Brevet FR2825794A1 — publié le 20021213

L'invention concerne le nettoyage des tubes d'un échangeur de chaleur tubulaire, par exemple un échangeur de chaleur tubulaire formant condenseur ; le nettoyage d'un tel échangeur est assuré en continu par des éléments solides, en pratique en forme de boules et réalisés par exemple en caoutchouc mousse, mis en circulation systématiquement à cet effet dans l'un des flux concernés ; l'efficacité d'un tel nettoyage dépend du diamètre des éléments de nettoyage en forme de boules, lequel doit être supérieur au diamètre intérieur des tubes à nettoyer. Les éléments de nettoyage en forme de boules ont une structure alvéolaire ouverte et contiennent une grande quantité d'air ; or, ils ne peuvent assurer un nettoyage correct que pour autant que cet air soit chassé et remplacé par de l'eau pour que leur masse spécifique soit quasi-identique à celle de l'eau qui les véhicule ; on est sûr ainsi que tous les tubes sont nettoyés. Ce remplacement de l'air par de l'eau, dit encore mouillage ou dégazage des boules, est jusqu'ici obtenu de différentes façons. Trois principes sont le plus souvent utilisés. Un premier principe est la mise sous vide des boules mettant en oeuvre des pompes à vide, telles que à membranes à anneau liquide ou à pistons, lesquelles sont fragiles, nécessitent de fréquents entretiens, et ont une efficacité très dépendante de l'état de leurs composants mécaniques. Un deuxième principe consiste à soumettre un mélange de boules et d'eau à des pompages répétitifs en circuit fermé ; un tel principe présente l'inconvénient d'user considérablement prématurément les boules avant leur mise en service. Un troisième principe consiste à soumettre les boules à une compression mécanique ; ici, la mise en oeuvre est réalisée par des systèmes complexes et fragiles ; par ailleurs, l'élimination de tout l'air contenu dans les boules nécessite une violente compression qui soumet la structure interne des boules à des efforts exagérés qui réduisent d'autant la vie des boules. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus, en mettant en oeuvre le premier principe de mise sous vide des boules sans utiliser de composants mécaniques de création de vide. Ainsi, selon l'invention, un dispositif pour le mouillage d'éléments de nettoyage pour le nettoyage des tubes d'un échangeur de chaleur tubulaire, comprenant une chambre de dégazage destinée à recevoir les éléments de nettoyage à mouiller, ladite chambre de dégazage étant reliée à une source de mise sous vide, est caractérisé par le fait que la source de mise sous vide est constituée par un vase d'expansion disposé en hauteur et relié, d'une part, à la chambre de dégazage, et, d'autre part, par une tuyauterie barométrique, à un bassin atmosphérique. Avantageusement, la chambre de dégazage est disposée sous une trémie destinée à recevoir des éléments de nettoyage à mouiller. De préférence, la trémie comprend un tourniquet constituant sas doseur, la sortie étant sous le contrôle d'une vanne de chargement. Avantageusement, la chambre de dégazage est définie à l'intérieur d'une grille cylindrique qui traverse verticalement centralement un récipient. De préférence, la chambre de dégazage comporte, à sa partie inférieure, une vanne de mise en service qui pilote l'accès ou non à une canalisation de sortie des boules mouillées. Avantageusement, une conduite d'alimentation en eau, pilotée par une vanne d'alimentation, débouche dans le récipient, à la partie supérieure de celui- ci. De préférence, à la partie supérieure du récipient est branchée une conduite de dégazage à laquelle est reliée une tuyauterie de dégazage débouchant à la partie supérieure du vase d'expansion. Avantageusement, la tuyauterie de dégazage débouche dans le vase d'expansion sous un couvercle traversé par une tuyauterie d'évent obturable grâce à une vanne d'évent. De préférence, une rehausse surmontant le vase d'expansion est destinée à recueillir l'eau sortant de la tuyauterie d'évent. Avantageusement, le fond de la rehausse est relié à la trémie par une tuyauterie d'évacuation d'eau d'évent. De préférence, la tuyauterie barométrique est munie d'une vanne dite de mise sous vide. Avantageusement, le bassin atmosphérique comporte une surverse dont le fond est relié à une canalisation d'évacuation de l'eau de trop-plein. De préférence, une canalisation de vidange, munie d'une vanne de vidange, relie le bassin atmosphérique et le récipient. Avantageusement, la partie supérieure de la surverse affleure le fond de la chambre de dégazage. De préférence, la canalisation de vidange est au droit de la partie supérieure de la surverse et du fond de la chambre de dégazage. La présente invention a également pour objet un échangeur de chaleur tubulaire équipé d'un tel dispositif. