FR2944582A1

FR2944582A1 - Systeme de support de tubes pour generateurs de vapeur nucleaires

Info

Publication number: FR2944582A1
Application number: FR0903634A
Authority: FR
Inventors: Richard G Klarner; Robert S Horvath; Ghasem V Asadi; Paul W Shipp
Original assignee: Babcock and Wilcox Canada Ltd
Current assignee: BWXT Canada Ltd
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2010-10-22
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: US20100018688A1; CA2673885C; JP5611553B2; US20170082282A1; JP2010071978A; CA2673885A1; KR101608531B1; FR2944582B1; US11448393B2; US20140060787A1; KR20100011925A; US9429314B2; US8572847B2

Abstract

Procédé et appareil dans un générateur de vapeur qui utilise des plaques de support de tubes (45) au sein d'une chemise (26, 33) qui, à son tour, est disposée au sein d'une coque (11). Les plaques de support de tubes (45) sont faites d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la chemise. Les plaques de support de tubes sont alignées au cours de la fabrication, avec des jeux minimaux entre les pièces. Au moyen d'un système de déplacement de support de tubes (150), un désalignement contrôlé est ensuite imposé sur une ou plusieurs plaques de support de tubes (45), tandis que le générateur de vapeur monte en température. Le système de déplacement de support de tubes (150) ne comporte qu'une seule pièce, une tige de poussoir (154), qui est interne à la coque (11) de générateur de vapeur, ce qui rend minimal le risque de pièces mal assujetties.

Description

La présente invention a trait généralement à des générateurs de vapeur nucléaires et, en particulier, à un système de support de tubes nouveau et utile et à un procédé pour utilisation dans des générateurs de vapeur nucléaires qui utilisent des plaques de support de tubes pour maintenir l'espacement de l'ensemble de tubes au sein du générateur de vapeur. Les générateurs de vapeur sous pression, ou échangeurs de chaleur, associés aux centrales nucléaires, transfèrent la chaleur produite par le réacteur du réfrigérant primaire au réfrigérant secondaire, ce qui, à son tour, entraîne les turbines de la centrale. Ces générateurs de vapeur peuvent avoir une longueur atteignant 75 pieds et ont un diamètre extérieur d'environ 12 pieds. Au sein de l'un de ces générateurs de vapeur, des tubes droits, via lesquels s'écoule le réfrigérant primaire, peuvent avoir un diamètre extérieur de 5/8 pouce, mais ont une longueur effective pouvant atteindre 52 pieds entre les supports de montage d'extrémité de tube et les faces opposées des plaques tubulaires. Habituellement, il peut y avoir un faisceau de plus de 15 000 tubes dans l'un de ces échangeurs de chaleur. Il est clair qu'il est nécessaire de prévoir un support structurel pour ces tubes, tel qu'une plaque de support de tubes, dans l'espace entre les plaques tubulaires pour garantir une séparation des tubes, une rigidité adéquate, et analogues. Le brevet U.S. n° 4 503 903 décrit un appareil et un procédé pour offrir un support radial d'une plaque de support de tubes au sein d'un échangeur de chaleur, tel qu'un générateur de vapeur à tubes en U ayant une coque interne et une coque externe. L'appareil est solidement fixé à la coque interne, et est utilisé pour positionner centralement la plaque de support de tubes au sein de la coque interne.

Le brevet U.S. n° 5 497 827 décrit un appareil et un procédé pour maintenir radialement un support de tubes au sein d'un générateur de vapeur à tubes en U. Des butées séparent radialement une enveloppe de faisceau interne, ou coque interne, d'une enveloppe sous pression externe. Chaque butée est fixée à l'enveloppe de faisceau interne par soudage, et entre en contact avec la face interne de l'enveloppe sous pression. Les butées maintiennent les différentes enveloppes coaxiales du générateur de vapeur et l'ensemble du faisceau au moyen de plaques d'écartement dans les directions radiales. Le but est d'éviter des chocs et déplacements relatifs entre les enveloppes et le faisceau dans le cas de contraintes externes, telles que celles accompagnant un tremblement de terre. Dans une variante, une pression élastique utilisée pour faire contact avec une plaque d'écartement est obtenue par un ressort en spirale. Le ressort est situé intérieurement à l'enveloppe sous pression. Le brevet U.S. n° 4 204 305 décrit un générateur de vapeur nucléaire couramment appelé générateur de vapeur à passage unique (OTSG), dont le texte est incorporé ici par voie de référence comme s'il était complètement décrit ici. Un OTSG renferme un faisceau de tubes consistant en tubes droits. Les tubes sont supportés latéralement en plusieurs points sur leur longueur par des plaques de support de tubes (TSP). Les tubes passent par des trous de TSP ayant trois courbes ou passages d'écoulement, et ayant également trois surfaces de contact de tubes dans le but de supporter latéralement les tubes. Il est généralement reconnu qu'une fois qu'un échangeur de chaleur est assemblé, les tubes entrent en contact avec un ou deux des plats, faisant saillie vers l'intérieur, des trous de TSP. Ce contact offre un support latéral au faisceau de tubes subissant des forces latérales telles que des charges sismiques, tout en offrant un support pour modérer la vibration des tubes au cours d'un fonctionnement normal.

