PROCÉDÉ DE MISE EN PRÉCONTRAINTE DE TUBES D'UN ÉCHANGEUR DE
CHALEUR AVEC UN RÉGLAGE PRÉCIS DE LA PRÉCONTRAINTE
l~'invention concerne un procédé de mise en précontrainte de traction dans une direction longitudinale de tubes d°un échangeur de chaleur avec un réglage précis de Ta précontrainte des tubes.
On connaît des échangeurs de chaleur utilisés en parficulier comme gpnërateurs de vapeur de réacteurs nuclëaires qui comportent un très grand nombre de Tubes qui sonf fïxés è Peurs ertrérnités dans au moins une plaque tubulaire de i'ëchangeur de chaleur.
De tels gënérateurs de vapeur peuvenfi prësenter de très grandes dimensions, par exemple une hauteur supérieure à 20 mètres et un diamétre peu infërïeur à 4 mètres.
De tels échangeurs de chaleur peuvent ëtre en particulier des échan-geurs de chaleur è tubes droits (désignés par Te terme anglais "ance-through"~, chacun des tubes du faisceau étant fixé; è une premiére extrémi-té, dans une première plaque tubulaire disposée dans la partie supérieure du génërateur de vapeur en pasifion de service et è une seconde e>~trémité, dans une seconde plaque tubulaire disposëe â la partie infërieure du génë-raseur de sapeur dans sa position de service.
Dans de tels gpnérateurs é tubes droits, le faisceau de tubes peut comporter plus de quinze mille tubes d'une longueur supérieure à '15 mètres.
Les extrërnités des tubes sont fixées dans des trous traversant les plaques 'tubulaires sur toute leur ëpaisseur dans la direction axiale du faisceau et débouchent è leurs extrémités dans des boîtes à eau délimitées par une pa-roi généralement hémisphérïque et par la plaque tubulaire correspondante.
Des générateurs de vapeur d'un autre type compas sent un faisceau de tubes pliés en forme d'U c~ui sont fixés â leurs eâeux exïrérnités dans deux trous d'une même ~6aque tubulaire.
ii est connu de réaliser la fixation des ~rxtrémités des tubes des gëné-raseurs de vapeur dans Tes tracs traversant les plaques tubulaires, par ser-tissage et so~!dac~e ~ l'intérieur des plaquPS tubulaires.
1a k1 est canr~u ~~al~rn~n~ d~ r~.aüser, sur i~s parues d'~>,~r~rr~~if~ c~Es i~-bes des ëc ~an~reurs de ei-~~-k~ur ~eis ~;ue décrus ~i~;s i-~~ut, une ~n~~nsiQ
r di~~ré~r~ip ~ I'niéri~nr dis ~rc~~as tra~~~°s~r~~ i~f ~!~c~ue ~uk,uiair~, ~a~N dis rrmyens "s~yd: auliques, i~ surï~cs ü~Éérieur~ ~u ~~i~e étant sc;:~mis~ â k~
~r~s-- METHOD OF PRE-STRESSING TUBES OF A HEAT EXCHANGER
HEAT WITH PRECISE PRESSURE ADJUSTMENT
the invention relates to a tensile preloading method in a longitudinal direction of tubes of a heat exchanger with precise adjustment of the preload of the tubes.
There are known heat exchangers used in particular as nuclear reactor steam generators which have a very large number of Tubes that are attached to Fears in at least one plate tubular heat exchanger.
Such steam generators can present very large dimensions, for example a height greater than 20 meters and a diameter little less than 4 meters.
Such heat exchangers can in particular be exchangers.
heat collectors with straight tubes (designated by the English term "ance-through "~, each of the bundle tubes being fixed; at a first extremi-tee, in a first tubular plate arranged in the upper part of the steam generator in service pasifion and at a second end, in a second tubular plate disposed at the lower part of the sapper in its service position.
In such straight tube generators, the tube bundle can have more than fifteen thousand tubes longer than 15 meters.
The ends of the tubes are fixed in holes passing through the plates '' tubular over their entire thickness in the axial direction of the beam and open at their ends in water boxes delimited by a king generally hemispherical and by the corresponding tube plate.
Steam generators of another type compass a beam of tubes bent into a U shape ~ ui are fixed to their two sides in two holes of the same ~ 6aque tubular.
ii is known to carry out the fixing of the ~ rxtremités of the tubes of the steam razors in Your traces crossing the tubular plates, by ser-weaving and so ~! dac ~ e ~ inside the tubular plates.
1a k1 is canr ~ u ~~ al ~ rn ~ n ~ d ~ r ~ .aüser, on i ~ s published by ~>, ~ r ~ rr ~~ if ~ c ~ Es i ~ -bes des ëc ~ an ~ reurs de ei- ~~ -k ~ ur ~ eis ~; ue décus ~ i ~; s i- ~~ ut, une ~ n ~~ nsiQ
r di ~~ ré ~ r ~ ip ~ I'niéri ~ nr dis ~ rc ~~ as tra ~~~ ° s ~ r ~~ i ~ f ~! ~ c ~ ue ~ uk, uiair ~, ~ a ~ N dis rrmyens "s ~ yd: auliques, i ~ surï ~ cs ü ~ Aérieur ~ ~ u ~~ i ~ e being sc;: ~ mis ~ â k ~
~ R ~ s--
2 sion d'un fiuide hydraulique, généralement de l'eau à trés forte pression.
Cette opération d'expansion diamétrale qui est généralement réalisée sur une partie d'extrémité du tube s'étendant suivant toute ia longueur du trou traversant la plaque tubulaire peùt être utilisée four réaliser le sertissage du tube dans ie trou ou pour assurer un plaquage parfait de la paroi du tube contre la paroi du trou, en particulier du côté de la face intérieure de la pla-que tubulaire, afin d"éviter la présence de tout interstice entre le tube et fa plaque tubulaire qui pourrait âtre responsable d'une corrosion en crevasse, pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, la surface extérieure des tubes venant en contact avec l'un des fluides d°échange dont ie pouvoir corrosif peut être important au niveau des interstices entre fe tube et la pla-que tubulaire.
dans tous les cas, i'expansion diamétrale d°u.n tube produit sine ré-traction du tube dans la direction axiale ou longitudinaïe, de telle sorte que, I5 si le tube est fixé à ses deux extrémités dans des plaques tubulaires dont l'écartement est fixe, (e tube est mis en précontrainte de traction longitudi-nale, du fiait de l'expansion diamétrale hydraulique.
~ans les échangeurs de chàleur tels que les échangeurs â tubes droits, il est généralement souhaitable d'imposer une certaine précontrainte zQ de traction longitudinale aux tubes, afin de limiter le flambage en service dû
â des dilatations différentielles de l'enveloppe de l'échangeur de chaleur etlou des plaques tubulaires et des tubes ainsi que les vibrations produites par fa circulation des fluides d'échange au contact des parois des tubes.
Les tubes des échangeurs de chaleur à tubes droits sont également 25 maintenus par des iliaques-entretoises transversales réparties suivant la direction longifiudinale de l'échangeur de chaleur . ! e flambage des tubes peut alors entrainer une détérioration des tubes par mise en contact avec les bords d'ouvertures des entretoises.
