FR2497566A1

FR2497566A1 - Heat exchanger for stream generator etc. - has corrugated tubes and fixed and free radial supports at crests, with honeycomb structures and baffle rings between

Info

Publication number: FR2497566A1
Application number: FR8100212A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-01-08
Filing date: 1981-01-08
Publication date: 1982-07-09
Also published as: FR2497566B1; JPS57136094A; IN157505B; JPS6022277B2

Abstract

The boiler with nests of tubes parallel to its axis, between the outer shell and a tube down the centre, uses tubes which curve outwards and inwards alternately from top to bottom. At each bend the tubes are supported by rectangular section strips (14) arranged on edge and forming free supports. These alternate with similar strips which are welded to the inner and outer shells forming fixed supports. Between the free supports are fitted honeycomb structures (21) with cells which enclose the tubes and support them with the whole system permitting expansion. The fixed and free supports are radial arms welded to the outer plates (20,22) enclosing the cells and between them are C-shaped rings. The gaps between their ends face in alternate directions so that circulating fluid flows along a zig-zag path past them.

Description

Dans une demande antérieure déposée le 24.3.78 sous le NO 78-08718, le Demandeur a décrit un système de supportage de tubes notamment pour un générateur de vapeur à faisceaux de tubes disposés suivant des cercles concentriques. In a previous application filed on 24.3.78 under NO 78-08718, the Applicant described a tube support system in particular for a steam generator with bundles of tubes arranged in concentric circles.

Ce système est constitué par une bande de supportage en tôle, par une bande alvéolaires en tôle dont les alvéoles à profil horizontal en forme de trapèzes successifs ouverts alternativement dans un sens et dans l'autre, servent à la mise en place des tubes et par une bande de tôle de fermeture servant à emprisonner les tubes dans les alvéoles. This system consists of a sheet metal support strip, by a sheet metal honeycomb strip whose cells with horizontal profile in the form of successive trapezoids open alternately in one direction and in the other, are used for the positioning of the tubes and by a strip of closing plate used to trap the tubes in the cells.

Dans le cas d'un générateur de vapeur, les systèmes de supportage sont montés dans la calandre de la périphérie vers le centre ; les systèmes de supportage pour une rangée circulaire de tubes sont des portions de cercles sous-tendant par exemple un angle de 600 ou de 120P suivant l'importance de l'appareil et soudés entre eux, alors-qu'un système de supportage situé au niveau d'un rayon donné est fixé aux systèmes de supportage voisins par soudure entre la bande de fermeture et la bande de supportage qui lui est voisine. In the case of a steam generator, the support systems are mounted in the grille from the periphery to the center; the support systems for a circular row of tubes are portions of circles subtending for example an angle of 600 or 120P depending on the size of the device and welded together, whereas a support system located at the level of a given radius is fixed to neighboring support systems by welding between the closure strip and the support strip which is adjacent to it.

Or, un tel système de supportage de tubes convient aussi parfaitement aux échangeurs de chaleur à faisceaux de tubes agencés comme décrit ci-dessus, et il présente l'avantage de permettre une réalisation particulièrement simple des déflecteurs souvent utilisés dans les échangeurs pour réguler la circulation du milieu caloporteur. However, such a tube support system is also perfectly suited for tube bundle heat exchangers arranged as described above, and it has the advantage of allowing a particularly simple embodiment of the deflectors often used in exchangers to regulate circulation. of the heat transfer medium.

La réalisation selon l'invention est essentiellement caractérisée par le fait qu'à au moins certaines bandes circulairet à alvéoles trapézoidaux sont associées des bandes circulaires en forme de peigne dont les dents qui s'étendent radialement vers le centre, passent respectivement entre deux tubes voisins de manière à obturer au maximum les intervalles qui peuvent exister entre ces derniers, lesdits peignes étant posés à plat sur la bande alvéolaire et étant soudés à la bande de supportage voisine. The embodiment according to the invention is essentially characterized in that at least certain circular bands with trapezoidal cells are associated with circular bands in the shape of a comb whose teeth which extend radially towards the center, pass respectively between two neighboring tubes so as to close as much as possible the intervals which may exist between the latter, said combs being laid flat on the cellular strip and being welded to the neighboring support strip.

