou un groupe de tubes à un autre, ce qui intensifie les problèmes que l'on vient de décrire. C'est pourquoi il est souhaitable de four- nir un procédé et un système pour faire fonctionner des évaporateurs à tubes verticaux et en particulier des évaporateurs à tubes verticaux, à formation de mousse, qui éliminent efficacement l'apparition de telles ca- ractéristiques d'écoulement indésirables et qui permet- tent d'amortir un tel écoulement une fois qu'il a com- mencé. On va dédrire' ci-après l'art antérieur. Le brevet US N' 3 846 254 déposé au nom de Sephton décrit la construction et l'utilisation d'évaporateurs à tubes verticaux présentant à la fois un écoulement ascendant et un écoulement descendant, ainsi que la mise en oeuvre de l'évaporation avec for- mation de mousse dans des tubes vertieaux On indique que la distance ou l'intervalle entre la plaque de dis- tribution et les extrémités d'entrée des tubes a une valeur allant jusqu'à atteindre plusieurs centimètres de manière à réaliser une turbulence maximum et la formation de mousse directement en amont des entrées des tubes Dans "Dessalement" ( 1975), 16:1-13, Sephton décrit un évaporateur à tubes verticaux à écoulement ascendant cormortant une plaque de distribution dont la distance par rapport aux entrées des tubes est égale à 7,6 cm Dans "Proc of the Fourth Int Symposium on Presh Water from the Sea" (Compte-rendus du 4-ème sym- posium international sur l'eau douce tirée de la imr ( 1973) 1:471-481, Sephton mentionne le problème de l'instabili- té hydrodynamique dans un évaporateur à tubes verticaux à écoulement ascendant et à formation de mousse, compor- tant un faisceau de 18 tubes La publication du Ministè- re du Commerce des Etats Unis d'Amérique (NTIS) PB-271 022 "Régénération des tours de refroidissement d'installations de production d'énergie avec purge pour le recyclage avec cristallisation par évaporation, avec amélioration des liaisons interfaciales" (Renovation of Power Plant Cooling Tower Blow dow for Recycle by Evaporation Crystallization with Interface Enhancement), Juin 1977, décrit l'utilisation d'un évaporateur à tubes verticaux à écoulement ascendant comportant une plaque de distribution dont la surface su- - î périeure se situe à une distance expérimentalement varia- ble d'une tôle porte-tubes inférieure, qui définit les entrées des tubes Un évaporateur classique à circula- tion ascendante utilisant plusieurs buses dans une pla- que fixe située au-dessous des entrées des tubes se trou ve décrit dans le brevet suisse N O 188 608. La présente invention concerne un procédé et un système perfectionnés pour faire fonctionner un évapo- rateur à tubes verticaux à écoulement ascendant La pré- sente invention est basée sur deux découvertes Tout d'abord on a observé qu'il est possible de réduire ou d'éliminer complètement les instabilités d'écoulement dans un évaporateur à tubes multiples, en amortissant l'écoulement transversal aui apparaît entre les tubes de transfert thermique, dans le collecteur défini entre la plaque de distribution et les entrées des tubes. En second lieu on a noté aue la chute de pression glo- bale sur la hauteur des tubes d'un tel évaporateur est fonction du degré d'amortissement de l'écoulement trans- versal entre les entrées des tubes Comme cela a été dé- crit précédemment, la chute de pression est inversement proportionnelle au coefficient de transfert thermique ob- tenu Sur la base de ces observations, on a développé une nouvelle structure et un nouveau procédé pour faire fonctionner un évaporateur à tubes verticaux. Dans sa forme la plus large, la structure est caractérisée par le fait que la plaque de distribu- tion est disposée en deça d'une certaine distance criti- que par rapport aux entrées des tubes, de manière à ga- rantir un amortissement suffisant de l'écoulement trans- versal, afin d'obtenir un fonctionnement stable de l'éva- porateur Le caractère critique de ce paramètre n'a pas été reconnu jusqu'à présent et il est pratiquement im- possible de mettre en marche des évaporateurs à faisceau important (c'està-dire des évaporateurs comportant plus d'environ 100 tubes) dans lesquels la distance indiquée est supérieure à la limite supérieure prévue ici. Dans la forme de réalisation préférée, la plaque de distribution est mobile par rapport aux en- trées des tubes, de manière à fournir un amortissement ou une résistance variable vis-à-vis de l'écoulement transversal De cette manière, pendant des périodes d'écoulement instable, l'écoulement transversal entre les extrémités d'entrée peut être amorti jusqu'à ce que l'écoulement redevienne normal En outre, on peut opti- miser le transfert thermique en réglant de façon conti- nue la position de la plaque de distribution afin de réduire au minimum la chute de pression sur la-hauteur des tubes. