Brevet FR2507754A1 — publié le 19821217

La présente invention es~ relative à un récepteur solaire en particulier du type a fl-uitle caloporteur rnonophasique, chauffé par les rayons solaires réfléchis par un champ d'héliostats. On sait qu'un tel récepteur est constitué d'une cavité présentant une surface cylindrique ou prismatique comportant une face avant ouverte placée dans le champ d'héliostats et des parois latérales et postérieure tapissées de tubes, dans lesquels circule le fluide caloporteur. Ces tubes sont généralement groupés suivant un certain nombre de bandeaux adjacents, de façon à réaliser des surfaces de captage du rayonnement solaire constituées de parois de tubes jointifs. A l'heure actuelle, ces surfaces de captage sont réalisées en soudant les tubes des bandeaux respectifs les uns aux autres, ou leurs attaches, ce qui est équivalent, selon leurs génératrices. Il en résulte une quasi impossibilité de démontage, sauf à endommager plusieurs tubes pour avoir accès au tube devant etre remplacé. En outre, cette solution connue présente des problèmes difficiles à résoudre1 en ce qui concerne les possibilités de dilatation différentielle des bandeaux de tubes selon leurs axes et perpendiculairement à leurs axes, afin de suivre les variations thermiques du récepteur solaire. La présente invention se propose d'apporter un moyen permettant de réaliser la surface de captage du rayonnement d'un récepteur solaire au moyen de tubes jointifs répondant aux exigences suivantes - réaliser une surface de captage à l'aide de tubes jointifs selon une tolé rance inférieure à 1 mm, afin d'éviter que le flux solaire ne passe entre les tubes et vienne bruler le garnissage isolant interne - doter cette surface de captage de possibilités de dilatation selon la direc tion de l'axe des tubes et suivant une direction perpendiculaire à cet axe - permettre une démontabilité pièce par pièce des tubes constituant la sur face de captage - précontraindre à froid les tubes, afin de minimiser leur contrainte ther mique lorsque le récepteur est mis en température. Ces objectifs sont obtenus à l'aide d'un système de montage des tubes du récepteur solaire caractérisé en ce qu'il consiste à grouper les tubes deux par deux, à souder chaque tube de la paire sur des pattes constituées d'un fer plat, de façon à réaliser la surface de captage sous la forme de panneaux de tubes jointifs, et à souder les pattes de chaque paire de tubes sur un sup port tubulaire, lesdits supports tubulaires étant maintenus par des broches, elles-mêmes rendues solidaires des supports de la ceinture chaude du récepteur. Selon une caractéristique de cette invention, on réalise une précontrainte à froid des panneaux de tubes, cette précontrainte étant obtenue à l'aide de vérins exerçant une traction contrôlée sur la ceinture froide, à laquelle est liée la ceinture chaude supportant les tubes. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins la Figure 1 est une vue en élévation latérale et coupe verticale d'un système selon l'invention de montage des tubes tapissant la cavité du récepteur solaire - la Figure 2 est une vue en plan de la Figure 1 ; et, - la Figure 3 est une vue en élévation latérale du dispositif réalisant la précontrainte des panneaux de tubes. La Figure 1 représente, de façon schématique et partielle, une paroi d'un récepteur solaire du type constitué, comme connu, d'une cavité 10 de forme parallélépipédique rectangle, dont la face avant ouverte est placée dans un champ d'héliostats (non représentés). Les parois latérales et postérieure de ce récepteur sont tapissées, comme connu, de tubes dans lesquels circule le fluide caloporteur, ces tubes débouchant sur des collecteurs d'entrée et de sortie. Selon l'invention, les tubes tapissant les parois latérales et postérieure sont groupés par paires, chaque tube 12, 12' d'une paire étant monté sur une patte 14, 14', respectivement, de façon à constituer une surface de captage du rayonnement. solaire constituée de tubes jointifs avec une tolérance inférieure au millimètre, évitant ainsi que le flux solaire ne passe entre les tubes et vienne brûler le garnissage isolant 16 de la ceinture chaude. Les pattes 14, 14' de chaque paire de tubes 12, 12' sont soudées sur un support tubulaire tel que 18, et tous les supports tubulaires 18 de chaque paire de tubes sont maintenus en place par une broche telle que 22, rendue solidaire du support 24 de la ceinture chaude. Un tel montage assure une possibilité de dilatation dans la direction de l'axe des tubes et perpendiculairement à cet axe, afin de suivre les variations thermiques. En effet, les tubes étant libres en rotation, leur dilatation selon leur diamètre n'entraîne aucun problème, et en outre, il n'existe aucun problème de dilatation dans un plan perpendiculaire à l'axe des tubes, étant donné que la dilatation de la ceinture chaude est identique à celle des tubes. On peut en outre prévoir des mancnons,tels que 26, interposés autour d'une broche 22, entre le support 24 de ceinture chaude et les supports tubulaires 18, pour transmettre à la ceinture chaude la poussée résultant de la dilatation axiale des tubes. Par ailleurs, ce montage particulier à l'invention permet un démontage facile, pièce par pièce, des différents tubes constituant la surface de captage, par simple enlèvement de la broche 22. Pour minimiser les contraintes thermiques, lorsque le récepteur est mis en température, on réalise une précontrainte à froid des tubes constituant les parois de ce récepteur. A cet effet, l'ensemble tubes-ceinture chaude ceinture froide est verrouillé, et la ceinture froide 28 est articulée sur une bielle 30 par l'intermédiaire d'une tige 32, mise sous tension appropriée par un vérin 34 (Figure 3), dont le point fixe se trouve sur la charpente 36. Il résulte de la description qui précède que la conception et la réalisation originales des supports de tubes selon l'invention et leur fixation sur les ceintures froide et chaude permettent d'atteindre les objectifs fixés, définis ci-dessus : sécurité, dilatation, démontabilité et contraintes thermiques. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Récepteur solaire du type à fluide caloporteur monophasique, chauffé par les rayons solaires réfléchis par un champ d'héliostats, comportant un récepteur constitué d'une cavité dont la surface est cylindrique ou prismatique ayant une face avant ouverte placée dans le champ d'héliostats et des parois latérales et postérieure tapissées de tubes dans lesquels circule le fluide caloporteur, les tubes étant maintenus par un système de montage caractérisé en ce qu'il consiste à grouper les tubes (12-12') deux par deux, à souder chaque tube de la paire sur des pattes (14-14') constituées d'un fer plat, de façon à réaliser une surface de captage se présentant sous la forme de panneaux de tubes jointifs, et à souder les pattes de chaque paire de tubes sur un support tubulaire (20), lesdits supports tubulaires étant maintenus par des broches (22), elles-mêmes rendues solidaires des supports (24) de la ceinture chaude (16) du récepteur. 2 - Récepteur solaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dilatation axiale des tubes est transmise à la ceinture chaude par l'intermédiaire de manchons (26) concentriques aux broches (22) et interposés entre le support de ceinture chaude et les supports tubulaires. 3 - Récepteur solaire selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on réalise une précontrainte à froid des panneaux de tubes, pour minimiser leur contrainte thermique lorsque le récepteur est mis en température. 4 - Récepteur solaire selon la revendication 3, caractérisé en ce que la précontrainte à froid est réalisée à l'aide d'un vérin (34) attelé à une bielle (30) articulée sur une tige (32) solidaire de l'ensemble ceinture froide ceinture chaude - panneau de tubes.