On conçoit que les peignes situés à un même niveau forment en quelque sorte des surfaces coextensives qui jouent seules ou ensemble le rôle d'un ou de plusieurs déflecteurs qui peuvent être disposées à des niveaux différents, selon les résultats recherchés. It is understood that the combs located on the same level form in a way coextensive surfaces which play alone or together the role of one or more deflectors which can be arranged at different levels, depending on the desired results.

Avantageusement les peignes s'étendent sur des arcs de 60 ou de 1200 et les peignes successifs associés à un même système de supportage sont soudés entre eux. Advantageously, the combs extend over arcs of 60 or 1200 and the successive combs associated with the same support system are welded together.

D'autres caractéristiques et particularités ressortiront de la description donnée ci-dessous à titre d'exemple, d'une forme de réalisation de l'objet de l'invention représenté au dessin annexé dans lequel
la figure 1 est une coupe horizontale partielle du système de supportage, montrant partiellement deux peignes,
la figure 2 montre schématiquement une coupe axiale d'un échangeur de chaleur pourvu d'un certain nombre de déflecteurs réalisés à l'aide de peignes identiques a ceux de la figure 1, le nombre de tubes étant réduit pour ne pas surcharger le dessin.Other characteristics and particularities will emerge from the description given below by way of example, of an embodiment of the object of the invention shown in the appended drawing in which
FIG. 1 is a partial horizontal section of the support system, partially showing two combs,
Figure 2 shows schematically an axial section of a heat exchanger provided with a number of deflectors made using combs identical to those of Figure 1, the number of tubes being reduced so as not to overload the drawing.

La figure 3 est une coupe de la figure 2 le long de la ligne III-III montrant, avec un plus grand nombre de tubes et de systèmes de supportage, des portions de peignes. Figure 3 is a section of Figure 2 along line III-III showing, with a larger number of tubes and support systems, portions of combs.

La figure 4 est une coupe de la figure 3 le long de la ligne IV-IV. Figure 4 is a section of Figure 3 along the line IV-IV.

Dans la figure 1, la référence 1 désigne une portion de la paroi de la calandre, ici en arc de cercle, mais pouvant être droite si la calandre est un parallélépipède. A la paroi intérieure de la calandre est soudée une bande de tôle plate 2 dite de supportage. Contre la face intérieure de cette dernière est appliquée une bande alvéolaire 3 formée de plusieurs alvéoles trapézoldaux dont les ouvertures sont inversées. Ainsi, un alvéole trapézoldal dont le fond est désigné par 4 est précédé et suivi d'alvéoles trapézoïdaux dont les fonds sont désignés par 5 et 6. Par les fonds 4, la bande alvéolaire 3 est soudée a la bande plate et cintrée 2 dite bande de supportage soudée à la face intérieure de la calandre. In Figure 1, the reference 1 designates a portion of the wall of the grille, here in an arc, but may be straight if the grille is a parallelepiped. To the inner wall of the radiator grille is welded a strip of flat sheet metal 2 called support. Against the inner face of the latter is applied an alveolar strip 3 formed of several trapezoidal alveoli whose openings are inverted. Thus, a trapezoidal cell whose bottom is designated by 4 is preceded and followed by trapezoidal cells whose bottoms are designated by 5 and 6. By the bottoms 4, the cellular strip 3 is welded to the flat and curved strip 2 called strip support welded to the inside of the grille.

Dans les alvéoles tels que celui désigné par 3, on place les tubes tels que 7 et contre les fonds 6 des alvéoles situés entre les alvéoles tels que 3 qui ont reçu les tubes 7, on soude une bande de tôle dite de fermeture 8. In the cells such as that designated by 3, the tubes such as 7 are placed and against the bottoms 6 of the cells located between the cells such as 3 which have received the tubes 7, a strip of sheet metal known as closure 8 is welded.

Les tubes peuvent être droits mais sont de préférence des tubes ondulés dont les extrémités sont fixées dans les plaques perforées P et P'. The tubes can be straight but are preferably corrugated tubes, the ends of which are fixed in the perforated plates P and P '.

Sur un ensemble de supportage ainsi constitué, on peut en fixer un second, en soudant sur la bande de fermeture 8 la bande de supportage 2' sur laquelle on soude la bande alvéolaire 3' à laquelle on fixe, après mise en place des tubes 7', la bande de fermeture 8'. On a support assembly thus formed, a second one can be fixed, by welding on the closure strip 8 the support strip 2 'on which the honeycomb strip 3' is welded to which one fixes, after fitting of the tubes 7 ', the closing strip 8'.

