EP0965810A1 - Berceau de suspension pour supporter un échangeur pendentif - Google Patents

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EP0965810A1
EP0965810A1 EP99401069A EP99401069A EP0965810A1 EP 0965810 A1 EP0965810 A1 EP 0965810A1 EP 99401069 A EP99401069 A EP 99401069A EP 99401069 A EP99401069 A EP 99401069A EP 0965810 A1 EP0965810 A1 EP 0965810A1
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exchanger
support
tubes
frames
transverse
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Alstom France SA
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    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/10—Water tubes; Accessories therefor
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    • F22B37/20—Supporting arrangements, e.g. for securing water-tube sets
    • F22B37/207—Supporting arrangements for drums and collectors

Definitions

  • the present invention relates to a cradle of suspension to support a pendant tube exchanger vertical.
  • the invention applies in particular, for example, to support a pendant superheater in a boiler.
  • Such an exchanger includes an inlet manifold and a outlet manifold connected by vertical U-shaped tubes.
  • the tubes are grouped by heat exchanger elements a few tubes per element.
  • the tubes of the same element are arranged in the same plane and the different elements are aligned one behind the other with a certain interval.
  • such a pendant tube exchanger vertical is suspended from the frame of the building by through two suspension cradles: a cradle to support the exchanger elements on the side of the inlet manifold, and a cradle to support the exchanger elements on the outlet manifold side.
  • a known suspension cradle conventionally comprises two main beams located on either side of the collector and suspended from the frame by rods, and, at these main beams is hung transversely a suite of transverse supports.
  • Each transverse support is a cross, formed of two profiles in] framing the tubes of a exchanger element.
  • the two profiles are connected to their ends by pieces ensuring the spacing between the two profiles.
  • the tubes of an exchanger element rest so on this crosspiece through a socket welded to one of the tubes of the exchanger element, the tubes also being linked to each other.
  • these transverse supports constituting a series sleepers hung along the main beams, work in flexion.
  • These supports including the temperature of calculation is high (550 to 570 ° C), require to have a significant inertia and therefore significant weight.
  • the object of the present invention is to provide a suspension cradle for weight reduction.
  • the subject of the invention is therefore a cradle of suspension to support a pendant tube exchanger vertical, said exchanger comprising at least one element exchanger comprising n tubes grouped in the same plane and connected at each end to a collector, the cradle comprising two main beams located parallel to on either side of a collector and at least one support transverse hooked transversely to said beams main, a said transverse support supporting a said exchanger element, characterized in that said support transverse in the shape of a triangular structural truss point downwards, said exchanger element being supported against the lower part of said farm to meet of the two branches forming said point.
  • said transverse support in the form of a farm triangular frame consists of two frames having said shape, linked to each other and framing said tubes of a said exchanger element, the support of said element exchanger by means of a socket welded to the central tube of said element and resting on a barrel of rectangular outer section now the spacing of the two frames of the farm at its tip lower, welded to these frames, and drilled with a central hole in the outer diameter of said central tube.
  • Figure 1 is a partial perspective view of a suspension cradle of a tube pendant exchanger verticals of the prior art as defined in the introduction.
  • Figure 2 is a partial perspective view of a suspension cradle according to the invention.
  • Figure 3 shows the detail marked III in the figure 2.
  • Figure 1 partially shows a cradle of known suspension as defined in the introduction, a pendant exchanger.
  • This element shows only one element 1 exchanger.
  • This element here comprises six tubes 2. A the upper end, these tubes are connected to a collector 15. A plurality of such elements are thus arranged parallel one behind the other and all the tubes of all the elements are connected to the same collector 15. The tubes extend downwards then go up forming a U and the other end of the tubes is connected to a second collector arranged parallel to the first.
  • a complete exchanger is supported by two cradles of suspension: one at each collector.
  • FIG. 1 partially shows one of these cradles.
  • Such a suspension cradle supports the exchanger just below collector 15. It includes as said above two parallel main beams 3 located respectively on either side of the collector. On the Figure 1, only one of these two beams 3 is shown. It is formed by two sections 4 and 5 in] placed back to back. They are suspended from the frame of the building by rods 6.
  • Each sleeper 7 supports an exchanger element.
  • a single cross member 7 is shown, supporting element 1 of an exchanger.
  • the crosspiece 7 is composed of two sections 8 and 9 in [framing the tubes 2 of element 1.
  • Profiles 8 and 9 have stiffening partitions 12.
  • the exchanger element 1 is supported by the cross-member 7 by means of a socket 13 welded to one of the tubes 2 of the element and resting directly on the profiles 8.9 of the crossing.
  • the connecting pieces 10.11 maintain the spacing of the profiles 8.9 to a value equal to the diameter outside of tubes 2. All tubes 2 of element 1 are linked together by means of connection not shown.
  • the working cross member at high temperature above 500 ° C, must be very resistant to bending and has many partitions stiffening 12. This part thus has a significant weight.
  • Figure 2 thus shows a suspension cradle according to the invention, in which the cross member 7 is replaced by a transverse support 14.
  • the figure shows only one element: element 1 and therefore a single transverse support 14, but a plurality elements, not shown, are thus supported on other transverse supports aligned one behind the others and hung on the main beams 3 by by means of attachment pieces 16.17.
  • the transverse support 14 has the shape of a triangular truss of framework pointed in low.
  • a frame is formed from a sheet 20 cut in the shape of V and a connecting tube 21 connecting the upper end of the two branches of V.
  • the tip of the V has a small horizontal portion 22 for the correct support of the element 1 by one of its tubes 2, by means of a socket 23 welded to the tube and of a barrel 24 of rectangular external section now the spacing of the two frames 20-21 at their tip.
  • the Canon 24 is shown in Figure 3, it is welded to the frames. he carries a central hole corresponding to the external diameter of the tube 2.
  • element 1 rests on the tip of the V of the firm working its branches in traction, while that the horizontal bar 21 works in compression. Thanks in this arrangement, all of this transverse support 14 allows to gain weight, compared to the cross 7 of Figure 1 of the prior art, of the order of 40%.

