Brevet FR2967762A1 — publié le 20120525

La présente invention est relative à un procédé de circulation d'un fluide de conditionnement dans un échangeur de chaleur, à un procédé d'analyse d'un fluide de conditionnement circulant dans un échangeur de chaleur et à un échangeur de chaleur. Le document EP-A-740119 décrit un procédé de circulation d'un fluide de conditionnement dans un échangeur de chaleur à plaques et à ailettes. Cet échangeur à plaques et ailettes est en général situé dans une enceinte cylindrique telle qu'une colonne à distiller. On introduira le fluide de conditionnement à température ambiante dans cette enceinte encore froide, ce qui diminuera sa température avant d'entrer par l'extrémité basse dans l'échangeur à plaques et ailettes pour le dégivrer sans avoir de choc thermique. Le fluide de conditionnement n'est pas introduit directement dans l'échangeur à plaques et ailettes. Il se réchauffera progressivement à son entrée dans l'échangeur au fur et à mesure du réchauffement de l'enceinte dans laquelle il se trouve. Par ailleurs, le fluide de conditionnement est canalisé en sortie (sans être mélangé au gaz de l'enceinte) ce qui permet de l'analyser et vérifier le bon fonctionnement du vaporiseur et le bon dégivrage de l'échangeur. Selon un objet de la présente invention, il est prévu un procédé de circulation d'un fluide de conditionnement dans un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de plaques disposées substantiellement verticalement et définissant, avec des barres latérales disposées sur les plaques, des passages parallèles pour la circulation de fluides, l'échangeur servant, en opération normale, à assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans une première série de passages, ouverts vers le bas et ayant chacun une extrémité haute et une extrémité basse et au moins un deuxième fluide circulant dans une deuxième série de passages, les passages de la première série contenant au moins une section d'ailettes, dans lequel en dehors de l'opération normale, on introduit un fluide de conditionnement par l'extrémité bas et/ou par l'extrémité haute d'au moins un passage de la première série et on retire le fluide de conditionnement par une sortie distincte des extrémités des passages et située entre les deux extrémités. Selon d'autres aspects facultatifs : - le fluide de circulation est un fluide de dégivrage, de séchage, de nettoyage ou de traitement de surface. - la sortie est à au moins une dixième de la hauteur du passage au-dessus de l'extrémité basse. - la sortie est à au moins à la moitié de la hauteur du passage au-dessus de l'extrémité basse. - le fluide de conditionnement allant vers la sortie provient principalement d'une section d'ailettes à circulation aisée. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un procédé d'analyse d'un fluide de conditionnement dans un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de plaques disposes substantiellement verticalement et définissant, avec des barres latérales disposées sur les plaques, des passages parallèles pour la circulation de fluides, l'échangeur servant, en opération normale, à assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans une première série de passages, ouverts vers le bas et ayant chacun une extrémité haute et une extrémité basse et au moins un deuxième fluide circulant dans une deuxième série de passages, les passages de la première série contenant au moins une section d'ailettes, dans lequel en dehors de l'opération normale, on introduit un fluide de conditionnement par l'extrémité basse et/ou l'extrémité haute d'au moins un passage de la première série, on retire le fluide de conditionnement par une sortie distincte de l'extrémité haute et de l'extrémité basse du passage et située entre les deux extrémités et on analyse le fluide de conditionnement en aval de la sortie. Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un échangeur de chaleur comprenant une pluralité de plaques disposes, en fonctionnement, substantiellement verticalement et définissant, avec des barres latérales disposées sur les plaques, des passages parallèles pour la circulation de fluides, l'échangeur servant, en opération normale, à assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans une première série de passages, ouverts vers le haut et ayant chacun une extrémité haut et une extrémité bas et au moins un deuxième fluide circulant dans une deuxième série de passages, les passages de la première série contenant au moins une section d'ailettes, une entrée pour introduire un fluide de conditionnement par l'extrémité bas d'au moins un passage de la première série, une sortie distincte de l'extrémité haut du passage pour retirer le fluide de conditionnement située entre les deux extrémités et des moyens d'analyse du fluide de conditionnement relies en aval de la sortie. L'invention sera décrite en plus de détail en se référant aux figures. La Figure 1 illustre un appareil dans lequel un procédé selon l'invention peut être opéré. La Figure 2A est une section d'un échangeur ayant des ailettes à circulation aisée et des ailettes à circulation difficile capable d'opérer le procédé