La précontrainte de traction longitudinale des tubes doit âtre régléè à
30 une valeur précise déterminée pour limiter le flambage et les vibrations et éventuellement pour limiter et ëquilibre~° les efforts de direction axiale exer-cés par les tubes sur les plaques tuûulaires de i'éc hangeur de chaleur à tu-bes droits.
four régler lâ valeur de la précontrainte de traction induite dans les tubes par expansion diamétrale h~~draulique, on a proposé, dans ie U
~,3~:~,~~fi., d'ajuster la longueur de fa partie d'exti-érr~it~ du tube sur laquelle on applique l'expansion hydraulique, pour obtenir la rétraction et dono la pré-s contrainte axiale voulues du tube soumis à l'expansion diamétrale, Dans la mise en ouvre de ce procédé, on règle la proic~r~deur d'introduction de !'outil d'expansion ~ l'intérieur de l'une au moins des par lies d'extrémiié du fade, à
partig° de la race externe de la plaque tubulaire. d'expansion diarrotraie est généralement réalisée aux deux extr émités du tube, préa(abïer~lent rixé sur t0 les plaques tubulaires, de sorte que les deux opérations d'expansion l~~rdrau-figue concourent ~ lâ rrzise en précontrainte du tube. Le réglage de la précontrainte peut âtre réalisé en aiustant ia longueur d'expansion h~rdrauli-que d'une seule des deux extrëmitës du tube, dans i°une des piaq~ses tubu-laires.
t 5 Dans fous les cas, ii sudsiste, au rraoins ~ !'une des extrémités du tube, une parïie de la paroi du rude qui n'est pas pïaquée contre la surface intérieure du trou de ia plaque tubulaire, ce qui se traduiit par la présence d"urr infiersticd générateur de corrosion en crevasse, pendant le fonctionne-rr~enï du générateur de vapeur .
~n outre, la mise en ouvre de l'opération d'expansion h;~draulique est complexe, du tait qu'il faut régler la profondeur d'introducüon de !'outil d°ex-pansion diamétrale dans l'une au moins des extrémités des trës nombreux tubes de l'échangeur de chaleur avant de réaliser leur expansion diannétraie.
~e but de I'in~fention est donc de proposer un procédé de mise en %5 précontrainte de traction longitudinale de tubes d'un échangeur de chaleur cohnportant au moins une partie rectiligne et iïxés é leurs extrémités dal~s des trous traversant au moins une plaque tubLilaire, dar;s laquai la pré-contrainte de tracfiioi~ est ob'~enue par expansion diar nétrale hyd;~auïique d'au moins une partie d'extrémité de chacun des uudes de i'éci iangec.l~° de cl~!aieur 3G fixé ~ ses deux entrérnifiés dans i'au moins urge plaq~.se tubulaire, de manière a Induire t!1~1e ~ïcs0lpiWtlûn pâ(" i'~r2~tioii òOn~ftudine~le du tuL'~e ei6 ~:.C~ul'~'i~fitci,nt i:~ suI"¿~t;,e il'ï~~ri~W"c ~~i..! fii.l~J.~.~' ct alla preSit~n i'"I~di~ï~ll~l~° et de fi~eii~.~-.' 1"n~l'li~re t~u~ ~~ pl"2G'orltrclnte dii tl,É~)ö So¿t !°°~i~e ~ ~r7E' V~?ieu~" ~ï'~c:~iSc:, C" ~7iÜC~d~
't permettant d'éviter tout risque de corrosion en crevasse des Tubes dans i°échangeur de chaleur en service et de faciliter l'opération de aise en pré-contrainte réglée des tubes.
Dans ce but, on régla la valeur de fa précontrainte dans chacun des Tubes de l'échangeur de chaleur par ajustement du jeu r adiai iniiial .entre ia surface externe de la partie d°exirémïté du tube et la surface inférieure du Prou traversant la plaque tubulaire dans laquai est engagée la paie d'extré-rr~itë du tube avant de ~°éaliser l'expansion diamétrale de Ea parue d°exfrémüé, ei on réalise !'expansion diamëfr~ie i~~,rdrauüque du tube suivant toute la par-1~ fia d'e xtrëmité du Tube qui s°étend substantieilernenf sur foute la iong~eur du trou traversant la plaque Tubulaire.
m 'invention esi également reiattne, de rnani~re générale, é un pracé-dé de Mise en précontrainte de traction longitudinale de tubes de petit dïa-mètr e et de gr ends longueur comportant au moins ~.ane pag°tie ~°ectüigne, pour I~ augmenter la marge de flarnb~ge et réduit e les vibrations induifies ef fixés leurs e;,~rërnités dans des trous fr~~versant au rr~oins urge plaque tubulaire, dans lequel la précontrainte de traction est obtenue par expansion diamé-trale hydraulique des extrémités de chacun des tubes de n~aniére ~ induire une déforrr~atioÉ~ par rétraction longitudinale uniforn-~émenf répartie sur la 2~ longueur du tube en soumetfarct la surface intérieure du tube é une pression hydraulique et de telle maniër e que fa précontrainte du tube soit réglée â
une valeur précise, par expansion diamétrale prédéfierminée de ia partie d'extrémité, et qu'on r émise l'expansion diamétrale hydraulique du tube.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire, é fifre 2~ d'e>cemple, plusieurs modes de réalisation du p~°océdé selon l'invention de rr~ise en précontrainte de tubes d'uri générateur de vapeur é tubes droits d'un reaczeur r~t.~cleairea ~C4 1'¿~t,lre ~E esL urle Vue en ~~upe civâle !%'"c",'r'C!c~i~ '~'t...'tn g'~ne!"~"7'~eûr t'~. 'E..'' vapeur é tubes droit d'un rëecfeur nucléaire.
~G I_a figure ~ est une ~~me en piar-~ de l'une des ~!as,~ues tuE~uiaires de l'échanCSur de chalûur .
des TigUi'eç .'~ nt /. ~~~;~ des C,ai~isç ~ pii.'.S ~P~"'~.-ilde ~Ghelie ~i'~.'.Y'=e ~~t ~ie ~e l~ piar;ue tubu~a lr~~ t epr~~en~.ee i7u~ ~~ iigu3 e '~.
~.a figure 3 est une vue pa~ielle de la face interne de la plaque tubu-luire, avant expansion diamétrale deû tubes du générateur de vapeur.
La figure 4 est une vue partielle de la face interne de la plaque tubu laire après expansion diamétrale des parties d°extrémité des tubes du gëné_ rateur de vapeur.
es figures 5~, 5~, ~C, 5D et 5E sont des vues partielles en coupe axiale, au cours de cinq étapes successives d'un ,procédé de fixation et de mise en précontrainte d'un fiube du générateur de vapeur à tubes dreits, se-lon l'invention et suivant un premier m~de de réalisation.
