FR2697622A1

FR2697622A1 - Tube layer for heat exchange, in particular for a boiler superheater, the tubes of which are surrounded by a protective coating.

Info

Publication number: FR2697622A1
Application number: FR9213103A
Authority: FR
Inventors: Agrimonti Michel; Agrimonti Claude; Agrimonti Jean
Original assignee: AGRIMONT MICHEL
Current assignee: AGRIMONT MICHEL
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1994-05-06
Anticipated expiration: 2012-11-02
Also published as: EP0596781A1; FR2697622B1

Abstract

La nappe (N) d'échangeur thermique comprend des tubes présentant des branches (1, 2, 3, 4) parallèles dont les axes sont situés sensiblement dans un seul et même plan (P), destiné à être disposé verticalement lorsque la nappe (N) est installée en position de travail. La nappe (N) comporte de chaque côté des moyens de maintien (M1, M2) du revêtement protecteur (R), s'étendant dans un plan parallèle à la nappe (N) d'échangeur; des moyens de liaison (L) sont prévus entre les moyens de maintien (M1, M2) situés de chaque côté de la nappe, les susdits moyens de liaison (L) traversant la nappe (N) d'échangeur entre les branches adjacentes parallèles (1, 2, 3, 4).The heat exchanger sheet (N) comprises tubes having parallel branches (1, 2, 3, 4) whose axes are located substantially in one and the same plane (P), intended to be disposed vertically when the sheet ( N) is installed in the working position. The sheet (N) comprises on each side means (M1, M2) for holding the protective coating (R), extending in a plane parallel to the sheet (N) of the exchanger; connecting means (L) are provided between the holding means (M1, M2) located on each side of the sheet, the aforesaid connecting means (L) passing through the exchanger sheet (N) between the adjacent parallel branches ( 1, 2, 3, 4).

Description

ii

NAPPE DE TUBES POUR ECHANGE THERMIQUE, EN PARTICULIER TUBE PATCH FOR HEAT EXCHANGE, IN PARTICULAR

POUR SURCHAUFFEUR DE CHAUDIERE, DONT LES TUBES SONT FOR BOILER SUPERHEATER, THE TUBES OF WHICH ARE

ENTOURES PAR UN REV TEMENT PROTECTEUR. SURROUNDED BY A PROTECTIVE COVER.

L'invention est relative à une nappe de tubes pour échange thermique du genre de celles qui comprennent des tubes présentant des branches parallèles dont les axes sont situés sensiblement dans un seul et même plan, ces axes étant généralement disposés verticalement lorsque la nappe est installée en position de travail, les branches étant reliées l'une à l'autre à leurs extrémités par des parties transversales, en particulier des parties courbées, les tubes étant entourés par un revêtement protecteur de matière réfractaire, notamment de béton réfractaire. L'échange thermique est destiné à se produire entre un premier fluide circulant à l'intérieur des tubes, et un second fluide circulant à is l'extérieur des tubes Généralement, le premier fluide est un fluide froid à réchauffer, et est constitué par un liquide, tandis que le deuxième fluide est un fluide chaud constitué notamment par des gaz de combustion. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application présente le plus d'intérêt mais non exclusivement, une telle nappe de tubes pour surchauffeur de chaudière Dans ce cas, le liquide circulant à l'intérieur des tubes est de l'eau, destinée à être chauffée par les gaz de combustion ou fumées The invention relates to a ply of tubes for heat exchange of the kind that include tubes having parallel branches whose axes are located substantially in one and the same plane, these axes being generally arranged vertically when the ply is installed in working position, the branches being connected to each other at their ends by transverse parts, in particular curved parts, the tubes being surrounded by a protective coating of refractory material, in particular refractory concrete. The heat exchange is intended to occur between a first fluid circulating inside the tubes, and a second fluid circulating outside the tubes. Generally, the first fluid is a cold fluid to be heated, and is constituted by a liquid, while the second fluid is a hot fluid constituted in particular by combustion gases. The invention relates more particularly, because it is in this case that its application is of most interest but not exclusively, such a sheet of tubes for boiler superheater In this case, the liquid circulating inside the tubes is water, intended to be heated by combustion gases or fumes

circulant à l'extérieur de la nappe. circulating outside the tablecloth.

Le revêtement protecteur est nécessaire pour protéger les tubes contre la corrosion des fumées, car les gaz de combustion peuvent être chlorés, sulfurés, ou autres, notamment lorqu'ils proviennent d'incinérateurs En plus, il faut protéger les tubes contre l'abrasion des poussières de combustibles, abrasion qui est d'autant plus sensible que la température est plus élevée et que les particules se déplacent avec The protective coating is necessary to protect the tubes against corrosion of the fumes, since the combustion gases can be chlorinated, sulphurized, or other, in particular when they come from incinerators. In addition, the tubes must be protected against abrasion of fuel dust, abrasion which is all the more sensitive as the temperature is higher and the particles move with

une vitesse relative plus grande par rapport aux nappes de tubes. a higher relative speed compared to the plies of tubes.

