Brevet FR2304048A1 — publié le 19761008

La présente invention, due à la collaboration de Monsieur René Traiteur de la Société Fives Cail Babcock et du Commissariat à l'énergie Atomique, a pour objet un support de faisceaux de tubes enroulés en hélice suivant plusieurs couches cylindriques coaxiales. Tout support de tels faisceaux tubulaires, qui utilisés dans des générateurs de vapeur sont le plus souvent réalisés autour d'un axe vertical, doit supporter l'ensemble des spires tout en maintenant le positionnement de ces dernières en fonction des écarts souhaités entre deux spires d'une même couche et entre deux spires appartenant à deux couches consécutives, et tout en limitant le déplacement angulaire des couches les unes vis-à-vis des autres. De plus, un tel support doit assurer le positionnement des spires de façon suffisamment souple pour que ce dernier ne soit pas perturbé, en cours de fonctionnement, par la dilatation desdites spires, mais également de façon suffisamment efficace pour supporter sans dommage les vibrations survenant en cours de fonctionnement. On sait que les supports de tels faisceaux assumant les fonctions précitées, conçus dans l'art antérieur, sont constitués par l'association de tiges munies d'encoches de logement des spires sur leur paroi tournée vers l'extérieur du faisceau, lesdites tiges étant disposées le long de chacune des couches et alignées selon différentes nappes radiales planes, et d'ensembles appropriés de moyens tels que des ensembles vis-plots intercalés entre deux tiges consécutives d'un même palan radial du faisceau assurant le maintien des spires dans la tige la plus proche de l'axe du faisceau, le positionnement latéral de la tige la plus éloignée dudit axe et ltécartement entre les deux. Cependant, lesdits supports de l'art antérieur comportent des ensembles de maintien des spires dans les encoches d'une tige beaucoup trop rigides pour permettre l'obtention d?une force de serrage des spires entre les tiges et lesdits ensembles, constante en cours de fonctionnement quelle que soit l'importance des dilata- tions des spires, et ceci même pour un choix judicieux du métal constitutif de l'un des moyens desdits ensembles. La présente invention a justement pour objet un support de faisceaux.tubulaires permettant de pallier les inconvénients présentés par les dispositifs de l'art antérieur. En effet, ledit support présente notamment une souplesse telle qu'il permet de maintenir une force de serrage constante, quelles que soient les dilatations, tout en étant résistant aux vibrations survenant en cours de fonctionnement. Le support de faisceaux tubulaires du type rappelé cidessus, objet de l'invention, comprenant le long des couches de tubes enroulés en hélice, des tiges munies d'encoches, associées à des assemblages intercalés entre deux tiges appartenant à des couches voisines, se caractérise en ce que chacun des assemblages comprend une pièce susceptible de coiffer les spires encochées dans la tige la plus proche de ltaxe du faisceau, cette pièce étant continue sur au moins deux spires consécutives, une série d'éléments susceptibles de maintenir en appui ladite pièce sur les spires et des moyens de réglage susceptibles de serrer au degré désiré les spires entre la tige et ladite pièce, l'un au moins des composants dudit assemblage étant en matériau élastique. Le fait de maintenir les spires d'une couche dans les encoches de la tige associée à ladite couche au moyen d'un assemblage tel que caractérisé ci-dessus a l'avantage de permettre un réglage à froid très précis de la force de serrage des spires, entre le fond des encoches de 13 tige et la pièce en appui sur ces dernières, et de réduire considérablement les variations ultérieures de ladite force de serrage avec la température, grâce à la souplesse présentée par ledit assemblage, du fait de l'élasticité de l'un de ses composants. Avantageusement, l'un des composants d'un tel assemblage peut de plus sans difficulté être usin-é avec exactitude pour coopérer avec celle des tiges l'encadrant qui.est la plus éloignée de l'axe du faisceau, afin de maintenir un écart constant entre les couches et de limiter le déplacement angulaire de ces dernières. Selon un premier mode de réalisation du support objet de l'invention, et plus précisément des assemblages coopérant avec les deux tiges entre lesquelles ils sont disposés, la pièce coiffant l'ensemble des spires encochées dans la tige la plus proche de l'axe du faisceau est constituée par une succession de cavaliers pour lesquels la paroi, en vis-à-vis des spires, présente une suite d'encoches écartées l'une de l'autre d'une distance égale à celle qui sépare deux encoches successives de ladite tige, et la paroi opposée, une rainure longitudinale séparant deux rebords latéraux dans lesquels est ménagée une échancrure