Le brevet U.S. n° 6 914 955 B2 décrit une plaque de support de tubes convenant pour une utilisation dans l'OTSG précité. Pour une description générale des caractéristiques des générateurs de vapeur nucléaires le lecteur se reportera au chapitre 48 de Steam/Its Generation and Use, 41ème édition, The Babcock & Wilcox Company, Barberton, Ohio, U.S.A., 2005, dont le texte est incorporé ici par voie de référence comme s'il était complètement décrit ici.

La présente invention a trait à un procédé et un appareil améliorés, destinés à supporter des tubes dans un générateur de vapeur. Selon la présente invention, sont proposés un système et un procédé de support de faisceau de tubes qui, avantageusement, permettent aux plaques de support de tubes d'être installées dans une configuration alignée qui est compatible avec des procédés de fabrication normaux. Un désalignement contrôlé est ensuite imposé sur une ou plusieurs plaques de support de tubes tandis que le générateur de vapeur monte en température, c'est-à-dire à l'état chaud. Les plaques de support de tubes sont faites d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la chemise qui entoure les tubes. Par conséquent, des jeux radiaux s'ouvrent en des points adjacents à la plaque de support de tubes tandis que le générateur de vapeur monte en température. Ces jeux radiaux offrent un espace pour un décalage ou déplacement latéral des plaques de support de tubes individuelles par un système associé de déplacement de plaques de support de tubes. Chaque système de déplacement de support de tubes ne comporte qu'une seule pièce située à l'intérieur de la coque de générateur de vapeur, ce qui rend minimal le risque de pièces mal assujetties. Les pièces restantes sont situées à l'extérieur de la coque, et sont facilement accessibles aux fins d'inspection, d'ajustement ou de réparation. Le procédé et l'appareil peuvent être facilement adaptés après coup sur les générateurs de vapeur déjà existants, étant donné que peu de modifications internes sont requises. Inversement, la présente invention peut être facilement supprimée, ce qui ramène le générateur de vapeur à son état d'origine. Les chemins de charge normaux, utilisés pour la transmission de charges sismiques entre les tubes, les supports, la chemise et la coque ne sont, avantageusement, pas altérés. Par conséquent, un aspect de la présente invention a trait à un procédé pour assembler et faire fonctionner un générateur de vapeur ayant une pluralité de tubes espacés et parallèles dans lesquels s'écoule un fluide et les tubes transfèrent la chaleur par un écoulement de fluide, le générateur de vapeur comportant également une pluralité de plaques de support de tubes disposées transversalement aux tubes. Le procédé pour assembler le générateur de vapeur comprend les étapes consistant à 1) aligner les plaques de support de tubes, 2) insérer les tubes via les plaques de support de tubes alignées et, 3) lors de la montée en température du générateur de vapeur, déplacer au moins une plaque de support pour la désaligner dans une direction latérale transversale aux tubes, ce qui augmente l'efficacité de support des tubes. Le procédé peut inclure le déplacement de seulement une plaque de support sur deux. Le procédé peut également inclure le déplacement de plaques de support adjacentes dans la même direction latérale transversale aux tubes. Un autre aspect de la présente invention a trait à un système de support de tubes destiné à une utilisation dans un échangeur de chaleur ayant une pluralité de tubes espacés et parallèles pour écoulement de fluide en leur sein et les tubes transférant la chaleur par l'écoulement de fluide, l'échangeur de chaleur comportant, en outre, une chemise cylindrique qui est disposée au sein d'une coque sous pression cylindrique et entoure les tubes. Le système de support de tubes comprend une plaque de support de tubes disposée transversalement aux tubes, qui est réalisée à partir d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la chemise. Le système de support de tubes comprend également un moyen pour déplacer la plaque de support de tubes dans une direction latérale transversale aux tubes, qui peut être fixé à une surface externe de la coque. Le moyen pour déplacer la plaque de support de tubes peut comprendre une tige de poussoir reliée à un ressort qui pousse la tige de poussoir en contact avec un bord de la plaque de support de tubes, ce qui déplace la plaque de support de tubes. La tige de poussoir peut être la seule pièce du système de support de tubes située au sein de la chemise. Un autre aspect encore de la présente invention a trait à un système de déplacement