Jusqu'à présent, on a utilisé une protection par béton réfractaire, ce qui pose le problème de faire tenir ce béton réfractaire sur la nappe de tubes On a donc prévu des zones d'accrochage sur les tubes en fixant, par soudage ou électro-forgeage, sur les tubes, orthogonalement à l'axe des tubes, des pions ou goujons d'acier généralement appelés "studs"; ces pions sont, de préférence, inclinés à 450 par rapport au plan moyen de la nappe et sont disposés en quinconce sur les tubes, des deux côtés de la nappe La nappe de tubes est ensuite recouverte, des deux côtés, par une couche de béton réfractaire qui vient s'accrocher sur les pions mentionnés ci-dessus. Une telle solution présente un inconvénient important: les tubes métalliques de la nappe et le béton réfractaire protecteur n'ont pas le même coefficient de dilation et il en résulte que le béton se fendille et que les gaz de combustion passent à l'intérieur des fissures et décollent 1 o le béton par rapport au tube Finalement, le béton protecteur tombe par plaques Il en résulte une attaque rapide des tubes de la nappe dès qu'ils sont découverts Une destruction de la nappe de surchauffeur peut survenir dans un délai de 6 à 8 mois, ce qui implique un arrêt de la Until now, we have used a refractory concrete protection, which poses the problem of making this refractory concrete hold on the sheet of tubes. We have therefore provided attachment zones on the tubes by fixing, by welding or electro- forging, on the tubes, orthogonally to the axis of the tubes, steel pins or studs generally called "studs"; these pins are preferably inclined at 450 relative to the mean plane of the sheet and are staggered on the tubes, on both sides of the sheet. The sheet of tubes is then covered, on both sides, with a layer of concrete. refractory which comes to hang on the pawns mentioned above. Such a solution has a significant drawback: the metal tubes of the sheet and the protective refractory concrete do not have the same coefficient of expansion and the result is that the concrete cracks and the combustion gases pass inside the cracks. and take off 1 o the concrete in relation to the tube Finally, the protective concrete falls in plates This results in a rapid attack of the tubes of the sheet as soon as they are discovered A destruction of the layer of superheater can occur within 6 to 8 months, which implies stopping the

chaudière pour réparations.boiler for repairs.

L'invention a pour but, surtout, de fournir une nappe de tubes pour échange thermique qui ne présente plus ou à un degré moindre l'inconvénient évoqué ci-dessus, tout en restant d'une construction The object of the invention is, above all, to provide a sheet of tubes for heat exchange which no longer has or to a lesser degree the drawback mentioned above, while remaining of a construction

relativement simple et économique.relatively simple and economical.

Selon l'invention, une nappe de tubes pour échange thermique, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait qu'elle comporte, de chaque côté, des moyens -de maintien du revêtement protecteur, s'étendant dans un plan parallèle à la nappe d'échangeur, et que des moyens de liaison sont prévus entre les moyens de maintien situés de chaque côté de la nappe, les susdits moyens de liaison According to the invention, a sheet of tubes for heat exchange, of the kind defined above, is characterized in that it comprises, on each side, means - for holding the protective coating, extending in a plane parallel to the exchanger ply, and that connecting means are provided between the holding means located on each side of the ply, the aforesaid connecting means

traversant la nappe d'échangeur entre des branches de tube adjacentes. crossing the exchanger ply between adjacent tube branches.

De préférence, ces moyens de liaison entre les moyens de Preferably, these means of connection between the means of

maintien s'étendent perpendiculairement au plan de la nappe. support extend perpendicular to the plane of the sheet.

Lesdits moyens de maintien comprennent des lames transversales s'appuyant contre la nappe, parallèles au plan moyen de la nappe, ces lames ayant une direction longitudinale s'étendant perpendiculairement Said holding means comprise transverse blades pressing against the ply, parallel to the mean plane of the ply, these blades having a longitudinal direction extending perpendicularly

à la direction des axes des tubes.to the direction of the axes of the tubes.

De préférence, les moyens de maintien comprennent, de chaque côté de la nappe, une structure alvéolaire fixée aux lames transversales et dont le plan moyen est parallèle à celui de la nappe, cette structure étant propre à recevoir le revêtement en matériau protecteur; ladite structure alvéolaire comporte des cellules formées par des polygones Preferably, the holding means comprise, on each side of the ply, a honeycomb structure fixed to the transverse blades and whose mean plane is parallel to that of the ply, this structure being suitable for receiving the coating of protective material; said honeycomb structure comprises cells formed by polygons

réguliers identiques, en particulier des hexagones. identical regulars, especially hexagons.

Avantageusement, les moyens de liaison comprennent des peignes entretoises disposés entre deux branches de tube adjacentes, et s'étendant suivant la direction longitudinale des branches, ces peignes comportant des moyens d'accrochage s'étendant transversalement à leurs bords longitudinaux propres à coopérer avec les moyens de maintien. Les peignes entretoises peuvent comporter, sur leurs bords 1 o longitudinaux, des languettes en saillie destinées à coopérer avec des ouvertures correspondantes prévues sur les lames transversales, ces languettes étant réparties de telle manière qu'une languette isolée soit Advantageously, the connecting means comprise spacer combs arranged between two adjacent tube branches, and extending in the longitudinal direction of the branches, these combs comprising hooking means extending transversely to their longitudinal edges suitable for cooperating with the means of support. The spacer combs may have, on their longitudinal edges, protruding tongues intended to cooperate with corresponding openings provided on the transverse blades, these tongues being distributed in such a way that an insulated tongue is

suivie d'une paire de languettes proches l'une de l'autre. followed by a pair of tabs close to each other.

Avantageusement, les moyens de maintien du revêtement ainsi 1 S que les moyens de liaison sont agencés vis-à-vis des tubes de la nappe, de sorte que ces tubes peuvent se dilater indépendamment du revêtement protecteur dont le poids ainsi que celui des moyens de maintien et de liaison est pris en charge par les parties transversales Advantageously, the means for holding the covering as well as the connection means are arranged with respect to the tubes of the sheet, so that these tubes can expand independently of the protective covering, the weight of which as well as that of the means of holding and linking is supported by the cross sections

inférieures, notamment des boucles, reliant les branches des tubes. lower, in particular loops, connecting the branches of the tubes.

