Brevet FR2252545A1 — publié le 19750620

La présente invention se rapporte à une pièce d'écartement destinée aux faisceaux tubulaires d' échan- geurs de chaleur et comprenant une barre métallique, plate et oblongue, s'étendant sur plusieurs pas- tubulaires du faisceau de tubes et munie de saillies adaptées aux différents tubes0 Suivant les circonstances, la pièce d'écartement doit absorber des forces considérables car, par exemple dans les générateurs de vapeur pour les réacteurs nucléaires à eau sous pression, auxquels l'invention se rapporte en premier lieu, des oscillations peuvent être engendrées très aisément aux grandes vitesses d'écoulement En outre, une pièce d'écartement qui, dama les genératears de vapeur usuels équipés d'un faisceau tubulaire en U, est disposée dans la zone de l'arc des tubes, doit compenser ou capter également les mouvements importants attribuables aux dilatations thermiques Par conséquent, la pièce dgécartement doit être mécaniquement stable.En outre, elle doit etre fabriquée simplement et permettre un montage aisé Q cet effet, l'invention propose une solution favorables La pièce d'écartement conforme à l'invention est caractérisée en ce que la barre métallique est munie de plusieurs fentes se développant dans son sens longitudinal et alternativement décalées chacune réciproquement dans le sens des axes des tubes 9 et en ce que les bandes séparées par les fentes sur les deux bords de la barre métallique sont coudées à partir du plan de celle-ci, en général sous la forme d'un contour adapté aux tubes0 La nouvelle pièce d'écartement se compose donc d'une seule et même pièce, par exemple, un acier plat d'une qualité inoxydable, dans lequel le façonnage est donné par des fentes et des coudes0 Par conséquent, des assemblages soudés ne sont pas nécèssaires, lesquels pourraient être soumis à des surcharges mécaniques ou être le point de départ d'une corrosion, La largeur des badaa séparées devrait se situer entre 1/5 et 1/3 de la largeur-.-la barre métallique. La valeur la plus favorable se détermine, entre autres, d'après la résistance de la barre métallique et d'après les propriétés d'élasticité des bandes, désirées pour la fixation des tubes0 Le coude peut avantageusement se situer entre le simple et le quintuple de l'épaisseur de la pièce d'écartement. Tel que ceci a été constaté, les déformations en fonction des épaisseurs nécessaires pour des raisons de résistance se situent encore en pareil cas dans des limites telles que la pièce d'écartement ne se trouve pas allongée excessivement dans le cas de matériaux usuels. Selon une forme de réalisation particulière de l'invention, les coudes sont conçus en dents de scie, Il en résulte ainsi, selon le sens des forces, un comportement différent de la pièce d'écartement0 Ceci peut être désiré, en particulier eu égard aux dilatations thermiques. La nouvelle pièce d'écartement peut aussi dextre dotée de trois coudes se répétant régulièrement et répartis sur la largeur de la barre métallique0 Pour évitèr que la barre métallique se mette en position oblique par rapport à l'axe des tubes à retenir, il peut être prévu une disposition symétrique comprenant un coude médian et deux coudes situés aux bords. Des exemples de réalisation sont décrits ci-après à.l'aide du dessin annexé en vue d'expliquer en détail l'invention0 A la figure 1, on a représenté très schématiquement un échangeur de chaleur servant de générateur de vapeur pour des réacteurs nucléaires à eau sous pression et dans lequel l'invention est mixe en oeuvre, L'échangeur de chaleur, dont l'enveloppe extérieure a été supprimée pour permettre une représentation plus distincte, comprend un faisceau tubulaire 1 en U, dont les branches 2 et 3 sont maintenues, par leurs extrémités libres, dans une plaque tubulaire 5.Celle-ci forme, conåointement avec un fond sphérique 6, une chambre d'admis- sion 7 et une chambre d'émission 8. L'eau servant d'agent de refroidissement primaire au réacteur à eau sous pression s'écoule dans le sens des flèches à travers le faisceau tubulaire en U, en passant par les tubulures 9 et lOo Par conséquent, la branche 3 est la branche dite chaude, tandis que la branche 2 est la branche froide. Le faisceau tubulaire 1 en U chauffe l'eau d'alimentation amenée à l'enveloppe non représentée, de sorte que de la vapeur pour la commande-d'une turbine est produite. Dès lors, une charge considérable du faisceau tubulaire 1 en U est déterminée par le mouvement de l'eau d'a limentation, par la production de vapeur et par la pression de l'eau d'alimentation et de la vapeur, ainsi que par les tensions thermiques0 Pour cette raison, le faisceau tubulaire en U est fixé, dans la zone des branches 2 et 3, par des grilles 10 qui maintiennent réciproquement les tubes à distance les uns des autres.Dans la zone des arcs 11 du faisceau tubulaire, on a prévu un organe dit de retenue des courbes tubulaires, lequel est désigné par 12 dans l'ensemble.