de support de tubes destiné à une utilisation dans un échangeur de chaleur ayant une pluralité de tubes espacés et parallèles pour écoulement de fluide en leur sein et les tubes transférant la chaleur par l'écoulement de fluide, l'échangeur de chaleur comportant, en outre, des plaques de support de tubes agencées transversalement aux tubes et une chemise cylindrique, la chemise étant disposée au sein d'une coque sous pression cylindrique et entourant les tubes. Le système de déplacement de support de tubes comprend une tige de poussoir ayant une première extrémité destinée à entrer en contact avec une plaque de support de tubes et une seconde extrémité opposée à la première extrémité en contact avec un piston de tige de poussoir. Un ressort hélicoïdal, qui peut être préchargé, entre en contact avec le piston de tige de poussoir, ce qui applique une force de déplacement latéral sur la tige de poussoir dans une direction transversale aux tubes. Le ressort hélicoïdal et le piston de tige de poussoir sont 2944582` 6 contenus au sein d'une chambre sous pression qui est fixée à la surface extérieure de la coque. Le système de déplacement de support de tubes peut comprendre un moyen, extérieur à la coque, pour ajuster la force appliquée sur 5 la tige de poussoir par le ressort hélicoïdal. La longueur ou le matériau de la tige de poussoir peut être présélectionné(e) pour limiter le déplacement latéral maximal de la tige de poussoir. La tige de poussoir est la seule pièce du système de déplacement de support de tubes 10 située au sein de la chemise. Le système de déplacement de plaques de support de tubes peut être employé pour avoir des désalignements contrôlés sur une ou plusieurs plaques de support de tubes, d'une amplitude, et dans une direction, identique ou 15 variable, et avec un ou plusieurs appareils étant prévus pour toute plaque de support de tubes individuelle. Les diverses caractéristiques de nouveauté qui caractérisent la présente invention sont soulignées en référence particulière aux revendications annexées et 20 faisant partie de la présente description. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, et des avantages de fonctionnement que son utilisation permet d'obtenir, il est fait référence aux dessins annexés et au texte descriptif, faisant partie de la présente 25 description, dans laquelle un mode de réalisation préféré de la présente invention est illustré. Sur les dessins annexés, faisant partie de la présente description, et sur lesquels des références numériques sont utilisées pour désigner des éléments identiques ou 30 fonctionnellement similaires : La figure 1 est une vue de côté, en coupe, d'un générateur de vapeur à passage unique dans lequel les principes de la présente invention peuvent être mis en pratique ; 35 La figure 2 est une vue de dessus, en coupe, d'un système de support de faisceau de tubes installé dans son environnement de fonctionnement selon la présente invention ; La figure 3 est une vue de côté, en coupe, d'un système de support de faisceau de tubes selon la présente 5 invention ; La figure 4 est une vue de côté, en coupe, prise le long de la ligne 4-4 de la figure 2, d'un système de déplacement de plaques de support de tubes selon la présente invention ; et 10 La figure 5 est une vue de côté, en coupe, d'un agencement de plaques de support de tubes incluant une pluralité de systèmes de déplacement de plaques de support de tubes selon la présente invention. La figure 1 illustre un générateur de vapeur à passage 15 unique, ou OTSG 10, comprenant une coque ou cuve sous pression 11, cylindrique, allongée verticalement, fermée à ses extrémités opposées par une tête supérieure 12 et une tête inférieure 13. La tête supérieure comprend une plaque tubulaire 20 supérieure 14, une entrée de réfrigérant primaire 15, un passage pour homme 16 et un trou d'inspection 17. Le passage pour homme 16 et le trou d'inspection 17 sont utilisés pour inspection et réparation aux moments où le générateur de vapeur 10 est à l'arrêt. La tête inférieure 25 13 comprend une vidange 18, une sortie de réfrigérant 20, un trou d'inspection 21, un passage pour homme 22 et une plaque tubulaire inférieure 23. Le générateur de vapeur 10 est supporté sur une jupe cylindrique ou conique 24 qui engage la surface externe de 30 la tête inférieure 13 afin de supporter le générateur de vapeur 10 au-dessus du plancher structurel 25. La longueur totale d'un générateur de vapeur type de la sorte considérée est d'environ 75 pieds entre le plancher 25 et l'extrémité toute supérieure de l'entrée de 35 réfrigérant primaire 15. Le diamètre total de l'unité 10, en outre, est supérieur à 12 pieds.

