Brevet FR2735566A1 — publié le 19961220

AGENCEMENT DE MAINTIEN D'UN FAISCEAU DE TUBES EN PARTICULIER DESTINE A FORMER UN ECHANGEUR DE CHALEUR. La présente invention se rapporte à un agencement de maintien d'un faisceau de tubes en particulier destiné à former un échangeur de chaleur. Elle concerne plus précisément un agencement de maintien d'un faisceau de tubes constitué de tubes pourvus chacun d'une ailette externe hélicoïdale et disposés en n rangées de p tubes délimitées par des profilés de support,10 l'agencement comprenant des profilés de maintien transversal disposés entre chaque rangée et des pattes de maintien longitudinal solidaires de ces profilés et encastrées dans un pas du filet de l'ailette du tube correspondant. De tels agencements connus comportent entre chaque rangée de tubes un certain nombre de profilés de maintien transversal de section carré de côté h sur lesquels sont soudés - sur une face, des profilés perpendiculaires de longueur sensiblement égal à la somme du diamètre des tubes et du côté h et espacés les uns des autres d'une distance sensiblement égale au diamètre des tubes, - sur la face opposée, les pattes de maintien disposées entre deux profilés précédents et espacées d'une distance choisie selon la résistance de maintien25 longitudinal nécessaire. Répartis sur la longueur du faisceau, sont disposés plusieurs profilés de maintien transversal ainsi constitués. Les tubes sont logés entre les profilés perpendiculaires. Un autre série de profilés de maintien transversal est disposé30 sur les tubes, leurs pattes étant encastrés dans un pas des ailettes des tubes. Les profilés perpendiculaires des premiers profilés de maintien transversal sont alors soudés aux seconds profilés de maintien transversal. La première rangée est alors fixée et les rangées suivantes sont35 maintenues de la même façon par mise en place et soudure de profilés analogues. Un tel faisceau de tubes compose en général un échangeur de chaleur destiné à être parcouru par un fluide caloporteur et est destiné à être mis en place, verticalement ou horizontalement, dans une chaudière de 5 récupération de chaleur, par exemple en sortie de turbine à gaz. La liaison par encastrement sur les tubes des pattes de maintien longitudinal permet au maillage de maintien ainsi réalisé de suivre les déplacements de dilatation10 longitudinal des tubes. Un tel agencement de maintien connu nécessite: - la préfabrication de profilés de maintien transversal pourvus de leurs profilés perpendiculaires et de leurs pattes de maintien, avec des tolérances acceptables de15 distances entre ces différents éléments, - la mise en place simultanée avec chaque profilé de maintien transversal d'un certain nombre de pattes monobloc par encastrement dans le filet des ailettes, la soudure de chaque profilé perpendiculaire d'une première série de profilés de maintien transversal sur une seconde série de profilés de maintien transversal. L'invention supprime toutes ces opérations, aucune préfabrication ou soudure équivalentes n'étant nécessaire, tout en facilitant la mise en place des différents éléments25 de l'agencement de maintien. Ceci permet d'obtenir un agencement moins coûteux, en moyens et en main d'oeuvre. Pour ce faire, conformément à l'invention, - des barres perpendiculaires auxdits profilés de maintien transversal et solidaires par leurs extrémités aux profilés de support séparent les p tubes adjacents des n rangées, les profilés de maintien transversal étant enfilés dans n-1 orifices prévus sur ces barres, lesdites barres et lesdits profilés formant un maillage de maintien, - les pattes de maintien longitudinal sont constituées de plats séparés comportant chacun une patte d'encastrement et au moins une languette de liaison avec ledit maillage. Ces plats séparés peuvent être mis en place beaucoup plus facilement que les pattes monobloc de l'art antérieur compte tenu du caractère aléatoire de la position des ailettes des tubes et de la nécessité d'une éventuelle 5 déformation pour l'encastrement dans un pas du filet des ces ailettes. Selon le mode de réalisation préféré, la languette de liaison est fixée sur le profilé de maintien transversal correspondant, cette fixation étant réalisée par déformation de cette languette autour du profilé. Avantageusement, lesdites barres sont constituées de barres plates. De préférence, lesdits plats ont une forme de U, l'âme du U constituant la patte d'encastrement et les branches du U formant deux languettes de liaison. L'invention concerne également un échangeur de chaleur constitué d'un faisceau constitué de tubes disposés en n rangées de p tubes, plusieurs agencements de maintien tels que précédemment décrits maintenant ce faisceau, répartis20 sur la longueur de celui-ci. L'invention est décrite ci-après plus en détail à l'aide de figures ne représentant qu'un mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 est une vue partielle de dessus d'un faisceau de tubes équipé d'un agencement de maintien conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en coupe II-II de la figure 1. La figure 3 est une vue de dessus d'un plat de maintien longitudinal utilisé dans l'agencement conforme à l'invention. La figure 4 est une vue de côté de ce plat à l'état plié. La figure 5 est une vue du détail V de la figure 1. La figure 6 est une vue du détail VI de la figure 1. La