Brevet FR2681641A1 — publié le 19930326

Dispositif de refroidissement pour moteurs à réaction, notamment pour moteurs à réaction hypersoniques. L'invention a pour objet un dispositif de refroidissement de l'air de refroidissement d'un moteur à réaction fonctionnant avec un combustible emmagasiné à basse température, notamment l'hydrogène, le combustible étant envoyé au moteur après avoir absorbé de la chaleur dans un échangeur de chaleur intercalé dans la conduite d'amenée de combustible et l'air de refroidissement, prélevé dans une entrée d'air du moteur par une amenée d'air, étant envoyé au moteur pour le refroidir après avoir fourni de la chaleur dans l'échangeur de chaleur Un tel dispositif est connu d'après le document de brevet DE 39 42 022 Al. Les températures qui s'établissent dans un moteur à réaction pour avions à grande vitesse sont extrêmement élevées en raison du nombre de Mach élevé. Cela est particulièrement valable pour les avions rapides hypersoniques Il en résulte qu'on doit évacuer une quantité de chaleur élevée pour maintenir dans des limites techniquement admissibles la température des matériaux des éléments de construction situés dans la partie chaude du moteur Un problème supplémentaire se pose alors en ce que les températures de l'air dans l'entrée d'air d'un moteur à réaction hypersonique fonctionnant à des nombres de Mach de 5 à 7 atteignent une valeur comprise entre 1500 'K et 23000 K Le refroidissement des composants chauds du moteur, par exemple dans le domaine de la chambre de combustion, de la turbine et des parties situées en aval, telles que des parties de brûleurs de post-combustion, par de l'air ainsi chauffé se révèle particulièrement difficile En conséquence, l'air chaud est envoyé à un dispositif de refroidissement o il subit un refroidissement intermédiaire dans un échangeur de chaleur en utilisant la capacité de refroidissement du combustible embarqué à l'état liquide mais brûlé à l'état gazeux Un combustible qui convient pour cela est, notamment, l'hydrogène L'échauffement admissible pour l'hydrogène résulte de ce que les éléments d'échange de l'échangeur de chaleur, qui servent en même temps à séparer l'hydrogène de l'air, doivent être maintenus à des températures maximales inférieures à 1000 ou 11000 K s'ils sont réalisés en métal Certains éléments d'échange sont sollicités localement par des températures comprises dans la gamme des températures d'entrée d'air. Cependant, en raison de la faible température d'entrée du combustible, le risque existe que la température de l'air refroidi s'abaisse localement au- dessous de 2730 K Dans ces conditions, l'eau contenue dans l'air précipite sous forme de glace sur les parois de l'échangeur de chaleur ou du faisceau d'échange de chaleur et engorge l'échangeur de chaleur côté air Ce risque est élevé précisément pour les faibles nombres de Mach, c'est-à-dire aussi pour les avions supersoniques et subsoniques fonctionnant avec un combustible emmagasiné à basse température car, dans ce cas, le chauffage de l'air est faible Ce genre de problème se présente notamment dans le dispositif connu d'après le document de brevet DE 39 42 022 Al De même, ce risque existe pour l'échangeur de chaleur d'une commande de propulsion par réaction suivant le document de brevet US 3 733 826, cet échangeur étant disposé pour refroidir l'air de combustion entre l'entrée d'air et le compresseur, ainsi que pour réchauffer le combustible. Partant de cela, le problème de l'invention consiste à créer un dispositif de refroidissement suivant le préambule qui évite les problèmes mentionnés et qui permette un rendement d'échange élevé avec la dépense de construction la plus faible possible. On doit créer également un échangeur de chaleur compact, de fonctionnement sûr, pouvant être incorporé de façon simple dans le dispositif de refroidissement suivant le préambule. A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type ci- dessus caractérisé en ce qu'un flux partiel T du combustible vaporisé sortant de l'échangeur de chaleur est