Les figures ~~,, 6~ et 6C sont des vues en coupe axiale partielle d'un tube du générateur de vapeur, au cours de trais étapes successives d'un procédé de fixatïon et de mise en précontrainte du tube, selon l'invention et selon un second rode àe r éaüsation.
dur la figure ~ , on a représenté, de rnan~ere schématique, un généra-fleur de vapeur à tuL~es droits désignë de n-sanièr e générais par le repère qui comporte une enveloppe de fore générais cylindrique 2 reliée à une première extrërnité ou e;;trémité supérieure è une plaque tabulaire supé_ rieurs ~a et è une seçonde e>ctrèmité ou extrémité infériec~re à une plaque tubulaire inférieure ~bn 2~ Les plaques tubulaires ~a efi 3b sont percées d'un très grand nombre d'ouvertures traversantes 5 disposées suivant un réseau à maille triangc~-laire, comme il est visible en particulier sur les figures 2, 3 et 4. ! es ouvertu-r es ~ pourraient étre égaiement dispr~sées suivant un réseau è mailles car-rées. Les tubes droits 4 du faisceau du générateur de vapeur sana fixés, par une première partie d'extrémité, è l'intérieur de la plaque supérieure 3a et, par ur~~e seconde partie d'extrémité, dans une ouverture traver sente de la plaque inférieure 3b.
Les plaques 3a et 3b comportent une face interne air figée ~Jers leint~s-rieur dc~ g>ûnératec~t- de vapeur renfermant fie faisceau de tubes ~. et une face 3C~ externe opposée vonstituant urge paroi dèlit;~itant urge boîte â eau du génëra-peur de vapeur pour fia dïstri~ruïar~ ot~ fia récupération d'us-! fluide d'éci~ange.
pur la figure ~, on a représenté la :ace interne d'une iliaque tubulaire de forme générale circulaire ~a rou 0.â) qui carnporte un très grand nc~mdre de trous traversants (par exempté plus de quinze mille trous}. Les trous 5 sont répartis unifiormément entre une zone centrais et urge zone périphéri-que de la plaque tubulaire ~a (ou 3b}. Les trous 5 traversant la plaque tuba-(aire suivant toute son épaisseur e~: disposés suivant le réseau é mailles triangulaires sont vïsibles en parüculier star la figure 3 qui montre ïes parties d'extrémitë de tubes ~ engagées dans les ouvertures ~ avec un certain jeu radiai (ou diamétral} 6.
La figure 3 r eprésente la fiace interne d'une plaque tubulaire dans ia quelle sont engagées les e xtrémités de tubes, dans une étape de c~nonfiage du fiaisceau ou tubage préalable é Ia réalisation de l'étape d'expansion diamétrale du procédé suivant l'invention.
La fiigure 4 représente une vue partielle, analogue â fa vue de la fii g~are ~, lorsqu'on a réalisé l'opération d'expansion diamétrale suivant l'inven tion, le jeu ~ étant alors élirr:iné et les Tubes étant plaqués contr e fa surface i5 intérieure des trous 5 correspondants.
~n va maintenant décrire une opération de montage d°un tube d'un générateur de vapeur au cours de laquelle pan efifectue la mise en pré-contrainte du tube selon i'inventïon et selon un premier mode de réalisation, en se réfiérant aux fiigures 5I~ é ~~.
dans une première étape du procédé de tubage, on infiroduït les tu-bes dans les plaques tubulaires et l'enveloppe du générateur de vapeur qui ont éié pré-assemblées. P~ l'issue de cette premiére étape du ~roeédé, comtale représenté sur la fiigure ~A, les parties d'extrémité ~a et 4b respecti-ves des tubes 4 sor t introduites dans les ouvertures 5 des plaques tubulai-2S res respectives 3a et 3b. ii est é remarquer que le jeu de r~anfage 6, entre la surrace externe de Ia partïe d'extrémité du tube ~. et la surfiace du trou 5 tra versant la plaque tubulaire 3a (ou 3b}, permet d'effectuer fiacilement une in troduction du tube à travers Ees ouvertures des plaq~.ies tubulaires, sarjs blesser la surfiace extérieure du tube qui doit présenter, en fin d'opération, 2 sion of a hydraulic fluid, generally very high pressure water.
This diametrical expansion operation which is generally carried out on an end portion of the tube extending along the entire length of the hole passing through the tube plate can be used in the oven for crimping of tube in the hole or to ensure perfect plating of the tube wall against the wall of the hole, especially on the side of the inside of the ceiling tubular, in order to avoid the presence of any interstice between the tube and fa tubular plate which could be responsible for a crevice corrosion, during operation of the steam generator, the exterior surface tubes coming into contact with one of the exchange fluids including power corrosive can be significant at the interstices between the tube and the plate than tubular.
in all cases, the diametrical expansion of a product tube without pulling the tube in the axial or longitudinal direction, so than, I5 if the tube is fixed at its two ends in tubular plates of which the spacing is fixed, (the tube is pre-tensioned longitudi-nal, due to hydraulic diametral expansion.
~ years heat exchangers such as tube exchangers rights, it is generally desirable to impose some pretension zQ of longitudinal traction to the tubes, in order to limit buckling in service of â differential expansions of the heat exchanger casing and / or tube sheets and tubes and the vibrations produced by the circulation of exchange fluids in contact with the walls of the tubes.
The tubes of straight tube heat exchangers are also 25 maintained by transverse iliac spacers distributed along the longitudinal direction of the heat exchanger. ! buckling of the tubes can then cause a deterioration of the tubes by contacting with the opening edges of the spacers.
The longitudinal tensile preload of the tubes must be adjusted to 30 a precise value determined to limit buckling and vibrations and possibly to limit and balance the steering efforts axial exercise created by the tubes on the tuular plates of the heat exchanger bes rights.
oven set the value of the induced tensile preload in the tubes by diametrical expansion h ~~ hydraulics, we proposed, in ie U
~, 3 ~: ~, ~~ fi., To adjust the length of the part of exti-er ~ it ~ of the tube on which we apply the hydraulic expansion, to obtain the retraction and dono the pre-s desired axial stress of the tube subjected to diametrical expansion, In the implementation of this process, we adjust the proic ~ r ~ deur introduction of !'tool expansion ~ the interior of at least one of the blemishes of the end, at part of the external race of the tubular plate. expansion Eastern farmland generally performed at the two ends of the tube, prea (bark ~ slow rixed on t0 the tube sheets, so that the two expansion operations l ~~ rdrau-fig concourent ~ lâ rrzise preloading the tube. The adjustment of the prestressing can be achieved by having the expansion length h ~ rdrauli-that of only one of the two ends of the tube, in i ° one of the piaq ~ ses tubu-lar.
t 5 In all cases, it is near the edge, one of the ends of the tube, a part of the rough wall which is not pressed against the surface inside the hole of the tube plate, which results in the presence d "urr infiersticd generator of crevice corrosion, during operation rr ~ enï of the steam generator.
~ n addition, the implementation of the expansion operation h; ~ hydraulic is complex, it was necessary to adjust the depth of insertion of the tool d ° f diametral expansion in at least one of the ends of the many tubes of the heat exchanger before carrying out their expansion.
