Brevet FR2080510A1 — publié le 19711119

La présente invention concerne un tube de réacteur @ pression extrêmement élevée pouvant être chauffé et refroidi fabriqué en utilisant des matières dimérentes et difficilement soudables pour le tube intérieur et l'enveloppe de chauffage, ce tube étant utilisé principalement dans la polymérisation pour la fabrication de cires, polyéthylènes et mirathènes dans des réacteurs à tubes. On connais des réacteurs à pression très élevée dont la constitution constructive est la suivante: iJ y a sur le tube intérieur un presse-étoupe soudé avec une enveloppe de chauffage et qui assure la fonction d'étanchéification ou fait qu'une matière de joint résistant à la temperature est mise sous tension initiale entre une lunette du presse-étoupe et un couvercle de celui-ci. La réception des forces de Pression longitudinales, qui sont produites par pression entre l'enveloppe de chauffage et le tube intérieur et psr des compensateurs axiaux nécessaires, s'effectue par une armature de traction fixée au presse-étoupe. Cette construction présente l'inconvénient qu'un entretien constant, c'est-à-dire un desserrage continuel ou couvercle du presse-étoupe est rendu nécessaire par les charges thermiques et mécaniques. ,n outre, la matière du joint est soumise a une forte usure. La dépense de fabrication et la disposition d'armaures de traction de ce genre sur des réacteurs a tubes sont technologiquement très coûteuses. On connais, n outre un appareil a double tube qui est caractérisé en ce que les anneaux ou rondelles de liaison sont poses par contraction sur le tube intérieur comportant des --urfaces de joint présentant des gorges et ce qu ils sont reliés au tube-enveloppe par un assemblage soudé. Dans cette contruction il y a l'inconvénient que l'assemblage par contraction a tendance à former des fuites en présence de la charge élevée qui se compose de la force de tension initiale du compensateur e+ d'une force axiale et qu'il conduit, lors du vieillissement, a un dé placement axial.La force axiale résulte de la surface active du compensateur de la force produite par la charge de l'anneau de liaision, avec la pression régnant dans la chambre annulaire et de la force pour la décharge de la tension initiale de l'anneau de liaison qui provient de la longueur d'influence active du tube d'enveloppe soudé rigidement à l'anneau de liaison. L'inétanché- ité est provoquée en particulier par ie raccordement rigide du tube-enveloppe à l'anneau de liaison. La charge mentionnée cidessus connuit, on outre, à une déformation de l'anneau de liaison, ce qui a peur conséquence, avec une liaison rigide, un soulèvement de cet anneau du tube intérieur placé dans la chambre annulaire.La contraction perd sa fonction propre par le lavage qui se produit ainsi du siège de contraction du fait du fluide se trouvant dans la chambre annulaire. L'invention crée une étanondification d'un tube de réacteur pouvant etre chauffé qui assure une étanchéité nécessaire dans la gamme des vapeurs par rapport à l'atmosphère en présence d' une forte charge thermique, statique et dynamique. L'invention évite une liaison soudée de l'enveloppe de chauf- fage au tube intérieur par une constitution constructive e+ une fixation rationnelles des élements d'étanchéité du tube de réacteur chauffable. Ce résultat est obtenu esentieliement du fait qu'un évidement de décharge est disposé sur l'extrémité se trouvant à l'in térieur de la chambre annulaire de l'anneau de liaison. Des gor- ges sont pratiquées ou ménagées sur 1 surface extérieure du tube intérieur dans la région de la surface de contact de l'anneau de liaison avec le tube intérieur. Un anneau en plusieurs parties est disposé sur l'extrémité placée en face de la chambre annulaire de l'anneau de liaison dans des gorges pratiquées dans ce disque e+ dans le 'ute intérieur. Une autre réalisation de l'ir.ven+ion comporte, à la place de l'anneau en plusieurs parties, un anneau fileté qui est vis- sé sur le tube intérieur et qui est fixé par des vis au disque annulaire de liaison, un joint plastique métallique et un anneau d'écartement étant disposés entre le disque annulaire de liaison et le tube intérieur. La solution conforme à l'invention produit, par rapport à l'état de la technique les effets suivants: la charge de la chamère annulaire et du tube intérieur n pression et température produit de grandes forces qui sont dominées et contenues par. leE éléments de