refoulé par un ventilateur de recyclage commandé et envoyé, par l'intermédiaire d'un mélangeur de combustible, dans le combustible qui n'a pas encore parcouru le faisceau de l'échangeur de chaleur. Suivant un mode de réalisation, un compresseur d'air de refroidissement est disposé dans la conduite d'air de refroidissement entre l'échangeur de chaleur et le moteur à réaction. Suivant un autre mode de réalisation le flux partiel L est refoulé au moyen d'un ventilateur à gaz disposé dans un cylindre creux. D'autres réalisations avantageuses sont exposées dans la suite. Le dispositif suivant l'invention a pour avantage que, suivant la température de sortie de l'air requise, on peut régler la température du combustible à l'entré ainsi qu'à la sortie de l'échangeur de chaleur par réglage approprié d'un ventilateur de recyclage On peut donc, dans une large mesure, éviter le givrage de l'échangeur de chaleur, indépendamment de la consommation de combustible instantanée du moteur qui influence de façon importante la puissance frigorifique de l'échangeur de chaleur Par le recyclage d'un flux partiel du combustible, on réduit les différences de température, principalement dans la zone de faisceau d'échange et on réduit donc les sollicitations des matériaux Avec des échangeurs de chaleur à contre- courant, il en est ainsi en particulier dans la zone de sortie d'air du faisceau Il en résulte une sécurité de fonctionnement qui est indispensable en aéronautique, notamment si l'on tient compte de l'utilisation de l'hydrogène en tant que fluide de travail de l'échangeur de chaleur On peut éviter une limitation de l'enveloppe des caractéristiques de vol due au moteur puisque l'amenée du flux partiel T a lieu en tenant compte des grandeurs de conditions de vol. Une autre disposition pour éviter une sollicitation extrême des matériaux due aux contrastes de températures, notamment dans la zone d'entrée d'air du faisceau est obtenue par une réalisation du dispositif suivant laquelle un flux partiel L de l'air de refroidissement est dérivé en aval du faisceau et envoyé dans l'air de refroidissement, en amont du faisceau, par un conduit de recyclage En outre, on peut régler, en les faisant varier dans une large mesure, les grandeurs de fonctionnement requises en utilisant, pour le flux partiel L un ventilateur à gaz commandé disposé dans le conduit de recyclage, en coopération avec le ventilateur de recyclage. Etant donné que dans la zone de sortie de combustible du faisceau, celuici est parcouru par du combustible déjà chauffé, ce faisceau subit une sollicitation à température élevée Pour qu'on puisse éviter des températures élevées indésirables, il est prévu d'envoyer et de concentrer au moins une fraction du flux partiel L dans l'air de refroidissement dans la zone de sortie de combustible du faisceau. Pour qu'on puisse alimenter aussi des étages de turbines avec de l'air de refroidissement, il est nécessaire de comprimer l'air de refroidissement au niveau de pression régnant à l'intérieur des turbines. Il est proposé en conséquence de disposer un compresseur d'air de refroidissement en aval de l'échangeur de chaleur, la puissance de compression nécessaire étant ainsi inférieure à celle qu'il faudrait pour comprimer de l'air non refroidi. On obtient un mode de construction compact de l'échangeur de chaleur en incorporant un faisceau en forme de tambour dans l'enveloppe sous pression cylindrique. Le mode de construction cylindrique de l'échangeur de chaleur garantit une étanchéité sous pression fiable de l'enveloppe sous pression qui l'entoure et remplit donc les conditions de haute sécurité pour l'utilisation dans un avion. Pour ne pas provoquer de problèmes thermiques dans l'échangeur de chaleur, même dans le cas de températures d'entrée des gaz extrêmement élevées, qui apparaissent en particulier en vol hypersonique, on peut, avec un mode de construction peu encombrant mélanger au flux de gaz non refroidi en amont du faisceau, un flux partiel L au moyen du conduit de recyclage situé à l'intérieur du