Brevet FR2724445A1 — publié le 19960315

JOINT DE DILATATION POUR CONDUITES CHAUDES La présente invention se rapporte & un joint de dilatation pour conduites chaudes. Elle concerne plus précisément un joint de dilatation reliant les extrémités de deux conduites destinées & véhiculer un fluide chaud, chacune des extrémités étant pourvue d'une bride d'extrémité, comportant un manchon constitué d'une bande souple chevauchant les deux extrémités adjacentes et solidaire à ses bords respectivement d'une10 bride dite bride froide solidaire d'un dispositif d'emboitement dans un agencement de retenue solidaire de la conduite correspondante et comportant également un agencement de liaison reliant la bride d'extrémité et la bride froide correspondante.15 Dans un tel joint de dilatation connu, l'agencement de liaison est une tôle métallique plane en forme de manchon. De par sa souplesse en flexion, cette tôle encaisse partiellement les déformations thermiques dues à l'écart de températures entre la bride d'extrémité qui est chaude et la20 bride froide et à la dilatation propre des conduites. Un tel agencement génère des contraintes importantes localisées dans les angles des brides et est peu fiable dans le cas de conduites de grandes dimensions et véhiculant des fluides à très haute température.25 Or des joints de dilatation de ce type sont nécessaires en particulier pour des conduites d'entrée de chaudière de récupération en sortie de turbine à gaz o la bride d'extrémité chaude est soumise à une température de l'ordre de 600'C et la bride froide à une température de30 l'ordre de 200'C et les dilatations différentielles sont en conséquence importantes. De plus de telles conduites sont généralement de section carrée de grande dimension, leur côté pouvant être de l'ordre de 7,50 mètres. Pour résoudre ces problèmes techniques et permettre de réaliser un joint de dilatation adapté à une telle application, conformément à l'invention, cet agencement de 2 2724445 liaison comprend au moins deux éléments reliés l'un & l'autre, dits premier et second élément, l'un solidaire de la bride froide et l'autre solidaire de la bride d'extrémité, le premier élément étant un manchon de tôle 5 ondulée, dont les ondulations sont dirigées parallèlement au sens longitudinal de la conduite, et le second élément étant flexible et déformable dans le sens longitudinal de la conduite. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le second élément est de préférence une lame flexible courbée, de courbure perpendiculaire aux ondulations du manchon. Avantageusement, l'agencement de liaison comprend deux seconds éléments, l'un solidaire de la bride froide et l'autre solidaire de la bride d'extrémité, ces deux éléments étant reliés l'un à l'autre par un premier élément intermédiaire. L'invention concerne également une conduite de passage de gaz chaud en sortie d'une turbine à gaz dans une chaudière de récupération, constituée de tronçons de conduites reliés respectivement par un joint de dilatation comme décrit ci-dessus. L'invention est décrite ci- après plus en détail & l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue de face partiellement en coupe d'un joint de dilatation conforme à l'invention. La figure 2 est une demi-vue en coupe longitudinale de ce même joint. Comme représenté sur la figure 1, le joint de dilatation relie les extrémités de deux conduites 1, 1' destinées à véhiculer un fluide chaud et de préférence de section carrée. Chacune des extrémités est pourvue d'une bride d'extrémité 2, 2', de préférence soudée sur chaque35 extrémité de conduite. Le joint comporte un manchon 3 constitué d'une bande souple chevauchant les deux extrémités 3 2724445 adjacentes et solidaire & ses bords respectifs d'une bride froide 4, 4' solidaire d'un dispositif d'emboîtement dans un agencement de retenue solidaire de la conduite correspondante. Cette bande 3 peut être composé de couches5 de céramique et de "Téflon". Le joint comporte également un agencement de liaison 6, 6' reliant la bride d'extrémité 2, 2' et la bride froide correspondante 4, 4'. De façon connue, les conduites 1 et 1' sont calorifugées par une couche de matériau isolant 12, 12' disposée à l'extérieur ou à l'intérieur des conduites 1, 1' et des couches de matériau isolant 13 sont également disposées à l'intérieur du joint. Tous ces éléments constitutifs seront décrits plus en détail à l'aide de la figure 2. L'agencement de liaison 6, 6' doit absorber les déformations thermiques dues à l'écart de températures entre la bride d'extrémité 2, 2' qui est chaude, puisque soumise & la température du fluide chaud véhiculé dans les conduites20 1, 1' et la bride froide 4, 4'. Conformément à l'invention, comme plus visible sur la figure 2, cet agencement de liaison 6 comprend au