Des moyens de retenue intermédiaires, en particulier constitués par des barreaux fixés sur les tubes de la nappe d'échangeur thermique, peuvent être prévus pour coopérer avec l'extrémité inférieure de peignes partiels s'étendant sur une fraction seulement de la longueur d'une branche de tube, de sorte que la prise en charge du poids du revêtement protecteur soit assurée en au moins une zone de la branche Intermediate retaining means, in particular constituted by bars fixed to the tubes of the heat exchanger ply, may be provided to cooperate with the lower end of partial combs extending over only a fraction of the length of a tube branch, so that the weight of the protective coating is supported in at least one area of the branch

de tube autre que son extrémité inférieure. of tube other than its lower end.

Avantageusement, les moyens de maintien du revêtement protecteur comprennent aux extrémités de la nappe, aussi bien aux extrémités latérales que verticales, une structure articulée, permettant de réaliser un rayon de courbure relativement réduit, notamment une Advantageously, the means for holding the protective covering comprise at the ends of the ply, both at the lateral and vertical ends, an articulated structure, making it possible to achieve a relatively reduced radius of curvature, in particular a

structure en "Flexmétal", raccordée aux moyens de maintien latéraux. "Flexmetal" structure, connected to the lateral holding means.

L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- The invention consists, apart from the arrangements set out above

dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins est une vue schématique d'une nappe de tubes pour surchauffeur de chaudière, avant enrobage de ces tubes above, in a number of other provisions which will be more explicitly discussed below in connection with an exemplary embodiment described with reference to the accompanying drawings, but which is in no way limiting. Figure 1 of these drawings is a schematic view of a sheet of tubes for boiler superheater, before coating of these tubes

par un revêtement protecteur en matière réfractaire. by a protective coating of refractory material.

La figure 2 est une vue simplifiée en perspective d'une section des tubes de la nappe au cours de la mise en place des moyens de maintien du revêtement protecteur et des moyens de liaison entre les FIG. 2 is a simplified perspective view of a section of the tubes of the sheet during the installation of the means for holding the protective covering and the means of connection between the

moyens de maintien, la nappe étant placée horizontalement. holding means, the sheet being placed horizontally.

La figure 3 est une vue en élévation partielle avec parties arrachées de la nappe équipée des moyens de maintien et du revêtement Figure 3 is a partial elevational view with parts cut away from the sheet equipped with the holding means and the coating

1 o protecteur.1 o protector.

La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV, figure 3. Figure 4 is a section along line IV-IV, Figure 3.

La figure 5 est une vue en plan d'une lame transversale. Figure 5 is a plan view of a transverse blade.

La figure 6 est une vue en plan d'un peigne entretoise destiné à s'étendre suivant pratiquement toute la longueur de la branche d'un FIG. 6 is a plan view of a spacer comb intended to extend along practically the entire length of the branch of a

1.5 tube.1.5 tube.

La figure 7, enfin, est une vue en plan de deux peignes entretoises partiels, s'étendant sur une fraction de la longueur d'une Figure 7, finally, is a plan view of two partial spacer combs, extending over a fraction of the length of a

branche d'un tube.branch of a tube.

En se reportant à la figure 1 des dessins, on peut voir une nappe N de tubes ti, t 2, t 3, t 4 destinée à une chaudière, pour permettre un échange thermique entre un liquide, généralement de l'eau, circulant à l'intérieur des tubes et un fluide chaud, généralement des gaz, circulant Referring to Figure 1 of the drawings, one can see a sheet N of tubes ti, t 2, t 3, t 4 intended for a boiler, to allow heat exchange between a liquid, generally water, circulating at inside the tubes and a hot fluid, usually gases, flowing

à l'extérieur des tubes.outside the tubes.

La nappe N est destinée plus particulièrement à constituer un élément de surchauffeur disposé verticalement dans une chaudière; les gaz chauds brûlés arrivent par le bas et s'échappent vers le haut tandis que l'eau à réchauffer circule à l'intérieur des tubes, par exemple selon The sheet N is intended more particularly to constitute a superheater element arranged vertically in a boiler; the hot burned gases arrive from the bottom and escape upwards while the water to be heated circulates inside the tubes, for example according to

le sens des flèches portées sur la figure 1. the direction of the arrows shown in Figure 1.

A titre indicatif, les gaz brûlés sont à environ 650/700 C au bas de la nappe et à environ 450/500 C en haut de la nappe La hauteur d'une nappe N peut être d'environ 6 mètres tandis que le diamètre extérieur des tubes est généralement compris entre 38 et 54 mm environ Un surchauffeur peut comporter plusieurs nappes N montées As an indication, the burnt gases are at around 650/700 C at the bottom of the tablecloth and at around 450/500 C at the top of the tablecloth The height of a tablecloth N can be around 6 meters while the outside diameter tubes is generally between 38 and 54 mm approximately. A superheater can comprise several mounted N layers

parallèlement dans la chaudière.parallel in the boiler.

Les tubes métalliques tl t 4 peuvent être en acier plus ou moins The metal tubes tl t 4 can be made of steel more or less

fortement allié, notamment en acier au chrome/molybdène. highly alloyed, especially in chromium / molybdenum steel.

Le tube ti permet de réaliser un premier élément de nappe Il est recourbé en zigzag et présente des branches verticales parallèles comportant à leurs extrémités des parties incurvées, telles que b sensiblement en demi-cercle Les tubes t 2, t 3, t 4 permettent de réaliser respectivement un second, un troisième et un quatrième élément de nappe Ces éléments sont conçus de manière que leurs boucles puissent s'engager les unes dans les autres comme illustré sur la figure 1 Il est à noter que le tube tl du premier élément est cintré, en partie basse, avec un rayon de courbure très faible de sorte que la branche aller et la branche retour de ce tube sont pratiquement adjacentes Le rayon de courbure des extrémités des autres tubes qui enveloppent le premier The tube ti makes it possible to produce a first ply element It is curved in a zigzag and has parallel vertical branches comprising at their ends curved parts, such as b substantially in a semicircle The tubes t 2, t 3, t 4 allow produce respectively a second, a third and a fourth ply element These elements are designed so that their loops can engage with each other as illustrated in FIG. 1 It should be noted that the tube tl of the first element is bent , in the lower part, with a very small radius of curvature so that the forward branch and the return branch of this tube are practically adjacent The radius of curvature of the ends of the other tubes which envelop the first

élément augmente progressivement.element gradually increases.

