Brevet FR2652639A1 — publié le 19910405

- La présente invention concerne des eléments magnétisés permettant de palier aux vibrations mécaniques des tubes de faisceaux tubulaires d'échangeurs de chaleur. - La faible inertie du tube, sa longueur non supportée (le dévelop pé pour les coudes des tubes en 'ru") le jeu entre le diamètre du trou de passage dans les chicanes (ou plaques supports) et le diametre extérieur du tube suivi, de la vitesse du produit véhiculé dans la calandre entrainent des destructions de tubes par matage - Les inconvénients sont considérables en effet - Ils sont dangereux par une surpression et une augmentation de température dans l'un des deux circuits. - ris sont néfastes par melange des deux produits. - Ils sont lourds de conséquences financieres par - Un arrêt eventuel de l'unité entraine un manque a gagner important. - Des réparations longues difficiles demandent le remplacement de l'appareil incrimine. - Pour remédier a ces inconvénients les techniques connues sont : - Réduire la portee du tube en augmentant le nombre de chicanes ce qui accroit la perte de charge. - Modifier le concept de l'appareil, a titre d'exemple (non limi tatif) faire abstraction de tubes dans deux surfaces segmentales diamétralement opposées (NTW) permet d'insérer entre chaque chi canes une/des plaques supports. Cette solution penalise lourde ment le diametre de l'échangeur résultant un coût et un tonnage élévés suivi d'un encombrement pénalisant l'installation. - Un quadrillage de ronds forme des grilles supports ''PHILLIPS'1 (marque déposée) leur utilisation est rendue caduque sur un pas triangulaire d'implantation tubulaire. - Pour un pas triangulaire des bandes transversales souples pas sant sur la génératrice supérieure d'un tube a la génératrice inférieure du tube voisin, ne peuvent assurer le maintien de tous les tubes du a l'extension longitudinale des bandes par dilatation linéaire. - Pour les coudes des tubes en "U" où, le faisceau est réalisé sur un pas carré. Il est place entre chaque nappe de coudes un/des plats. Maintenus seulement à leurs extrémites ne peuvent assurer le maintien des coudes situés au centre des nappes. Des usures suivies de ruptures sont constatées. - Les éléments magnétisés anti-vibratoires suivant l'invention permettent d'éviter ces inconvénients des plots et/ou barrettes magnétisés insérés sur les tubes lors de la réalisation des faisceaux tubulaires ren- dent solidaires les tubes entre eux les barrettes couplent chicanes et tubes effaçant le jeu, supprimant dans un même temps à 95 % le byTpass. Des plats magnétisés sont placés sur les nappes de coudes, des vis assurent une bonne tenue de tous les coudes. - Les éléments objet de l'invention forment des petits plots de forme rectangulaires. Un plot possède quatre demi-lunes prenant à lui seul en support quatre tubes ; des barrettes constituées de demi-lunes prenant à une seule deux rangées de tubes. Les demi-lunes des plots et des barrettes forment un angle au centre proche des 180 ". Elles sont équidistantes et opposées. Leur position est tributaire de l'implantation tubulaire ; le rayon fini de chaque demi-lune est identique au rayon extérieur des tubes plus tol erancesmécaniques, Sur les deux faces latérales un petit chanfrein commençant de l'intérieur finissant à l'extérieur supprime lés arêtes néfastes et facilite le montage.Ces éléments d'une épaisseur environ de 0, 6 du diamètre extérieur d'un tube reçoivent une saturation magnétique suivi éventuellement d'une couche anti-corrosion tel qu'une résine d'é?oxy Le fini aura de préférence un aspect de type glacé. Des plats comportant des trous taraudés en quinconce et équidistants alterné par des trous libres et fraises équidistants sont places sur chaque nappe de coudes.La position des trous permet de recevoir des vis à tete fraisée prenant efficacement tous les coudes en étau. Ces