transversale.Selon ce mode de réalisation, les éléments maintenant lesdits cavaliers en appui sur les spires sont constitués par des étriers pour lesquels la traverse peut s'emboîter dans lesdites échancrures transversales des cavaliers, et les jambes peuvent s'accrocher par l'intermédiaire d'épaulements terminaux internes sur des décrochements présentés par les faces de la tige joignant la paroi encochée et la paroi opposée de ladite tige, afin de maintenir entre elles l'agencement cavaliers2 tubes de spires, tigq tel que les tubes des spires d'une couche occupent le volume compris entre le fond des encoches de la tige et celui des encoches des cavaliers. Toujours pour ce mode de réalisation, les moyens de réglage sont constitués par des coins disposés entre la rainure longitudinale d'un cavalier et la traverse de l'étrier. Pour ce premier mode de réalisation, la souplesse souhaitée pour t i'asemblage est de préférence obtenue en utilisant des étriers en matériau élastique. Le maintien d'un écartement donné entre deux couches ainsi que la limitation du déplacement latéral des dites couches sont obtenus par coopération des étriers avec celle des tiges encadrant les assemblages incorporant lesdits étriers qui est la plus éloignée de Itaxe du faisceau, cette dernière étant en contact avec lesdits étriers et étant emboîtée entre les prolongements des jambes de ces derniers au-dessus de leur traverse. I1 va de soi qu'il est possible d'envisager, grâce à des usinages appropriés des tiges et des assemblages, que les cavaliers ou les coins des assemblages assurent le maintien de 11 écartement entre couches et l'immobilisation latérale de ces dernières suivant un principe analogue à celui qui est mis en oeuvre en utilisant à ces fins les étriers. Selon un deuxième mode de réalisation, la pièce coiffant les spires est constituée par une bande flexible plane, logée dans des entailles en forme de U découpées dans les parois latérales des encoches de logement des spires, et les éléments susceptibles de maintenir ladite bande en appui sur les spires sont constitués par des goupilles traversant les faces latérales desdites entailles en forme de U s'élevant au-dessus des tubes des spires lorsque ces derniers ont été encochés dans ladite tige, lesdites goupilles constituant, pour ce mode de réalisation, les moyens de réglage du serrage désiré des spires entre les encoches de la tige et la bande. Etant donné la nature des éléments de maintien de la bande sur les spires, le maintien d'un écartement donné entre deux couches ainsi que le maintien latéral de ces derniers sont obtenus, pour ce second mode de réalisation par un usinage des tiges tel que chaque tige comporte des moyens d'association avec les deux tiges voisines qui sont, sur la face interne de ladite tige, deux portées longitudinales et sur la face externe de cette dernière, des surfaces d'appui situées à l'extrémité des faces latérales desdites entailles en forme de U découpées dans les parois latérales des encoches de logement des spires. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisation du support de l'invention, donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, cette description étant effectuée en référence aux figures schématiques annexées pour lesquelles La figure 1 représente en coupe verticale partielle, un faisceau tubulaire muni du support objet de l'invention. La figure 2 représente en perspective, une première variante de réalisation de l'association d1un assemblage à deux tiges. La figure 3 représente également an perspective un.e deuxième variante de réalisation de .l'associatlon d'un-assemblage à deux tiges. Le faisceau tubulaire, représenté sur la-figure 1, est composé de plusieurs couches cylindriques telles que 1 emboîtées les unes dans les autres, d'axe commun 3 constituant l'axe vertical du faisceau, lesdites couches étant obtenues en enroulant en hélice, suivant plusieurs diamètres par rapport audit axe 3, des tubes 5. Des tiges verticales 7 sont disposées suivant des génératrices régulièrement espacées des surfaces cylindriques délimitées par les couches 1 correspondantes de façon telle, qu'en passant d'une couche à l'autre, lesdites tiges 7 soient alignées les unes sur les autres et contenues de ce fait dans des plans radiaux du faisceau.Ces tiges 7 reportent leur charge sur une charpente supé- rieure 9 par l'intermédiaire de suspentes 11, dont les extrémités supérieures sont fixées à ladite charpente par des joints articulés 13, chacune des tiges 7 a sa face tournée vers l'extérieur du faisceau munie d'encoches 15, profilées en arc de cercle, pour recevoir les sections des tubes 5 à chaque spire d'une couche 1, chacune des spires- d'une couche 1 étant ainsi maintenue serrée, par l'inter- médiaire d'assemblages appropriés non représentés sur cette figure dans les encoches de