Au sein de la coque 11, une chemise, enveloppe ou chicane 26 de tubes, cylindrique, inférieure, enferme un faisceau de tubes d'échangeur de chaleur 27, dont une partie est illustrée sur la figure 1. Dans un générateur de vapeur du type considéré, en outre, le nombre de tubes enfermés au sein de la chemise 26 est supérieur à 15 000, chacun des tubes ayant un diamètre extérieur de 5/8 pouce. Il s'avère que l'Alloy 690 est un matériau de tube préféré pour utilisation dans les générateurs de vapeur du type décrit. Les tubes individuels 27 dans le faisceau de tubes sont chacun ancrés dans des trous respectifs formés dans les plaques tubulaires supérieure et inférieure 14 et 23 par tulipage, expansion ou soudage étanche des extrémités des tubes au sein des plaques tubulaires.

La chemise inférieure 26 est alignée au sein de la coque 11 au moyen de tiges d'alignement de chemise. La chemise inférieure 26 est fixée par des boulons à la plaque tubulaire inférieure 23 ou par soudage à des oreilles en saillie depuis l'extrémité inférieure de la coque 1. Le bord inférieur de la chemise 26 a un groupe d'orifices à eau rectangulaires 30 ou, dans une variante, une seule ouverture pleinement circonférentielle (non représentée) pour adapter le flux d'eau d'alimentation, d'entrée, à la chambre à colonne montante 19. L'extrémité supérieure de la chemise 26 crée également une communication de fluide entre la chambre à colonne montante 19 au sein de la chemise 26 et un espace annulaire 31 qui est formé entre la surface externe de la chemise inférieure 26 et la surface interne de la coque cylindrique 11 via un intervalle ou orifice de prélèvement de vapeur 32. Un système de tiges de support 28 est fixé au niveau de la plaque de support la plus élevée 45B, et consiste en segments filetés s'étendant entre la plaque tubulaire inférieure 23 et la plaque de support la plus basse 45A puis entre toutes les plaques de support 45 jusqu'à la plaque de support la plus élevée 45B.