selon l'invention. La Figure 2B est une vue partielle d'une portion de l'échangeur de la Figure 2A illustrant la sortie du fluide de conditionnement. La Figure 2C est une vue partielle élargie d'une méthode alternative de sortie de fluide de conditionnement. La Figure 2D est une vue partielle élargie d'encore une autre méthode de sortie de fluide de conditionnement. La Figure 3A est une vue partielle élargie d'un moyen de sortie de fluide 20 pour un échangeur pour un échangeur de la Figure 2A. La Figure 3B est une vue prise sur la ligne 3B-3B de la Figure 3A. La Figure 3C est une vue partielle élargie d'un moyen de sortie de fluide pour un échangeur pour un échangeur de la Figure 2A. La Figure 3D est une vue prise sur la ligne 3D-3D de la Figure 3A. 25 La Figure 4A est une représentation schématique des passages ouverts d'un échangeur utilisé comme vaporiseur à film illustrant l'application du procédé de la présente invention. La Figure 4B est une représentation schématique des passages fermés d'un échangeur utilisé comme vaporiseur à film illustrant l'application du procédé 30 de la présente invention. Dans la Figure 1, un échangeur 10 a une première extrémité 12 et une deuxième extrémité 14. Le corps 16 de l'échangeur est de forme parallélépipédique et comprend un premier groupe de passages 18 et un deuxième groupe de passage 20, adaptés à recevoir des fluides différents, les passages de chaque groupe s'alternant. Par exemple, les passages 18 peuvent recevoir un fluide qui est dispose dans une enceinte 22. Les passages 18 sont ouverts en bas et disposent en haut d'un système d'introduction de liquide (par exemple par des orifices dans les barres d'extrémité haute des passages 18) ce qui impose une forte restriction au passage du fluide de conditionnement lorsque celui-ci est gazeux. Une barre 24 ferme les extrémités verticales de chaque passage 18. Une portion d'une barre typique 24 est illustrée dans la section élargie à droite. Les passages 18 ont une portion supérieure avec des ailettes 27 disposées horizontalement ayant des perforations 29. Ce type d'ailette est dénommé « ailette à circulation difficile » et promeut la distribution régulière de liquide introduite par l'enceinte 22 dans les passages 18. D'autres types d'ailettes à circulation difficile comprenant des ailettes « serrated» ou à décalage partiel et des ailettes « herringbone » ou en zigzague. La section inférieure des passages 18 comprennent des ailettes à circulation facile 28, 30. Dans la Figure 1, le liquide circule de l'enceinte 22 sur les passages 18 et sort par l'extrémité inférieure 14 de l'échangeur 10 et est collecté. Un deuxième fluide est envoyé aux passages 20 par la conduite 33 et la boite 32 et passe dans un distributeur pour être collecté dans la boite inférieure 35. Si l'échangeur fonctionne en vaporiseur à film, un liquide est introduit dans les passages 18, s'y vaporise et ressort par l'extrémité inférieure 14 alors que le gaz envoyé aux passages 20 se condense. Avant d'utiliser l'échangeur de la Figure 1 pour la première fois, il est nécessaire d'y envoyer un fluide tel qu'un fluide de dégivrage comme fluide de conditionnement. La Figure 2A montre un échangeur 60 ayant des passages verticaux contenant des ailettes à circulation aisée (flèches 62) et des ailettes à circulation difficile (flèches 64). Comme on voit à la Figure 2A une boite 66 ayant une conduite 68 recueille du fluide de conditionnement sortant de l'échangeur. Comme on voit dans la Figure 2B, le fluide de conditionnement peut sortir des passages d'un groupe de passages à travers une ouverture 70 dans la barre latérale 72, 74 entre les ailettes à circulation aisée 62 et les ailettes à circulation difficile 64, le sens de la sortie de fluide étant représenté par la flèche. Le fluide provenant de la sortie est envoyé à un analyseur A. La Figure 2C illustre une méthode de sortir le fluide entre le haut 80 et le bas 82 de la portion d'ailettes à circulation difficile 64, la sortie 78 de fluide étant indiquée par la flèche. Le fluide provenant de la sortie est envoyé à un analyseur A. Selon la Figure 2D, le fluide de conditionnement sort directement de l'ailette à circulation difficile 64 par les ouvertures dans les barres latérales 72, 74. Le fluide provenant de la sortie 78 est envoyé à un analyseur A. Figures 3A et 3B montrent une barre verticale à fentes 90 ayant des fentes 92 qui réduisent fortement la section de passage à l'extrémité haute pour forcer le fluide de conditionnement à sortir par la sortie 78 en provenance des passages dans l'échangeur contenant des ailettes, comme montré par les flèches 94. Le fluide provenant de la sortie est envoyé à un analyseur A. Figures 3C and 3D montrent une barre 96 à fente horizontale 98 et fentes verticales 100 pour sortir le fluide de conditionnement des passages par la sortie 78 comme illustré par la flèche. La fente 98 est illustrée comme étant symétrique dans la barre 96, la fente 98 peut être positionnée asymétriquement. Les fentes 100 peuvent avoir des tailles différentes. Le fluide provenant de la sortie est envoyé à un analyseur A. La Figure 4A est une représentation du dispositif