EP0077268A1 - Echangeur de chaleur à enroulements hélicoidaux de tubes - Google Patents

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EP0077268A1
EP0077268A1 EP82401846A EP82401846A EP0077268A1 EP 0077268 A1 EP0077268 A1 EP 0077268A1 EP 82401846 A EP82401846 A EP 82401846A EP 82401846 A EP82401846 A EP 82401846A EP 0077268 A1 EP0077268 A1 EP 0077268A1
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EP
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turns
head
bundle
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heat exchanger
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Paul Landet
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Creusot Loire SA
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Creusot Loire SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger composed of bundles of helical windings of tubes, such as a steam generator with convection bundles.
  • the subject of the present invention is a device for bracing and supporting the helical windings of tubes of a heat exchanger which efficiently ensures radial and longitudinal immobilization in an inexpensive manner and with great ease of implementation.
  • the exchanger according to the invention comprises at least one bundle constituted by at least one helical winding of tube, and it is characterized in that it comprises a plurality of shims which are each constituted by a rod having two bearing faces parallel separated by a thickness corresponding to the spacing between two neighboring turns of said bundle so as to be inserted between said turns and by a flared head forming a corner, said head being welded to said turns.
  • the head forms two planar and divergent faces. These faces are formed on two branches, the wedge having the shape of a Y.
  • the exchanger comprises bracing bars which are mounted longitudinally in each annular space separating two bundles nested one inside the other.
  • the exchanger according to the invention consists of an enclosure, not shown, in which a heat-carrying gas circulates and inside which are housed bundles 1,2 of tubes which are bathed by the gas and which channel a fluid. such as water vapor.
  • a heat-carrying gas circulates and inside which are housed bundles 1,2 of tubes which are bathed by the gas and which channel a fluid. such as water vapor.
  • the drawings only show two beams partially shown but the number of beams can be greater.
  • Each bundle 1 or 2 is composed of several helical windings 11 or 21 of tubes having the same medium winding cylinder.
  • Each winding 11 or 21 is formed of a tube 111 or 211 wound helically on the winding cylinder 12 or 22 with a sufficient pitch so that at least one intermediate winding can be accommodated between the turns of said winding.
  • the helical windings of the same mean diameter of a bundle are nested one inside the other.
  • the helices of the windings of the same winding cylinder have the same direction and their pitch is identical.
  • the bundles 1 and 2 are nested one inside the other so that the respective winding cylinders 12 and 22 of different diameters have the same axis 7.
  • Two adjacent bundles such as 1 and 2 can be made up of windings whose propellers have opposite directions. If the inner bundle 1 consists of windings whose propellers are on the right, the outer bundle 2 then consists of windings whose propellers are on the left and vice versa.
  • the exchanger comprises a plurality of shims 4 which are each inserted between two adjacent tubular turns of the same bundle.
  • each wedge 4 is therefore inserted between two turns of two helical windings.
  • Each wedge is constituted by a rod 41 having two flat and parallel faces 411 separated by a thickness which corresponds to the spacing between two neighboring turns of the same beam.
  • the bearing faces 411 are in contact with the generatrices of the two neighboring turns at the minimum spacing.
  • the rod 41 is connected to a flared head 42 forming a corner.
  • This head provides two support faces 421 which are planar and symmetrical with respect to the median plane of symmetry of the rod extending parallel to the faces 411 and at equal distance from the latter. These bearing faces 421 which diverge from the rod 41 act as abutments for implementation, and are applied against the generators of two neighboring turns. This head is oriented towards the outside of the winding because the positioning of the wedge takes place from the outside.
  • the two bearing faces 421 are formed on the outer faces of two branches formed by a V-notch, these branches being symmetrical with respect to the median plane of the rod defined above.
  • the wedge thus has a Y shape.
  • the flared head 42 of the wedge has two flats 422 which are welded to the two neighboring turns, by two weld beads 5, the spacing of the two cords being greater than the thickness of the shim.
  • the exchanger has, parallel to the longitudinal axis 7, at least one alignment of shims 4 each inserted between two neighboring turns.
  • the exchanger presents three alignments of this type so that over 360 ° - that is to say that for a current interval between two turns - there are three shims marked 4.
  • the exchanger has, in each annular space between two neighboring bundles, a set of spacer bars 6. These bars are mounted longitudinally in this space to facilitate winding and ensure the relative positioning of the two neighboring bundles. These bars can support the beams.
  • Each bundle 1 or 2 could consist of a single helical tube winding.