La nappe de tubes N comporte en partie haute une zone d'entrée E située en haut à gauche et une zone de sortie S située en haut à 1.5 droite Il est clair que, selon les besoins, on peut inverser l'entrée et la sortie et adopter un sens de circulation inverse de celui représenté pour The sheet of tubes N comprises in the upper part an entry area E located at the top left and an exit area S located at the top at 1.5 right. It is clear that, as required, the entry and exit can be reversed and adopt a reverse traffic direction to that shown for

le liquide dans les tubes.the liquid in the tubes.

Au niveau des entrées et des sorties, les tubes sont reliés entre eux deux à deux Ainsi, les tubes ti et t 2 ont une entrée commune el et une sortie commune si, les tubes t 3 et t 4 ont une entrée commune e 3 et At the inputs and outputs, the tubes are connected together in pairs. Thus, the tubes ti and t 2 have a common input el and a common output if, the tubes t 3 and t 4 have a common input e 3 and

une sortie commune S 3 Ces entrées el, e 3 et sorties si, S 3 sont elles- a common output S 3 These inputs el, e 3 and outputs if, S 3 are they-

mêmes reliées à un collecteur correspondant à E et à S Il est clair que d'autres possibilités d'association des tubes existent Par exemple les same connected to a collector corresponding to E and S It is clear that other possibilities of association of the tubes exist For example the

quatre tubes pourraient être reliés ensemble à l'entrée et à la sortie. four tubes could be connected together at the inlet and outlet.

Les branches, telles que 1, 2, 3, 4, des tubes ont leurs axes parallèles et situés dans un même plan Ces branches peuvent être reliées mécaniquement entre elles à l'aide de petits éléments d'acier tels que 5, schématiquement représentés, soudés sur la paroi extérieure des tubes. Lorsque la nappe N a été réalisée avec les tubes, elle est ensuite munie d'un revêtement protecteur de matière réfractaire, généralement The branches, such as 1, 2, 3, 4, of the tubes have their parallel axes and located in the same plane These branches can be mechanically connected to each other using small steel elements such as 5, schematically represented, welded to the outer wall of the tubes. When the sheet N has been produced with the tubes, it is then provided with a protective coating of refractory material, generally

un revêtement de béton réfractaire R (voir figures 3 et 4). a coating of refractory concrete R (see Figures 3 and 4).

De chaque côté de la nappe N (voir figure 4) on prévoit des moyens de maintien Ml, M 2 du revêtement protecteur, ces moyens de maintien s'étendant dans un plan parallèle au plan moyen P de la nappe d'échangeur On prévoit en outre des moyens de liaison L entre les moyens de maintien Ml, M 2 situés de chaque côté de la nappe, les susdits moyens de liaison L traversant la nappe d'échangeur N entre des branches adjacentes parallèles de tube 1, 2, 3, 4 Le moyens de maintien Ml, M 2, comprennent, de chaque côté On each side of the ply N (see FIG. 4) provision is made for holding Ml, M 2 of the protective coating, these retaining means extending in a plane parallel to the mean plane P of the exchanger ply. in addition to the connecting means L between the holding means Ml, M 2 situated on each side of the ply, the aforesaid connecting means L passing through the exchanger ply N between adjacent parallel branches of tube 1, 2, 3, 4 The holding means Ml, M 2, comprise, on each side

s de la nappe, des lames transversales 5, bien visibles sur la figure 5. s of the ply, transverse blades 5, clearly visible in FIG. 5.

Ces lames transversales sont tangentes aux tubes et sont situées dans un plan parallèle au plan moyen P de la nappe, la direction longitudinale These transverse blades are tangent to the tubes and are located in a plane parallel to the mean plane P of the sheet, the longitudinal direction

des lames 5 étant orthogonale aux axes des branches des tubes. blades 5 being orthogonal to the axes of the branches of the tubes.

Plusieurs lames transversales 5 parallèles sont disposées de chaque côté 1 o de la nappe; la distance entre les axes de deux lames voisines 5 est Several transverse blades 5 parallel are arranged on each side 1 o of the sheet; the distance between the axes of two neighboring blades 5 is

égale D comme illustré sur la figure 3. equal D as shown in Figure 3.

Chaque lame 5 comporte une série d'ouvertures 6 équidistantes et, intercalées entre les ouvertures 6, des paires d'ouvertures 7, 8 Les ouvertures ont, par exemple, une forme rectangulaire Les ouvertures 6 sont centrées sur la ligne médiane longitudinale 9 de la lame S Le Each blade 5 has a series of equidistant openings 6 and, interposed between the openings 6, pairs of openings 7, 8 The openings have, for example, a rectangular shape The openings 6 are centered on the longitudinal center line 9 of the blade S Le

grand côté de l'ouverture 6 est orthogonal à cette ligne 9. long side of opening 6 is orthogonal to this line 9.