~ e purpose of I'in ~ fention is therefore to provide a method of setting % 5 longitudinal tensile preload of tubes of a heat exchanger cohnportant at least a rectilinear part and iïxés é their ends dal ~ s holes passing through at least one tubular plate, dar;
stress of tracfiioi ~ is ob '~ enue by expansion diar nétrale hyd; ~ auïique at minus an end portion of each of the uudes of i'eci iangec.l ~ °
cl ~! aieur 3G fixed ~ its two entrérnitées in i'au at least urge plaq ~ .se tubular, way a Induce t! 1 ~ 1e ~ ïcs0lpiWtlûn Pâ ("i '~ r2 ~ tioii òOn ~ ftudine ~ le du tuL' ~ e ei6 ~: .C ~ ul ~ i ~ fitci, nt i: ~ suI "¿~ t;, e il'ï ~~ ri ~ W" c ~~ i ..! fii.l ~ J. ~. ~ 'ct alla preSit ~ n i '"I ~ di ~ ï ~ ll ~ l ~ ° and fi ~ eii ~. ~ -.' 1 "n ~ the li ~ re t ~ u ~ ~~ pl "2G'orltrclnte dii tl, É ~) ö So¿t! °° ~ i ~ e ~ ~ r7E ' V ~? Ieu ~ "~ ï '~ c: ~ iSc :, C" ~ 7iÜC ~ d ~
't to avoid any risk of corrosion in crevice of the Tubes in i ° heat exchanger in service and to facilitate the operation of ease in pre-set stress of the tubes.
For this purpose, the value of the preload was adjusted in each of the Tubes of the heat exchanger by adjusting the clearance r adiai iniiial .entre ia outer surface of the end portion of the tube and the surface lower of Prou crossing the tubular plate into which the external payroll is engaged rr ~ itë of the tube before ~ ° to realize the diametral expansion of Ea appeared d ° exfrémüé, ei we realize! 'expansion diamëfr ~ ie i ~~, rdrauüque of the tube along the whole through-1 ~ tube end fia which extends substantially over fout la ion ion hole passing through the Tubular plate.
I invention is also reiattne, of general rnani ~ re, pracé-Longitudinal tensile preloading thimble for small tubes meter and long ends with at least ~ .ane pag ° tie ~ ° ectüigne, for I ~ increase the margin of flarnb ~ ge and reduces e the induced vibrations ef fixed their e;, ~ rërnités in holes fr ~~ pouring rr ~ oins urge plate tubular, in which the tensile preload is obtained by diamond expansion hydraulic bale of the ends of each of the tubes of n ~ aniére ~ inducing a deforrr ~ atioÉ ~ by longitudinal retraction uniforn- ~ emenf distributed over the 2 ~ length of the tube subjected to the inner surface of the tube pressure hydraulic and in such a way that the preload of the tube is adjusted â
a precise value, by predetermined diametral expansion of the part end, and that r emits the hydraulic diametral expansion of the tube.
In order to clearly understand the invention, we will describe, 2 ~ of e> cemple, several embodiments of the p ~ ° granted the invention of rr ~ ise in prestressing of uri steam generator tubes with straight tubes a reaczeur r ~ t. ~ cleairea ~ C4 1'¿ ~ t, lre ~ E esL urle View in ~~ upe civale!% '"C",'r'C! C ~ i ~ '~' t ... 'tn g '~ ne! "~"7' ~ eûr t '~. E .. '' steam with straight tubes from a nuclear receiver.
~ G I_a figure ~ is a ~~ me in piar- ~ of one of ~! Aces, ~ ues tuE ~ uières de the heat sample.
of TigUi'eç. '~ nt /. ~~~; ~ des C, ai ~ isç ~ pii. '. S ~ P ~ "' ~.-ilde ~ Ghelie ~ i '~.'. Y '= e ~~ t ~ ie ~ el ~ piar; ue tubu ~ a lr ~~ t epr ~~ en ~ .ee i7u ~ ~~ iigu3 e '~.
~ .a Figure 3 is a pa ~ ielle view of the inner face of the tubular plate shine, before diametrical expansion of the steam generator tubes.
Figure 4 is a partial view of the inner face of the tubular plate after the diametrical expansion of the end parts of the tubes of the uncomfortable_ steam generator.
es Figures 5 ~, 5 ~, ~ C, 5D and 5E are partial sectional views axial, during five successive stages of a, method of fixing and prestressing a fiube of the steam generator with straight tubes, se-lon the invention and according to a first m ~ of embodiment.
Figures ~~ ,, 6 ~ and 6C are views in partial axial section of a steam generator tube, during three successive stages of a method of fixing and prestressing the tube, according to the invention and according to a second rode to this creation.
dur the figure ~, there is shown, from rnan ~ ere schematic, a genera-fleur de vapor à tuL ~ are designated rights of n-sanièr e generated by the mark which includes a cylindrical fore-casing 2 connected to a first end or end; upper end to a tabular plate above laughers ~ a and è a second e> end or lower end ~ re to a plate lower tubular ~ bn 2 ~ Tubular plates ~ a efi 3b are pierced with a very large number through openings 5 arranged in a triangular mesh network ~ -area, as can be seen in particular in Figures 2, 3 and 4.! es ouvertu-r es ~ could also be dispr ~ sées following a mesh network car-Rees. The straight tubes 4 of the bundle of the steam generator sana fixed, by a first end part, inside the upper plate 3a and, by ur ~~ e second end part, in an opening through the bottom plate 3b.
The plates 3a and 3b have an internal face of fixed air ~ Jers leint ~ s-laughing dc ~ g> ûnératec ~ t- of vapor containing the bundle of tubes ~. and an face 3C ~ external opposite vonstituant urge wall delit; ~ itant urge water box of generation fear of steam for fia dïstri ~ ruïar ~ ot ~ fia recovery of us-! fluid ECI ~ angel.
for the figure ~, we have represented the: internal ace of a tubular iliac generally circular ~ a rou 0.â) which has a very large nc ~ mdre through holes (by exempt more than fifteen thousand holes}. Holes 5 are distributed uniformly between a central and urge zone peripheral zone as the tubular plate ~ a (or 3b}. The holes 5 passing through the tubular plate (area along its entire thickness e ~: arranged along the mesh network triangular are visible in parüculier star figure 3 which shows ïes parts end of tubes ~ engaged in the openings ~ with a certain clearance radiai (or diametral} 6.
Figure 3 shows the internal fiace of a tube plate in ia which are engaged the e xtremities of tubes, in a step of c ~ nonfiage of the bundle or casing prior to carrying out the expansion step diameter of the process according to the invention.
Figure 4 shows a partial view, similar to the view of the fii g ~ are ~, when the following diametral expansion operation has been carried out the Inventory tion, the game ~ then being elirr: iné and the Tubes being pressed against fa area i5 inside corresponding holes 5.