En opérant ainsi successivement de la périphérie vers le centre de l'échangeur, on réalise, par des moyens simples, un système sûr et efficace de supportage des tubes qui sont bien maintenus. Et, à cette simplicité, vient s'ajouter le fait que la bande de supportage peut être soudée à la bande alvéolaire, en dehors de la calandre et qu'une rangée circulaire du système de supportage peut être subdivisée en secteurs, de 600 ou de 1200 par exemple, préparés à l'avance et assemblés dans la calandre. By operating in this way successively from the periphery towards the center of the exchanger, a safe and effective system for supporting the tubes which are well maintained is produced by simple means. And to this simplicity is added the fact that the support strip can be welded to the honeycomb strip, outside the grille and that a circular row of the support system can be subdivided into sectors, of 600 or 1200 for example, prepared in advance and assembled in the grille.

Ainsi que cela ressort de la figure 4 qui sera décrite plus loin, il est important de noter que chaque bande alvéolaire 4, 4' est moins haute que la bande de supportage 2 à laquelle elle est soudée, et qu'elle occupe par rapport à cette dernière une position centrale ou médiane. As is apparent from FIG. 4 which will be described later, it is important to note that each honeycomb strip 4, 4 ′ is less high than the support strip 2 to which it is welded, and that it occupies with respect to the latter a central or middle position.

Cette particularité est mise à profit par l'invention qui consiste à associer à au moins certaines bandes alvéolaires telles que 4, 4', des bandes en forme de peigne dont les dents s'étendant vers la bande de fermeture passent respectivement entre deux tubes voisins de manière à obturer au maximum les intervalles qui peuvent exister entre ces derniers, lesdits peignes étant posés à plat sur la bande alvéolaire et étant soudés à la bande de supportage adjacente. This feature is taken advantage of by the invention which consists in associating with at least certain alveolar bands such as 4, 4 ′, comb-shaped bands whose teeth extending towards the closure band pass respectively between two neighboring tubes. so as to close as much as possible the intervals which may exist between the latter, said combs being laid flat on the cellular strip and being welded to the adjacent support strip.

Deux tels peignes 9 et 9' sont représentés dans les figures 1, 3 et 4. Two such combs 9 and 9 ′ are shown in FIGS. 1, 3 and 4.

Le peigne 9 (voir figure 4) est soudé en 10 à la bande de supportage 2 et le peigne 9' est soudé en 10' à la bande de supportage 2'. The comb 9 (see FIG. 4) is welded at 10 to the support strip 2 and the comb 9 'is welded at 10' to the support strip 2 '.

Les dents des peignes, telles que celles désignées par 11, se situent (voir figure 1) entre deux tubes voisins tels que 13 et 14 par exemple, de manière à obturer complètement l'alvéole intermédiaire entre les tubes 13 et 14, et le dos de chaque peigne 9 et 9' s'adapte contre ces tubes par des arcs 15 et 16. The teeth of the combs, such as those designated by 11, are located (see FIG. 1) between two neighboring tubes such as 13 and 14 for example, so as to completely close the intermediate cell between the tubes 13 and 14, and the back of each comb 9 and 9 'fits against these tubes by arcs 15 and 16.

En prévoyant des peignes de ce genre sur tout ou partie des bandes alvéolaires situées à un même niveau, on forme un ou plusieurs déflecteurs qui permettent de régler le régime de marche de l'échangeur de chaleur aux conditions voulues. By providing combs of this kind on all or part of the alveolar strips situated on the same level, one or more deflectors are formed which make it possible to adjust the operating speed of the heat exchanger under the desired conditions.

Bien sûr le nombre de déflecteurs à mettre en oeuvre est laissé au choix de l'utilisateur et une disposition est donnée à titre d'exemple dans la figure 2 qui est une coupe schématique d'un échangeur de chaleur dans lequel on a prévu les déflecteurs 17' à 20" et 22' à 24' dont chacun est constitué par des systèmes de supportage auxquels sont associés des peignes tels que ceux désignés par 9 et 9' dans la figure 1. Afin de ne pas surcharger la figure 1, les pièces coupées n 'ont pas été hachurées et seul un petit nombre de tubes a été représente
Mais, pour plus de précision, un plus grand nombre de tubes, de systèmes de supportage et de peignes sont montrés en figure 3 qui est une coupe de la fi figure 2 le long de la ligne
III-III.Of course the number of deflectors to be used is left to the choice of the user and a provision is given by way of example in FIG. 2 which is a schematic section of a heat exchanger in which the deflectors have been provided 17 'to 20 "and 22' to 24 'each of which is made up of support systems with which combs are associated such as those designated by 9 and 9' in FIG. 1. In order not to overload FIG. 1, the pieces cut were not hatched and only a small number of tubes were represented
But, for greater precision, a larger number of tubes, support systems and combs are shown in FIG. 3 which is a section of the fi FIG. 2 along the line
III-III.