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Abstract

Echangeur à enroulements héliocoïdaux de tubes
La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur composé de faisceaux d'enroulements héliocoïdaux de tubes, tel qu'un générateur de vapeur à faisceaux de convection.
L'échangeur selon l'invention comporte au moins un faisceau (1, 2) constitué par au moins un enroulement hélicoïdal de tubes, et il est caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de cales (4) qui sont constituées chacune par une tige (41) présentant deux faces d'appui parallèles (411) séparées par une épaisseur correspondant à l'écartement entre deux spires voisines du dit faisceau de manière à être insérée entre lesdites spires et par une tête évasée (42) formant coin, ladite tête étant soudée aux dites spires.

Description

  • La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur composé de faisceaux d'enroulements hélicoldaux de tubes, tel qu'un générateur de vapeur à faisceaux de convection.
  • On connaît des échangeurs constitués par plusieurs faisceaux composés chacun d'enroulements de tubes enroulés, en hélices,sur des cylindres d'enroulement coaxiaux, ces faisceaux étant emboités les uns dans les autres. Les solutions connues pour réaliser l'entretoisement des spires et le supportage présentent des inconvénients.
  • La présente invention a pour objet un dispositif d'entretoisement et de supportage des enroulements hélicoldaux de tubes d'un échangeur de chaleur qui assure de manière efficace une immobilisation radiale et longitudinale de manière peu onéreuse et avec une grande facilité de mise en oeuvre.
  • L'échangeur selon l'invention comporte au moins un faisceau constitué par au moins un enroulement hélicoïdal de tube, et il est caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de cales qui sont constituées chacune par une tige présentant deux faces d'appui parallèles séparées par une épaisseur correspondant à l'écartement entre deux spires voisines d u dit faisceau de manière à être insérée entre lesdites spires et par une tête évasée formant coin, ladite tête étant soudée auxdites spires.
  • Selon une caractéristique de l'invention, la tête forme deux faces planes et divergentes. Ces faces sont ménagées sur deux branches, la cale ayant la forme d'un Y.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur comprend des barres d'entretoisement qui sont montées longitudinalement dans chaque espace annulaire séparant deux faisceaux emboités les uns dans les autres.
  • L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés.
    • La figure 1 est une vue en élévation d'une portion de l'échangeur selon l'invention.
    • La figure 2 est une coupe longitudinale, selon II-II, de l'échangeur de la figure 1.
  • L'échangeur selon l'invention se compose d'une enceinte non réprésen- tée dans laquelle circule un gaz caloporteur et à l'intérieur de laquelle sont logés des faisceaux 1,2 de tubes qui sont baignés par le gaz et qui canalisent un fluide tel que la vapeur d'eau. Les dessins ne montrent que deux faisceaux partiellement représentés mais le nombre de faisceaux peut être plus grand. Chaque faisceau 1 ou 2 est composé de plusieurs enroulements hélicoïdaux 11 ou 21 de tubes ayant le mêmecylindre d'enroulement moyen. Chaque enroulement 11 ou 21 est formé d'un tube 111 ou 211 enroulé hélicoïdalement sur le cylindre d'enroulement 12 ou 22 avec un pas suffisant pour qu'au moins un enroulement intermédiaire puisse être logé entre les spires dudit enroulement. Ainsi les enroulements hélicoïdaux de même diamètre moyen d'un faisceau sont imbriqués les uns dans les autres. Pour per- mettre-cette conception, les hélices des enroulements de même cylindre d'enroulement ont le même sens et leurs pas sont identiques. Les faisceaux 1 et 2 sont-emboités les uns dans les autres de manière que les cylindres d'enroulements respectifs 12 et 22 de diamètres différents aient le même axe 7. Deux faisceaux voisins tels que 1 et 2 peuvent être constitués d'enroulements dont les hélices ont des sens inverses. Si le faisceau intérieur 1 est constitué d'enroulements dont les hélices sont à droite, le faisceau extérieur 2 est alors constitué d'enroulements dont les hélices sont à gauche et inversement.
  • L'échangeur comporte une pluralité de cales 4 qui sont insérées chacune entre deux spires tubulaires voisines d'un même faisceau. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, chaque cale 4 est donc insérée entre deux spires de deux enroulements hélicoïdaux. Chaque cale est constituée par une tige 41 présentant deux faces planes et parallèles 411 séparées par une épais- seure qui correspond à l'écartement entre deux spires voisines d'un même faisceau. Lorsque la tige de la cale est inser ée entre les deux spires voisines, les faces d'appui 411 sont au contact des génératrices des deux spires voisines à l'écartement minimum. Dans chaque cale la tige 41 se raccorde à une tête évasée 42 formant coin. Cette tête ménage deux faces d'appui 421 qui sont planes et symétriques par rapport au plan médian de symétrie de la tige s'étendant parallèlement aux faces 411 et à égale distance de celles-ci. Ces faces d'appui 421 qui divergent à partir de la tige 41 font office de butées à la mise en place, et s'appliquent contre les génératrices de deux spires voisines. Cette tête est orientée vers l'extérieur de l'enroulement du fait que la mise en place de la cale s'effectue de l'extérieur. Les deux faces d'appui 421 sont ménagées sur les faces extérieures de deux branches formées par une entaille en V,ces branches étant symétriques par rapport au plan médian de la tige défini ci-dessus. La cale a ainsi une forme en Y. La tête évasée 42 de la cale comporte deux meplats 422 qui sont soudés aux deux spires voisines, par deux cordons de soudure 5, l'écartement des deux
    cordons étant supérieur à l'épaisseur de la cale.
  • De préférence, l'échangeur présente parallèlement à l'axe longitudinal 7, au moins un al ignement de cales 4 insérées chacune entre deux spires voisines. De préférence l'échangeur présente trois alignements de ce type de manière que sur 360° -c'est-à-dire que pour un intervalle courant entre deux spires- il y ait trois cales repérées 4.
  • L'échangeur présente, dans chaque espace annulaire compris entre deux faisceaux voisins, un jeu de barres d'entretoisement 6. Ces barres sont montées longitudinalement dans cet espace pour faciliter l'enroulement et assurer le positionnement relatif des deux faisceaux voisins. Ces barres peuvent supporter les faisceaux.
  • Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envisager l'emploi de moyens équivalents. Chaque faisceau 1 ou 2 pourrait être constitué d'un seul enroulement hélicoïdal de tube.