~ n will now describe a mounting operation of a tube of a steam generator during which pan performs the pre-tube stress according to the invention and according to a first embodiment, referring to the fiigures 5I ~ é ~~.
in a first step of the casing process, we infiroduït the tu-bes in the tubular plates and the envelope of the steam generator which have been pre-assembled. P ~ the outcome of this first stage of the ~ roeédé, comtale shown in Figure ~ A, the end parts ~ a and 4b respec-ves of the tubes 4 are introduced into the openings 5 of the tubular plates 2S respective 3a and 3b. it is noted that the clearance 6, enter here external surface of the end part of the tube ~. and the surface of hole 5 tra pouring the tube plate 3a (or 3b}, makes it possible to carry out an in troduction of the tube through Ees openings of the tubular plaq ~ .ies, sarjs injure the external surface of the tube which must present, at the end of the operation,
3~ un état de surface parfait.
selon i°inver~tian, i'amplitade du jeu diamétr a1 (ou radïai} i~ est ajustée de rnaniäre trés précise pour obtenir une mise e~~ pré cor'ttrainte du tube aires une précontrainte d'une vaieu~- ç~rédéterrt~ir~ée ef~tréme~-ner:t précise ;
cette précontrainte résulte d'une rétraction longitudinale uniformément rëpavie sur fa longueur du tubé.
Pour cela, tout d°abard on détermine le jeu radial nécessaire pour ob-tenir fa valeur de fa précontrainte voulue dans le tube ~. dette valeur du jeu radia! est obtenue par des calculs et par des essais sur une maquette com-portant des pièces de fixation de tubes d'essais anafagt~es à des iliaques tubulaires.
~n a pu établir une très bonne corrélation entre les r~ésuitats obtenus par le calcul et les résultats des mesures obtenus é partir de fa maquette.
IQ Le jeu radial effectif souhaitable 6 entre le tube et les trous traver-sanis'~ des iliaques tubulaires dans lesquelles if vient se loger est obfienu en adaptant le diamètre de perçage du trou 5 au diamètre externe du tube, en tenant compte des tolérances de fabrication des Tubes et ers réservant le jeu 6 voulu.
I5 ~orr~me ii sera expliqué par la suite, les jeux de montage ~ âes diïté-rems tubes peuvent âtre prévus pour obtenir une précontrainte identique dans clbacun des tubes du taisceau, qc~elle que soit fa position du tube, ou, au contraire, pour rr~odufer fa valeur de la précontrainte en sanction de la po sition du tube dans le taisceau ou d'autres conditions partioufières de mon z~ rage des tubes.
Gomme représenté sur la figure 5~, aprés avoir réalisé la rrtise en place du tube à l'intérieur du générateur de vapeur, les parties d'extrémité
~a et 4b du tube étant è l'intérieur des ouvertures 5 des plaques tubulaires correspondantes 3a et ~b, on réalise, à !'intérieur de l'ouverture 5 d'une pfa-25 que tubulaire (par exemple la plaque 3a), une expansion diamétrale d'une extrémité 4'a du tube clans une zone ~djaCente è fa race externe de la pla-que tubulaire Via. L'expansion diamétrale de i'e;,,tr érnitë ~'a du tube ~
peut âtre réalisée par dudgeonnaae, par exemple é l'aide d'un dcadgeon ~ galets.
A l'issue de I'cpération de dudgeonnage, l'extrémité de fixation ~-'a dt.~
tube 4 3C est plaquée contre tune couche externe 3'a de fa plaque 3a en ur~ matériau ccmpatibie chin~iqt~e~r~ent avec i~: ;~atëria;~ du î~be ~a qui est par exernpie t.~n afiiat~e de nici<el. C~n réalise, après le dudgeo nnaqe de I°extrén~i'~é ~.'a dt~
tube ~, uni soudure circulaire '~, par exemple pur soudage ~ ii sans métal d'appot i peur fixer de maniére défiïnitive et étanche l'extrëmité du tube 4;
au niveau de ia race externe de ia plaque fiubulaire 3a.
homme il est visible sur la figure 5C, on réalise ensuite une expan sion diamëtrale de !a partie d'extrémité 4a du tube 4 quï s'étend sur toute la longueur du trou 5 traversant ia plaque tubulaire 3a. tette opération est ré_ alisée en intradulsant un outil de irise en pression hydrauiïque é l'intérieur de fa partie d'extrërnitë du tube 4, de manière que la surface intérieure du tube 4 soit soumise é la pression hndraufique d'uw fluide, par exernpfe de l'eau, réalisant son e~cpansion diamëtrale hydraulique suivant faute fa ion-i0 gueur axiale du trou 5. A l'issue de l'opération d'expansion diamëtrale dans la première plaque tubulaire 3a, la partie d'extrémité ~.a du tube 4 est parfai-tement plaquée contre fa surface du trou 5, de serte qu'if ne subsiste pas d'interstice sur la fèce interne de la plaque tubulaire 3a, entre la surface ex-térie~are du tube et l'ouverture 5 de la plaque tubulaire 3a.
i5 fendant l'opération d'expansion diamétrale de ia par rie d'extrémité 4a du tube, la rétraction du tube dans sa dit ectior~ axiale ~ se traduit unique-ment par un léger déplacement de l'extrémité ir ~fiérieure ~.b du tube qui est libre à l'intérieur de 1°auver~ure 5 de la seconde plaque tub~ilaire 3b. aucune précontrainte n'est alr~rs introduite dans ie tube.
2~ homme il est Visible sur fa figure 5D, ori efïectue, dans une étape ul-térieure du tubage; le dudgeonnaae d'une parue d'extrémité de fixation 4'b du tube 4 au voisinage de la face externe de ta seconde plaque tubulaire 3b, puis Ie soudage circulaire 9 de cette extrèmitë ~'b du tube 4 au voisinage de la fiscs ehterne de ia plaque tubulaire 3b.
25 Comme i! est visible sur la figure 5~, on réalise alors une expansion diamètraie de la seconde partie d'extrémité 4b du tube ~ à l'intérieur de l'au-verture 5 de la secor;de plaque tubulaire 3b, sur faute la langueur axiale de l'ouverture 5. ~é parue 4b du tube est par~aiter~ent plaquée sur la paroi de i'auverfiure 5 et ï1 ne subsiste aucun interstice entK°e la sur; ace e~;tëriecare du ~0 tube et le trou 5, ace voisinage de (a ¿ace interne de la plaq~se tubulaire 3b.
~e~ :dent ce~~e seconde opâratian d'expansion diamétrale h~~draulique au cours de laquelle c~n utilise ~~n outil c.~'e~par~sian i~tfdrauiiciue, c~omrr~c~ dans le cas de la prerniëre paaie d'e~;trérnitê 4a du tube â ï'intérieur de ia première ~iaque tubulaire 3a, on produit une déformation par rétraction du tube dans la direction axiale, cette déformation du Tube fixé é ses extrémités sur les plaques tubulaires 3d et 3b produisant une précontrainte de traction se ré-ilartissant suivant toute la longueur de la parai du tube ~ entre i~s plaques tubulaires 3a et 3b.
En outre, du fait que le jeu ~ initial entrû la surface extérieure de la ilartie d'e~,~frémité 4b du tube 4 et l'ouverture ~ de la iliaque tubulaire 3b a été ajusté pour obtenir une défiarmatic~n par rétraction d°une a~pütude vc~u-lue, La précontrainte dans le tube est elle-mêrô-~e à une valeur parfaitement détArr~ninëe qui a été Obtenue par le calcul et vérif iée par des essais sur ma-guette.