Les ouvertures 7 et 8 d'une même paire sont symétriques par rapport à la ligne 9 et ont un grand côté orthogonal à la ligne 9 Les dimensions des ouvertures 7 et 8 sont légèrement inférieures à celles des ouvertures 6 La ligne moyenne transversale d'une paire d'ouvertures 7, 8 est équidistante des ouvertures 6 situées de part et d'autre. Comme cela sera expliqué plus en détail ci-après, les moyens de liaison L permettent d'assembler deux lames transversales 5 situées de The openings 7 and 8 of the same pair are symmetrical with respect to the line 9 and have a large side orthogonal to the line 9 The dimensions of the openings 7 and 8 are slightly smaller than those of the openings 6 The transverse mean line of a pair of openings 7, 8 is equidistant from the openings 6 located on either side. As will be explained in more detail below, the connecting means L make it possible to assemble two transverse blades 5 located from

part et d'autre de la nappe N, à la même hauteur. on either side of the N sheet, at the same height.

Les moyens de maintien comprennent, en outre, de chaque côté de la nappe N, une structure alvéolaire A fixée aux lames transversales et dont le plan moyen est parallèle à celui de la nappe N La structure alvéolaire comporte des cellules ou logements 10 constitués par des prismes à contour polygonal régulier, les génératrices de ces prismes étant orthogonales au plan moyen de la nappe N Les logements 10 sont ouverts sur leurs deux faces parallèles à ladite nappe N. Avantageusement, les logements 10 ont un contour hexagonal régulier et la structure A est constituée par une couche d'un matériau connu sous le nom commercial de "Hexmétal" Si l'on désigne par p le pas de la structure alvéolaire (voir figure 3), p étant égal à la distance entre les centres de deux polygones adjacents, on choisit la distance D, définie précédemment, égale à 1,5 p. La structure alvéolaire A est soudée en des zones telles que 11 The holding means further comprise, on each side of the ply N, a honeycomb structure A fixed to the transverse blades and whose mean plane is parallel to that of the ply N The honeycomb structure comprises cells or housings 10 constituted by prisms with regular polygonal outline, the generaters of these prisms being orthogonal to the mean plane of the sheet N The housings 10 are open on their two faces parallel to said sheet N. Advantageously, the housings 10 have a regular hexagonal outline and the structure A is constituted by a layer of a material known under the commercial name of "Hexmetal" If we denote by p the pitch of the honeycomb structure (see FIG. 3), p being equal to the distance between the centers of two adjacent polygons, we choose the distance D, defined above, equal to 1.5 p. The honeycomb structure A is welded in areas such as 11

sur les lames transversales 5.on the transverse blades 5.

s Les moyens de liaison L entre les moyens de maintien Ml, M 2, s'étendent perpendiculairement au plan moyen P de la nappe, et comprennent des peignes entretoises 12 (voir figure 6) constitués par des plats rectangulaires mis en place entre deux branches telles que 1, 2 adjacentes de tubes La grande dimension d'un peigne 12 est parallèle à 1 o l'axe des branches 1, 2 et le plan de ce peigne est orthogonal au plan P. Chaque peigne 12 comporte, sur ses bords longitudinaux, des indentations ou languettes transversales 13 régulièrement réparties et des couples de languettes 14, 15 proches l'une de l'autre, situées à égale distance de deux languettes 13 L'écartement des languettes 14 et 15 correspond à celui des ouvertures 7, 8 de la figure 5 de manière que ces languettes puissent pénétrer dans ces ouvertures Il est à noter que dans la nappe réalisée, comme illustré sur les figures 2 à 4, le plan d'un peigne entretoise 12 est orthogonal au plan d'une lame transversale 5 et, en outre, la direction longitudinale d'un peigne 12 est s The connecting means L between the holding means Ml, M 2, extend perpendicular to the mean plane P of the sheet, and include spacer combs 12 (see FIG. 6) constituted by rectangular dishes placed between two branches such as 1, 2 adjacent tubes The large dimension of a comb 12 is parallel to 1 o the axis of the branches 1, 2 and the plane of this comb is orthogonal to the plane P. Each comb 12 has, on its longitudinal edges , indentations or transverse tongues 13 regularly distributed and pairs of tongues 14, 15 close to each other, located at equal distance from two tongues 13 The spacing of the tongues 14 and 15 corresponds to that of the openings 7, 8 of FIG. 5 so that these tongues can penetrate these openings. It should be noted that in the sheet produced, as illustrated in FIGS. 2 to 4, the plane of a spacer comb 12 is orthogonal to the plane of a transverse blade 5 and, in addition, the longitudinal direction of a comb 12 is

orthogonale à la direction longitudinale d'une lame transversale 5. orthogonal to the longitudinal direction of a transverse blade 5.

Ainsi, les différentes languettes d'un même peigne entretoise 12 coopèrent avec des ouvertures 6 et 7, 8 de lames 5 différentes La liaison entre les peignes 12 et les lames transversales 5 est obtenue en repliant les languettes 13, 14, 15 à travers les ouvertures 6 et 7,8 de sorte que la nappe N de tubes est emprisonnée entre les lames transversales 5 On met en place entre deux languettes 14, 15 un cloisonnement transversal de la structure alvéolaire A comme illustré sur la figure 3; les languettes 13 situées de part et d'autre de ce couple de languettes 14, 15 vont se trouver au milieu des logements adjacents, suivant la direction de l'axe des tubes, du fait de la relation D = 1,5 p. Thus, the different tongues of the same spacer comb 12 cooperate with openings 6 and 7, 8 of different blades 5 The connection between the combs 12 and the transverse blades 5 is obtained by folding the tongues 13, 14, 15 through the openings 6 and 7,8 so that the sheet N of tubes is trapped between the transverse blades 5 A transverse partitioning of the honeycomb structure A is put in place between two tongues 14, 15 as illustrated in FIG. 3; the tongues 13 located on either side of this pair of tongues 14, 15 will be located in the middle of the adjacent housings, in the direction of the axis of the tubes, due to the relationship D = 1.5 p.

Il est ainsi aisé de positionner correctement la structure alvéolaire. It is thus easy to correctly position the honeycomb structure.

