Brevet FR2258606A1 — publié le 19750818

Les échangeurs de chaleur du type à tubes traversant leur corps posent le problème de la dilatation différentielle existant entre le faisceau tubulaire et le corps de l'échangeur. Cette dilatation différentielle peut, dans certains cas, être absorbée par la déformation des tubes, les plaques de tête du faisceauétant des plaques rigides calculées de façon à pouvoir résister aux contraintes importantes qui en résultent ; dans d'autres cas, la liaison entre le corps de 11 échangeur et l'une des plaques de tête est faite au moyen d'un soufflet metallique qui constitue une liaison élastique capable d'absorber la différence de dilatation existant entre le faisceau tubulaire et le corps de ltechangeur et qui en garantit l'étanchéité. La premiere solution présente l'inconvénient de soumettre le corps et les tubes de l'échangeur à des contraintes mécaniques imp-ortantes, nécessitant une structure robuste, la deuxième solution présente l'inconvénient de nécessiter une liaison supplémentaire entre l'une des plaques de tête et le soufflet, et s'adapte mal aux sections autres que circulaires. De plus, elle ne permet pas d'absorber la dilatation différentielle entre deux tubes adjacents. Dans le cadre de la séparation isotopique par diffusion gazeuse, on- est amené à utiliser des échangeurs présentant un faible écart de pression entre les deux faces des plaques de tête et > dans ces conditions, la présente invention a pour objet une disposition en vue d'éviter les inconvénients ci-dessus co sistant à absorber la dilatation différentielle entre le faisceau tubulaire et le corps de 11 échangeur, ainsi que la dilatation différentielle entre deux tubes adjacents, en réalisant l'une des plaques de tete du corps de l'échangeur au moyen d'une plaque déformable dont la zone extérieure au faisceau tubulaire constitue la liaison élastique entre ledit faisceau et le corps de l'échangeur, la liaison élastique entre les tubes adjacents du faisceau étant réalisée par la souplesse des zones interstitielles de la plaque mince. On voit qu'unie telle disposition évite les contraintes mécaniques entre le corps de l'échangeur et le faisceau tubulaire, tout en supprimant le soufflet avec sa liaison sur la plaque de tête, et autorise, sans problème, des sections de bloc d'échange autres que circulaires. Elle présente l'avantage de permettre la dilatation différentielle entre deux tubes adjacents. Bien entendu, les dispositions selon l'invention ne sont pas limitées aux seules applications d'échangeurs de chaleur dans les procédés de séparation isotopique, mais peuvent être utilisées dans tous les cas où il y a un faible écart de pression entre les deux faces des plaques de tête de l'échangeur. Ci-apres, à titre d'exemple, une forme de réalisation d'un échangeur de chaleur selon l'invention - la figure 1 est une vue en coupe selon la ligne I-I de l'échangeur de chaleur de la figure 2. - la figure 2 est une vue de profil de l'échangeur de chaleur de la figure 1. On voit sur les figures 1 et 2 un échangeur de chaleur à tubes traversants comportant un corps 1 avec l'arrivée d'un gaz chaud selon la flèche Flet l'évacuation du gaz réfrigéré selon la flèche F2. Plusieurs rangées de tubes 2 constituent un faisceau dans lequel circule un liquide réfrigérant amené par un collecteur 3 selon la flèche F3 pour pénétrer dans chaque rangée 2 selon la flèche F4 et être évacué à la sortie de chaque rangée selon la flèche F5 dans un collecteur de départ 4 où la circulation d'évacuation se fait selon la flèche F6. Le corps de l'échangeur comporte deux brides 5 de raccordement aux conduites du gaz à réfrigérer. On voit, sur la figure 2, que le bloc d'échange 5 contient plusieurs rangées de tubes 2. Ce bloc d'échange rectangulaire est constitué par une plaque de tête 6 fixe et rigide à travers les orifices de laquelle passent les tubes 2, ceux-ci étant insérés de façon étanche dans lesdits orifices. L'autre côté du bloc d'échange est constitué par une plaque mince souple 7 fixée de façon étanche au corps 1 par un ancrage 8. Les tubes 2 traversent les orifices de cette plaque et sont fixés de façon étanche dans ces orifices. Dans ces conditions, la -dilatation différentielle entre le faisceau constitué par les rangées de tubes 2 et le corps 1 de l'échangeur est absorbée par le bord libre 9 de la plaque souple 7 (zone périphérique au faisceau tubulaire), et la dilatation différentielle entre deux tubes adjacents du faisceau est absorbée par la souplesse des zones interstitielles de ladite plaque. REVENDICATION Echangeur de chaleur du type à tubes traversants (2), caractérisé en ce que, en vue d'absorber la dilatation différentielle entre le faisceau tubulaire et le corps (1) de l'échangeur, ainsi que la dilatation différentielle entre deux tubes adjacents (2), on réalise l'une des plaques de tête du corps de ltechangeur au moyen d'une plaque déformable (7) dont la zone périphérique libre (9) extérieure au faisceau tubulaire assure une liaison élastique entre ledit faisceau et le corps (1) de l'échangeur et dont les zones interstitielles entre les tubes adjacents (2) du faisceau assurent une liaison élastique entre ceux-ci.