Selon i°inventior~, une précontrainte d'une valeur précise prédétermi-née est donc obtenus par contrâle du jeta et réalisation de l'expansion ra-diale sur toute la longueur des trous traversant les iliaques tubulaires, de t5 sorte qu'aucun interstice générateur de corrosion en crevasse ne se trouve présent aux extrémitês du tube.
Sur les figue es 6~~, 6S ût 6~,, on a représenté trois étapes successives d'une opération de mise en place d'un tube ions du tubage du générateur de vapeur au cours duquel on réalise une mise en précontrainte du tube selon 2r~ le procédé de !'invention et suivant un second mode de réalisation.
La figure 6A est analogue é la figure ~/~ et ne sera pas décrite ê nou-veau. ,~ l'issue de l'opération représentée sur la figure ~h, le tube ~- est en place à l'intérieur du générateur de vapeur, ses parties d'extrémité ~-a et 4b se trouvant engagées à l'intérieur des auveréures ~ des iliaques tubulaires ?5 correspondantes 3a et 3b.
E e jeu de r~-~orZtage G des extrémités 4a et 4b du tube ~ à l'intérieur des ouvertures ~ des plaques tubulaires 3a et ~b a été déterrr~iné et fixé de rrtanièra é produire, iar~s des ailée atiae-,s d°expansian diarr~étrale ultérieures qui çeront décrites ciVaprés, la dëforrn. aticn voulue du tune eE7 rétraction 30 axiale et un niveau de précontrainte prédéterminé voulu.
ornrne représe-~té sur la figure 6S, dar-~s urne seee;nde étape clu ~rc-wédé de tubage, on ~°éalise un dudgeonnage des extrérrrités ~'a et ~'b du tube au voisinage des lacet externes des plaques tubulaires ~a et ~3~°~, de manière è plaquer les extrémités du tube ~. contre les ceuc#~es externes des pEaques tubulaires. C~r~ réalise ensuite les soudures circulaires de liaison ?
et 9 entre les e~rtrémitës respectives 4.'a et ~'b du tube 4. et les faces externes respectives des iliaques 3a efi 3b.
Le tube 4. est alors fixé à ses deux extrërr~ités sur les plaques 3a et 3b dont l'écartement est fixe du fait du montage des plaques sur !a structur e du générateur de vapeur.
Comme représenté sur fa figure âC, ors réalise, dans une étape finale du prflcëdë, I°expansion diamétrale i~~draufique des deux parties d'extrémité
i0 ~a et 4b du tube ~., dans les c~u~rertures 5 corrûspor~dantes des plaques tu bulaires 3a et 3b, sur toute ia longueur axiale des ouvertures 5, de manière qu'à I°issue des opérations d'expansion hydraulique, les par ~ies ~.a et 4b soier~fi par~aiteréaent plaquées sur toute la longueur des trou; ~, aucun inters tiee résiduel n'étant présent au niveau des faces inter nes des plaques tc~bu ï5 laites ~a et 3b.
~endanfi i'c~pération d°expânsion diamétrale de ia pa: pie d'e~ctr ëmité 4.a au niveau de la p9aque tubaiaire 3a ;..t de ia partie d'extrémité ~b au niveau de fa plaque tubulaire 3b, le tube ~. qui est fixé à ses deux extrémités subit une déforrnatior~ par rétraction dans la direction axiale ~, de sorbe que le 2~ tube est rn°is en précontrainte au cours de ."une et de l'autre ~përati~ns d'ex-pansion diamétrale, ! es effets de ia mise en précontrainte du tube 4 au cours de ia pre-mière opération d'expansion diamétrale de la première partie d°extrémité 4a du tube ~ et de la seconde opération d'expansion diarnétraie de la sec~r~de 25 parsie d'extrën~ité ~.b du tube ~. se combinent, de so~-~e que fa prëcc~ntrainte f inaie résulte des deu; cpëratic~ns addifiives d'expansion diaméirale.
Le jeu inüiai de mantage 6 des e>ctrér:~itës du tube ~~ dans les ouvertu res des plaques tubulaires est déter radiné, par le calcul et per des essais sur r;~actuette, pour que ia prëcont~°ainte totale obtenue par les deux expansions ~0 diamétrales soit, de manière précise; ia précantr-ainte recherchée.
dans e cas du pr ers~rier mode de réaüsatior t, seule ia seconde opéra-r!nri d'expansion dmmetrale genere ia detormat«rn par rëtr acelon du tube Et ia p~-écor~~örair~te aEor~s due ;~a~s le cas du secoW made de ~°Éalisatiort les II
deux opérations d'expansion diamétrale concourent peur générer la pré-contrainte.
Le procédé salivant l'invention permet donc de régler ~e maniére très précise le niveau de précontrainte axiale des tubes d'un faisceau d'échan-geur de chaleur tout en évitant ta présence d'interstices au niveau des faces internes de la ou des plaques tubulaires.
En outre, la précontrainte requise des tubss ou (a réparütion des pré-contraintes des tubes dans le faisceau peuvent âtre obtenues de ~saniére simple en réalisant un perçage des trous des plaques tubulaires é ut n diar~né-i0 tre ou à des diamètres parfaitement définis et programmés, par exemple en fonction de la position des trous dans le pfan des plaques tubulaires, compte tenu des tolérances da fabrication des lots de tubes utilisés pour le tubage de l'échangeur de chaleur,.
Le procédé suf~rant l'invention permet en particulier d'obtenir facile_ t~ ment une précontrainte parfaitement constante pour ï'ensembie des tubes de i°échangeur de cf°ca(eur .
Le procédé suivant l'invention permet égaiement de Moduler Ees pré-contraintes des tubes, en particulier en fonction de lel_lr° position dans le fais-seau déterminée par la (aasition des ouvertures de réception du tube dans 20 les plaques tubulaires.
Une répartition adéquate des précontraintes des tubes dans le fais-c4au perrr-let en particulier de limiter la déformation des plaques tubulaires sous l'effet des forces de traction exercées par les tubes sur les plaques tu-b~.~faires. Une précontrainte constante dans l'ensemble des tubes des fais-25 casa peut se traduïre par une dëformation en flexion des plaques tubulaires soumises â des forces importantes dans leur partie périphérique. Get effet peut âtre corrigé en adoptant une répartitian adéquate des pr écontr aimes dans les tubes du ~=aisceai~. De mérite, les déformations en service des difié-renies parties de l"échange~lr de ci~afe~,~r, pat exemple JoE.~s !'effet dcs dilataw 30 fions différentiekies peuvent âtre (imitées en adoptant une répartition adé-quate dGs précantrainteû dans les tubes du ~aisce:~~i.
En outre, pour iirr~iter les défarmatiar;s des plaques tubulaires pen_ dani le Montage clu faisceau qui peut âtre Lffeûtué par rr~a:~tage succ4ssif des tubes depuis l?, partie cents aie vers la périphérie ou inversement depuis la périphérie vers la partis centrale, on peut adopter un plan de pergage des différentes parties des iliaques tubulaires permettant d'augmenter des ni-veaux des précontraintes et donc les forces exercées par les tubes ~u cours du montage. Cn réalise ainsi une pré-charge des plaques tubulaires é un niveau inférieur penuant les premières étapes du montage, ce qui procure un certain raidissement des plaques tubufaires qui sont plus à nléme de supporter des pr écontraintes et des forces supérieures exercées par les tu-bes montés dans des étapes ultérieures du tubage.
ire telles répartïtions des prêeontraintes exercées dans les tubes peuvent être réalisées en ajustant les diamétres de perçage des trous tra versant les plaques tubulaires. En particulier, les diamétres des trous traver sant les plaques tubulaires pour le rr~ontage des tubes au début du tubage peuvent âtre générafement plus faibies que les diaméfires des trous pour le I5 montage des tubes en fin de tubage.