Claims (4)

1.- Echangeur comportant au moins un faisceau (1, 2) constitué par au moins un enroulement hélicoïdal de tube, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de cales (4) qui sont constituées chacune par une tige (41) présentant deux faces d'appui parallèles (411) séparées par une épaisseur (e) correspondant à l'écartement entre deux spires voisines d u dit faisceau de manière à être insérée entre lesdites spires et par une tête évasée (42) formant coin, ladite tête étant soudée auxdites spires.
2.- Echangeur selon la revendication 1,
caractérisé par le fait que la tête (42) forme deux faces planes et divergentes (421).
3.- Echangeur selon la revendication 2,
caractérisé par le fait que les faces planes et divergentes (421) sont ménagées sur deux branches, la cale ayant la forme d'un Y.
4.- Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des barres d'entretoisement (6) qui sont montées longitudinalement dans chaque espace annulaire séparant deux faisceaux (1, 2) emboités les uns dans les autres.
EP19820401846 1981-10-09 1982-10-08 Echangeur de chaleur à enroulements hélicoidaux de tubes Expired EP0077268B1 (fr)

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DE (1) DE3260146D1 (fr)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0299688A1 (fr) * 1987-07-14 1989-01-18 HICK HARGREAVES & COMPANY LIMITED Lien de fixation à utiliser avec un faisceau de tubes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR807020A (fr) * 1935-06-12 1936-12-31 Cie Gen De Constr De Fours Dispositif de liaison étanche et élastique pour tubes formant parois de chaudières tubulaires ou d'autres appareils
GB818028A (en) * 1956-07-10 1959-08-12 Babcock & Wilcox Ltd Improvements in tubulous heat exchange apparatus
DE2921406A1 (de) * 1979-05-26 1980-12-04 Deggendorfer Werft Eisenbau Gitterrost fuer die rohre eines rohrbuendel-apparates, z.b. eines waermetauschers

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FR2514481A1 (fr) 1983-04-15
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