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Abstract

Berceau de suspension pour supporter un échangeur pendentif à tubes verticaux (2), ledit échangeur comportant au moins un élément d'échangeur (1), comprenant n tubes (2) groupés dans un même plan et reliés à chaque extrémité à un collecteur (15), le berceau comprenant deux poutres principales (3) situées parallèlement de part et d'autre d'un collecteur (15) et au moins un support transversal (14) accroché transversalement auxdites poutres principales (3), un dit support transversal (14) supportant un dit élément (1) d'échangeur, caractérisé en ce que ledit support transversal (14) a la forme d'une ferme triangulaire de charpente pointe en bas, ledit élément d'échangeur (1) prenant appui contre la partie inférieure (22) de ladite ferme (20-21) à la rencontre (22) des deux branches formant ladite pointe.

Description

La présente invention concerne un berceau de suspension pour supporter un échangeur pendentif à tubes verticaux.
L'invention s'applique en particulier, par exemple, pour supporter un surchauffeur pendentif dans une chaudière.
Un tel échangeur comprend un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie reliés par des tubes verticaux en U.
Les tubes sont groupés par éléments d'échangeur de quelques tubes par élément. Les tubes d'un même élément sont disposés dans un même plan et les différents éléments sont alignés les uns derrière les autres avec un certain intervalle.
D'une façon connue, un tel échangeur pendentif à tubes verticaux, est suspendu à la charpente du bâtiment par l'intermédiaire de deux berceaux de suspension : un berceau pour supporter les éléments d'échangeur du côté du collecteur d'entrée, et un berceau pour supporter les éléments d'échangeur du côté du collecteur de sortie.
Un berceau de suspension connu comporte classiquement deux poutres principales situées de part et d'autre du collecteur et suspendues à la charpente par des tiges, et, à ces poutres principales est accrochée transversalement une suite de supports transversaux.
Ces supports transversaux sont ainsi disposés les uns derrière les autres et chacun supporte un élément d'échangeur. Chaque support transversal est une traverse, formée de deux profilés en ] encadrant les tubes d'un élément échangeur. Les deux profilés sont reliés à leurs extrémités par des pièces assurant l'écartement entre les deux profilés. Les tubes d'un élément d'échangeur reposent ainsi sur cette traverse par l'intermédiaire d'une douille soudée sur l'un des tubes de l'élément d'échangeur, les tubes étant par ailleurs liés les uns aux autres.
Ainsi, ces supports transversaux constituant une suite de traverses accrochées le long des poutres principales, travaillent en flexion. Ces supports, dont la température de calcul est élevée (550 à 570 °C), nécessitent d'avoir une inertie importante et donc un poids important.
La présente invention a pour but de proposer un berceau de suspension permettant une réduction de poids.
L'invention a ainsi pour objet un berceau de suspension pour supporter un échangeur pendentif à tubes verticaux, ledit échangeur comportant au moins un élément d'échangeur comprenant n tubes groupés dans un même plan et reliés à chaque extrémité à un collecteur, le berceau comprenant deux poutres principales situées parallèlement de part et d'autre d'un collecteur et au moins un support transversal accroché transversalement auxdites poutres principales, un dit support transversal supportant un dit élément d'échangeur, caractérisé en ce que ledit support transversal a la forme d'une ferme triangulaire de charpente pointe en bas, ledit élément d'échangeur prenant appui contre la partie inférieure de ladite ferme à la rencontre des deux branches formant ladite pointe.
Selon une réalisation particulière de la présente invention, ledit support transversal en forme de ferme triangulaire de charpente est constitué de deux cadres ayant ladite forme, liés l'un à l'autre et encadrant lesdits tubes d'un dit élément d'échangeur, l'appui dudit élément d'échangeur se faisant par l'intermédiaire d'une douille soudée au tube central dudit élément et reposant sur un canon de section externe rectangulaire maintenant l'écartement des deux cadres de la ferme à sa pointe inférieure, soudé à ces cadres, et percé d'un trou central au diamètre externe dudit tube central.
On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel :
La figure 1 est une vue partielle en perspective d'un berceau de suspension d'un échangeur pendentif à tubes verticaux de l'art antérieur tel que défini dans l'introduction.