Dar ts le cas de plaques tuba&aires circulaires, ors pourra réaliser le perçage de relie rnaniëre que les trois traversant les plaques t'abuiair es à
leur partie centrale aient des diamétr es différents des trous traversant les iliaques tubulaires dans Peur aar~ie périphérique.
~0 Ir'invention ne se Eirnite pas strictement aux modes de réalisation qui ont été décrits.
Le montage et l'expansion diamétrale des tubes peuvent âtre réalisés en utilisant tout type d'outil adapté aux dimensions des tubes et aux caracté-ristiques du faisceau du générateur de vapeur.
i<'invention peut être appliquée à des échangeurs de chaleur diffé-rents a'échangeurs de chaleur à tubes droits, à partir du nnr~mer~t o~ ces tu-bes présentent au moins une par rie rectiligne geai plut étr e soumise à une précontrainte longitudinale. 3 ~ a perfect surface finish.
according to i ° inver ~ tian, i'amplitade du jeu diamétr a1 (ou radïai} i ~ est adjusted very precise rnaniäre to get a pre e ~~ pre cor'ttraint of the tube areas a preload of a vaieu ~ - ç ~ redéterrt ~ ir ~ ée ef ~ tréme ~ -ner: t precise;
this prestressing results from a uniformly retracted longitudinal retraction on fa length of the cased.
To do this, first of all we determine the radial clearance necessary for ob-hold fa value of fa desired prestressing in the tube ~. debt value of the game radia! is obtained by calculations and by tests on a model carrying parts for fixing test tubes anafagt ~ es to iliacs tubular.
~ could not establish a very good correlation between the results obtained by the calculation and the results of the measurements obtained from the model.
IQ The effective effective radial clearance 6 between the tube and the through holes sanis' ~ tubular iliacs in which if is housed is obfienu in adapting the drilling diameter of hole 5 to the external diameter of the tube, taking into account the manufacturing tolerances of Tubes and ers reserving the clearance 6 wanted.
I5 ~ orr ~ me ii will be explained later, the mounting games ~ âes diïté-rems tubes can be provided to obtain an identical preload in clbacun of the tubes of the barrel, qc ~ it that is fa position of the tube, or, on the contrary, to rr ~ odufer fa value of prestressing in sanction of the po sition of the tube in the barrel or other particular conditions of my z ~ rage of the tubes.
Eraser shown in Figure 5 ~, after performing the rrtise in place the tube inside the steam generator, the end parts ~ a and 4b of the tube being inside the openings 5 of the tube plates 3a and ~ b, one realizes, inside the opening 5 of a pfa-25 than tubular (for example plate 3a), a diametrical expansion of a end 4'a of the tube in an area ~ djaCente è fa external race of the plate that tubular Via. The diametral expansion of i'e; ,, tr énnitë ~ 'a du tube ~
can hearth made by dudgeonnaae, for example using a dcadgeon ~ pebbles.
At the end of the expansion operation, the fixing end ~ -'a dt. ~
tube 4 3C is pressed against an outer layer 3'a of the plate 3a in ur ~ material ccmpatibie chin ~ iqt ~ e ~ r ~ ent with i ~:; ~ atëria; ~ du î ~ be ~ a which is by exernpie t. ~ n afiiat ~ e de nici <el. C ~ n realizes, after the dudgeo nnaqe of I ° extrén ~ i '~ é ~ .'a dt ~
tube ~, uni circular weld '~, for example pure welding ~ ii without metal appot i fear fix definitively and sealing the end of the tube 4;
at level of the external race of the fiubular plate 3a.
man it is visible on figure 5C, one carries out then an expan diameter of the end part 4a of the tube 4 which extends over the entire length of the hole 5 passing through the tubular plate 3a. this operation is re_ alized by injecting an iridescent tool under hydrauiic pressure inside end of the tube 4, so that the inner surface of the tube 4 is subjected to the hydraulic pressure of a fluid, for example water, realizing its hydraulic ~ e ~ cpansion following fault fa ion-i0 axial length of hole 5. At the end of the diametrical expansion operation in the first tube plate 3a, the end part ~ .a of the tube 4 is parfai-firmly pressed against the surface of hole 5, so that it does not remain interstice on the internal feces of the tube plate 3a, between the surface ex-~ are series of the tube and the opening 5 of the tube plate 3a.
i5 splitting the diametrical expansion operation of ia by end line 4a of the tube, the retraction of the tube in its said ectior ~ axial ~ is unique ment by a slight displacement of the ir ~ fiuter end ~ .b of the tube which is free inside 1 ° auver ~ ure 5 of the second tubular plate ~ ilaire 3b. any prestress is alr ~ rs introduced into the tube.
2 ~ man it is Visible in fa figure 5D, ori efïectue, in an ul-tubing; the dudgeonnaae of a 4'b fixing end piece of the tube 4 in the vicinity of the external face of your second tube plate 3b, then Ie circular welding 9 of this end ~ 'b of the tube 4 in the vicinity of the external taxation of the tube plate 3b.
25 Like i! is visible in Figure 5 ~, then an expansion is carried out diameter of the second end portion 4b of the tube ~ inside the au-vertex 5 of the secor; of tubular plate 3b, on fault the axial languor of the opening 5. ~ é appeared 4b of the tube is by ~ aiter ~ ent plated on the wall of i'auverfiure 5 and ï1 there remains no gap between it and the; ace e ~; tëriecare du ~ 0 tube and hole 5, ace in the vicinity of (an internal ace of the tubular plate ~
3b.
~ e ~: tooth ce ~~ e second opâratian of diametral expansion h ~~ hydraulic during which c ~ n uses ~~ n tool c. ~ 'e ~ by ~ sian i ~ tfdrauiiciue, c ~ omrr ~ c ~ in the case of the prerniëre pays of e ~; trérnitê 4a of the tube â ï'intérieur of ia first ~ tubular tube 3a, a deformation is produced by shrinking the tube in the axial direction, this deformation of the Tube fixed at its ends on the tubular plates 3d and 3b producing a tensile preload re-ilartissant along the entire length of the tube wall ~ between i ~ s plates tubulars 3a and 3b.
In addition, the fact that the initial play ~ entered the outer surface of the ilartie d'e ~, ~ end 4b of the tube 4 and the opening ~ of the tubular iliac 3b at been adjusted to get a challengearmatic ~ n by retracting an a ~ pütude vc ~ u-read, The preload in the tube is itself ~ e at a value perfectly detArr ~ ninëe which has been obtained by calculation and verified by tests on my-watches.