Un collecteur d'entrée d'eau d'alimentation servant de réfrigérant secondaire, creux, en forme de tore, 34, délimite la surface externe de la coque 11. Le collecteur 34 est en communication de fluide avec l'espace annulaire 31 via un ensemble de buses d'entrée d'eau d'alimentation 35, disposées radialement. Comme indiqué par le sens des flèches de la figure 1, l'eau d'alimentation s'écoule depuis le collecteur 34 dans l'unité de générateur de vapeur 10 au moyen des buses 35 et 36. L'eau d'alimentation est déchargée des buses vers le bas via l'extrémité de l'espace annulaire 31 via les orifices d'eau 30 jusque dans la chambre à colonne montante 19. Au sein de la chambre à colonne montante 19, l'eau d'alimentation servant de réfrigérant secondaire s'écoule vers le haut au sein de la chemise 26 dans une direction qui est contraire au flux descendant du réfrigérant primaire au sein des tubes 27. Une plaque annulaire 37, soudée entre la surface interne de la coque 11 et la surface externe du bord inférieur d'une chemise, chicane ou enveloppe 33, cylindrique, supérieure, garantit que l'eau d'alimentation pénétrant dans l'espace annulaire 31 s'écoule vers le bas vers les orifices à eau 30 dans la direction indiquée par les flèches. Le fluide secondaire absorbe la chaleur provenant du fluide primaire via les tubes 27 dans le faisceau de tubes et se transforme en vapeur au sein de la chambre 19 qui est définie par les chemises 26 et 33. La chemise supérieure 33, également alignée avec la coque 11 au moyen de tiges d'alignement (non représentées sur la figure 1), est fixée dans une position appropriée parce qu'elle est soudée à la coque 11 via la plaque 37, juste au-dessous de buses de sortie de vapeur 40. La chemise supérieure 33, en outre, enveloppe environ un tiers des tubes 27 du faisceau. Un collecteur d'eau d'alimentation auxiliaire 41 est en communication de fluide avec la partie supérieure du faisceau de tubes via une ou plusieurs buses 42 qui pénètrent dans la coque 11 et la chemise supérieure 33. Ce système d'eau d'alimentation auxiliaire est utilisé, par exemple, pour remplir le générateur de vapeur 10 dans le cas peu vraisemblable où se produit une interruption du flux d'eau d'alimentation provenant du collecteur 34. Comme mentionné ci-dessus, l'eau d'alimentation, ou le réfrigérant secondaire, qui s'écoule vers le haut le long des tubes 27, dans la direction indiquée par les flèches, se transforme en vapeur. Dans le mode de réalisation servant d'illustration, en outre, cette vapeur est surchauffée avant d'atteindre le bord supérieur de la chemise supérieure 33. Cette vapeur surchauffée s'écoule, dans la direction indiquée par la flèche, au-dessus du sommet de la chemise 33 et, vers le bas, via un passage de sortie annulaire 43 qui est formé entre la surface externe de la chemise cylindrique supérieure 33 et la surface interne de la coque 11. La vapeur dans le passage 43 quitte le générateur de vapeur 10 via les buses de sortie de vapeur 40 qui sont en communication avec le passage 43.

Dans la manière qui précède, le réfrigérant secondaire passe de la température d'entrée d'eau d'alimentation à une température de vapeur surchauffée au niveau des buses de sortie 40. La plaque annulaire 37 empêche que la vapeur se mélange avec l'eau d'alimentation entrante dans l'espace annulaire 31. Le réfrigérant primaire, en transmettant cette chaleur au réfrigérant secondaire, s'écoule depuis un réacteur nucléaire (non représenté) jusqu'à l'entrée de réfrigérant primaire 15 dans la tête supérieure 12, via les tubes individuels 27 dans le faisceau de tubes d'échangeur de chaleur, dans la tête inférieure 13 et est déchargé via la sortie 20 pour achever une boucle en retour vers le réacteur nucléaire qui génère de la chaleur à partir de laquelle un travail utile est finalement extrait. Pour faciliter la fabrication, et en particulier l'insertion des tubes 27 au cours du processus de fabrication, les plaques de support de tubes 45 sont généralement alignées l'une avec l'autre et également avec les plaques tubulaires supérieure et inférieure. L'alignement des plaques de support de tubes 45 est conservé par des blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 (voir figure 2) disposés autour du périmètre des plaques de support de tubes entre les plaques de support de tubes et la surface interne de la chemise ou chicane 26, 33. Les blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 sont fixés à la chemise 26, 33 ou à une plaque de support de tubes 45, mais pas aux deux, et remplissent la plus grande partie, voire la totalité, du jeu existant entre les plaques de support de tubes 45 et la chemise 26, 33 en des emplacements discrets autour du périmètre des plaques de support de tubes. La chemise, qui est généralement un grand cylindre continu, est supportée latéralement au sein de la coque 11 de l'OTSG par des tiges d'alignement de chemise 49 (voir figure 2). Cet agencement de support crée un chemin de charge latéral depuis les tubes 27, via les plaques de support de tubes 45, jusqu'à la chemise 26, 33, qui est supportée par la coque 11. En référence à présent aux figures 2 à 5, la présente invention propose un système de support de faisceau de tubes 100 et un procédé pour aligner avec précision les plaques de support de tubes 45 au cours de la fabrication, avec des jeux minimaux entre les pièces, puis imposer un désalignement contrôlé tandis que le générateur de vapeur monte en température. Les plaques de support de tubes 45 sont installées avantageusement en une configuration alignée qui est compatible avec des procédés de fabrication normaux. Le déplacement pour produire le désalignement n'est réalisé que lorsque l'échangeur de chaleur a monté en température. Le déplacement pour désaligner les plaques de support de tubes 45 à l'état chaud peut, avantageusement, modérer la vibration des tubes en raison de mécanismes d'excitation des flux axiaux ou transversaux.

