Brevet FR2555723A1 — publié le 19850531

Dispositif de solidarisation de tronçons verticaux adjacents rapprochés de tubes d'un échangeur de chaleur à boucles La présente invention concerne un dispositif de solidarisation de tronçons verticaux adjacents rapprochés de tubes d'un échangeur de chaleur formant des boucles entre une entrée et une sortie par lesquelles ils sont suspendus à une structure rigide. En effet, dans de tels échangeurs, le poids des tronçons des tubes disposés dans la partie centrale entrainerait des déformations si ce poids n'était pas reporté sur les tronçons externes reliés à l'entrée et à la sortie. On a déjà proposé de transmettre leur poids en solidarisant rigidement tous les tronçons de tubes dans la zone la plus haute au moyen de petits éléments ronds ou carrés soudés entre les tronçons. Ce dispositif rigide est soumis à des contraintes résultant, outre le poids des tubes, - des différences de dilatation entre les diverses boucles, dont les températures moyennes sont différentes, du fait du réchauffage du fluide circulant dans l'échangeur de son entrée à sa sortie, - des vibrations pouvant survenir en fonctionnement, - de phénomènes de balancement des panneaux de tubes à l'intérieur de la chambre de combustion, - du retrait des soudures, celles-ci étant effectuées sur un ensemble rigide. Ces contraintes risquent d'entraîner des déformations et des fissurations ou même des ruptures de certaines soudures. La présente invention a pour but de procurer un dispositif de solidarisation des tronçons de tubes verticaux qui reporte le poids des tronçons de la partie centrale sur les tronçons d'entrée et de sortie, sans cependant entrainer de contraintes susceptibles de pro- duire des déformations, des fissurations ou des ruptures des soudures. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'à partir des tronçons centraux chaque tronçon est muni d'un élément creux en saillie sur son cÈté tourné vers l'extérieur du faisceau, soudé sur lui selon deux génératrices, venant s'appuyer sur la surface externe du tronçon voisin, et comportant un bec orienté vers le bas, cependant que le tronçon voisin est muni en regard d'un élément -2- analogue, également soudé sur lui selon deux génératrices venant s'appuyer sur la surface externe du premier tronçon au-dessous du premier élément, et muni d'un bec orienté vers le haut s'emboîtant avec le bec du premier élément. - De préférence, chaque tronçon disposé du côté intérieur par rapport au tronçon adjacent avec lequel il est solidarisé est en outre muni d'un taquet soudé sur sa génératrice la plus proche du tronçon adjacent audessous du point le plus bas de l'élément creux, et à une distance suffisamment faible par rapport à la hauteur des bees pour empêcher le déboîtement des éléments creux de solidarisation des deux tronçons. Il est décrit ci-après à titre d'exemple et en référence aux figures du dessin annexé, un dispositif de solidarisation des tronçons verticaux voisins de tubes d'un élément de surchauffeur de vapeur pour chaudière. La figure 1 représente l'élément de surchauffeur en élévation. La figure 2 représente en élévation les éléments creux de soli- darisation de deux tronçons voisins soudés sur ceux-ci et en prise l'un sur l'autre. La figure 3 représente les mêmes éléments en plan vus de desgus. La figure 4 représente en perspective un élément creux de soli- darisation. Dans la figure 1, l'élément de surchauffeur comporte trois tubes en parallèle, formant quatre boucles 5, 6, 7, 8, les tronçons de tubes d'entrée représentés en 1 étant assujettis à une structure fixe 3 et les tronçons de tubes de sortie représentés en 2 à une structure fixe 4. Le dispositif de solidarisaion, représenté globalement en 9, disposé dans la partie supérieure de l'échangeur, comporte des éléments de solidarisation de tronçons adjacents, à partir des tronçons de la boucle centrale, d'une part vers la gauche, d'autre part vers la droite, afin de transmettre la moitié du poids des tubes aux tronçons d'entrée, et l'autre moitié aux tronçons de sortie. Les figures 2 et 3 représentent à plus grande échelle des éléments creux de solidarisation de deux tubes adjacents 10 et 11. L'élément 12 est soudé au tronçon de tube 10 par les cordons de - 3 soudure 14 et 24. Son ouverture interne oblongue vient au contact le long du contour 16 avec le tronçon adjacent 11, et comporte un bec 18 orienté vers le bas, reposant sur la partie supérieure de l'élément 13. Ce dernier est soudé au tronçon 11 par les cordons de soudure 15 et 25. Son ouverture interne vient au contact du tronçon 10 le long du contour 17, et présente un bec 19 orienté vers le haut, s'appuyant sur la partie inférieure de l'élément 12. Les arêtes 20 du bec 18 et 21 du bec 19 apparaissent sur la figure 3. Pour éviter toute possibilité de déboitement des deux éléments de solidarisation, un taquet 22 est soudé sur le tube 10, au-dessous de l'élément 13, et suffisamment près de celui-ci pour qu'il ne puisse pas se débotter de l'télément 12, compte tenu de la hauteur de leurs becs 18 et 19. La figure 4 représente en perspective un élément de solidari- sation avant son soudage sur un tube. De forme générale rectangulaire, il comporte deux bords plans 26, 27, le long desquels il est soudé sur le tube correspondant, séparés par une dépression 28 de forme circulaire et de rayon égal au rayon des tubes, de façon à s'appliquer sur le tube, et de l'autre c8té deux bords plans 29, 30, séparés par une dépression 31 également de forme circulaire et de même rayon, de façon à venir s'appliquer sur le tube adjacent. Il est percé en outre d'une ouverture oblongue 32, et se termine vers le bas par un bec 18. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de solidarisation de tronçons verticaux adjacents rapprochés (10, 11, figure 2) de tubes d'un échangeur de chaleur, formant des boucles parallèles entre une entrée et une sortie par lesquelles ils sont suspendus à une structure rigide, caractérisé en ce qu'à partir des tronçons centraux, chaque tronçon est muni d'un élément creux (12) en saillie sur son c8té tourné vers l'extérieur du faisceau, soudé sur lui selon deux génératrices (14, 24), et venant s'appuyer sur la surface externe du tronçon voisin, et comportant un bec (18) orienté vers le bas, cependant que le tronçon voisin est muni en regard d'un élément analogue (13), également soudé sur lui selon deux génératrices (15, 25), venant s'appuyer sur la surface externe du premier tronçon au-dessous du premier élément, et muni d'un bec (19) orienté vers le haut s'embottant avec le bec du premier élément. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque tronçon de tube disposé du côté intérieur par rapport au tronçon adjacent avec lequel il est solidarisé est en outre muni d'un taquet (20) soudé sur sa génératrice la plus proche du tronçon adjacent, au-dessous du point le plus bas de l'élément creux, et à une distance suffisamment faible par rapport à la hauteur des becs (18, 19) pour empêcher le déboîtement des éléments creux (12, 13) de solida- risation des deux tronçons.