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple, purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique du dispositif, selon l'invention, dans la condition qu'il occupe avant mise en route de l'opération de mouillage ou dégazage des boules ; - les figures 2 à 8 sont des vues analogues à la figure 1, illustrant respectivement les différentes phases successives suivantes : introduction des boules à mouiller, remplissage d'eau, amorçage, dégazage, purge, injection des boules mouillées dans le circuit de l'échangeur à nettoyer, mise en veille du dispositif. En se reportant aux figures, on voit que le dispositif de mouillage selon l'invention comprend une trémie 10 destinée à recevoir des boules 19 à mouiller ; à sa partie inférieure, un tourniquet 11, muni par exemple de trois pales à 120 degrés, constitue un sas doseur dont la sortie 12 permet, sous le contrôle d'une vanne de chargement 13 de boules, de charger une chambre de dégazage 16 en boules à mouiller. La chambre de dégazage 16 est donc placée sous la trémie 10 et reçoit par gravité, lorsque la vanne de chargement 13 est ouverte, une quantité prédéfinie de boules à mouiller ; la chambre de dégazage 16 est définie à l'intérieur d'une grille cylindrique 15 qui traverse verticalement centralement un récipient dégazeur 14 ; bien entendu, les mailles de la grille 15 ont des dimensions telles qu'elles ne peuvent pas être traversées par les boules, qu'elles retiennent donc. La vanne de chargement 13 est à la partie supérieure de la chambre de dégazage 16, à l'aplomb de celle-ci ; il en est de même, à sa partie inférieure, d'une vanne 17 de mise en service qui pilote l'accès ou non, selon qu'elle est ouverte ou fermée, à une canalisation 18 de sortie des boules mouillées qui dirige celles-ci vers l'installation de nettoyage de l'échangeur. Une conduite 20 d'alimentation en eau, pilotée par une vanne d'alimentation 21 est susceptible d'alimenter en eau douce le récipient 14, la conduite 20 débouchant à la partie supérieure de celui-ci. Egalement à la partie supérieure du récipient 14 est branchée une conduite de dégazage 22 à laquelle est reliée une tuyauterie de dégazage 24 débouchant à la partie supérieure d'un vase d'expansion 25 situé en hauteur par rapport à la chambre de dégazage 16 ; la tuyauterie de dégazage 24 débouche dans le vase d'expansion 25 juste sous un couvercle 26 dont il est muni, lequel couvercle 26 est traversé par une tuyauterie d'évent 28 obturable ou non grâce à une vanne d'évent 29. Une rehausse 31, surmontant le vase d'expansion 25, permet de recueillir l'eau sortant de la tuyauterie d'évent 28 ; ladite eau est conduite par une tuyauterie 32 d'évacuation d'eau d'évent vers la trémie 10, à la partie supérieure de celle-ci. Au fond 27 du vase d'expansion 25 est branchée une tuyauterie barométrique 33 qui relie ledit vase d'expansion 25 à la partie inférieure d'un bassin atmosphérique 36 ; la tuyauterie barométrique 33 est munie d'une vanne 34 dite de mise sous vide. Centralement, le bassin atmosphérique 36 comporte une surverse 37 ou trop-plein dont la partie supérieure affleure le fond de la chambre de dégazage 16, ainsi qu'une canalisation de vidange 38 qui relie le bassin atmosphérique 36 et le récipient 14 ; ladite canalisation de vidange 38 est munie d'une vanne 39 de vidange de la chambre de dégazage 16. Dans le fond de la surverse 37, donc du bassin atmosphérique 36, une canalisation 40 d'évacuation évacue l'eau du trop-plein. Le dispositif de dégazage de boules, ou de mouillage de boules, qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. Avant de mettre en route le mouillage des boules, le dispositif pourrait se présenter comme montré figure 1 ; les vannes 13,17, 21 et 23 sont fermées ; les vannes 29,34 et 39 sont ouvertes ; tout le dispositif est plein d'air, à part bien entendu le bassin atmosphérique 39 qui contient de l'eau autour et au niveau de sa surverse 37 ; les boules sont dans la trémie 10, retenues par le tourniquet 11. En ouvrant la vanne 13 et en faisant tourner le tourniquet 11 d'un tiers de tour, dans l'exemple représenté, on introduit une dose de boules à mouiller dans la chambre de dégazage 16, figure 2 ; après quoi, la vanne 13 est refermée. En fermant les vannes 34 et 39, et en ouvrant la vanne 21, le dispositif est rempli d'eau, figure 3 ; l'extrémité inférieure de la tuyauterie d'évent 28 est en dessous du débouché, dans le vase d'expansion 25, de la tuyauterie de dégazage 24, à une distance 30 suffisante pour éviter l'amorçage du siphon 24, 33 qui serait autrement ainsi créé. Bien entendu, le remplissage est assuré grâce à la surverse 37 qui permet au trop-plein de s'écouler par la conduite d'évacuation 40. Le remplissage terminé, la vanne 21 est fermée. En ouvrant la vanne 23, on réalise l'amorçage, c'est-à-dire le vidage de la tuyauterie de dégazage 24, figure 4. La fermeture des vannes 23 et 29, ainsi que l'ouverture