cylindre creux. Suivant cette réalisation, il est possible d'abaisser la température d'entrée des gaz, avant le faisceau, dans une mesure telle que le comportement des matériaux à la température de service puisse encore être maîtrisé On peut en outre obtenir un mélange homogène du flux gazeux avec le flux partiel, ce qui est important pour le comportement en service. Pour éviter des températures exagérées sur le faisceau, il est alors recommandé de disposer le mélangeur de gaz, ou au moins un mélangeur de gaz supplémentaire, dans la zone de sortie du fluide de refroidissement du faisceau pour effectuer un mélange concentré dans cette zone. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, le mélangeur de gaz ou un mélangeur de gaz supplémentaire est disposé dans la zone de sortie du fluide de refroidissement du faisceau pour mélanger de façon concentrée des gaz du fluide partiel T. Avec cette combinaison avantageuse, on peut maintenir les composants de l'échangeur de chaleur dans un domaine de températures resserré, même avec de fortes fluctuations des besoins en froid variant avec le nombre de Mach Cela est favorable à la résistance au fluage et donc à la sécurité de fonctionnement. Suivant d'autres modes de réalisation de l'échangeur de chaleur avec faisceau en tambour: Le flux partiel L est refoulé au moyen, d'un ventilateur à gaz disposé dans le cylindre creux. Le faisceau est un faisceau à courants croisés comportant des tubes façonnés en forme d'arcs de cercle, raccordés à deux tubes centraux opposés s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal de l'échangeur de chaleur. Pour obtenir un rendement d'échange élevé avec une utilisation acceptable du volume d'un échangeur de chaleur à enveloppe sous pression cylindrique, il s'est révélé avantageux d'avoir une réalisation suivant laquelle au moins deux faisceaux en forme de tambour sont disposés l'un derrière l'autre dans le conduit annulaire et sont reliés en série par l'intermédiaire des tubes centraux en formant un faisceau à courants opposés et croisés. Il est en outre avantageusement prévu de munir le faisceau d'étriers tubulaires façonnés en forme d'épingle à cheveux s'avançant dans la direction de l'écoulement, ces étriers étant raccordés à deux conduites centrales amenant et évacuant le fluide de refroidissement Les dilatations des étriers tubulaires façonnés peuvent donc s'effectuer sans contraintes dans la direction longitudinale d'écoulement. D'autres modes de réalisation avantageux de l'échangeur de chaleur permettant d'obtenir des pertes de pression de gaz réduites et des rendements d'échange optimaux sont indiqués ci-après. Le faisceau comporte des étriers tubulaires façonnés en forme d'épingle à cheveux s'avançant dans la direction d'écoulement S et imbriqués dans l'espace, ces étriers étant raccordés à deux tubes centraux d'amenée et d'évacuation de fluide de refroidissement. Les étriers tubulaires façonnés sont inclinés d'un angle d par rapport à la direction d'écoulement S. Le conduit d'écoulement S comporte, à ses extrémités enfermant le faisceau, des parties de raccord à section variable aboutissant à une section circulaire. Un flux partiel L de gaz est dévié en aval de faisceau, au moyen d'un dispositif déflecteur dans les conduits de recyclage formés entre l'enveloppe sous pression et le conduit d'écoulement, ce flux partiel étant mélangé par un mélangeur de gaz aux gaz non refroidis, en amont du faisceau. L'invention est décrite plus en détail ci- après en se référant à des exemples de réalisation avantageux représentés par les dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un moteur à réaction hypersonique avec une représentation schématique du dispositif de refroidissement; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur à faisceau croisé / à contre- courant en forme de tambour; la figure 3 est une coupe transversale de l'échangeur de chaleur suivant la figure 2; la figure 4 est une vue en perspective d'un paquet de faisceaux constitué de deux faisceaux en forme de tambour; la figure 