meme niveau des tiges 9 associées à une couche. Il convient de noter que l'usinage de la face d'une tige 7 opposée à celle qui est encochée, ainsi que des parois latérales de cette dernière, est fonction du type d'assemblage retenu et qu'en conséquence, lesdites tiges 7 seront décrites en totalité en référence aux figures 2 et 3. Sur la figure 2, on reconnaît deux des tiges 7, ces deux tiges étant situées dans un m8me plan radial du faisceau et étant associées à deux couches 1 consécutives, 7a correspond à la couche 1 la plus interne et 7b à la couche la plus externe. On a représenté sur cette figure un assemblage 17 disposé entre lesdites tiges 7a et 7b, cet assemblage assurant le serrage des spires d'une couche 1 dans les encoches 15 de la tige Ta, le maintien latéral de la tige 7a, le positionnement des deux tiges 7a et Tb, l'une par rapport à l'autre. Selon la caractéristique essentielle de l'invention relative audit assemblage 17 correspondant au premier mode de réalisation, une succession de cavaliers tels que 19 sont disposés côte à côte en vis-à-vis de la face encochée de la tige 7a, de façon à ce que chacun d'eux coiffe deux des spires d'une couche passant dans les encoches 15 de ladite tige 7a, lesdites spires étant orthogonales à ladite face encochée de cette dernière, et centrées sur l'axe du faisceau. Lesdits cavaliers 19 sont maintenus en appui sur deux des spires d'une couche par des étriers 21 en matériau élastique emboîtés dans chacun des cavaliers et accrochés à la tige, la force d'appui des cavaliers sur les spires étant réglée par des coins 23. Un cavalier 19 est constitué par une pièce présentant, sur sa face en vis-à-vis de la face encochée de la tige Ta, des encoches 25 profilées en arc de cercle et sur sa face opposée, une rainure longitudinale 27 délimitant les deux rebords latéraux 29 dans lesquels est ménagée une échancrure 31 dont le fond est surélevé par rapport au plan de ladite rainure longitudinale 27. Un étrier 21 est composé dtune traverse 33 de largeur telle que cette dernière puisse être emboîtée dans les deux échancrures d'un cavalier 19 et de deux jambes 35 munies chacune d'un épaulement terminal interne 37, lesdites jambes orthogonales à ladite traverse 33, et appliquées contre les parois latérales du cavalier 19 et de la tige 7a étant de longeur telle que ledit épaulement puisse prendre appui sur un décrochement 38 prévu sur chacune des parois laté- rales de la tige 7a en vue de maintenir ledit étrier 21 dans la position représentée sur la figure 2, assurant un serrage partiel des spires entre les encoches 15 et 25. Un coin 23 se présente sous la forme d'une pièce dont la base rectangulaire est de largeur telle que ledit coin puisse être introduit entre les deux rebords latéraux 29 d'un cavalier 19, et dont la section triangulaire 39 est telle que ledit coin, une fois disposé entre la rainure 27 d'un cavalier et la traverse 33 d'un étrier, puisse en fonction de la largeur de ladite section mesurée dans le plan vertical passant par l'axe de la traverse 33, et les jambes 35, appliquer le cavalier 19 au degré désiré sur les spires passant par les espaces délimités par les encoches 25 et 35. Le coin 23 présente un talon 36 du cté de la plus grande dimension de ladite section triangulaire 39. Les tiges 7a et 7b analogues, possèdent sur leurs parois latérales des décrochements longitudinaux 38 dans lesquels viennent prendre place les épaulements terminaux internes 37 des étriers 21 et sont telles que leur face opposée à celle qui est encochée puisse prendre appui sur les traverses 33 des étriers 21 entre les prolongements des jambes 35 de chacun desdits étriers au-dessus de leur traverse 33. Notons que ladite face opposée à la face encpchée pour chacune des tiges 7a et 7b présente une rainure longitudinale 40 permettant le positionnement aisé de ces dernières par rapport à leur voisine par l'intermédiaire des assemblages quelle que soit la position du coin 23 par rapport à ces derniers. Sur la figure 3, on voit que les tiges 7a et 7b se présentent différemment puisqu'elles sont adaptées pour coopérer avec un nouvel assemblage qui, selon la caractéristique essentielle de l'invention relative au deuxième mode de réalisation, est composé par une bande flexible 41 rectangulaire et par des goupilles 43 assurant simultanément le maintien en appui de ladite bande 41 sur les spires disposées dans les encoches 1 6 de la tige 7a et le serrage souhaité desdites spires entre la tige 7a et la bande 41. La tige 7a coopérant avec l'assemblage du deuxième mode de réalisation est telle que les parois latérales 45 des encoches 1 6 de logement des spires d'une couche s'élèvent au-dessus des spires, ces dernières étant placées dans les encoches 16. Lesdites parois latérales 45 d'une encoche 16 présentent à leur partie supérieure des entailles