de la vanne 34, permettent de réaliser le dégazage proprement dit, figure 5. Les caractéristiques constructives du dispositif, et notamment les volumes de la chambre de dégazage 16 et du vase d'expansion 25, ainsi que la hauteur de ce dernier, sont telles qu'un vide est réalisé correspondant à une hauteur d'eau référencée 35, de huit mètres par exemple. Le dégazage étant terminé, le dispositif est purgé en fermant la vanne 34 et en ouvrant les vannes 29, d'une part, et 21, d'autre part, figure 6. Pour utiliser les boules ainsi mouillées, en vue du nettoyage d'un échangeur de chaleur, il suffit de les introduire, par la canalisation 18, dans le circuit de refroidissement de celui-ci, en ouvrant la vanne 17 et en fermant la vanne 29, figure 7. Une mise en veille du dispositif, figure 8, peut être obtenue en fermant les vannes 17 et 21, et en ouvrant les vannes 29 et 39. Bien entendu, la chambre de dégazage 16 peut être disposée n'importe où, près du vase d'expansion par exemple. On comprendra également qu'un même dispositif selon l'invention, tel que celui qui vient d'être décrit, peut être associé à plusieurs échangeurs de chaleur tubulaires, par l'intermédiaire de la conduite 18 qui court d'échangeur en échangeur et alimente chacun de ceux-ci par une vanne trois-voies. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le mouillage d'éléments de nettoyage pour le nettoyage des tubes d'un échangeur de chaleur tubulaire, comprenant une chambre de dégazage (16) destinée à recevoir les éléments de nettoyage à mouiller, ladite chambre de dégazage (16) étant reliée à une source de mise sous vide, caractérisé par le fait que la source de mise sous vide est constituée par un vase d'expansion (25) disposé en hauteur et relié, d'une part, à la chambre de dégazage (16), et, d'autre part, par une tuyauterie barométrique (33), à un bassin atmosphérique (36). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de dégazage (16) est disposée sous une trémie (10) destinée à recevoir des éléments de nettoyage (19) à mouiller. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la trémie (10) comprend un tourniquet (11) constituant sac doseur, la sortie (12) étant sous le contrôle d'une vanne de chargement (13). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la chambre de dégazage (16) est définie à l'intérieur d'une grille cylindrique (15) qui traverse verticalement centralement un récipient (14). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la chambre de dégazage (16) comporte, à sa partie inférieure, une vanne (17) de mise en service qui pilote l'accès ou non à une canalisation (18) de sortie des boules mouillées. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé par le fait qu'une conduite (20) d'alimentation en eau, pilotée par une vanne d'alimentation (21), débouche dans le récipient (14), à la partie supérieure de celui-ci. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait qu'à la partie supérieure du récipient (14) est branchée une conduite de dégazage (22) à laquelle est reliée une tuyauterie de dégazage (24) débouchant à la partie supérieure du vase d'expansion (25). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la tuyauterie de dégazage (24) débouche dans le vase d'expansion (25) sous un couvercle (26) traversé par une tuyauterie d'évent (28) obturable grâce à une vanne d'évent (29). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'une rehausse (31) surmontant le vase d'expansion (25) est destinée à recueillir l'eau sortant de la tuyauterie d'évent (28). 10. Dispositif selon les revendications 9 et 2 prises conjointement, caractérisé par le fait que le fond de la rehausse (31) est relié à la trémie (10) par une tuyauterie (32) d'évacuation d'eau d'évent. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait que la tuyauterie barométrique (33) est munie d'une vanne (34) dite de mise sous vide. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que le bassin atmosphérique (36) comporte une surverse (37) dont le fond est relié à une canalisation (40) d'évacuation de l'eau de trop-plein. 13. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisé par le fait qu'une canalisation de vidange (38), munie d'une vanne (39) de vidange, relie le bassin atmosphérique (36) et le récipient (14). 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé par le fait que la partie supérieure de la surverse (37) affleure le fond de la chambre de dégazage (16). 15. Dispositif selon les revendications 13 et 12 prises conjointement, caractérisé par le fait que la canalisation de vidange (38) est au droit de la partie supérieure de la surverse (37) et du fond de la chambre de dégazage (16). 16. Echangeur de chaleur tubulaire équipé d'un dispositif de mouillage d'éléments de nettoyage, caractérisé par le fait que ledit dispositif est selon l'une des revendications 1 à 15.