La figure 2 est une vue partielle en perpective d'un berceau de suspension selon l'invention.
La figure 3 montre le détail repéré III de la figure 2.
Ainsi, la figure 1 montre partiellement un berceau de suspension connu tel que défini dans l'introduction, d'un échangeur pendentif.
N'est représenté, sur cette figure, qu'un élément 1 d'échangeur. Cet élément comporte ici six tubes 2. A l'extrémité supérieure, ces tubes sont raccordés à un collecteur 15. Une pluralité de tels éléments sont ainsi disposés parallèlement les uns derrière les autres et tous les tubes de tous les éléments sont raccordés au même collecteur 15. Les tubes se prolongent vers le bas puis remontent en formant un U et l'autre extrémité des tubes est reliée à un deuxième collecteur disposé parallèlement au premier.
Un échangeur complet est supporté par deux berceaux de suspension : un au niveau de chaque collecteur.
La figure 1 montre partiellement l'un de ces berceaux. Un tel berceau de suspension supporte l'échangeur juste au dessous du collecteur 15. Il comprend comme dit ci-dessus deux poutres principales parallèles 3 situées respectivement de part et d'autre du collecteur. Sur la figure 1, une seule de ces deux poutres 3 est représentée. Elle est formée de deux profilés 4 et 5 en ] mis dos à dos. Elles sont suspendues à la charpente du bâtiment par des tiges 6.
A ces poutres principales 3 sont accrochées transversalement des traverses 7. Chaque traverse 7 supporte un élément d'échangeur. Sur la figure, une seule traverse 7 est représentée, supportant l'élément 1 d'un échangeur.
La traverse 7 est composée de deux profilés 8 et 9 en [encadrant les tubes 2 de l'élément 1.
Les deux profilés sont reliés à leurs extrémités par des pièces de liaison 10 et 11. Les profilés 8 et 9 comportent des cloisons de raidissement 12.
L'élément 1 d'échangeur est supporté par la traverse 7 par le moyen d'une douille 13 soudée sur l'un des tubes 2 de l'élément et s'appuyant directement sur les profilés 8,9 de la traverse. Les pièces de liaison 10,11 maintiennent l'écartement des profilés 8,9 à une valeur égale au diamètre extérieur des tubes 2. Tous les tubes 2 de l'élément 1 sont liés entre eux par des moyens de liaison non représentés.
Comme on peut aisément le constater, une telle traverse 7 supportant l'élément 1 travaille en flexion.
Pour supporter l'élément 1, la traverse qui travaille à température élevée, supérieure à 500 °C, doit être très résistante à la flexion et comporte de nombreuses cloisons de raidissement 12. Cette pièce a ainsi un poids important.
La figure 2 montre ainsi un berceau de suspension conforme à l'invention, dans lequel la traverse 7 est remplacée par un support transversal 14.
Dans cette figure, conforme à l'invention, les éléments communs à l'art antérieur comportent les mêmes références. Sur cette figure, on voit le collecteur 15 auquel sont reliés les tubes 2 de l'élément 1.
La figure ne montre qu'un seul élément : l'élément 1 et donc un seul support transversal 14, mais une pluralité d'éléments, non réprésentés, sont ainsi supportés sur d'autres supports transversaux alignés les uns derrière les autres et accrochés aux poutres principales 3 par l'intermédiaire de pièces d'accrochage 16,17.
Conformément à l'invention, le support transversal 14 a la forme d'une ferme triangulaire de charpente pointe en bas.
Elle est constituée de deux cadres triangulaires encadrant l'élément 1 et sont reliés l'un à l'autre par des pièces de liaison 18 et 19.
Un cadre est formé d'une tôle 20 découpée en forme de V et d'un tube de liaison 21 reliant l'extrémité supérieure des deux branches du V.
La pointe du V comporte une petite portion horizontale 22 pour le bon appui de l'élément 1 par l'un de ses tubes 2, par l'intermédiaire d'une douille 23 soudée sur le tube et d'un canon 24 de section externe rectangulaire maintenant l'écartement des deux cadres 20-21 à leur pointe. Le canon 24 est représenté figure 3, il est soudé aux cadres. Il porte un trou central correspondant au diamètre externe du tube 2.
Ainsi, l'élément 1 repose sur la pointe du V de la ferme faisant travailler ses branches en traction, tandis que la barre horizontale 21 travaille en compression. Grâce à cette disposition, l'ensemble de ce support transversal 14 permet d'obtenir un gain de poids, par rapport à la traverse 7 de la figure 1 de l'art antérieur, de l'ordre de 40%.
L'utilisation d'un canon d'appui 24 et de maintien d'écartement des cadres permet de réaliser des supports transversaux 14 standards. Seul le trou central du canon doit être adapté au diamètre externe du tube.