La mise en place de moyens de maintien Ml, M 2 et des moyens The establishment of holding means Ml, M 2 and means

de liaison L est la suivante.L is the following.

Après avoir préparé la nappe N illustrée sur la figure 1, on la After having prepared the tablecloth N illustrated in FIG. 1, it is

place horizontalement sur des supports appropriés (non représentés). place horizontally on suitable supports (not shown).

On introduit entre deux branches de tubes adjacentes telles que 1, 2 de la nappe, un peigne entretoise 12 Il est à noter que ces branches 1, 2 doivent être écartées d'un espace suffisant, par exemple de 3 mm pour permettre l'insertion du peigne 12 perpendiculairement au plan moyen P. Lors de cette mise en place, les peignes 12 reposent sur des gabarits (non représentés) disposés au-dessous de la nappe N horizontale Du côté de la face supérieure de la nappe N on vient mettre en place les lames transversales 5, comme montré sur la figure 2 On engage les languettes 13, et 14, 15 des différents peignes dans les ouvertures 6, 7 et 8 des lames 5 respectives On replie les languettes pour assurer la liaison entre les peignes 12 et les lames 5; pour certaines zones de tubes, il peut s'avérer plus pratique d'assurer la liaison par soudure Puis on met en place, sur les lames 5, la structure alvéolaire A en introduisant, entre les languettes 14, 15 convenablement repliées et suffisamment espacées-par-construction,-iun cloisonnement de la structure A Dans ces conditions, la structure alvéolaire A repose parfaitement à plat sur l'ensemble des lames A spacer comb 12 is introduced between two branches of adjacent tubes such as 1, 2 of the sheet. It should be noted that these branches 1, 2 must be spaced apart by a sufficient space, for example 3 mm to allow insertion. of the comb 12 perpendicularly to the mean plane P. During this positioning, the combs 12 rest on jigs (not shown) arranged below the horizontal N sheet. On the side of the upper face of the N sheet, we come to set place the transverse blades 5, as shown in FIG. 2 The tongues 13, and 14, 15 of the different combs are engaged in the openings 6, 7 and 8 of the respective blades 5 The tongues are folded back to ensure the connection between the combs 12 and the blades 5; for certain zones of tubes, it may prove more practical to ensure the connection by welding. Then the honeycomb structure A is placed on the blades 5 by introducing, between the tongues 14, 15 suitably folded and sufficiently spaced- by-construction, -a partitioning of structure A Under these conditions, the honeycomb structure A rests perfectly flat on all of the blades

transversales 5.transversal 5.

On effectue alors la soudure dans les zones telles que 11 (voir Welding is then carried out in areas such as 11 (see

figure 3) de parois de la structure alvéolaire A sur les lames 5. 3) of the walls of the honeycomb structure A on the blades 5.

On retourne ensuite la nappe N de façon que sa face inférieure horizontale, qui n'est pas encore équipée des lames 5 et de la structure alvéolaire A, devienne face supérieure, et on équipe cette face comme The sheet N is then turned over so that its horizontal lower face, which is not yet equipped with the blades 5 and the alveolar structure A, becomes the upper face, and this face is fitted as

expliqué ci-dessus.explained above.

Après cette mise en place des moyens de maintien Ml, M 2 et de moyens de liaison L, on recouvre, des deux côtés de la nappe N, la structure alvéolaire A de béton réfractaire R comme schématisé sur les After this installation of the holding means Ml, M 2 and of the connecting means L, the honeycomb structure A of refractory concrete R is covered on both sides of the ply N as shown in diagrams on the

figures 3 et 4.Figures 3 and 4.

Le béton réfractaire est retenu non seulement dans les logements 10 de la structure alvéolaire A mais également par les lames The refractory concrete is retained not only in the housings 10 of the honeycomb structure A but also by the blades

transversales 5 au-dessous desquelles il passe. transverse 5 below which it passes.

Il existe ainsi une très bonne liaison du béton R avec les moyens de maintien Ml, M 2 et donc avec la nappe de tubes N dans son ensemble, mais il n'y a pratiquement pas d'accrochage du béton sur les tubes dans le sens longitudinal, c'est-à-dire suivant une direction parallèle à l'axe des branches des tubes Lorsque la nappe N est en place verticalement, les tubes sont accrochés par leur partie supérieure et vont donc pouvoir se dilater longitudinalement pratiquement indépendamment du béton Il en résultera moins de craquelures du béton R qui, de toute façon, est retenu dans les logements 10 de la s structure alvéolaire A. Au niveau d'un bord latéral tel que 16 (figures 3 et 4) de la nappe N, la structure alvéolaire A ne permettrait pas un cintrage suivant un rayon de courbure suffisamment faible pour entourer la branche 1 du tube à faible distance Dans cette zone du bord latéral 16, on remplace la structure alvéolaire A par une structure articulée F constituée d'éléments 17 en tôle pliée selon un profil en créneaux trapézoïdaux, comme visible sur la figure 3 Les éléments 17 successifs sont légèrement imbriqués les uns dans les autres et reliés par des tiges d'articulation 18 qui s'étendent parallèlement aux axes des branches 1, 2 de la nappe Une telle structure articulée F est disponible There is thus a very good connection of the concrete R with the holding means Ml, M 2 and therefore with the sheet of tubes N as a whole, but there is practically no attachment of the concrete to the tubes in the direction longitudinal, that is to say in a direction parallel to the axis of the branches of the tubes When the ply N is in place vertically, the tubes are hooked by their upper part and will therefore be able to expand longitudinally practically independently of the concrete Il this will result in less cracking of the concrete R which, in any case, is retained in the housings 10 of the honeycomb structure A. At a lateral edge such as 16 (FIGS. 3 and 4) of the sheet N, the structure honeycomb A would not allow bending along a sufficiently small radius of curvature to surround the branch 1 of the tube at a short distance In this area of the lateral edge 16, the honeycomb structure A is replaced by an articulated structure F made up of el elements 17 made of sheet metal folded along a profile in trapezoidal notches, as visible in FIG. 3 The successive elements 17 are slightly nested one inside the other and connected by articulation rods 18 which extend parallel to the axes of the branches 1, 2 of the tablecloth Such an articulated structure F is available

dans le commerce et connue sous le nom de "Flexmetal". commercially and known as "Flexmetal".