On y reconnaît les deux systèmes da upp-rtage dont l'un, qui est situé du côté de la calandre 1, est constitué par la bande de supportage 2 à laquelle est soudée ad bande laire 3 emprisonnant les tubes tels que celui désignè par la référence 7 et par la bande de fermeture 8. Le système de sup- portage voisin comporte la bande de supportage 2 à laquelle est fixée la bande alvéolaire 8' emprisonnant les tubes tels que celui désigné par 7' et la bande de fermeture 8'. We recognize the two systems of upp-rtage one of which, which is located on the side of the calender 1, is constituted by the support band 2 to which is welded ad band 3 trapping the tubes such as that designated by the reference 7 and by the closing strip 8. The neighboring support system comprises the supporting strip 2 to which the cellular strip 8 'is fixed, trapping the tubes such as that designated by 7' and the closing strip 8 '.

Sur chaque bande alvéolaire 3, 8', est posé à plat le peigne 9, 9' fixé par des points de sore 10, 10' a a bande de supportage 2, 2' de la manière décrite ci-dessus, e vue de constituer les déflecteurs 17' à 20" et 22' à 24' tels qu'indiqués dans la figure 2. On each honeycomb strip 3, 8 ′, the comb 9, 9 ′ is laid flat, fixed by output points 10, 10 ′ has support strip 2, 2 ′ in the manner described above, in order to constitute the deflectors 17 'to 20 "and 22' to 24 'as shown in figure 2.

L'invention n'est pas limitée à a forme de réalisation qui a été décrite ci-dessus. Bien au contraire, d'autres variantes sont possibles, sans sortir du cadre de l'invention. The invention is not limited to the embodiment which has been described above. On the contrary, other variants are possible, without departing from the scope of the invention.

Par exemple, les peignes, au lieu d'être soudés dans leur position dans laquelle ils portent sur le côté supérieur de la bande alvéolaire, peuvent être soudés la bande de sup- portage dans une position dans laquelle ils portent contre le côté inférieur de la bande alvéolaire For example, the combs, instead of being welded in their position in which they bear on the upper side of the cellular strip, can be welded the support strip in a position in which they bear against the lower side of the honeycomb strip

Claims

REVENDICATION CLAIM

Perfectionnement aux échangeurs de chaleur, de préférence à faisceau de tubes droits ou souples disposés suivant des nappes verticales, parallèles et éventuellement concentriques et maintenus, à certains niveaux, par des moyens de supportage constitués par des bandes circulaires à alvéoles trapézoldaux alternés, soudées à une bande de supportage et obturées par une bande de fermeture à laquelle est soudée la bande de supportage suivante dans le sens radial de la calandre, les bandes de supportage et éventuellement les bandes de fermeture étant axialement plus hautes que les bandes alvéolaires, caractérisé par le fait qu'à au moins certaines bandes à alvéoles trapézoldaux sont associées des bandes en forme de peigne (9, 9') dont les dents (11) qui s'étendant radialement vers le centre, passent respectivement entre deux tubes voisins (13, 14) de manière à obturer au maximum les intervalles qui peuvent exister entre ces derniers, lesdits peignes étant posés à plat sur la bande alvéolaire (3, 3') et étant soudés à la bande de supportage adjacente. Improvement with heat exchangers, preferably with a bundle of straight or flexible tubes arranged in vertical, parallel and possibly concentric layers and maintained, at certain levels, by support means constituted by circular bands with alternating trapezoidal cells, welded to a support strip and closed by a closure strip to which the following support strip is welded in the radial direction of the calender, the support strips and possibly the closure strips being axially higher than the alveolar strips, characterized by the fact that at least certain bands with trapezoidal cells are associated with comb-shaped bands (9, 9 ') whose teeth (11) which extend radially towards the center, pass respectively between two neighboring tubes (13, 14) so as to close as much as possible the intervals which may exist between the latter, said combs being placed flat on the cellular strip (3, 3 ') and being welded to the adjacent support strip.