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente une vue en éléva- tion latérale en coupe d 'un évaporateur à écoulement ascendant; la figure 2 représente une vue de dessus de la plaque de distribution de l'appareil de la figu- re 1; les figures 3 à 5 sont des vues en élévation latérale en coupe de variantes de la partie inférieure de l'appareil de la figure 1 selon l'invention; et la figure 6 représente un schéma d'utilisa- tion d'évaporateur a tubes verticaux conformes à l'in- vention. En se référant à la figure 1, on voit qu'un évaporateur à tubes verticaux 10 comporte plusieurs tu- bes verticaux de transfert thermique 12 monté à l'in- térieur d'une enceinte de chauffage 14, de façon typi- que une chemise de vapeur La chemise de vapeur 14 com- porte une entrée 34 pour la vapeur, une sortie 36 pour le condensat et une sortie 38 pour les produits non con- densables Lestubes 12 se terminent, au niveau de leurs extrémités intérieures, dans une plaque 16 formant sup- port d'entrée des tubes et traversent une plaque 18 for- mant support de sortie des tubes, au niveau de leurs ex- trémités supérieures Une coupelle inférieure 20, compor- tant une entrée 22 pour le liquide, est fixée de façon étanche contre la plaqoe 1-6 formant support d'entrée des tubes de manière à définir une chambre d'entrée 24 La coupole supérieure 26 entoure de façon similaire la pla- que 18 formant support de sortie des tubes et est réu- nie à l'évaporateur 10 à une certaine distance au-des- sous de la partie supérieure de l'enveloppe de chauffa- ge 14 de manière à définir un déversoir de sortie 28. La coupole supérieure 26 comporte, au niveau de son ex- trémitée supérieure une sortie 30 pour la vapeur, et une sortie 32 pour le liquide, qui est en communica- tion fluidique avec le déversoir 28. La constitution détaillée de l'évaporateur peut varier en fonction des conditions particulières du processus En particulier les matériaux de construction seront choisis de manière à être compatibles avec les fluides et les températures intervenant dans le proces- sus La configuration et les dimensions de l'évaporateur peuvent également varier dans des limites étendues Les tubes de transfert thermique sont habituellement cylin- driques, bien que d'autres sections transversales soient également fonctionnelles De façon similaire, l'enceinte de mise en oeuvre du processus définissant l'évaporateur sera habituellement cylindrique, sans que cela soit une nécessité Le nombre des tubes dépendra à la fois du dé- bit de sortie désiré et de la taille des tubes indivi- duels Les tubes auront habituellement des dimensions identiques de manière à fournir des écoulements identi- ques dans les différents tubes, qui posséderont de façon typique des diamètres compris entre 5,1 et 7,2 centimè- tres. A ce stade, il faut indiquer que la descrip- tion de l'évaporateur 10 est typique pour des évapora- teurs utilisés à la fois pour une évaporation classique dans des tubes verticaux et pour uo évaporation avec for- mation de mousse dans des tubes verticaux Lors du fonc- tionnement en tant qu'évaporateur avec formation de mous- se, l'évaporateur 10 à tubes verticaux comportera égale- ment, comme cela est usuel, une plaque de distribution (figure 2), comportant une pluralité d'orifices 42. La plaque de distribution particulière représentée est circulaire et est destinée à être utiliséedans des éva- porateurs possédant des sections en coupe transversale circulaires On pourrait utiliser d'autres sections en coupe transversale La disposition des orifices 42 dans la plaque 40 est identique à la disposition des tubes 12 dans la plaque 16 formant support d'entrée des tubes. Normalement la plaque 40 sera montée de manière que les orifices 42 soient alignés avec les tubes 12, mais pas dans tous les cas, comme cela sera indiqué ci-après. Les diamètres d Esorifices sont nettement inférieurs aux diamètres des tubes, des diamètres, comrrisdans la canme allant de 0,3 à 1,7 cm étant les plus utiles. Comme cela est représenté sur la figure 1, la plaque de distribution 40 est montée sur un anneau 44 qui maintient la plaque à distance de la plaque 16 formant support des tubes d'entrée Par conséquent -l'anneau 44, la plaque 40 