plats reçoivent une saturation magnétique suivi d'une couche anti-corrosion. - Lors de la realisation du faisceaux tubulaire les plots magne- tissés sont insérés sur les tubes. La longueur non supportée (4) doit être a; à la distance calculee. Sur chaque nappe de tubes et en application sur les chicanes Une barrette magnétisée rend soliaire tubes et chicanes par adhérence magnétique. Les barrettes sont alternées sur les deux faces des chicanes. Des points-de soudure peuvent eventuellement être effectués. Cette disposition des b-arrettes réduit, voir supprime le by-pass entre le trou de passage dans les chicanes et le diamètre extérieur du tube. La longueur d'une barrette est déterminee par l'emprisonnement des deux tubes péripheriques se terminant sur. les derniers tubes au droit de la coupe de la chicane. - Une réalisation intéressante des plots peut-être vue par frit fage.Caractérisé par une très haute énergie et stabilité dans le temps de leurs performances magnetiques 'VACOMAXE" (marque déposée) assure à des températures jusqu'à 300 C. - ON NOTERA, QUE, SUR UNE NON UTILISATION DE L'ADHERENCE MAGNéTIQUE : - la longueur des tubes non supportee (L) devient L/2, la disposition des plots sera pensée - Les dessins annexés illustrent l'invention. - Les figures représentent - FIG. 1 : une vue de face dtun plot pour pas triangulaire. - FIG. 2 : une section transversale d'un plot suivant : "A-A". - fIG. 3 : une vue de face d'un plot pour pas carre. - FIG. 4 : une section transversale d'un plot suivant : "D-B". - FIG. 5 : une portion de barrette vue de face pour pas triangulaire. - FIG. 6 : une section transversale d'une barrette suivant : "C-C". - FIG. 7 : une portion de barrette vue de face pour un pas carré. - FIG. 8 : une section transversale d'une barrette suivant : - FIG. 9 : une section longitudinale des plats sur les coudes suivant"E-E" - FIG. 10 : une vue en plan d'une portion de plat sur les coudes. - FIG. Il : une disposition en coupe des barrettes soudées sur une chicane. - FIG. 12 : une vue en plan d'une disposition de plats sur les coudes. - FIG. 13 : une perspective faisant apparaitre plots et barrettes sur un faisceau tubulaire. - Tel qu'ils sont représentés les éléments ant;i.-vibratroirespré- sentent une pluralité de plots (1) et de barrettes (2). Chaque plot de forme rectangulaire comporte quatre demi-lunes (3). Une barrette est constituée de plusieurs demi-lunes (3) côte à côte équidistantes et opposées. Une demi-lune à la forme d'une portion de cercle d'un angle au centre proche des 180 . La disposition sur les plots et barrettes des demi-lunes (3) est tributaire et identique au pas de l'implantation tubulaire, le rayon fini est égal au rayon exterieur du tube du faisceau plus tolérances mécaniques. Sur les deux faces latérales des plots et barrettes sur l'arc de cercle un petit chanfrein(4) commençant de l'intérieur finissant sur l'extérieur. - Pour les coudes des faisceaux à tubes en "U des plats (5) percés de trous libres et fraises (6) répartis en quinconce et équidistants sur toute la longueur de plat. Entre chaque trous (6) un trou taraudé (7) (la distance entre les axes est tributaire de l'implantation tubulaire). - Tous ces éléments plots (1) barrettes (2) plats (5) reçoivent une saturation magnétique et éventuellement une couche anti-corrosion tel que resine d'epoxy ou autre. - Pendant l'opération de tubage du faisceau tubulaire, les plots (1) sont insérés sur le diamètre extérieur des tubes (8). Une portion de surface prend logement dans la surface concave des demi-lunes (3). La force rémanente magnétique couple plot et tube. La disposition des plots sur les tubes peut-être en quinconce ou quelconque, mais, la longueur de tube non supportée doit être dans tous les cas de figures G L ou L/2, - Sur chaque nappe de tubes réalisée des barrettes (2) sont présentees contre les chicanes (12). Les