5 est une coupe transversale du faisceau de l'échangeur de chaleur suivant la figure 2; la figure 6 est une coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur à faisceau croisé / à contre- courant constitué d'étriers; et la figure 7 est une coupe transversale de cet échangeur de chaleur montrant le faisceau. La figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un moteur à réaction 1 pour fonctionnement hypersonique Ce moteur se compose essentiellement d'une entrée d'air 2, d'un réacteur à double flux 3, d'un post-brûleur 4 et d'une tuyère 5, de préférence réglable Suivant la réalisation représentée, le réacteur 3 est du type à deux flux, c'est-à-dire qu'il comporte un ventilateur à deux étages 6 et un compresseur à haute pression 7 pour l'écoulement d'air central En outre, une chambre de combustion 8 et une turbine haute et basse pression 9 sont associées au réacteur à double flux 3. Pour de faibles nombres de Mach, le moteur à réaction 1 fonctionne comme un réacteur à deux flux classiques avec un conduit en dérivation 10 Il est en outre prévu des dispositifs qui ne sont pas représentés en particulier et qui, pour des nombres de Mach élevés permettent une fermeture du réacteur central 3 et un fonctionnement du moteur à réaction 1 en tant que statoréacteur, seul le post-brûleur 4 étant alors en circuit. Le dispositif suivant l'invention comporte une amenée d'air il communiquant avec l'entrée d'air 2 et reliée à un échangeur de chaleur 12 La sortie d'air de l'échangeur de chaleur 12 est reliée à un compresseur d'air de refroidissement 13 raccordé par une conduite d'air de refroidissement 14 au réacteur à double flux 3 ainsi qu'aux éléments de construction à refroidir Il s'agit notamment de la turbine 9, mais aussi d'autres éléments de construction tels que la tuyère 5, le cas échéant le ventilateur 6 ou la paroi du conduit en dérivation 10 ou du réacteur à double flux 3. La chaleur cédée lors du refroidissement de l'air est absorbée dans l'échangeur de chaleur 12 par 9 2681641 le combustible embarqué sous forme liquide, ce combustible traversant l'échangeur de chaleur 12 en se vaporisant Pour cela, l'échangeur de chaleur 12 est raccordé à au moins une conduite d'amenée de combustible 15 munie d'une pompe à combustible 24 pour le combustible liquide ou gazeux, et d'une conduite de sortie 16 pour le combustible vaporisé La conduite de sortie 16 est reliée au dispositif d'injection 17 du post-brûleur 4 et elle alimente aussi la chambre de combustion 8 en combustible. Pour recycler un flux partiel T du combustible sortant de l'échangeur de chaleur 12, une conduite de recyclage 18 est reliée à la conduite de sortie 16 et à un mélangeur de combustible 19 Le mélangeur de combustible 19 est disposé en amont de l'échangeur de chaleur 12 et mélange le combustible arrivant par la conduite d'amenée de combustible 15 avec du combustible réchauffé et vaporisé Suivant le risque de givrage de l'échangeur de chaleur 12 et de son faisceau 20 et suivant les conditions d'état du combustible et de l'air de refroidissement désirées pour le fonctionnement du moteur à réaction 1, un ventilateur de recyclage 21 est commandé par un régulateur non représenté de façon particulière, ce ventilateur étant disposé dans la conduite de recyclage 18 et refoulant le flux partiel requis T. Pour ne pas provoquer, même pour les températures d'entrée d'air extrêmement élevées qui se présentent en vol hypersonique, des températures et des gradients de températures trop élevées dans la zone d'entrée d'air de l'échangeur de chaleur, un flux partiel L de l'air de refroidissement refroidi est, en plus du recyclage du combustible, mélangé à l'air de refroidissement chaud en amont du faisceau 20 de l'échangeur de chaleur 12 Ce mélange est assuré par un conduit de recyclage 22 relié à la conduite d'air de refroidissement 14 en aval de l'échangeur de chaleur 12 ainsi qu'à l'amenée d'air il en amont de l'échangeur de chaleur 12 Par une commande appropriée du ventilateur à gaz 23 disposé dans le conduit de recyclage 22 