Brevet FR2514481A1 — publié le 19830415

La présente invention se rapporte à un échangeur de chaleur composé de faisceaux d'enroulements hélicoïdaux de tubes, tel qu'un générateur de va- peur à faisceaux de convection. On connatt des échangeurs constitués par plusieurs faisceaux composés chacun d'enroulements de tubes enroulés, en hélices,sur des cylindres d'en- roulement coaxiaux, ces faisceaux étant emboités les uns dans les autres. Les solutions connues pour réaliser l'entretoisement des spires et le sup- portage présentent des inconvénients. La présente invention a pour objet un dispositif d'entretoisement et de supportage des enroulements hélicoïdaux de tubes d'un échangeur de cha- leur qui assure de manière efficace une immobilisation radiale et longitudi- nale de manière peu onéreuse et avec une grande facilité de mise en oeuvre. L'échangeur selon l'invention comporte au moins un faisceau constitué par au moins un enroulement hélicoïdal de tube, et il est caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de cales qui sont constituées chacune par une tige présentant deux faces d'appui parallèles séparées par une épai E seur correspondant à l'écartement entre deux spires voisines d u dit fais- ceau de manière à etre insérée entre lesdites spires et par une tête évasée formant coin, ladite tète étant soudée auxdites spires. Selon une caractéristique de l'invention, la t 9 te forme deux faces pla- nes et divergentes Ces faces sont ménagées sur deux branches, la cale ayant la forme d'un Y. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur comprend des barres d'entretoisement qui sont montées longitudinalement dans chaque espace annulaire séparant deux faisceaux emboités les uns dans les autres. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se ré- férant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés. La figure 1 est une vue en élévation d'une portion de l'échangeur se- lon l'invention. La figure 2 est une coupe longitudinale, selon II-II, de l'échangeur d la figure 1. L'échangeur selon l'invention se compose d'une enceinte non réprésen- tée dans laquelle circule un gaz caloporteur et à l'intérieur de laquelle sont logés des faisceaux 1,2 de tubes qui sont baignés par le gaz et qui canalisent un fluide tel que la vapeur d'eau Les dessins ne montrent que deux faisceaux partiellement représentés mais le nombre de faisceaux peut être plus grand Chaque faisceau 1 ou 2 est composé de plusieurs enroule- ments hélicoïdaux 11 ou 21 de tubes ayant le memecylindre d'enroulement moyen Chaque enroulement 11 ou 21 est formé d'un tube 111 ou 211 enroulé hélicoldalement sur le cylindre d'enroulement 12 ou 22 avec un pas suffisant pour qu'au moins un enroulement intermédiaire puisse ttre logé entre les spires dudit enroulement Ainsi les enroulements hélicoïdaux de m êeme dia- mètre moyen d'un faisceau sont imbriqués les uns dans les autres Pour per- ces mettre cette conception, les hélices/enroulements de même cylindre d'enrou- lement ont le même sens et leurs pas sont identiques Les faisceaux 1 et 2 sont emboités les uns dans les autres de manière que les cylindres d'enrou- lements respectifs 12 et 22 de diamètres différents aient le même axe 7. Deux faisceaux voisins tels que 1 et 2 peuvent tre constitués d'enroule- ments dont les hélices ont des sens inverses Si le faisceau intérieur i est constitué d'enroulements dont les hélices sont à droite, le faisceau ex- térieur 2 est alors constitué d'enroulements dont les hélices sont à gauche et inversement. L'échangeur comporte une pluralité de cales 4 qui sont insérées chacune entre deux spires tubulaires voisines d'un même faisceau Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, chaque cale 4 est donc insérée entre deux spires de deux enroulements hélicoïdaux Chaque cale est constituée par une tige 41 présentant deux faces planes et parallèles 411 séparées par une épais- e seur/qui correspond à l'écartement entre deux spires voisines d'un même fais- ceau Lorsque la tige de la cale est inser ée entre les deux spires voisines, les faces d'appui 411 sont au contact des génératrices des deux spires voi- sines à l'écartement minimum Dans chaque cale la tige 41 se raccorde à une faces tête évasée 42 formant coin Cette tête ménage deux/d'appui 421 qui sont pla- nes et symétriques par rapport au plan médian de symétrie de la tige s'étenw dant parallèlement aux faces 411 et à égale distance de celles-ci Ces faces d'appui 421 qui divergent à partir de la tige 41 fort office de butées à la mise en place, et s'appliquent contre les génératrices de deux spires voisines Cette tete est orientée vers l'extérieur de l'enroulement du fait que la mise en place de la cale s'effectue de l'extérieur Les deux faces d'appui 421 sont ménagées sur les faces extérieures de deux branches formées par une entaille en Vces branches étant symétriques par rapport au plan médian de la tige défini ci-dessus La cale a ainsi une forme en Y La meplats tete évasée 42 de la cale comporte deux / 422 qui sont soudés aux deux spires voisines, par deux cordons de soudure 5, l'écartement des deux cordons étant supérieur à l'épaisseur -de la cale. De préférence, l'échangeur présente parallèlement à l'axe longitudi- nal 7, au moins un al ignement de cales 4 inserées chacune entre deux spi- res voisines De préférence l'échangeur présente trois alignements de ce type de manière que sur 3600 -c'est-à-dire que pour un intervalle courant entre deux spires_ il y ait trois cales repérées 4. L'échangeur présente, dans chaque espace annulaire compris entre deux faisceaux voisins, un jeu de barres d'entretoisement 6 Ces barres sont mon- tées longitudinalement dans cet espace pour faciliter l'enroulement et as- surer le positionnement relatif des deux faisceaux voisins Ces barres peu- vent supporter les faisceaux. Il est bien entendu que l'on peut sans sortir du cadre de l'invention imaginer des variantes et des perfectionnements de détails et de même envi- sager l'emploi de moyens équivalents Chaque faisceau 1 ou 2 pourrait être constitué d Tun seul enroulement hélicoldal de tube. REVENDICATIONS 1. Echangeur comportant au moins un faisceau ( 1, 2) constitué par au moins un enroulement hélicoldal de tube, caractérisé par le fait qu'il com- porte une pluralité de cales ( 4) qui sont constituées chacune par une tige ( 41) présentant deux faces d'appui parallèles ( 41 " séparées par une épais- seur (e) correspondant à l'écartement entre deux spires voisines d u dit faisceau de manière à etre insérée entre lesdites spires et par une tete évasée ( 42) formant coin, ladite tete étant soudée auxdites spires. 2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait-que la tete ( 42) forme deux faces planes et diver- gentes ( 421). 3. Echangeur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les faces planes et divergentes ( 421) sont mé- nagées sur deux branches, la cale ayant la forme d'un Y. 4. Echangeur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des barres d'entretoisement ( 6) qui sont montées longitudinalement dans chaque espace annulaire séparant deux faisceaux ( 1, 2) emboités les uns dans les autres.