tubes prennent logement dans les demi-lunes (3) l'adhérence magnétique couple chicane et tubes. Des points de soudure (9) peuvent éventuellement etre réalisés. - Des plats (5) sont posés sur chaque nappe de coudes (13). La disposition des trous taraudés (7) et des trous libres fraisés (6) permettent d'accepter des vis (10) fixant le plat superieur au plat inférieur. Le serrage place les coudes en etau. Cette disposition démontre un ensemble rigide où, tous les coudes sont maintenus fermement. La quantite de vis, la disposition, et le mode d'utilisation des plats sont laissés à lrap- préciation du constructeur de l'appareil. - Ces éléments suivant l'invention sont particulièrement destinés aux échangeurs de chaleur à faisceaux tubulaires. - Il trouvera des applications dans des industries tel que RAFFINERIE DE PETROLE - PETROCHIMIE - CHIMIE - CENTRALE THERMIQUE CENTRALE NUCLEAIRE, ETC... - On comprendra que, sans sortir du cadre de l'invention l'étude finale peut apporter diverses précisions, modifications, -simplifications dont le rôle technique serait équivalent A TITRE D'EXEMPLES Utilisation des elements : - plots + barrettes (faisceau avec chicanes) - plots + barrettes (faisceau sans chicanes) - barrettes uniquement, etc.. Installation des éléments - barrettes horizontales ou verticales, - barrettes alternées (horizontales verticales) - idem pour plots, etc... - La lecture des dessins permettra d'expliciter ou, d'éclaircir unZdes point(s) obscure(s) éventuel(s) de la description qui vient d'être décrite et détaillée. R E V E N D I C A T I O N S 1) - Eléments permettant d'éviter des vibrations des tubes de faisceaux tubulaires d'échangeurs de chaleur en insérant sur les tubes lors de lå réalisation du faisceau des éléments magnétiques. Caractérisés par le fait que les éléments représentent une pluralité de plots magnétisés (1) rendant les tubes solidaires entre eux par adherence magnétique. Des barrettes magnétisées (2) couplent tubes et chichanes par la force rémanente magnétique. Les coudes des tubes en "U" par sdes plats magnétisés (5) suivi de vis (10) sont solidaires les uns des autres. 2) - Elements selon la revendication 1 caractérisés par le fait que chaque plot (1) comporte quatre demi-lunes (3). 3) - Eléments selon la revendication 1 caractérisés par le fait que les barrettes magnétisées (2) sont formees par des demi-lunes (3) équidistantes et opposes. 4) - Eléments selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisés par le fait que la distance entre les axes de chaque demilune (3) est identique au pas de l'implantation tubulaire. 5) - Elements selon les revendications 2 - 3 et 4caractérisés par le fait que chaque demi-lune (3) est formee par un angle au centre proche des 180 . Le rayon fini est égal au rayon extérieur d'un tube du faisceau tubulaire plus tolérances. 6) - Eiénents selon les revendications 2 - 3 et 5 caractérisés par le fait que chaque.demi-lune (3) est pourvuesur les faces latérales d'un petit chanfrein (4). 7) - Eléments selon les revendications 2 et 3 caractérisés par le fait que la surface concave de chaque demi-lune (3) reçoit une portion de la surface extérieure d'un tube du faisceau la force magnetique entraine une adhérence permanente entre plot (1) et tubes(8), rend solidaire barrette (2) tube(8) et chicane (12). 8) - Eléments selon la revendication 1 caractérisés par le fait que les plats magnétisés (5) comportent des trous taraudes (7) et des trous libres fraisés (6). 9) - Eléments selon les revendications 1 et 8 caractérisés par le fait que les plats (5) placés sur la nappe de coudes sont reliés aux plats situés sur la nappe inférieure par des vis à tête fraisée (10) prenant en étau la nappe de coudes 10) - Eléments selon les revendications 1 - 3 et 7 caractérisés par le fait que des points de soudure (9) complètent le maintien des barrettes (2) sur la chicane 12).