moins deux éléments, dits premier et second élément, l'un solidaire de la bride froide 4 et l'autre solidaire de la bride d'extrémité 2, le premier élément 7 étant déformable dans le sens tangentiel et le second élément 8 étant flexible et déformable dans le sens longitudinal de la conduite. Selon ce mode de réalisation préféré, la bande 3 est solidarisée sur la bride froide 4 par des vis 9. L'agencement d'emboîtement 5 constitué d'une bague ou de tronçons de bague est solidarisé à la bride froide 4, de préférence par soudage, et est emboîté entre deux profilés 10, 11 soudés sur la conduite 1. Cet agencement d'emboîtement et l'agencement de retenue associé peuvent être réalisés de façon différente sans sortir du cadre de l'invention, par exemple, selon une autre variante non 4 2724445 représentée, l'agencement de retenue peut être une bride périphérique solidaire de la conduite et l'agencement d'emboitement peut comporter une rainure recevant cette bride. 5 Le premier élément déformable tangentiellement est un manchon de tôle ondulée 7, les ondulations étant dirigées parallèlement au sens longitudinal de la conduite 1. Le second élément est une lame flexible 8, 8A courbée dont la courbure est perpendiculaire aux ondulations du premier10 élément 7. L'agencement de liaison 6 comprend deux seconds éléments 8 et 8A, l'un 8 solidaire de la bride froide 4 et l'autre 8A solidaire de la bride d'extrémité 2, ces deux éléments étant reliés l'un à l'autre par un premier élément 7 intermédiaire. Tous ces éléments sont métalliques, de préférence en acier inoxydable. Le manchon de tôle ondulée 7 se déforme en fonction des variations de section de la conduite dû à la dilatation et absorbe les dilations différentielles tangentielles, ces ondulations lui permettant de se déformer tangentiellement.20 Ces déformations peuvent être inégales d'un bord à l'autre du manchon 7, celui-ci prenant alors une forme en éventail. Les lames flexibles 8, 8A absorbent quant à elles les dilatations différentielles longitudinales grâce à leur courbure et la flexion résultant des déplacements de la25 conduite grâce à leur flexibilité. Selon le mode de réalisation représenté, l'agencement de liaison 6 comprend deux seconds éléments 8, 8A, ces deux éléments étant reliés l'un à l'autre par un premier élément 7 intermédiaire. Cependant, selon l'invention, il suffit que cet agencement de liaison 6 comprenne un premier élément 7 et un seul second élément 8 ou 8A, pour remplir sa fonction. Un tel joint de dilatation est en particulier destiné à équiper une conduite de passage de gaz chaud en sortie d'une turbine à gaz dans une chaudière de récupération, les différents tronçons de conduites étant reliés respectivement par ce joint de dilatation. 2724445 REVENDICATIONS 1) Joint de dilatation reliant les extrémités de deux conduites (1,1') destinées à véhiculer un fluide chaud, chacune des extrémités étant pourvue d'une bride d'extrémité (2, 2'), comportant un manchon (3) constitué d'une bande souple chevauchant les deux extrémités adjacentes et solidaire à ses bords respectivement d'une bride, dite bride10 froide, (4, 4') solidaire d'un dispositif d'emboîtement (5, ') dans un agencement de retenue solidaire de la conduite (1, 1') correspondante et comportant également un agencement de liaison (6, 6') reliant la bride d'extrémité (2, 2') et la bride froide (4, 4') correspondante, joint caractérisé en15 ce que cet agencement de liaison (6) comprend au moins deux éléments reliés l'un à l'autre, dits premier et second élément, l'un solidaire de la bride froide (4) et l'autre solidaire de la bride d'extrémité (2), le premier élément étant un manchon (7) de tôle ondulée, dont les ondulations sont dirigées parallèlement au sens longitudinal de la conduite (1), et le second élément (8) étant flexible et déformable dans le sens longitudinal de la conduite (1). 2) Joint de dilatation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément (8) est une lame flexible courbée, de courbure perpendiculaire aux ondulations du manchon (7). 3) Joint de dilatation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agencement de liaison (6) comprend deux seconds éléments (8, 8A), l'un (8) solidaire de la bride froide (4) et l'autre (8A) solidaire de la bride d'extrémité (2), ces deux éléments étant reliés l'un à l'autre par un premier élément (7) intermédiaire. 4) Joint de dilatation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premier et second éléments sont en acier inoxydable. 6 2724445 ) Conduite de passage de gaz chaud en sortie d'une turbine à gaz dans une chaudière de récupération caractérisé en ce qu'elle est constituée de tronçons de conduites (1, 1') reliés respectivement par un joint de dilatation conforme à l'une des revendications précédentes.