et la plaque 16 définissent ensemble un collecteur 46 qui, comme cela sera décrit de façon plus détaillée ci-après, permet au liquide de pénétrer à partir de l'un quelconque des orifices 42 pour s'écouler en direction d'un tube individuel quel- conque 12 L'utilisation de l'anneau 44 pour la fixa- tion de la plaque 40 est appropriée, mais non néces-_ saire La plaque 40 a pourrait être fixée directement à la paroi intérieure de la coupole inférieure 20 (voir figure 3). Bien que les plaques de distribution, tel- les que la plaque 40 représentée sur la figure 1,aient été principalement utilisées en liaison avec les évapo- rateurs à tubes verticaux à formation de moussel'effet de transformation brusque du liquide à l'état de vapeur fourni par de telle plaques et décrit ci-après de fa- çon détaillée améliore également le fonctionnement des évaporateurs fonctionnant dans un mode sans for- mation de mousse, et la présente invention n'est pas limitée à l'évaporation avec formation de mousse. Dans le cas de l'évaporation avec forma- tion de mousse, une faible quantité d'agent tensio- actif est ajoutée au liquide devant être évaporé (le produit à distiller), qui pénètre alors dans la cham- bre d'entrée 24 de l'évaporateur par l'entrée 22 Au moyen d'une surchauffe du produit à distiller, de fa- çon tvpique d'environ 0,28 à 280 C par rapport à la température de saturation dans le collecteur 46, une partie du produit introduit s'écoulant à travers cha- que orifice passe brusquement à l'état de vapeur lors- 1 O qu'elle traverse les orifices 420 Un tel passage brusque à l'état de vapeur est souhaitable étant donné que cela déclenche l'écoulement à deux phases dans le liquide avant sa pénétration dans les tubes de transfert thermi- que 12 En outre, le passage brusque à l'état de vapeur provoque le moussace du liquide, qui est essentiel pour un fonctionnement correct On se reportera au brevet US N' 3 846 254 qui doit être considéré comme intégré à la présente description par la référence qui lui est faite ici pour avoir une description complète de l'évaporation avec formation de mousse. En général il est souhaitable de prévoir une distance relativement importante entre la plaque de dis- tribution 40 et la plaque porte-tubes 16 Une telle dis- tance est avantageuse étant donné qu'elle permet un écou- lement transversal sensiblement non restreint entre les différents orifices et chacun des tubes de transfert 12. De cette manière la pression d'entrée dans chaque tube 12 est sensiblement identique à 'la pression d'entrée pour tous les autres et les écoulements à travers les différents tubes sont uniformisés En maintenant ainsi un écoulement parallèle et uniforme à travers le faisceau de tubes, on utilise avec le rendement maximum la différence effective de température, régissant le transfert thermique. Cependant, des instabilités d'écoulement peuvent perturber la configuration d'écoulement uni- forme à travers le tube en réduisant le rendement du transfert thermique On a observé trois états particu- lièrement nuisibles et perturbateurs Tout d'abord des oscillations entre deux ou un plus grand nombre de groupes de tubes peut apparaître pendant la mise en marche ou après que l'écoulement ait été perturbé dans un groupe quelconque de tubes En seconde lieu, on observe des configurations de décharge à ondes cir- culaires dans les faisceaux de tubes cylindriques La troisième forme d'instabilité est caractérisée par 1 1 une forme aléatoire d'irruption de vapeur et de liquide hors de différents tubes On n'observe aucun réseau ou séquence distincte d'oscillations Dans tous les cas l'instabilité s'accompacne d'une chute de pression re- lativement élevée sur la nauteur des tubes et un débit relativement faible de transfert thermique au produit à distiller Outre le fait de réduire le trans- fert thermique efficace en direction du produit à dis- tiller, une telle instabilité peut appliquer des for- ces hydrodynamiques importantes à l'évaporateur, en provoquant des oscillations ou des vibrations suscep- tibles d'endommager ce dernier Ces problèmes augmen- tent proportionnellement au nombre des tubes, simple- ment en raison du fait que la probabilité qu'au moins un tube soit le siège d'une perturbation et déclenche un écoulement instable est supérieure. La solution la plus simple au problème de l'instabilité d'écoulement dans le faisceau de tubes est illustrée sur la figure 1 En disposant la plaque de distribution 40 en deçà d'une certaine distance critique (dimension G) de la