Le désalignement entre les différentes hauteurs des plaques de support de tubes 45 est partiellement réalisé au cours de la montée en température en fabriquant les plaques de support de tubes 45 à partir d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la chemise 26, 33. Des jeux radiaux 165, entre les plaques de support de tubes 45 et la chemise 26, 33 s'ouvrent aux positions des blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 tandis que le générateur de vapeur monte en température. Ces jeux radiaux créent un espace pour faciliter le décalage ou déplacement latéral des plaques de support de tubes 45 individuelles. Comme décrit de manière plus détaillée ci-dessous, le décalage ou déplacement latéral est obtenu au moyen d'un système de déplacement de plaques de support de tubes 150 ayant des ressorts hélicoïdaux 152 préchargés. Les ressorts hélicoïdaux 152 poussent sur les côtés des plaques de support de tubes 45 respectives au moyen de tiges de poussoirs 154. La différence de dilatation thermique entre la chemise 11, qui est, de préférence, faite d'acier au carbone, et les plaques de support de tubes 45, qui sont, de préférence, faites d'acier inoxydable 4105, crée un jeu opérationnel suffisant pour permettre un déplacement latéral effectif des plaques de support de tubes 45, modérant ainsi la vibration des tubes 27 due aux flux. Les jeux radiaux 165 peuvent être ramenés à zéro grâce à la force des tiges de poussoirs. Les blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 peuvent être installés avec un jeu initial afin de faciliter le mouvement des plaques de support de tubes à l'état chaud. Comme représenté sur la figure 5, en alternant la direction de poussée pour les plaques de support de tubes consécutives à différentes hauteurs, par exemple 45C, 45D, et 45E, le désalignement souhaité des plaques de support de tubes et le chargement des tubes 27 au sein des trous de plaques de support de tubes peuvent être obtenus. Il peut être inutile de désaligner latéralement toutes les hauteurs de plaques de support de tubes. Il peut, par exemple, être acceptable de décaler une plaque sur deux dans la même direction, tout en maintenant les plaques restantes dans leurs positions neutres pour obtenir le désalignement souhaité. En outre, il peut y avoir plus d'un système de déplacement de plaques de support de tubes 150 par hauteur de plaques de support de tubes. Le système de déplacement de plaques de support de tubes 150 peut donc être employé pour déplacer, de manière variable, la pluralité de plaques de support de tubes, dans une ou plusieurs directions différentes parmi une pluralité de directions, pour avoir des désalignements contrôlés sur une ou plusieurs plaques de support de tubes, d'une amplitude, et dans une direction, identique ou variable, et un ou plusieurs appareils étant prévus pour toute plaque de support de tubes individuelle.