construction. Le raccordement élastique de 1' enveloppe de chauffage à l'anneau de liaison empêche le soulèvement de celui-ci du tube intérieur dans la chambre annulaire. La disposition des rainures dans la surface extérieure du tube intérieur assure le pressage d'étanchéité nécessaire contre les surfaces de contact. Un avantage particulier de la solution conforme a l'invention est la disposition d'un anneau en plusieurs parties ui est placé de façon inamovible an des gorget du tube et dans 1' anneau de liaison. Cet anneau en plusieurs parties empêche, , en présence d'une charge dynamique, dans le cas d'une charge et il une décnarge effectuées plusieurs fois et n présence de gradients de température se produisant radialement, le déplacement de l'anneau de liaison dans le sens axial. Conformément à la réalisation constructive, l'anneau en plusieurs parties assure une action de soutien répartie uniformément sLr la périphérie et opposée aux charges. Les fonctions principales de l'anneau en plusieurs arties sont assumées, suivant la fi. 2, par l'anneau fileté en liaison avec le joint plastique métallique. Une pose par contraction de l'anneau de liaison est ainsi supprimée. me vieillissement se réglant naturellement n'a pas d'influence notable sur l'aptitude au fonctionnement de la solution du problème apportée par l'invention. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est décrite en étaii, à titre d'exemple, dans ce qui suit La ig. 1 est une coupe radiale des éléments d'etanchéité d'un joint placé entre l'enveloppe de chauffage et le tube intérieur. La fig. 2 montre une autre réalisation constructive des divers éléments d'étancéité suivant la fig. Le tube de réacteur chauffable est constitué par un tube intérieur 1 trs solide et est entouré par une enveloppe de chauffage 2, un fluide le chauffage ou de refroidissement se trouvant dans la chambre annulaire 7 ménagée entre eux. une rondelle de liaison 3 posée p: r contraction sur le tube intérieur 1, forme un joint d'étanchéité de la chambre annulaire 7 par rapport à 1' atmosphère; l'enveloppe de ciiauffage 2 est soudée sur la périphé- rie extérieure de cette rondelle et une Maison élastique est établie avec 11 enveloppe 2 :-ar un évidement de décharge 4 prévu dans le rondelle 3. se gorges S sont pratiquées ou ménagées dans la surface extérieure du tube intérieur i dans la région de la surface de contact de la rondelle 3 avec le tube 1. Un anneau en plusieurs parties 6 est disposé dans le raccord à rondelle 5 en face de la chambre annulaire 7. Suivant la fig. 2 un anneau fileté il est vissé sur le tube intérieur 1 à la place de l'anneau en plusieurs parties 6. Cet anneau fileté il est relié par des vis 12 à la rondelle de liaison 30 Un joint plastique métallique 9 et un anneau d'écartement nécessaire à celui-ci 10 sont disposés pour établir le joint étanche de la chambre annulaire 7 entre le tube intérieur 1 et la rondelle de liaison 3. Be tube de réacteur chauffable selon l'invention apporte une solution assurant sa résistance en fonctionnement qui tient compte des conditions de sollicitation extremes qui se présentent dans la construction de réacteurs à très haute pression. 1 - Tube de réacteur pouvant être chauffé utilisant des matières différentes et difficilement soudables pour le tube intérieur et l'enveloppe de chauffage, la liaison entre ces deux éléments étant constituée par une rondelle fixée par contraction sur le tube intérieur, puis qui est coudée au tube-enveloppe, caractérisé en ce qu'un évidement de déclarage 4 est prévu sur l'extrémité et l'anneau de liaison 3 se trouvant à l'intérieur de la chambre annulaire 7, puis des gorges 8 sont praticuées ou ménagées dans la région 1 surface de contact de l'anneau de liaison 3 avec le tube intérieur 1 sur la surface extérieur de celui-ci par consequent dans la zone sans tension au tube intérieur et un anneau en plusieurs parties b eW' dis OSt sur i' extrémité placée en face de l'extrémité opposée à la chambre annulaire 7 de l'anneau de liaison 3 d E des décolletages 5 de cet anneau 3 e du tube intérieur 1. 2-Tube deréacteur chauffable suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à 1 plane de l'anneau 6 an plusieurs parties il est visée en anneau fileté 11 sur le tube intérieur 1, cet anneau étant fixé à la rondelle 3 par des vis 12, et en ce qu'un joint plastique métallique 9 et un anneau d'écartenent 10 sont disposés entre la rondelle de liaison 3 et le tube intérieur 1.