Brevet FR2001598A1 — publié le 19690926

L'invention a pour objet un élément circulaire échangeur de chaleur constitué par des tuyaux disposés en plusieurs couches, utilisé de préférence dans un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire. Dans les éléments échangeurs de chaleur, particulièrement ceux utilisés dans les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires, il est nécessaire de réunir en upe unité, si possible compacte, les tuyaux servant å l'échange de chaleur. Ceci est dt au fait que, d1une parts les espaces disponibles sont réduits dans un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire, et que d'autre part, on s'efforce de construire des surfaces de chauffe d'échangeurs de chaleur i peu de divisions. LàoW, en général, on rencontre des conditions de place plus fa m rables, une construction relativement compacte, pour l'échangeur de chaleur, n'est pas nécessaire. I)ana les générateurs de vapeur des réacteurs nucléai ree, il existe des données préalables, pour la structure de la surface de 11 échangeur de chaleur, différentes de celles des surfaces des échangeurs de chaleur habituels, le milieu dégageant la chaleur s'écoulant sous une forte pression, et à grande vitesse, L travers les surfaces de cet échangeur de chaleur. Enaraison de ces données préalables, le montage d'éléments échangeurs de chaleur de construction compacte est plus avantageux dans les généra- teurs de vapeur des réacteurs nucléaires.La difficulté réside toutefois dans le fait qu'il faut éviter, dans une construction compacte, que les diverses couches de tuyaux se touchent, ce qui, d'une part, perturbe sensiblement le Ubre passage du milieu dégageant la chaleur, d'autre part, aux points de contact, des détériorations pourraient se produire par suite du frottement des divers tuyaux, en raison de leur dilatation variable et enfin, il est difficile d'obtenir un emboitage précis des diverses couches de tuyaux par un enroulement approprié des tuyaux isolés. Le but de l'invention consiste à créer un élément échangeur de chaleur, particulièrement de générateurs de vapeur de réacteur nucléaire, permettant d'éviter, malgré sa construction compacte, les inconvénients ci-dessus décrits. Pour atteindre ce but, on propose, conformément à l'invention, d'installer entre les diverses couches de tuyaux et dans le sens longitudinal de l'élément échangeur de chaleur, des éléments en forme de peignes qui, par rapport à la coupe transversale de lldlé- ment échangeur de chaleur, sont disposés radialement, et avec un certain écart angulaire, l'un au moins des bouts libres de chaque élément en forme de peigne étant pourvu d'une rallonge rétrécie. Dans une autre conception de l'invention, les éléments en forme de peignes peuvent présenter des encoches appropriées, de préférence de part et d'autre du contour des tuyaux, les encoches de l'un des cotés pouvant être disposées à la même hauteur que celles du côté oppose, ou être disposées de façon décalée. Les encoches peuvent également être conçues -sans pour autant s'écarter de l'esprit de l'invention- en forme de triangle ou présenter des arêtes quelconques. Pour la stabilisation des diverses couches de tuyaux de l'élément échangeur de chaleur, les éléments en forme de peignes peuvent être, selon une autre forme avantageuse d'exécution de ltin- vention, raccordés les uns aux autres par des fixations ou par des méplats, par exemple. Les avantages obtenus par l'élément échangeur de chaleur selon l'invention résident, d'une part, dans la possibilité d'établir un écartement précis des diverses couches de tuyaux, d'autre part, dans la création par les encoches, d'un élément guide pour le tuyau à enrouler, qui assure l'enroulement d'un ou de plusieurs tuyaux avec une pente ascendante déterminée, dans le sens longitudinal de l'élément échangeur de chaleur, rendant ainsi possible, également dans ce sens, un écart précis d'un tuyau à l'autre. En outre, les éléments en forme de peignes, disposés entre les diverses couches de tuyaux, présentent la possibilité, surtout pour des éléments échangeurs de chaleur suspendus, de prendre en charge une fonction porteuse, de sorte que l'on peut éviter des éléments porteurs supplémentaires, ou on peut réduire sensiblement leur nombre. L'invention sera mainteant expliquée plus en détail d'après un exemple d'exécution possible, à l'aide des dessins annexés qui représentent : - Figure 1, une coupe partielle longitudinale à travers ltélément échangeur de chaleur conforme à l'invention. - figure 2, une coupe transversale à travers élément éckan- geur de chaleur conforme à 1' invention. Entre les diverses couches de tuyaux, 1, 2, 3, 4, sont disposés chaque fois des éléments en forme de peignes 5, 6, 7, 8, pourvus de part et d'autre, d'encnohe 9 -correspondant, sur l'exemple d'exécution, au contour extérieur-du tuyau. Les divers éléments en forme de peignes 5, 6, 7, 8, sont disposés, comme il ressort de la figure 2, radialement vers l'extérieur, les uns au-dessus des autres, et sont répartis sur le pourtour, avec un certain écart angulaire. Les divers éléments en forme de peignes 5, 6, 7, 8, sont raccordés les uns aux autres, par exemple à l'aide de fizations 10, de sorte que dans le sens radial, l'ensemble des divers peignes représente un élément de construction rigide.Les divers peignes sont pourvus, au moins à l'un des bouts libres, d'une rallonge rétrécie 11, fixée à un élément porteur 12, qui, lui-m8me, est attaché à une suspension 13. Comme il ressort de la figure 2, deux suspensions 13 sont prévues sur la longueur total de l'élément porteur 12. L'élément échangeur de chaleur décrit suivant l'exemple d'exécution a, de préférence, une coupe transversale circulaire, et il est spécialement prévu pour l'utilisation dans un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire. L'élément échangeur de chaleur, avec l'installation des éléments en forme de peignes entre les diverses couches de tuyaux, peut être utilisé dans un autre exemple d'exécutidn, et peut présenter une coupe transversale de contour différent sans pour cela s'écarter de l'esprit de l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux ternes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes à la portée d'un homme de métier. REVEII?I CATIONS 10) Elément échangeur de chaleur, de forme circulaire, constitué de tuyaux disposés en plusieurs couches, particulièrement pour l'utilisation dans un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire, caractérisé par le fait qu'entre les diverses couches de tuyaux, dans le sens longitudinal de l'élément échangeur de chaleur, se trouvent installés des éléments en forme de peignes, qui, par rapport à la coupe transversale de l'élément échangeur de chaleur, sont disposés radialement les uns au-dessus des autres, et dans un certain écart angulaire les uns par rapport aux autres, lXun au moins des bouts libres de chacun des éléments en forme de peignes étant pourvu d'une rallonge rétrécie. 20) Elément échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments en forme de peignes présentent, de part et d'autre du contour du tuyau, des encoches disposées face à face, à la même hauteur, ou décalées les uns par rapport aux autres. 3 ) Elément échangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les encoches des éléments en forme de peignes, vues en coupe transversale, ont une forme triangulaire ou possèdent des arêtes quelconques. 40) Elément échangeur de chaleur selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les éléments en forme de peignes disposés entre les diverses couches de tuyaux, dans le sens longitudinal de élément échangeur de chaleur, sont raccordés les uns aux autres par des fixations.