en, coopération avec le régulateur, les températures des matériaux de l'échangeur de chaleur 12 peuvent être réduites à un niveau permettant leur maîtrise technique Pour régler la température de l'air de refroidissement nécessaire pour le fonctionnement du moteur à réaction 1, le ventilateur de recyclage 21 et le ventilateur à gaz 23 sont commandés conjointement par le régulateur en fonction des grandeurs d'amenée dans les amenées ou conduites d'amenée 11 et 15. La figure 2 est une coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur 12 muni d'un conduit de recyclage incorporé 22 pour le recyclage de l'air L'enveloppe sous pression cylindrique 25 de l'échangeur de chaleur 12, munie aux deux extrémités de cônes de transition 26 fixés par brides, est parcourue en direction axiale par l'air de refroidissement K, le flux partiel L s'écoulant dans un volume intérieur cylindrique distinct en sens inverse du sens d'écoulement principal S Pour cela, l'intérieur de l'échangeur de chaleur 12 est divisé en deux domaines au moyen d'un cylindre creux 27 qui est disposé de façon coaxiale à l'enveloppe sous pression 25 Ces domaines sont: le conduit annulaire 28 situé en direction radiale à l'extérieur du cylindre creux 27 et le conduit de recyclage 22 situé à l'intérieur du cylindre creux 27. A son extrémité amont en considérant le sens d'écoulement principal S, le cylindre creux se raccorde à un mélangeur de gaz 32 en forme d'éventail (voir figure 3) qui mélange le flux partiel L avec l'air de refroidissement non refroidi du conduit annulaire 28 et prérefroidit cet air Un passage en éventail agrandi 45 assure une amenée d'air accrue, à partir du flux partiel L, dans la zone de sortie du combustible qui est la zone B o les tubes façonnées débouchent dans le tube central 31 a On évite ainsi les températures localement exagérées L'extrémité aval du cylindre creux 27 forme un cône 33 s'avançant dans le conduit annulaire 28, ce cône présentant une surface déflectrice 34 déviant le flux partiel L du conduit annulaire 28 dans le conduit de recyclage 22 Un ventilateur à gaz 23 est disposé dans le conduit de recyclage 22 pour régler le débit du flux partiel L. Le faisceau 20, disposé dans le conduit annulaire 28 et entourant le cylindre creux 27, se compose, comme représenté sur la figure 4 et la figure , de deux faisceaux en tambour individuels 30 qui constituent un faisceau croisé / à contre- courant Pour cela, les deux matrices en tambour 30 a et 30 b sont reliées par deux tubes centraux 31 a et 31 b parallèles à l'axe longitudinal de l'échangeur de chaleur et diamétralement opposés Le diamètre des tubes centraux 3 la et 31 b correspond à la hauteur du conduit annulaire 28. Le faisceau 20 est parcouru par le combustible suivant un écoulement croisé / à contre courant, comme indiqué ci-après Le combustible pénètre dans le tube central 31 a au point de raccordement, non représenté en particulier, entre le premier tube central 31 a et la conduite d'amenée de combustible 15. A partir de là, le combustible s'écoule, par des ouvertures du tube central 31 a, dans les tubes 35 façonnés en forme d'arc de cercle du deuxième faisceau en tambour 30 b, pour atteindre le deuxième tube central 31 b A partir du deuxième tube central 31 b, le combustible est envoyé par des ouvertures dans les tubes façonnés 35 du premier faisceau en tambour 30 a pour enfin, par le premier tube central 31 a, sortir en s'écoulant par le tube de sortie 16 (voir figure 1). Pour séparer les deux flux de combustible de sortie et d'arrivée dans le premier tube central 31 a et dans les deux faisceaux en tambour 30 a et 30 b, une paroi de séparation 36 est disposée dans le premier tube central 3 la Les deux extrémités du deuxième tube central 3 lb sont fermées au moyen de deux couvercles de fermeture 37 Lorsque le combustible s'écoule dans les tubes façonnés 35, il absorbe la chaleur de l'air qui balaie les tubes façonnés. La figure 6 représente une autre variante de réalisation de l'échangeur de chaleur 12 avec conduit de recyclage incorporé 