plaque 16 formant support d'entrée pour les tubes, il est possible d'amortir l'écoulement transversal entre les deux entrées Ceci est souhaitable étant donné qu'un écoulement de renvoi provoqué par l'évaporation rapide dans les tubes est moins susceptible d'avoir un effet sur des tubes voi- * sins du faisceau On a trouvé que la distance critique entre les entrées des tubes 12 et de la plaque de dis- tribution 40 se situe dans la gamme allant de 0,01 à 0,2 fois la largeur moyenne des tubes, et de préféren- ce dans la gamme allant de 0,05 à 0,1 fois la largeur moyenne des tubes. Comme cela est représenté sur la figure 1, la plaque de distribution 40 est essentiellement paral- lèle à la plaque 16 formant support d'entrée pour les tubes Bien que ce soit habituellement le cas, il est possible d'autoriser une certaine variation de l'écar- tement, pourvu que ce dernier ne diffère de la gamme critique, en aucun point De même les tubes 12 sont représentés comme ayant des diamètres identiques A nouveau c'est là la méthode la plus appropriée pour réaliser l'évaporateur, mais les tubes peuvent avoir d'autres sections transversales et le diamètre des tu- bespeut varier légèrement Cependant, des variations dans le diamètre des tubes sont limitées étant donné que des tubes possédant différents diamètres auront habituellement des débits-différents (sous despres- sions différentielles identiques), ce qui perturbe la vitesse d'écoulement uniforme à travers le fais- ceau et conduit à des instabilités. La figure 3 représente la partie inférieu- re de l'évaporateur 10, comportant une plaque de dis- tribution 40 a modifiée qui possède à la fois des ori- fices 42 a, qui sont essentiellement coaxiaux avec les tubes 12,et des orifices intercalés 42 b qui sont si- tués entre les orifices 42 a Les orifices intercalés permettent à une partie du produit liquide introduit de venir heurter la plaque 16 formant support d'entrée pour les tubes, ce qui garantit que le volume 46 du col- lecteur reste inondé de liquide Cet état de remplissa- ge par le liquide est souhaitable pour favoriser l'ob- tention d'un écoulement identique pour tous les tubes (par exemple lorsqu'un ou plusieurs des orifices 42 a ou 42 b sont obstrués) et pour empêcher un fonctionne- ment à sec ou un fonctionnement avec stagnation dans le collecteur, susceptible de conduire à une oxydation par les sels présents dans le produit introduit. Les orifices intercalés 42 b seront norma- lement plus petits que les orifices coaxiax 42 a, avec de façon typique des diamètres s'étageant entre 0,13 et 0,5 centimètres et permettront normalement Je passa- ge d'une partie plus faible de l'écoulement total Le nombre, la taille et les positions à la fois des ori- fices coaxiaux 42 a et des orifices intercalés 42 b dé- pendront des conditions du processus incluant la tempé- rature d'évaporation, la viscosité du produit envoyé la présence de particules, l'aptitude du produit introduit à former de la mousse, les dimensions des tubes et l'écartement fixé desorifices par rapport aux entrées des tubes. Dans une troisième variante (non représen- tée), la plaque de distribution comportera des orifi- ces intercalés et un petit nombre d'orifices coaxiaux aux tubes de transfert thermique ou aucun orifice de ce type Cet agencement garantit que le collecteur est rempli à tout moment par le produit à distiller comnpor- tant deux phases,mais est le siège d'une chute de pres- sion légèrement supérieure. L'utilisation de la plaque de distribution 40 (ou 40 a) à une distance fixe G de la plaque portant les tubes est souhaitable, étant donné que c'est la solution la moins onéreuse au problème de l'instabili- té de l'écoulement Cependant, comme décrit ci-dessus, pendant le fonctionnement stable il est souhaitable d'avoir une distance plus importante, de façon typi- que de l'ordre de 2,5 à 10,2 centimètres, et d'une ma- nière plus typique dans la gamme allant de 5,1 à 7,6 centimètres Naturellement le fait de prévoir une pla- que de distribution fixe ne permet pas d'accroître cet- te distance pendant les périodes d'écoulement stable Pour cette raison il est souhaitable de prévoir une plaque de distribution 40, dont la distan- ce par rapport à la plaque 16 formant support d'entrée pour les tubes peut être modifiée pendant le fonction- nement de l'évaporateur En se référant maintenant aux 1 4 figures 4 et 5, on va décrire deux formes de reaiisa_ tion particulières permettant une telle possibilité de réglage Dans ces deux formes de réalisation, la