de la Figure 1 utilisé comme un vaporiseur à film où un liquide à vaporiser est introduit par l'enceinte 22 dans le sens indiqué par la flèche 110. Le débit à vaporiser sort de l'échangeur par l'extrémité basse 14. La flèche 112 illustre le sens d'introduction du fluide de conditionnement dans l'échangeur. Les ailettes à circulation aisée sont illustrées par les flèches 114 et les ailettes à circulation difficile par les flèches 116. Comme illustré dans la Figure 4B, le gaz à condenser est envoyé par la boite 32 et le débit condense sort par la boite 35 comme on voit par la flèche 120. Les flèches 34 montrent l'écoulement de fluide à condenser. Le débit à vaporiser peut être riche en oxygène et le débit à condenser peut être riche en argon ou azote. Avant la mise en service, l'échangeur doit être dégivré. La présente invention dégivre uniquement les passages de vaporiser qui ont une extrémité ouverte. Pour ce faire, un gaz de conditionnement sort de la boite 124 provenant des ouvertures 126. Comme vu à la Figure 2B, le fluide de conditionnement circule essentiellement de bas en haut dans les ailettes à circulation aisée 114 pour conditionner l'échangeur. Le fluide provenant de la sortie constituée par la boite124 est envoyé à un analyseur A. Dans tous les cas, le fluide de conditionnement peut être un fluide de dégivrage, de séchage, de nettoyage ou de traitement de surface. REVENDICATIONS1. Procédé de circulation d'un fluide de conditionnement dans un échangeur de chaleur (10) comprenant une pluralité de plaques disposées substantiellement verticalement et définissant, avec des barres latérales disposées sur les plaques, des passages parallèles pour la circulation de fluides, l'échangeur servant, en opération normale, à assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans une première série de passages (18), ouverts vers le bas et ayant chacun une extrémité haute (12) et une extrémité basse (14) et au moins un deuxième fluide circulant dans une deuxième série de passages (20), les passages de la première série contenant au moins une section d'ailettes, dans lequel en dehors de l'opération normale, on introduit un fluide de conditionnement par l'extrémité basse et/ou par l'extrémité haute d'au moins un passage de la première série et on retire le fluide de conditionnement par une sortie (78, 124) distincte des extrémités des passages et située entre les deux extrémités. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel le fluide de conditionnement est un fluide de dégivrage, de séchage, de nettoyage ou de traitement de surface. 3. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la sortie (124) est à au moins une dixième de la hauteur du passage au-dessus de l'extrémité basse (14). 4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel la sortie (124) est à au moins à la moitié de la hauteur du passage au-dessus de l'extrémité basse (14). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le fluide de conditionnement allant vers la sortie (124) provient principalement d'une section d'ailettes à circulation aisée (62). 6. Procédé d'analyse d'un fluide de conditionnement dans un échangeur de chaleur (10) comprenant une pluralité de plaques disposes substantiellement verticalement et définissant, avec des barres latérales disposées sur les plaques, des passages parallèles pour la circulation de fluides, l'échangeur servant, en opération normale, à assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans une première série de passages (18), ouverts vers le bas et ayant chacun une extrémité haute et une extrémité basse et au moins un deuxième fluide circulant dans une deuxième série de passages (20), les passages de la première série contenant au moins une section d'ailettes, dans lequel en dehors de l'opération normale, on introduit un fluide de conditionnement par l'extrémité basse (14) et/ou l'extrémité haute (12) d'au moins un passage de la première série, on retire le fluide de conditionnement par une sortie (78, 124) distincte de l'extrémité haute et de l'extrémité basse du passage, située entre les deux extrémités et on analyse le fluide de conditionnement en aval de la sortie. 7. Echangeur de chaleur comprenant une pluralité de plaques disposes, en fonctionnement, substantiellement verticalement et définissant, avec des barres latérales disposées sur les plaques, des passages parallèles pour la circulation de fluides, l'échangeur servant, en opération normale, à assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant dans une première série de passages (18), ouverts vers le haut et ayant chacun une extrémité haute (12) et une extrémité basse (14) et au moins un deuxième fluide circulant dans une deuxième série de passages (20), les passages de la première série contenant au moins une section d'ailettes (28), une entrée pour introduire un fluide de conditionnement par l'extrémité basse d'au moins un passage de la première série, une sortie (78, 124) distincte de l'extrémité haute du passage et située entre les deux extrémités pour retirer le fluide de conditionnement et des moyens d'analyse (A) du fluide de conditionnement relies en aval de la sortie.30