22 Dans cette réalisation, l'échangeur de chaleur 12 parcouru en direction axiale comporte une enveloppe sous pression cylindrique 25, cette enveloppe sous pression 25 entourant un conduit d'écoulement de forme carrée ou rectangulaire 38 dans lequel est disposé un faisceau 20 présentant des tubes cintrés en forme de U 35, comme décrit dans le document de brevet DE 3 635 548 Al Pour tenir compte du ralentissement du flux d'air qui arrive à la vitesse admissible pour la traversée du faisceau 20, ce faisceau 20 est disposé avec une inclinaison d'un angle CY% sur l'axe longitudinal de l'échangeur de chaleur Le conduit d'écoulement rectangulaire 38 est muni à chacune de ses deux extrémités d'un raccord à section variable 39 pour passer d'une section d'écoulement carrée ou rectangulaire à une section d'écoulement circulaire. Dans un dispositif déflecteur 40, disposé dans la partie circulaire du conduit d'écoulement 38, un flux partiel L de l'air de refroidissement K est dévié en aval du faisceau 20 dans les quatres conduits de recyclage 22 (voir figure 7) formés entre l'enveloppe sous pression 25 et le conduit d'écoulement rectangulaire 38 Ce flux est mélangé, en amont du faisceau 20, à l'air de refroidissement non refroidi, par un mélangeur de gaz annulaire 32 Par suite de la présence du mélangeur de gaz supplémentaire 32 ', disposé dans le conduit de recyclage supérieur 22, de l'air provenant du flux d'air partiel L est envoyé intentionnellement sur le faisceau 20 dans la zone de raccordement avec le tube central 31 b qui évacue le combustible On évite ainsi les températures exagérément élevées dans les tubes façonnés 35. Le dispositif déflecteur 40 se compose d'une bâche spirale collectrice d'air 42 coaxiale à la partie ronde du conduit d'écoulement 38 et d'une bâche spirale distributrice d'air 43 reliée aux conduits de recyclage 22 en forme de segments de cylindre La bâche spirale distributrice d'air 43, reliée à la bâche spirale collectrice d'air 42 par un coude déviateur 44, est disposée dans le conduit d'écoulement circulaire 38 entre le faisceau 20 et la bâche spirale collectrice d'air 42 Un ventilateur à gaz 23 est disposé dans le coude déviateur 44 pour commander le débit d'air du flux d'air partiel L. REVENDICATIONS 1 Dispositif de refroidissement de l'air de refroidissement d'un moteur à réaction fonctionnant avec un combustible emmagasiné à basse température, notamment l'hydrogène, le combustible étant envoyé au moteur ( 1) après avoir absorbé de la chaleur dans un échangeur de chaleur ( 12) intercalé dans la conduite d'amenée de combustible ( 15) et l'air de refroidissement, prélevé dans une entrée d'air ( 2) du moteur par une amenée d'air ( 11) étant envoyé au moteur pour le refroidir après avoir fourni de la chaleur dans l'échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'un flux partiel T du combustible vaporisé sortant de l'échangeur de chaleur ( 12) est refoulé par un ventilateur de recyclage commandé ( 21) et envoyé, par l'intermédiaire d'un mélangeur de combustible ( 19) dans le combustible qui n'a pas encore parcouru le faisceau ( 20) de l'échangeur de chaleur ( 12). 2 Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un flux partiel L de l'air de refroidissement est dérivé en aval du faisceau ( 20) et envoyé dans l'air de refroidissement, en amont du faisceau ( 20), par un conduit de recyclage ( 22). 3 Dispositif de refroidissement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le flux partiel L est refoulé au moyen d'un ventilateur à gaz commandé ( 23) disposé dans le conduit de recyclage ( 22). 4 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'au moins une fraction du flux partiel (L) est envoyée de façon concentrée dans l'air de refroidissement dans la zone o le combustible sort du faisceau ( 20). 5 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un compresseur d'air de refroidissement ( 13) est disposé dans la conduite d'air de refroidissement ( 14) entre l'échangeur de chaleur ( 12) et le moteur à réaction ( 1). 