According to i ° inventior ~, a prestress of a precise value prédétermi-born is thus obtained by control of the jeta and realization of the expansion ra-dial over the entire length of the holes passing through the tubular iliacs, t5 so that there is no crevice corrosion gap present at the ends of the tube.
On figs es 6 ~~, 6S ût 6 ~ ,, three successive stages are shown an operation of placing an ion tube in the casing of the generator steam during which a prestressing of the tube is carried out according to 2r ~ the method of the invention and according to a second embodiment.
FIG. 6A is analogous to FIG. ~ / ~ And will not be described below.
veal. , ~ the outcome of the operation shown in Figure ~ h, the tube ~ - is in place inside the steam generator, its end parts ~ -a and 4b being engaged inside the openings ~ of the tubular iliacs ? 5 corresponding 3a and 3b.
E e set of r ~ - ~ orZtage G of the ends 4a and 4b of the tube ~ inside openings ~ of the tubular plates 3a and ~ ba been unearthed ~ fixed and fixed rrtanièra é produce, iar ~ s winged atiae-, sd ° expansian diarr ~ étrale later which will be described below, the deforrn. aticn wanted tune eE7 retraction 30 axial and a desired predetermined preload level.
ornrne represe- ~ té on Figure 6S, dar- ~ s urn seee; nde stage clu ~ rc-wede casing, on ~ ° performs a expansion of the ends ~ 'a and ~' b of tube in the vicinity of the external lace of the tubular plates ~ a and ~ 3 ~ ° ~, from so è press the ends of the tube ~. against the external ceuc # es tubular sheets. C ~ r ~ then performs the circular link welds?
and 9 between the respective e ~ rtrémitës 4.'a and ~ 'b of the tube 4. and the faces external respective iliacs 3a efi 3b.
The tube 4. is then attached to its two extrërr ~ ities on the plates 3a and 3b the spacing of which is fixed due to the mounting of the plates on the structure of the steam generator.
As shown in the figure âC, ors realizes, in a final step of the prflcëdë, I ° diametral expansion i ~~ draufique of the two parts end i0 ~ a and 4b of the tube ~., in the c ~ u ~ rertures 5 corrûspor ~ dantes plates you bulars 3a and 3b, over the entire axial length of the openings 5, so that I ° after hydraulic expansion operations, par ~ ies ~ .a and 4b soier ~ fi par ~ aiteréaent plated over the entire length of the holes; ~, none inters residual tiee not being present at the internal surfaces of the plates tc ~ bu ï5 milk ~ a and 3b.
~ endanfi i'c ~ diametral expansion point of ia pa: e pie of e ~ ctr emite 4.a at the level of the tubular plate 3a; .. t of the end part ~ b at the level of fa tube plate 3b, the tube ~. which is fixed at its two ends undergoes deforrnatior ~ by retraction in the axial direction ~, so that the 2 ~ tube is rn ° is prestressed during. "One and the other ~ përati ~ ns ex-diametral expansion, ! he effects of the prestressing of the tube 4 during the pre-1st diametrical expansion operation of the first part end 4a of the tube ~ and of the second drywall expansion operation of the sec ~ r ~ of 25 parsie extrën ~ ité ~ .b of the tube ~. combine, so ~ - ~ e that fa prëcc ~ ntrainte f inaie results from the two; cpëratic ~ ns additives for diamond expansion.
The inüiai game of mantage 6 of e> ctrér: ~ ites of the tube ~~ in the openings res of tubular plates is determined radine, by calculation and by tests sure r; ~ actuator, so that ia prëcont ~ ° total ainte obtained by both expansions ~ 0 diametrically, precisely; ia precantr-ainte sought.
in the case of the first mode of reactivation, only ia second operation-r! nri of dmmetral expansion generated ia detormat "rn by reet acelon of the tube Et ia p ~ -écor ~~ örair ~ te aEor ~ s due; ~ a ~ s the case of secoW made of ~ ° Achieving them II
two operations of diametrical expansion combine to generate the pre-constraint.
The salivating process of the invention therefore makes it possible to adjust ~ e very specifies the level of axial prestressing of the tubes of a sample beam heat giver while avoiding your presence of interstices on the faces internal of the tube plate (s).
In addition, the required prestressing of the tubs or (a repair of the pre-tube constraints in the bundle can be obtained from ~ saniére simple by drilling the holes in the tubular plates é ut n diar ~ né-i0 be or to perfectly defined and programmed diameters, for example in depending on the position of the holes in the tube plate pfan, account kept to the manufacturing tolerances of the batches of tubes used for casing of the heat exchanger ,.
The process suf ~ rant the invention allows in particular to obtain Facile_ t ~ a perfectly constant prestress for the tubes of i ° exchanger of cf ° ca (eur.
The method according to the invention also makes it possible to modulate these pre-tube constraints, in particular depending on the position in doing bucket determined by the (aasition of the tube receiving openings in 20 the tubular plates.
Adequate distribution of the prestresses of the tubes in the beam c4au perrr-let in particular to limit the deformation of the tube sheets under the effect of the tensile forces exerted by the tubes on the plates tu-b ~. ~ faires. Constant prestressing in all the tubes of the beams 25 casa can result in a bending deformation of the tubular plates subjected to significant forces in their peripheral part. Get effect can be corrected by adopting an adequate distribution of pre-checks in the tubes of ~ = aisceai ~. Of merit, the deformations in service of the difi-renies parts of the exchange ~ lr from ci ~ afe ~, ~ r, pat example JoE. ~ s! 'dcs effect dilataw 30 different fie differenties can be imitated by adopting an ade-quate dGs preloaded in the tubes of the ~ aisce: ~~ i.
In addition, to iirr ~ iter the defarmatiar; s tubular plates pen_ in the assembly of the beam which can be Lffeûtué by rr ~ a:
tubes from the part, cents cent to the periphery or vice versa from the periphery towards the central party, we can adopt a plan of pereage of different parts of the tubular iliacs to increase the pre-stressed calves and therefore the forces exerted by the tubes ~ u course of the assembly. Cn thus performs a preload of the tubular plates at a lower level during the first stages of assembly, which provides a certain stiffening of the tubular plates which are more bear the pre-stresses and higher forces exerted by the tu-bes mounted in later stages of casing.
ire such distributions of the prestressing stresses exerted in the tubes can be made by adjusting the drilling diameters of the tra pouring the tubular plates. In particular, the diameters of the cross holes sant tubular plates for rr ~ have tubes at the start of casing can be generally weaker than the diameters of the holes for the I5 assembly of the tubes at the end of casing.
In the case of tubular plates & circular areas, gold will be able to realize the drilling of connecting rnaniëre that the three crossing the plates you abuiair are to their central part have diameters different from the holes passing through them tubular iliac in Fear aar ~ ie peripheral.
~ 0 The invention is not strictly limited to the embodiments which have been described.
The mounting and the diametrical expansion of the tubes can be realized using any type of tool adapted to the dimensions of the tubes and the characteristics of the steam generator beam.
The invention can be applied to different heat exchangers.
rents with heat exchangers with straight tubes, from nnr ~ sea ~ to ~ these tu-bes present at least one straight jay rather rather subject to a longitudinal prestress.