Brevet FR2329925A1 — publié le 19770527

B'invention se rapporte à un raccord d'un conduit principal et d'un embranchement d'un circuit de fluide sous pression. Un tel raccord est utilisé pour dériver un flux secondaire d'un flux principal ou pour réunir un flux secondaire avec un flux principal et constitue un élément de dérivation ou un élément de réunion. Lorsqu'un fluide sous haute pression et température élevée passe dans les conduits d'un tel circuit, les pression et température exercent sur chaque conduit individuel des forces qui sont la cause de déformationstangentielles et donc d'efforts tangentiels de traction. Par ailleurs, des forces de flexion qui se produisent entre les deux conduits tendent à modifier ltangle inscrit entre ceux-ci et à provoquer des efforts de flexion dans le raccordement.Il ne faut pas que ces efforts dépassent un seuil admissible et il est préférable que la structure soit simple aussi bien du point de vue encombrement que de celui de la fabrication. De plus, il ne faut pas de trop grarldesgdifferences d'épaisseur de matière entre les parois des conduits et les éléments de raidissement éventuellement utilisés, afin de limiter de préférence les tensions thermiques. Une ou plusieurs bagues ou nervures de raidissement utilisées à la jonction des raccords connus de ce type et disposées perpendiculairement au conduit principal sont solidarisées avec ce dernier et avec l'embranchement, opposent une résistance considérable aux déformations relatives des deux conduits -- maintie:1- nent ainsi dans des limites admissibles les forces . flexion s'exerçant à la jonction ainsi que les efforts de flexion qui en résultent.Ces raccords et les réalisations analogues ont des dimensions, sont d'une fabrication et ont un poids qui ne sont pas d'une conception optimale et ils ne limitent pas suffisamment les efforts et en particulier les tensions thermiques qui peuvent être considérables dans les conduits de fluides gazeux, car des sections épaisses sont souvent soudées avec des sections minces. t1 invention a pour objet un raccord du type mentionné qui évite les inconvénients de l'art -antérieur, qui assure par des moyens simples un soulagement dela jonction et donc, qui est utilisable pour des pressions et températures plus élev#ées -que celles qui étaient admissibles# jusqu'à présent. Selon une particularité essentielle de 1J invention, un élément d'enveloppement forme avec les deux conduits une chambre d'équilibrage de pression hermétiquement séparée de l'atmos-phère extérieure et entourant le raecordement des deux conduits, cette chambre étant au moins en service sous la pression d'un fluide de manière à réduire les forces de compression 51 exerçant sur le raccordement ainsi que les tensions produites par ces forces. Ce montage assure une subdivision des fonctions entre le volume interne des conduits et la chambre d'équilibrage de pression, les conduits assumant celle de la circulation et la chambre d'équilibrage, qui est sous pression, assumant celle de réduction des forces de compression s'exerçant sur le raccordement à des valeurs admissibles. Une compression s'exerce de intérieur, mais aussi de l'extérieur sur la paroi des conduits et celle-ci n'a à supporter que des déformations et tensions faibles ou même nulles en fonction de la différence de pression, de sorte qu'il est possible d'accroftre considérablement les pressions et températures admissibles. tes parois des conduits et de l'élément d'enveloppement peuvent en général avoir la meme épaisseur-avec pour conséquence les mêmes tensions thermiques.L'élément d'enveloppement peut avantageusement être un cylindre ou un c8ne qui est facile à dimensionner et à fabriquer. La réalisation est simple, bon marché et fiable et permet de faire des économies de poids et de frais de fabrication. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d1exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une élévation d'un raccord dlun conduit principal et d'un embranchement de circulation de vapeur d'eau la figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1 ; et la figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la figure 1. tes mêmes éléments portent les mêmes références sur les différentes te conduit principal de l'exemple représenté comprend un premier tronçon 1 de grand diamètre et un second tronçon 2 de diamètre inférieur. t' embranchement soudé sur le tronçon 1 le long de la ligne de raccordement 6 comprend im premier tron çon 3 qui inscrit un angle aigu avec le conduit principal, un deuxième tronçon 4 qui est perpendiculaire au conduit principal et une transition 5 située entre les tronçons 3 et 4 et équipée d'une grille 7 de déflecteurs destinés à faciliter le changement de direction du flux de vapeur. te raccord représenté peut assurer aussi bien une dérivation qu'une réunion de courants de fluide. Lorsqu'il s'agit d'une dérivation, la circulation a lieu dans le sens de la flèche il dans le conduit principal et dans celui de la flèche 12 dans l'embranchement. S'il s'agit par contre d'un élément de réunion, les circulations ont lieu dans le sens opposé à celui des flèches 41 et 12. L'élément conique 9 d'en-eloppement entoure essentiellement le conduit principal et le raccordement 6 et il est soudé aux tronçons 1, 2 et 3 de conduits de manière à