pla- que de distribution 40 est représentée comme compor- tant des orifices coaxiaux 42, comme cela est décrit en référence à la figure 1 Les deux formes de réali- sation sont censées fonctionner de façon identique, avec des plaques de distribution comportant des orifi- ces intercalés décrits ci-dessus. Sur la figure 4, la plaque de distribution est montée avec possibilité de glissement à l'inté- rieure de l'anneau 44, qui est fixé à la plaque porte- tubes 16 L'anneau 44 s'étend de façon typique sur une distance d'environ 12,7 cm au-dessous de la plaque por- te-tubes 16 de manière à former un collecteur 46 dont la hauteur est variable entre environ zéro et la valeur totale de 12,7 cm Si l'on monte alors la plaque de distribution 40 sur un vilebrequin 50 qui traverse la coupole 20 au niveau d'un joint d'étanchéité au vide 5, une rotation du vilebrequin à l'aide de la poignée 52 permet de réduire ou d'accroître la distance G en fonction des conditions d'écoulement Naturellement, comme cela est représenté, la position de la plaque de distribution 40 est réglable manuellement, et de façon typique, la distance peut être réduite pendant la mise en marche et accrue une fois que l'écoulement stable a été atteint Ensuite, il serait tout-à-fait possible de modifier la distanc uniquement dans le cas o l'ob- servateur a observé des instabilités d'écoulement. Une seconde forme de réalisation de la pla- que de distribution réglable est représenté sur la fi- gure 5 Un ensemble formant chariot 54 est monté sur une barre ou piste horizontale 56 qui est suspendue par des crochets 57 à l'anneau 44, comme cela est re- présenté Deux ou plusieurs bielles 58 sont reliées avec possibilité de rotation, au niveau de leurs extré- mités supérieures, à la plaque de distribution 40 et, au niveau de leurs extrémités inférieures, à l'ensemble formant chariot 54 Une tige à mouvement alternatif 60 pénètre dans la coupole inférieure 20 à travers un joint d'étanchéité au vide 62, de telle sorte que le déplace- ment de va-et-vient de la tige 60 provoque une transla- tion ascendante et descendante de la plaque de distri- bution 40 Comme cela estreprésenté, la tige 60 est re- liée par l'intermédiaire de bras articulés 64 à une - roue d'entraînement 66 La roue d'entraînement 66 peut être entraînée par un moteur pas-à-pas (non représenté), permettant une télécommande de la plaque de distribu- tion 40. On peut imaginer de nombreux autres mécanis- mes permettant de régler la hauteur de la plaque de dis- tribution 40 Les deux exemples indiqués ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'illustration des mécanismes possibles et ne sont pas censés limiter l'objet de la présente invention. En outre, la présente invention n'est pas censée être limitée au réglage de la distance entre la plaque de distribution et la plaque formant support d'en- trée pour les tubes, comme seuls moyens permettant de ré- gler la résistance à l'écoulement transversal On pour- rait imaginer d'autres mécanismes incluant le relèvement uniquement de certaines parties de la plaque de distribu- tion, la mise en place d'éléments formant valves du type à papillon en différents emplacements afin d'entraver l'écoulement transversal, et analogues L'utilisation du mécanisme servant à soulever la plaque de distribution est cependant préféré et utilisé à titre d'exemple. En se référant maintenant à la figure 6, on va décrire le fonctionnement des évaporateurs à tubes verticaux de la présente invention, en se référant à un évaporateur à deux étac es Un premier évaporateur est monté en série avec un second évaporateur 72, ces deux évaporateurs étant essentiellement identiques. Le produit à distiller préchauffé pénètre au bas du premier évaporateur 70 par la canalisation 74 et monte en traversant une plaque de distribution 75 Le pro- duit est légèrement préchauffé au-dessus de la tem- pérature de saturation du produit à distiller, à la pression présente en aval de la plaque de distribution 75, de telle sorte qu'une partie du produit à distil- ler passe rapidement à l'état de vapeur lorsqu'il pé- nètre dans le collecteur 76 Le liquide moussant ré- sultant, formé de deux phases, circule selon un mouve- ment ascendant à travers les tubes de transfert ther- mique 77 et est évaporé de la manière décrite dans le brevet US No 3 846 854 De la chaleur est envoyée à l'évaporateur 70 au moyen d'une vapeur fournie par la canalisation 78 Le condensat retourne à la chaudière par l'intermédiaire de la canalisation de retour 82. Le mélange