figure 7 est une vue en coupe VII-VII de la figure 5. L'échangeur de chaleur représenté partiellement sur les figures 1 et 2 en vue de dessus est de préférence vertical et supporté en partie haute de la chaudière de récupération o il est installé. Sur la hauteur de la chaudière, il doit être maintenu par des agencements conformes à l'invention répartis sur cette hauteur. L'échangeur de chaleur est constitué d'un faisceau de tubes 1, de préférence de même diamètre, constitué de tubes pourvus chacun d'une ailette radiale externe hélicoïdale 210 et disposés en n rangées 3 de p tubes 1. Latéralement, le faisceau est relié à des profilés de support constitués de cornières 11 qui sont solidarisées par vissage ou équivalent à la paroi réfractaire 13 limitant la chaudière. L'agencement de maintien comprend: - des profilés de maintien transversal 4, de préférence de section carré, disposés entre chaque rangée 2, - des barres 6, avantageusement plates, perpendiculaires auxdits profilés de maintien transversal 4 séparant les p tubes adjacents 1 des n rangées 3, les20 profilés de maintien transversal 4 étant enfilés dans n-1 orifices 7, de préférence poinçonnés, espacés de sensiblement le diamètre des tubes et prévus sur ces barres 6, lesdites barres 6 et lesdits profilés 4 formant un maillage de maintien, - des plats 8 séparés comportant chacun une patte d'encastrement 9 formant une patte de maintien longitudinal encastrées dans un pas du filet de l'ailette 2 du tube 1 correspondant et au moins une languette 10 de liaison avec ledit maillage, fixée sur le profilé de maintien transversal30 4 correspondant, cette fixation étant réalisée par déformation de cette languette 10 autour du profilé 4. Un plat 8 est représenté à l'état non plié sur la figure 3 et à l'état plié sur la figure 4. Il a une forme de U, l'âme du U constituant la patte d'encastrement 9 et les branches du U formant deux languettes de liaison 10. Ces deux branches 10 sont pliées deux fois à angle droit pour venir enserrer un profilé de maintien transversal comme visible sur les figures 5 et 7. Une fois les tubes 1 d'une rangée 3 posés, ces plats 8 sont encastrés par leur patte d'encastrement 9 dans un pas du filet de l'ailette 2 d'un tube déjà posé et leur languette pliée 10 vient enserrer le profilé 4 o elle est bloquée par poinçonnement. Sur la figure 6 est représentée une vue en détail d'un tube 1 disposé en bordure latérale du faisceau o il est maintenu par la cornière 11 sur laquelle sont soudés des plats 12 encastrés dans un pas du filet de l'ailette des tubes 1 cirrespondants et les barres 6. Le montage d'un tel faisceau est réalisé en position horizontale des tubes 1 comme suit, en divers points répartis sur la longueur de celui- ci: - sur la première cornière 11 sont soudés une extrémité des barres 6, un tube 1 étant posé entre chacune d'elles,20 - un profilé de maintien transversal 4 est enfilé dans le premier orifice 7, venant bloquer transversalement la première rangée de tubes 1, - un certain nombre de plats 8 sont mis en place comme précisé plus haut, leur nombre étant choisi selon la résistance du maintien longitudinal nécessaire, - une deuxième rangée de tubes 1 est posée sur le profilé 4 et les précédentes étapes sont reproduites jusqu'à la dernière rangée o la seconde cornière 11 équipée de plats 12 est soudée à l'autre extrémité des barres 6.30 6 2735566 REVENDICATIONS 1) Agencement de maintien d'un faisceau de tubes (1) en particulier destiné à former un échangeur de chaleur, faisceau constitué de tubes (1) pourvus chacun d'une ailette externe hélicoïdale (2) et disposés en n rangées (3) de p tubes (1) délimitées par deux profilés de support (11), l'agencement comprenant des profilés de maintien transversal (4) disposés entre chaque rangée (2) et des pattes de maintien longitudinal solidaires de ces profilés (4) et encastrées dans un pas du filet de l'ailette (2) du tube (1) correspondant, caractérisé en ce que - des barres (6) perpendiculaires auxdits profilés de maintien transversal (4) et solidaires par leurs extrémités aux profilés de support (11) séparent les p tubes adjacents (1) des n rangées (3), les profilés de maintien transversal (4) étant enfilés dans n-1 orifices (7) prévus sur ces barres (6), lesdites barres (6) et lesdits profilés (4) formant un maillage de maintien, - les pattes de maintien longitudinal sont constituées de plats (8) séparés comportant chacun une patte d'encastrement (9) et au moins une languette (10) de liaison avec ledit maillage.25 2) Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la languette (10) de liaison est fixée sur le profilé de maintien transversal (4) correspondant, cette fixation étant réalisée par déformation de cette languette (10) autour du profilé (4). 3) Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites barres (6) sont constituées de barres plates. 4) Agencement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits plats (8) ont une forme de U, l'âme du U constituant la patte d'encastrement 7 2735566 (9) et les branches du U formant deux languettes de liaison (10). ) Echangeur de chaleur constitué d'un faisceau constitué de tubes (1) disposés en n rangées (3) de p tubes (1), caractérisé en ce que plusieurs agencements de maintien conforme à l'une des revendications précédentes maintiennent ce faisceau, répartis sur la longueur de celui-ci.