- A cet organe de retenue appartiennent des pièces d'écartement 13 qui se situent dans le plan de symétrie 14 représenté par une ligna en traits mixtes et qui sont conçues conformément à l'invention. En outre, l'invention peut aussi etre toutefois utilisée pour des formes de construction particulières des grilles 10. Une partie d'une pièce d'écartement 13 est représentée en perspective à la figure 2. Elle se compose d'un acier plat, par exemple, un acier au chr-ome-nickel inoxydable d'une épaisseur D de 3 mm et d'une largeur B de 20 mme Dans cet acier plat, on a prévu, longitudinalement aux deux bords 16 et 17, des fentes 18 se développant parallèlement à ceux-ci et divisant la largeur B, par exemple, en trois sections d'égale largeur. Les bandes 20 voisines du bord, séparées par les fentes 18, sont coudées à la presse La hauteur H du coude correspond, par exemple, au double de l'épaisseur D de l'acier plat. En outre, les coudes 20 sont décalés réciproquement dans le sens longitudinal de 1' acier plat0 Il en résulte dans l'ensemble un contour qui est adapté aux tubes du faisceau tubulaire. L'adaptation~aux tubes 22 (représentés par des lignes en traits mixtes) du faisce au tubulaire est distinctement visible à la figure 4. On constate que la distance des creux ou cavités entre les coudes voisins 20 est égale au pas tubulaire T. Dans l'exemple de réalisation selon les figures 3 et 4, les coudes 20 ont la forme de dents de scie. Dès lors, la pièce d'écartement 13 dispose d'une force de résistance particulière contre la charge principale indiquée par la flèche 25, tandis qu'un relâchement plus léger est possible dans le sens opposé, Mais l'invention peut aussi entre réalisée avantageusement selon des formes de coude entièrement symétriques0 Dans l'exemple de rnalisation reproduit à la figure 5, on a prévu, en plus des coudes 20 dans la zone des bords1 également des coudes 26 formés dans le sens opposé dans la zone médiane comprise entre deux coudes 20 décalés dans la direction de l'axe des tubes0 La pièce d'écartement acquiert ainsi plus de souplesse, L'avantage principal réside toutefois dans la zone de refoulement considérablement réduite audessous des arcs tubulaires adjacents. Dans l'exemple de réalisation de la figure 6, les coudes 20' représentés en vue en plan, ne sont pas prévus directement au bord 16 de la pièce d écartement 13, mais sont reculés dans la zone médiane de l acier plat au moyen de fentes supplémentaires 280 Dans l'exemple de réalisation de la figure 7, on a prévu une disposition symétrique des coudes 20 et 2O"O Dans ce cas, deux coudes 20 aux deux bords 16 sont associés à un--coude central 20". D8a lors, un alignement de la pièce d'écartement sur les tubes est forcé ici, lequel exclut une position oblique, R E V E N D I G A A I O N S 1. Pièce d'écartement destinée aux faisceaux tubulaires d'échangeurs de chaleur, en particulier des générateurs de vapeur pour des réacteurs nucléaires à eau sous pression, et comprenant une barre métallique, plate et oblongue, s'étendant sur plusieurs pas tubulaires du faisceau de tubes et munie de saillies adaptées aux différents tubes, caractérisée en ce que la barre métallique est dotée de plusieurs fentes se développant dans son sens longitudinal et alternativement décalées chacune réciproquement dans le sens des axes des tubes ; et en ce que les bandes séparées par les fentes sur les deux bords de la barre métallique, sont coudées à par tir du plan de celle-ci en général sous la forme d'un contour adapté aux tubes, 2 Pièce d'écartement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la largeur des bandes se situe entre 1/5 et 1/3 de la largeur de la barre metallique. 3 Piece d'écartement suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la hauteur des coudes se situe entre le simple et le quintuple de ltépaisseur de la barre métallique. 4 Pièce d'écartement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée paris coudes en dents de scie. 50 Pièce d'écartement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que trois coudes sont répartis sur la largeur de la barre métallique0 60 Pièce d'écartement suivant la revendication 5, caractérisée par une disposition symétrique coiprenant un coude médian et deux coudes situés aux bords0 7o Pièce d'écartement suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que des coudes orientés dans le sens opposé sont prévus entre les coudes.