Claims (2)

  1. Berceau de suspension pour supporter un échangeur pendentif à tubes verticaux (2), ledit échangeur comportant au moins un élément d'échangeur (1), comprenant n tubes (2) groupés dans un même plan et reliés à chaque extrémité à un collecteur (15), le berceau comprenant deux poutres principales (3) situées parallèlement de part et d'autre d'un collecteur (15) et au moins un support transversal (14) accroché transversalement auxdites poutres principales (3), un dit support transversal (14) supportant un dit élément (1) d'échangeur, caractérisé en ce que ledit support transversal (14) a la forme d'une ferme triangulaire de charpente pointe en bas, ledit élément d'échangeur (1) prenant appui contre la partie inférieure (22) de ladite ferme (20-21) à la rencontre (22) des deux branches formant ladite pointe.
  2. Berceau de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit support transversal (14) en forme de ferme triangulaire de charpente est constitué de deux cadres (20-21) ayant ladite forme, liés l'un à l'autre et encadrant lesdits tubes (2) d'un dit élément (1) d'échangeur, l'appui dudit élément (1) d'échangeur se faisant pas l'intermédiaire d'une douille (23) soudée au tube central (2) dudit élément et reposant sur un canon (24) de section externe rectangulaire maintenant l'écartement des deux cadres (20-21) de la ferme à sa pointe inférieure, soudé à ces cadres et percé d'un trou central au diamètre externe dudit tube central (2).
EP99401069A 1998-06-18 1999-05-03 Berceau de suspension pour supporter un échangeur pendentif Expired - Lifetime EP0965810B1 (fr)

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