En haut et en bas de la nappe N, on met en place, de la même manière, une structure articulée F semblable pour entourer les bords At the top and bottom of the sheet N, we put in place, in the same way, an articulated structure F similar to surround the edges

supérieur et inférieur.upper and lower.

La liaison entre la structure articulée F conformée au bord latéral 16, et les structures alvéolaires Ml, M 2 situées de chaque côté de la nappe N peut être réalisée par soudure Par exemple, on borde la structure alvéolaire A de chaque côté de la nappe par un plat d'extrémité 19, soudé sur la structure alvéolaire A On soude ensuite sur ce plat 19 les bords de la structure articulée F Le plat 19 comporte des ouvertures 20 pour permettre le passage du béton réfractaire R A titre de variante, on peut prévoir que les lames transversales 5 tournent autour des tubes extrêmes formant la bordure de la nappe N et se raccordent par soudure d'une face à l'autre de la nappe N; dans ce cas, la structure F peut être soudée non seulement sur les structures A des deux faces de la nappe N mais aussi sur les lames 5 dans leurs zones cintrées. Lorsque les peignes entretoises 12 s'étendent suivant toute la longueur des branches parallèles des tubes de la nappe verticale N, sans être en butée dans le sens vertical contre un organe de retenue fixé aux tubes de la nappe, ces tubes peuvent se dilater de manière totalement indépendante du béton réfractaire R, puisqu'un glissement est possible entre la surface extérieure des tubes et le béton Les risques de craquelures du béton, par suite des différences de dilatation, sont The connection between the articulated structure F conformed to the lateral edge 16, and the honeycomb structures Ml, M 2 situated on each side of the sheet N can be produced by welding. For example, the honeycomb structure A is bordered on each side of the sheet by an end plate 19, welded to the honeycomb structure A The edges of the articulated structure F are then welded to this plate 19 The plate 19 has openings 20 to allow the passage of refractory concrete RA as a variant, provision may be made for the transverse blades 5 rotate around the end tubes forming the edge of the sheet N and are connected by welding from one face to the other of the sheet N; in this case, the structure F can be welded not only on the structures A on the two faces of the sheet N but also on the blades 5 in their curved zones. When the spacer combs 12 extend along the entire length of the parallel branches of the tubes of the vertical ply N, without being abutted in the vertical direction against a retaining member fixed to the tubes of the ply, these tubes can expand so completely independent of refractory concrete R, since a slip is possible between the external surface of the tubes and the concrete The risks of cracking of the concrete, due to the differences in expansion, are

considérablement réduits.considerably reduced.

s Cette solution peut toutefois présenter un léger inconvénient car l'ensemble des moyens de maintien Ml, M 2 et du revêtement réfractaire R portent par gravité, par l'intermédiaire des extrémités inférieures des peignes 12, dans la concavité de boucles telles que b (voir figure 1) des tubes Des contraintes importantes peuvent s This solution can however have a slight drawback since all of the holding means Ml, M 2 and of the refractory lining R carry by gravity, via the lower ends of the combs 12, in the concavity of loops such as b ( see figure 1) tubes Large constraints can

lo apparaître dans ces zones.lo appear in these areas.

Pour éviter de telles contraintes, on peut réaliser des peignes entretoises 112 (figure 7) partiels, c'est-à-dire dont la longueur n'est qu'une fraction de la hauteur h (figure 1) de l'espace entre deux To avoid such constraints, partial spacer combs 112 (FIG. 7) can be produced, that is to say of which the length is only a fraction of the height h (FIG. 1) of the space between two

branches adjacentes.adjacent branches.

Pour retenir un peigne partiel 112 relativement à une branche de tube telle que 1 (voir figure 7), on dispose sur la surface extérieure cylindrique de la branche 1 des barreaux tels que 21, de longueur To retain a partial comb 112 relative to a tube branch such as 1 (see FIG. 7), bars such as 21, of length, are available on the cylindrical outer surface of the branch 1

réduite, fixés par soudure sur la surface extérieure de la branche 1. reduced, fixed by welding on the external surface of the branch 1.

Selon la représentation de la figure 7, la branche 1 est représentée horizontale, mais il faut comprendre que, lorsque la nappe est installée dans la chaudière, la branche 1 est verticale et, avec elle, le barreau 21 dont l'axe est parallèle à celui de la branche 1 Dans ces conditions, si le peigne partiel 112 situé à gauche du barreau 21 sur la figure 7, devient le peigne partiel supérieur lorsque la branche 1 est placée dans la position verticale, le bord inférieur 22 de ce peigne partiel 112 va According to the representation of Figure 7, the branch 1 is shown horizontal, but it should be understood that, when the sheet is installed in the boiler, the branch 1 is vertical and, with it, the bar 21 whose axis is parallel to that of branch 1 Under these conditions, if the partial comb 112 situated to the left of the bar 21 in FIG. 7, becomes the upper partial comb when the branch 1 is placed in the vertical position, the lower edge 22 of this partial comb 112 go

venir en appui contre l'extrémité adjacente du barreau 21. come to bear against the adjacent end of the bar 21.