en forme de U dans lesquelles est placée la bande flexible 41 entre leurs faces latérales 47 traversées par les goupilles 43 en appui sur ladite bande 41. Notons que l'ensemble dlune goupille 43 et des faces latérales 47 d'une entaille En U maintenant la bande 41 en appui sur les spires, peut etre rapproché de l'étrier du premier mode de réalisation, la goupille de cet ensemble, assurant le serrage des spires entre la tige 7a et la bande 41, étant équivalente au coin dudit premier mode coopérant avec l'étrier. Les tiges Ta et Tb présentent sur leur face opposée à la face munie d'encoches deux portées longitudinales 49, ces deux portées 49 permettant, comme on le voit pour la tige 7b sur la figure 3, de limiter le déplacement latéral d'une tige tout en fixant l'ecartement souhaité entre cette tige et sa voisine en faisant coopérer lesdites portées 49 avec les surfaces d'appui 51 présentées par les extrémités des faces latérales 47 d'une entaille en U. REVENDICATIONS 1. Support d'un faisceau de tubes enroulés en hélice suivant plusieurs couches cylindriques coaxiales comportant des tiges munies d'encoches de logement des spires sur leur paroi tournée vers l'extérieur du faisceau, lesdites tiges étant disposées le long des couches et alignées selon différentes nappes radiales planes, et des assemblages intercalés entre deux tiges consécutives d'un même plan radial du faisceau, caractérisé en ce que chacun des assemblages comprend une pièce susceFtible de coiffer les spires encochées dans la tige la plus proche de l'axe du faisceau, ladite pièce étant continue sur au moins deux spires consécutives, une série d'éléments susceptibles de maintenir ladite pièce en appui sur les spires, une série d'éléments de réglage du serrage des spires entre la tige et ladite pièce, ltun au moins des composants de cet assemblage étant en matériau élastique. 2. Support selon la revendication 1, cåtåctérisé encre que l'un au moins des composants d'un assemblage -est en contact-.avec la tige la plus éloignée de l'axe du faisceau. 3. Support selon la revendication 1,- t-aractérisé en ce que celle des deux tiges encadrant un assemblage qui est la plus éloignée de l'axe est maintenue latéralement par ltun au moins des composants dudit assemblage. A. Support selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce coiffant les spires d'une couche est constituée par une série de cavaliers possédant, sur leur face en vis-à-vis des spires des encoches en arc de cercle, et sur leur face opposée une rainure longitudinale séparant deux rebords latéraux munis respectivement d'une échancrure transversale. 5. Support selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de maintien de la pièce coiffant les spires en appui sur ces dernières sont constitués par des étriers comprenant une traverse de forme complémentaire à la surface desdites échancrures transversales des cavaliers et deux jambes respectivement munies d'un épaulement terminal interne. 6. Support selon l'une quelconque des revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce que les moyens de réglage du serrage des spires sont constitués par des coins susceptibles d'hêtre interposés entre les étriers et les cavaliers. 7. Support selon la revendication 5, caractérisé en ce que les étriers sont en matériau élastique. 8. Support selon la revendication 5, caractérisé en ce que les étriers d'un assemblage sont en contact par l'intermédiaire de leur traverse avec celle des deux tiges encadrant ledit assemblage qui est la plus éloignée de l'axe du faisceau. 9. Support selon la revendication 5, caractérisé en ce que celle des deux tiges encadrant un assemblage qui est la plus toi- gnée de l'axe du faisceau est maintenue latéralement par les étriers dudit assemblage par l'intermédiaire de prolongements des jambes desdits étriers au-dessus de leur traverse. 10. Support selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce coiffant les spires est constituée par une bande flexible logée dans des entailles en forme de U découpées dans les parois latérales des encoches de logement des spires. 11. Support selon la revendication 10, caractérisé en ce que les éléments maintenant la bande flexible coiffant les spires en appui sur ces dernières sont constitués par des goupilles traversant les faces latérales desdites entailles en forme de U, lesdites goupilles constituant les moyens de réglage du serrage des spires entre la tige et la bande. 12. Support selon la revendication 11, caractérisé en ce que chaque tige comporte des moyens d'association avec les deux tiges consécutives constitués, sur leur paroi tournée vers l'intérieur du faisceau, par deux portées longitudinales et sur leur paroi tournée vers l'extérieur du faisceau, par des surfaces d'appui situées à l'extrémité des faces latérales desdites entailles en forme de U.