formé de deux phases et évacué à la partie supérieure des tubes de transfert thermi- que 77 se scinde en une phase vapeur et une phase li- quide dans la chambre supérieure 83 La phase vapeur est dirigée par l'intermédiaire de la canalisation 84 à l'enceinte de chauffage de l'évaporateur 72, o elle agit en tant que milieu de chauffage Le produit à dis- tiller concentré est envoyé au second évaporateur 72 par l'intermédiaire de la canalisation 86 et sert à alimenter l'étage suivant La vapeur sortant à la par- tie supérieure du second évaporateur 72 est évacuée par l'intermédiaire de la canalisation 88 et est con- densée dans le condenseur 90 Le condensat 91 est réu- ni au condensat 92 sortant de la chemise de vapeur de l'évaporateur 72 et ces deux condensats sont évacués en tant que distillat par l'intermédiaire de la cana- lisation 93. Les deux évaporateurs -70 et 72 sont munis de plaques de distribution réglables 75 telles que dé- crites précédemment en référence à la figure 5 Les moteurs pas-à-pas 94 sont raccordés aux tiges 60 par l'intermédiaire de tringleri Esappropriées Il est pré- vu des dispositifs 96 de commande des moteurs, servant à actionner les moteurs de manière que la distance en- tre la plaque de distribution et les entrées des tubes puisse être commandée de façon continue pendant le fonc- tionnement des évaporateurs. On a trouvé que des instabilités d'écou- lement conduisent toujours à une chute de pression supérieure sur les parois des tubes, le système de commande préféré est basé sur cette observation Un capteur de pression différentielle 98 mesure la chu- te de pression dans la paroi du tube entre un point voisin des entrées des tubes 77 et un second point situé dans la chambre supérieure,83 de l'évaporateur. Le signal de pression différentielle est ensuite en- voyé à un dispositif 100 de commande de la pression, qui optimise le soulèvement de la plaque de distribu- tion 75 afin d'obtenir une pression différentielle minimale entre les extrémités des tubes Comme cela a été indiqué précédemment, une telle chute de pres- sion minimum est en rapport directe avec le transfert thermique efficace maximum et le fonctionnement le plus efficace de l'évaporateur. De façon typique, le dispositif de com- mande 100 sera un dispositif de commande piloté par un microprocesseur et utilisant un algorithme de com- mande spécialisé pour le maintien d'une pression dif- férentielle minimum Par exemple, le dispositif de commande peut déclencher de légères modifications de la hauteur de la plaque et observer l'effet obte- nu sur la pression différentielle apparaissant sur la hauteur des tubes De cette manière il est possible de déterminer une pression différentielle minimale. D'autres programmes de commande plus sophistiqués sont disponibles dans le commerce et sont bien connus dans la technique. Bien que la présente invention ait été décrite de façon détaillée sur la base d'illustra- tion et d'exemple permettant d'en faciliter la com- préhension, il est évident que certaines modifica- tions et variantes peuvent y être apportées sans sor- tir du cadre de l'invention. De préférence les orifices situés dans la plaque de distribution comportent des buses servant à diriger un jet annulaire de liquide sur les parois inté- rieures des tubes". REVENDICATIONS 1 Evaporateur perfectionné comportant plu- sieurs tubes verticaux de transfert thermique ( 12; 77), une chambre ( 24) d'entrée du liquide entourant les ex- trémités inférieures des tubes, une plaque de distribu- tion ( 40; 75), située à l'intérieur de la chambre d'en- trée ( 24) et comportant une multiplicité d'orifices ( 42; 42 a,42 b) et qui est écartéedes extrémités d'entrée des tubes ( 12; 77) de manière à définir un collecteur ( 46; 76) qui relie entreelles lesdites entrées de ma- nière à permettre entre elles un écoulement transver- sal, une chambre de sortie ( 26; 83) entourant les extré- mités supérieures des tubes ( 12; 77), et des moyens ( 14) permettant de chauffer l'extérieur des tubes afin de provoquer une évaporation du liquide circulant dans ces derniers, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens ( 50,51; 54,56,57,58,60,64,66; 60; 94,96,98,100) ser- vant à amortir l'écoulement transversal entre les en- trées des tubes ( 12; 77), ce qui empêche un écoulement transversal oscillatoire entre deux ou plusieurs tubes. 2 Evaporateur perfectionné suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'amor- tissement comprennent des moyens ( 50,52; 54,56,57,58,60, 64,66; 60,94,96) permettant de régler le degré d'amortis- seaent alors que l'évaporateur est en fonctionnement. 