6 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moteur à réaction est un moteur à réaction hypersonique. 7 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte une enveloppe sous pression cylindrique ( 25) pour le refroidissement de gaz chauds au moyen d'un fluide de refroidissement, cette enveloppe sous pression ( 25) constituant conjointement avec un cylindre creux intérieur coaxial ( 27), un conduit annulaire ( 28) parcouru par les gaz et dans lequel est disposé un faisceau ( 20) en forme de tambour. 8 Dispositif de refroidissement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un flux partiel L de gaz est dérivé en aval du faisceau ( 20) dans le conduit de recyclage ( 22) du cylindre creux ( 27) au moyen d'un dispositif déflecteur ( 40) et est mélangé, par l'intermédiaire d'un mélangeur de gaz ( 32), après avoir parcouru le conduit de recyclage ( 22), aux gaz non refroidis en amont du faisceau ( 20). 9 Dispositif de refroidissement selon la revendication 8, caractérisé en ce que le mélangeur de gaz ( 32) ou un mélangeur de gaz supplémentaire ( 32 ') est disposé dans la zone de sortie du fluide de refroidissement du faisceau ( 20) pour mélanger de façon concentrée des gaz du fluide partiel T. Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le flux partiel L est refoulé au moyen d'un ventilateur à gaz ( 23) disposé dans le cylindre creux ( 27). 11 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le faisceau ( 20) est un faisceau à courants croisés comportant des tubes ( 35) façonnés en forme d'arc de cercle, raccordés à deux tubes centraux opposés ( 31 a, 3 lb) s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal de l'échangeur de chaleur. 12 Dispositif de refroidissement selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'au moins deux faisceaux ( 20) en forme de tambour sont disposés l'un derrière l'autre dans le conduit annulaire ( 28) et sont reliés en série par l'intermédiaire des tubes centraux ( 31 a, 31 b) en formant un faisceau à courants opposés et croisés. 13 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'un conduit d'écoulement rectangulaire ( 38) parcouru par les gaz est inscrit à l'intérieur de l'enveloppe sous pression cylindrique ( 25), un faisceau à courants opposés et croisés ( 20) étant disposé dans ce conduit. 14 Dispositif de refroidissement selon la revendication 13, caractérisé en ce que le faisceau ( 20) comporte des étriers tubulaires ( 35) façonnés en forme d'épingles à cheveux s'avançant dans la direction d'écoulement S et imbriqués dans l'espace, ces étriers étant raccordés à deux tubes centraux ( 3 la,31 b) d'amenée et d'évacuation de fluide de refroidissement. Dispositif de refroidissement selon la revendication 13, caractérisé en ce que les étriers tubulaires façonnés ( 35) sont inclinés d'un angle o par rapport à la direction d'écoulement S. 16 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que le conduit d'écoulement S comporte, à ses extrémités enfermant le faisceau ( 20), des parties de raccord à section variable ( 39) aboutissant à une section circulaire. 17 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, caractérisé en ce qu'un flux partiel L de gaz est dévié en aval du faisceau ( 20), au moyen d'un dispositif déflecteur ( 40) dans les conduits de recyclage ( 22) formés entre l'enveloppe sous pression ( 25) et le conduit d'écoulement ( 38), ce flux partiel étant mélangé par un mélangeur de gaz ( 32) aux gaz non refroidis, en amont du faisceau ( 20). 18 Dispositif de refroidissement selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'un mélangeur de gaz ( 32) ou un mélangeur de gaz supplémentaire ( 32 ') est disposé, pour effectuer un mélange concentré, dans la zone de sortie du fluide de refroidissement du faisceau ( 20) ou dans la zone du tube central ( 31 b) évacuant le fluide de refroidissement. 19 Dispositif de refroidissement selon l'une quelconque des revendications 17 et 18, caractérisé en ce que le flux partiel L est refoulé au moyen d'un ventilateur à gaz ( 23) disposé dans le dispositif déflecteur ( 40).