séparer hermétiquement le raccordement 6 de l'atmosphère environnante et à délimiter ainsi un espace annulaire formant une chambre 10 d'équilibra ge de pression.Cette chambre 1C communique avec le volume interne 13 des conduits par des trous 14 de la paroi du tronçon 1 du conduit principal et par un jeu de dilatation 8 prévu pour compenser les allongements relatifs que les instabilités de régime font apparattre entre le conduit principal et l'élément d'enveloppement 9, de sorte que la pression de la vapeur est pratiquement la même en service dans les chambres 10 et 13. Ainsi, la même pression s'exerce de l'extérieur et de l'intérieur sur la ligne de raccordement 6, de sorte que la déformation relative du conduit principal et de l'embranchement et donc les efforts de flexion qui en résultent et s1 exerçant sur le raccordement 6 sont évités. te fluide étant de la vapeur d'eau, un conduit 15 de purge reliant la chambre 10 et l'embranchement est prévu pour l'évacuation du condensat risquant de s'accumuler dans cette chambre 10. Il est bien entendu que différentes variantes de réalisation du raccord décrit et représenté sont possibles. Ainsi, à la différence du mode de réalisation représenté, les conduits et l'élément d'enveloppement peuvent avoir des sections variables. Un soufflet, par exemple, ou un autre dispositif peut remplacer le jeu de dilat3tion. La chambre d'équilibrage de pression qui entoure le raccordement ne doit pas nécessairement envelopper le conduit principal sur sa pér~i#phérie totale, mais peut être comprise entre une aire limitée de ce conduit principal et un élément d'enveloppement correspondant. Il faudrait remplacer dans ce cas le jeu de dilatation par un autre dispositif d'absorption des allongements. tes trous 14 d'équilibrage de pression pourraient aussi être remplacés par d'autres dispositions permettant d'équilibrer totalement ou partiellement la pression entre les chambres 10 et 13. La chambre 1G pourrait par exemple entre séparée hermétiquement du volume interne 13 des conduits et entre alimentée par une source extérieure du même fluide ou d'un autre fluide sous pression. tes forces de compression s 'exerçant sur le raccordement peuvent alors être compensées partiellement ou totalement. Il est par ailleurs possible de réaliser la chambre 10 de manière qu'elle soit hermétiquement séparée du volume interne 13 des conduits et qu'elle soit mise sous pression à la fabrication, puis fermée de manière quelle demeure sous pression constante en exerçant une précontrainte sur le raccordemnt 6. Un choix convenable de la pression correspondante peut permettre une compensation partielle ou totale des forces de compression s'exerçant sur le raccordement 6 et des tensions qui en résultent. REVENDICATIONS 1. Raccord d t un conduit principal et drun embranchement d'un circuit de fluide sous pression, caractérisé en ce qu'un élément d'enveloppement forme avec les deux conduits une chambre d'équilibrage de pression qui est hermétiquement séparée de l'atmosphère environnante et qui entoure le raccordement de ces deux conduits, cette chambre étant au moins en service sous la pression d'un fluide en réduisant ainsi les forces de compression qui s1 exercent sur le raccordement et donc les tensions qui en résultent. 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que ltélément d'enveloppement entoure les tronçons du conduit principal et de l'embranchement qui comportent la ligne de raccordement et il est soudé sur eux de manière à délimiter un espace annulaire constituant la chambre d'équilibrage de pression. 3. Raccord selon la revendication 1, dont le conduit principal est constitué de tuyaux de section circulaire, caractérisé en ce que l'élément d'enveloppement consiste essentiel liement en un tuyau cylindrique ou conique qui entoure le conduit principal. 4. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'équilibrage de pression communique avec le volume interne des conduits. 5. Raccord selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paroi de l'un des conduits comporte au moins un trou d'équilibrage de pression qui assure ladite communication. 6. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'équilibrage de pression est séparée hermétiquement du volume interne des conduits et maintenue en service sous pression par l'extérieur. 7. Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre d'équilibrage de pression est séparée hermétiquement du volume interne des conduits et maintenue sous pression permanente. 8. Raccord selon là revendïcation#2, caractérisé en ce que la jonction de deux- - tronçons du conduit--principal située à l'intérieur dudit élément d'enveloppement est réalisée de manière qu'elle absorbe les dilatations relatives susceptibles de se produire entre ce conduit principal et ledit élément d'enveloppement. 9. Raccord selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un jeu de dilatation sépare lesdits tronçons du conduit principal. 10. Raccord selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un soufflet est monté entre lesdits tronçons du conduit principal. 11. Raccord selon la revendication 1, destiné à des conduits de circulation de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte un conduit de purge d'eau de condensation raccordé a ladite chambre d'équilibrage de pression.