3 Evaporateur perfectionné selon la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 98,100) permettant de commander le degré d'amortissement en réponse à la chute de pression à l'intérieur des tubes. 4 Evaporateur perfectionné selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que l Esmoyensservant à commander le degré d'amortissement comprennent des moyens pour positionner la plaque de distribution ( 40; 75) par rapport aux entrées des tubes ( 12,77) de manière à modi- 253667 G fier la résistance à l'écoulement transversal. Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que les moyens ser- vant à amortir l'écoulement transversal agissent en plaçant la plaque de distribution ( 40; 75) à une dis- tance fixe des entrées des tubes ( 12; 77), ladite dis- tance fixe se situant dans la gamme comprise entre 0,01 et 0,2 fois la largeur moyenne des tubes. 6 Evaporateur perfectionné comportant plusieurs tubes verticaux de transfert thermique ( 12; 77), une chambre ( 24) d'entrée pour le liquide, entou- rant les extrémités inférieures des tubes, une plaque de distribution ( 40,75) située à l'intérieur de la cham- bre d'entrée ( 24) et comportant une multiplicité d'ori- fices ( 42; 42 a,42 b)la traversant, une chambre de sortie ( 26; 83) entourant les extrémités supérieures desktubes, et des moyens ( 14) permettant de chauffer l'extérieur des tubes de manière à évaporer les liquides traversant ces derniers, caractérisé en ce qu'il est prévu des moyens ( 51,52; 54,56,57,58,60,64,66; 60,94,96,98,100 Y permettant de monter de façon réglable la plaque de distribution ( 40,75) à l'intérieur de la chambre d'en- trée ( 24) de manière à définir une distance variable entre la plaque de distribution et les entrées des tu- bes, lesdits moyens étant aptes à modifier cette dis- tance alors que l'évaporateur est en fonctionnement. 7 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 6, caractérisé en ce que les moyens ( 50, 52) de montage de la plaque de distribution ( 40) sont réglables manuellement. 8 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 6, caractérisé en ce que les moyens ( 54, 56,57,58,60,64,66) de montage de la plaque de distri- bution ( 40) sont réglables à distance. 9 Evaporateur perfectionné selon la reven- dication 6, caractérisé en ce que les moyens ( 60,94, 96,98,100) permettant le montage réglable de la pla- que de distribution ( 75) peuvent être actionnés par un dispositif de commande automatique ( 100). 10 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que les entrées des tubes se terminent dans une plaque ( 16) essentielle- ment plate formant support pour les tubes. 11 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 10, caractérisé en ce que les moyens ( 50, 52) permettant le montage avec possibilité de réglage de la plaque de distribution ( 40) comprennent un vile- brequin ( 50) comportant des bielles reliées à la pla- que de distribution, ce qui a pour effet qu'une rota- tion du vilebrequin ( 50) provoque une translation de la plaque de distribution par rapport à la plaque ( 16) formant support pour les tubes, & distance et dans l'ensemble parallèlement à cette dernière. 12 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 10, caractérisé en ce que les moyens ( 54, 56,57,58,60,64,66) permettant le montage avec possibi- lité de réglage de la plaque de distribution ( 40)compor- tent un chariot ( 54) monté avec possibilité de glisse- ment sur une piste horizontale ( 56), et des bielles ( 58) montées avec possibilité de pivotement entre le chariot et la plaque de distribution de telle sorte que le déplacement du chariot le long de la piste pro- voque une translation de la plaque de distribution par rapport à la plaque de support des tubes, à distance et dans l'ensemble parallèlement X cette dernière. 13 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 6, caractérisé en ce aue les tubes verti- caux ( 12; 77) ont une section transversale circulaire. 14 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 6, caractérisé en ce qua'il comporte au moins 20 tubes. Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 6, caractérisé en ce que les moyens ( 14) servant à chauffer l'extérieur des tubes sont formés par une chemise de vapeur. 16 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 6, caractérisé en ce que la plaque de distribution ( 40; 75) comporte au moins un orifice ( 42; 42 a) aligné axialement avec chaque tube de transfert thermique ( 12; 77). 