Brevet FR2803898A1 — publié le 20010720

LIGNES DE TRANSFERT DE FLUIDE CRYOGENIQUE ET UTILISATION POUR LE TRANSFERT D'HELIUM LIQUIDE La présente invention concerne les lignes de transfert de fluides cryogéniques du type comprenant, dans une enveloppe tubulaire extérieure, au moins deux tubes de transfert de fluides et une isolation entre les tubes et l'enveloppe. Dans les lignes multitubes de ce type, les tubes convoient des fluides io de températures différentes, ce qui provoque des phénomènes de contractions différentielles lors des phases transitoires, voire en régime permanent. Actuellement, les tubes sont chacun munis d'une isolation périphérique propre. Outre les coûts de fabrication et de montage importants, cette technique présente l'inconvénient de permettre l'apparition de défauts d'isolation, soit dans les phases transitoires, soit en régime permanent, à cause des contractions différentielles au niveau des équipages de centrage des différents tubes. La présente invention a pour objet de proposer une nouvelle architecture de lignes de transfert de fluides cryogéniques multitubes limitant les problèmes ci-dessus. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, I'isolation entoure les tubes et est portée par un support d'isolation rigide relié aux tubes par des entretoises d'espacement axialement distantes les unes des autres et reliées rigidement à un premier des tubes et de manière coulissante à l'autre tube. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - le support d'isolation est constitué de tronçons successifs, chaque tronçon étant relié rigidement à une entretoise d'espacement et de manière coulissante à l'entretoise d'espacement suivante, - les liaisons entre les entretoises et le premier tube sont constituées par des équerres, et avec l'autre tube par des bagues, - le premier tube est le tube intérieur de plus grand diamètre, ou tube principal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante en fait en relation avec un mode de réalisation particulier, donné à titre illustratif mais nullement limitatif, fait en relation avec le dessin annexé, sur lequel: - la figure unique représente schématiquement une vue en coupe longitudinale partielle d'une ligne de transfert de fluides selon l'invention. Sur la figure unique on reconnaît une ligne de transfert de fluide cryogénique avec, dans une enveloppe extérieure étanche 1, au moins deux tubes 2 et 3 de transfert de fluides ayant des températures légèrement différentes en fonctionnement continu, en l'occurrence un tube principal 2, de plus gros diamètre, et un tube secondaire 3, de plus petit diamètre. Selon un aspect de l'invention, une couche de matériau isolant 4 est disposée autour du faisceau des tubes 2 et 3 en étant supportée sur un support d'isolation ou cage rigide 5 en matériau à faible conductivité thermique et de configuration, en coupe transversale, adaptée aux dimensions du faisceau de tubes 2, 3,.... Le support d'isolation 5 est constitué de tronçons successifs 5a, 5b,..... dont chacun est relié de façon rigide au tube principal 2 par des entretoises d'espacement 6a, 6b en matériau à faible conductivité thermique axialement distantes les unes des autres constituées de plaques découpées pour correspondre au format du faisceau de tubes 2, 3 avec des alésages recevant librement ces derniers. Chaque entretoise 6j est reliée au tube 2 par des équerres 7 fixées à l'entretoise et au tube 2 par vissage, rivetage, soudage ou collage. Comme représenté sur la figure unique, chaque tronçon 5j de support d'isolation est fixé rigidement, à une de ses extrémités (gauche sur la figure) par une entretoise 6j par une équerre 8, l'autre extrémité axialement opposée du tronçon d'enveloppe étant posée à coulissement libre sur d'autres équerres 9 fixées à l'entretoise 6j correspondante. De façon similaire, chaque entretoise 6j co-opére à liaison coulissante avec le tube 3 par des bagues 10 enfilées sur le tube 3 et portés par un manchon coaxial 11 solidaire centralement de l'entretoise 6j. On comprendra que, avec un tel agencement, la cage 5 de support d'isolation unique 4 n'étant que supportée sur les équerres 9, peut accepter des contractions différentielles lors de la mise en froid tout en demeurant rigidement solidaire du tube principal 2. Pareillement, le ou les autres tubes secondaires 3 peuvent se contracter ou se dilater de manière différentielle par rapport au tube principal 2. Les entretoises d'espacement 6j peuvent être reliées à l'enveloppe 1 par des espaceurs rigides ou flexibles. Les tubes 2 et 3 sont typiquement réalisés en acier inoxydable de même que, avantageusement, les entretoises 6Q qui peuvent en outre avoir leurs faces axiales polies. La cage support d'isolation 5 est réalisée en acier inoxydable ou en résine époxy. L'isolation 4 est réalisée typiquement par bobinage autour de la cage 4 de bandes de matériau superisolant, tel que celui commercialisé sous l'appellation NH12ST par la Société Cascadec. La ligne de transfert décrite ci-dessus convient particulièrement pour le transfert d'hélium liquide, notamment dans des tunnels de collision de particules à aimants supraconducteurs. Dans ce cas un écran et une isolation additionnels sont aménagés entre l'isolation 4 et l'enveloppe 1. REVENDICATIONS 1. Ligne de transfert de fluide cryogénique, comprenant, dans une enveloppe tubulaire extérieure (1), au moins deux tubes de transfert de fluide (2,3) et une isolation entre les tubes et l'enveloppe, caractérisée en ce que l'isolation (4) entoure les tubes (2,3) et est portée par un support d'isolation rigide (5) reliée aux tubes (2,3) par des entretoises d'espacement (60) axialement distantes les unes des autres et reliées rigidement à un premier (2) des tubes et de manière coulissante à l'autre (3) tube. 2. Ligne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support d'isolation (5) est constitué de tronçons successifs (5i), chaque tronçon étant relié rigidement à une entretoise et de manière coulissante à l'entretoise suivante. 3. Ligne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que les liaisons entre les entretoises (6i) et le premier tube (2) s'effectuent par des équerres (7, 8, 9). 4. Ligne selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que les liaisons entre les entretoises (60) et l'autre tube (3) sont constituées par des bagues (10). 5. Ligne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier tube (2) et le tube intérieur de plus grand diamètre. 6. Ligne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support d'isolation (5) est réalisé en matériau à faible conductivité thermique. 7.Ligne selon l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce que les entretoises sont réalisées en matériau à faible conductivité thermique. 8. Utilisation d'une ligne de transfert selon l'une des revendications précédentes pour le transfert d'hélium liquide.