Bien entendu, on peut prévoir plusieurs barreaux 21 ou éléments équivalents, le long d'une même branche 1, chaque barreau prenant en charge le peigne partiel supérieur associé A la place du barreau 21, on peut prévoir un plat soudé perpendiculaire au plan moyen de la nappe Of course, several bars 21 or equivalent elements can be provided, along the same branch 1, each bar taking charge of the associated upper partial comb. In place of the bar 21, a welded plate can be provided perpendicular to the mean plane of the tablecloth

ou tout autre pièce soudée de retenue. or any other welded retainer.

En opérant de la sorte, on répartit le poids des moyens de maintien Ml, M 2, des moyens de liaison L et du revêtement en béton réfractaire R en plusieurs points de la longueur des branches 1, 2 des By operating in this way, the weight of the holding means Ml, M 2, of the connecting means L and of the refractory concrete covering R are distributed at several points along the length of the branches 1, 2 of the

tubes de la nappe.tablecloth tubes.

il Le revêtement de béton n'est plus alors totalement indépendant de la nappe de tubes, en raison de ces butées verticales 21, de sorte qu'il peut se produire des zones de fissuration préférentielle, notamment en raison des différences de dilatation thermique Pour s réduire ces risques, on prévoit un jeu suffisant entre les barreaux 21 et la bordure voisine 23 des peignes partiels inférieurs, situés au-dessous il The concrete coating is no longer totally independent of the tube sheet, due to these vertical stops 21, so that zones of preferential cracking can occur, in particular due to the differences in thermal expansion For s reduce these risks, sufficient clearance is provided between the bars 21 and the neighboring border 23 of the lower partial combs, located below

des barreaux lorsque la nappe N est disposée verticalement. bars when the sheet N is arranged vertically.

De toute façon, la structure alvéolaire A présente une certaine élasticité et peut encaisser une déformation différentielle tout en 1 o continuant à mailler le revêtement de béton réfractaire R. Une nappe de tubes, pour échange thermique, munie d'un revêtement protecteur réalisée conformément à l'invention présente une durée de vie considérablement augmentée qui contrebalance largement Anyway, the honeycomb structure A has a certain elasticity and can withstand a differential deformation while 1 o continuing to mesh the coating of refractory concrete R. A sheet of tubes, for heat exchange, provided with a protective coating produced in accordance with the invention has a considerably increased lifespan which largely counterbalances

la légère augmentation de coût de la protection de la nappe. the slight increase in the cost of protecting the water table.

Claims

1 Tube of tubes for heat exchange, in particular for superheater, comprising tubes having parallel branches whose axes are located substantially in one and the same plane, the branches being connected to each other, at their ends, by transverse parts, in particular curved parts, the tubes being surrounded by a protective coating of refractory material, characterized in that it comprises, on each side, means for holding (Ml, M 2) the protective coating, s extending in a plane parallel to the exchanger ply (N), and that connection means (L) are provided between the holding means (Ml, M 2) located on each side of the ply, the aforesaid connecting means (L) passing through the exchanger ply (N) between tube branches

adjacent (1, 2, 3, 4).

2 sheet of tubes according to claim 1, characterized in that the connecting means (L) between the holding means (Ml,

M 2) extend perpendicular to the plane of the sheet.

3 sheet of tubes according to one of the preceding claims,

characterized in that the holding means (Ml, M 2) comprise transverse blades (5) pressing against the ply (N), parallel to the mean plane (P) of the ply, these blades (5) having a longitudinal direction extending perpendicular to the direction of

axes of the tubes.

4 sheet of tubes according to claim 3, characterized in that the holding means (Ml, M 2) comprise, on each side of the ply (N), a honeycomb structure (A) fixed to the transverse blades (5) and whose mean plane is parallel to that of the sheet, this structure (A) being suitable for receiving the coating of material

protector (R).

5 sheet of tubes according to claim 4, characterized in that the honeycomb structure (A) comprises cells (10) formed

by identical regular polygons, in particular hexagons.

6 sheet of tubes according to one of the preceding claims,

characterized in that the connecting means (L) comprise spacer combs (12, 112) disposed between two adjacent branches (1, 2, 3, 4), and extending in the longitudinal direction of the branches, these combs ( 12, 112) comprising hooking means (13, 14,) extending transversely to their longitudinal edges specific to

cooperate with the holding means (Ml, M 2).

7 sheet of tubes according to all of claims 3 and 6,

characterized in that the spacer combs (12, 112) have, on their longitudinal edges, projecting tongues (13; 14, 15) intended to cooperate with corresponding openings (6; 7, 8) provided on the transverse blades (5), these tabs (13; 14,) being distributed in such a way that an insulated tab (13) is

io followed by a pair of tabs (14, 15) close to each other.

8 sheet of tubes according to one of the preceding claims,

characterized by the fact that the holding means (Ml, M 2) of the covering as well as the connecting means (L) are arranged opposite the tubes of the sheet, so that these tubes can expand independently of the covering protector (R) whose weight as well as that of the holding structure is supported by the lower transverse connecting parts of the tubes, in particular of the

loops 02).

9 sheet of tubes according to one of claims 1 to 7,

characterized in that intermediate retaining means, in particular constituted by bars (21) fixed on the tubes of the sheet (N) of heat exchanger, are provided to cooperate with a lower end of combs (112) s' extending over only a fraction of the length of a tube branch, so that the weight bearing of the protective covering (R) is taken over in at least one zone of the tube branch other than its lower end.

Tube blank according to any one of the claims

above, characterized in that the holding means (Ml, M 2) of the protective covering (R) comprise at the ends of the ply (N), both at the lateral and vertical ends, an articulated structure (F), making it possible to achieve a relatively small radius of curvature, in particular a "Flexmetal" structure,

connected to the lateral holding means (Ml, M 2).