17 Evaporateur perfectionné selon la re- vendication 16, caractérisé en ce que la plaque de distribution ( 40; 75) comporte des orifices supplémen- taires ( 42 b) qui ne sont pas alignés axialement avec les tubes ( 12; 75). 18 Evaporateur perfectionné selon la:re- vendication 6, caractérisé en ceque les orifices ( 424 ménagés dans la plaque de distribution comportent des bu- ses permettant de diriger un jet annulaire de liquide sur les parois intérieures des tubes. 19 Evaporateur comportant plusieurs tubes verticaux de transfert thermique ( 12; 77), uie chambre d'entrée ( 24) pour le liquide, entourant les extrémités inférieures des tubes, une plaque de distribution ( 40; ) située à l'intérieur de la chambre d'entrée et com- portant une multiplicité d'orifices ( 40; 42 a,42 b) la traversant et qui est écartée des extrémités d'entrée des tubes ( 12; 77) de manière à définir un intervalle qui relie lesdites entrées afin de permettre un écoulement transversal entre elles, une chambre de sortie ( 26; 83) entourant les extrémités supérieures des tubes, et des moyens ( 14) permettant de chauffer l'extérieur des tubes de manière à évaporer le liquide traversant ces derniers, cet évaporateur comportant un système perfectionné de distribution d'un produit d'amenée li- quide, caractérisé en ce que l'intervalle entre la pla- que de distribution ( 40; 75) et les extrémités d'entrée des tubes ( 12; 77) se situe à une valeur de l'ordre de 0,01 à 0,2 fois la largeur moyenne des tubes. Evaporateur selon la revendication 19, caractérisé en ce que les tubes verticaux ( 12; 77) pos- sèdent une section transversale circulaire. 21 Evaporateur selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comporte au moins 20 tubes. 22 Evaporateur selon la revendication 19, caractérisé en ce que les moyens ( 14) servant à chauf- fer l'extérieur des tubes sont formés par une chemise de vapeur. 23 Evaporateur selon la revendication 19, caractérisé en ce que la plaque de distribution ( 40; ) comprend au moins un orifice ( 42,42 a) aligné axia- lement avec chaque tube de transfert thermique ( 12; 77). 24 Evaporateur selon la revendication 23, caractérisé en ce que la plaque de distribution ( 40) comporte des orifices supplémentaires ( 42 b) qui ne sont pas alignés axialement avec les tubes. Evaporateur selon la revendication 19, caractérisé en ce que les orifices situés dans la pla- que de distribution coiortert des buses servant à diri- ger un jet annulaire de liquide sur les parois inté- rieures des tubes. 26 Procédé d'exploitation d'un évapora- teur qui comporte plusieurs tubes verticaux de trans- fert thermique ( 12; 77), une chambre d'entrée l)24:) pour un liquide, entourant les extrémités inférieures des tubes, une plaque de distribution ( 40,75) située à l'intérieur de la chambre d'entrée et comportant une multiplicité d'orifices ( 42; 42 a,42 b) la traversant, et qỉ est écartée des extrémités d'entrée des tubes de ma- nière à définir un collecteur ( 46,76) qui relie lesdi- tes entrées afin de permettre un écoulement transver- sal entre elles, une chambre de sortie ( 26; 83) entou- rant les extrémités supérieures des tubes, caractéri- sé en ce qu'il consiste à envoyer un liauide devant être évaporé dans lachambre d'entrée ( 24) de manière que le liquide s'écoule à travers les orifices ( 42; 42 a,42 b) situés dans la plaque de distribution, pour pénétrer dans le collecteur ( 46; 76) et ensuite dans les tubes ( 12; 77), à mesurerla chute de pression à l'inté- rieur des tubes verticaux ( 12; 77) et à amortir l'écou- lement transerval entre les extrémités d'entrée des tubes de manière à réduire au minimum la chute de pres- sion intervenant à l'intérieur des tubes verticaux. 27 Procédé selon la revendication 26, ca- ractérisé en-ce que l'écoulement transversal est amor- ti grâce à un réglage de la distance entre la plaque de distribution ( 40,75) et les entrées des tubes ( 12; 77). 28 Procédé selon la revendication 26, ca- ractérisé en ce qu'il comprend en outre l'adjonction d'un agent tensio-actif au liquide devant être évapo- ré de telle sorte que le débit de transfert thermique en direction du liquide est accru. 29 Procédé selon la revendication 26, ca- ractérisé en ce que le liquide est chauffé avant de traverser loeorifices de sorte qu'une partie du liqui- de passe brusquement à l'état de vapeur lorsqu'il pé- nètre dans le collecteur ( 46,76) de manière à former un mélange mousseux qui pénètre dans les tubes ( 12; 77).