Comme représenté sur la figure 14, un système de déplacement de plaques de support de tubes 150 est utilisé pour imposer des déplacements latéraux des plaques de support de tubes 45. Un ressort hélicoïdal comprimé 152 pousse sur l'extrémité externe 156 d'une tige de poussoir 154. La tige de poussoir 154 passe par des trous 161, 166 dans la coque 11 et la chemise 26, 33, respectivement, et entre en contact avec le bord externe de la plaque de support de tubes 45. L'orientation de la tige de poussoir 154, par rapport à la plaque de support de tubes 45, est illustrée sur les figures 2 et 3. La figure 3 illustre la tige de poussoir 154 en contact avec la plaque de support de tubes 45 dans la condition nominale, à l'état froid, telle que construite. A l'état froid, la plaque de support de tubes 45 est en contact avec les blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 au sein de la chemise 26, 33. La chemise 26, 33 est maintenue structurellement au sein de la coque 11 par les tiges d'alignement de chemise 49. A l'état froid, la position latérale de la plaque de support de tubes 45 est contrôlée par les blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48, disposés par intermittence autour du périmètre de la plaque de support de tubes 45. Comme représenté sur la figure 3, la force dans la tige de poussoir 154, dans les conditions telle que construite, à l'état froid, rencontre la réaction du ou des blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 sur le côté opposé de la plaque de support de tubes 45 sans qu'un décalage de la plaque de support de tubes 45 soit induit. Lorsque l'ensemble coque/chemise/plaque de support de tubes monte en température, le plus grand coefficient de dilatation thermique du matériau de la coque 11 et de la chemise 26, 33 par rapport à celui du matériau de la plaque de support de tubes 45 provoque une dilatation de la chemise 26, 33 par rapport à la plaque de support de tubes 45. Comme représenté sur la figure 5, dans cet état chaud, la tige de poussoir 154 provoque un déplacement ou décalage latéral 164 de la plaque de support de tubes 45 par rapport à la position initialement centrée 163 au sein de la chemise 26, 33. La force de compression dans la tige de poussoir 154 rencontre une réaction soit par contact avec les tubes 27, soit par contact avec les tubes 27 et aussi le ou les blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 sur le côté opposé de la plaque de support de tubes 45. Dans l'un ou l'autre cas, des forces de contact avec les tubes résultent, aboutissant à l'effet souhaité d'augmentation de l'efficacité de support des tubes. En référence à présent à la figure 4, le contrôle des forces de contact de tube à support, à l'état chaud, est obtenu en contrôlant la précharge initiale, à l'état froid, dans le ressort hélicoïdal comprimé 152. La charge dans le ressort hélicoïdal comprimé 152 peut être ajustée via un bouchon de visite 153 dans l'extrémité de la chambre sous pression 151. A l'état froid, dans la condition à l'arrêt, le bouchon de visite 153 peut être ôté, et par rotation de la vis de précharge de ressort 158, le piston de compression 157 est poussé vers le ressort hélicoïdal 152, comprimant celui-ci. Le ressort hélicoïdal comprimé 152 pousse contre le piston de tige de poussoir 155, qui charge la tige de poussoir 154 à la force souhaitée.

En outre, les forces de contact entre les tubes 27 et les plaques de support de tubes 45 peuvent être contrôlées en limitant le déplacement latéral, ou la course, de la tige de poussoir 154. Cette distance de course maximale peut être contrôlée en sélectionnant un matériau pour la plaque de support de tubes 45 ayant un coefficient de dilatation thermique souhaité, de manière que la course soit limitée par le jeu radial maximal à l'état chaud entre la plaque de support de tubes 45 et les blocs d'alignement de plaques de support de tubes 48 ou, dans une variante, en ajustant la longueur de la tige de poussoir 154 de manière que la distance initiale entre le piston de tige de poussoir 155 et la coque 11 soit contrôlée, limitant ainsi la plage de mouvement maximale entre le piston de tige de poussoir 155 et la coque 11.

Le matériau utilisé pour fabriquer la tige de poussoir 154 peut être sélectionné de façon à avoir un coefficient de dilatation thermique élevé pour faciliter son action de poussée. Compte tenu du trajet de fuite via le trou 161 dans la coque 11, la totalité de l'agencement de ressort hélicoïdal est contenue au sein d'une chambre sous pression 151, qui est fixée à la coque 11 au moyen d'un assemblage 160 boulonné, avec joints et à brides. De petits trous (non représentés) sont ménagés dans le piston de tige de poussoir 155, le piston de compression 157 et un étai de vis 159 pour permettre une égalisation de pression entre tous les volumes internes, ce qui élimine les charges de pression de fluide sur les pistons à ressorts. Les avantages de la présente invention sont mentionnés ci-dessous.

Le système de déplacement de plaques de support de tubes 150 ne comporte qu'une seule pièce, la tige de poussoir 154, qui est interne à la coque 11 de générateur de vapeur, ce qui rend minimal le risque de pièces mal assujetties. En dehors de la tige de poussoir 154, il n'y a pas de pièces au sein de la chemise 26 où se trouvent les tubes 27. En dehors de la tige de poussoir 154, toutes les pièces sont extérieures au générateur de vapeur, et sont contenues au sein d'une chambre sous pression 151 séparée. Le matériel pour mettre en oeuvre les forces de tige de poussoir est extérieur au générateur de vapeur, et est facilement accessible aux fins d'inspection, d'ajustement de précharge ou d'ajustement de longueur de course. Le concept peut être adapté après coup sur les modèles déjà existants, étant donné que peu de modifications internes sont requises. Inversement, le système de déplacement de plaques de support de tubes 150 peut être facilement enlevé, ce qui ramène l'agencement de support à son état d'origine. La chambre sous pression 151, externe, peut recevoir des variantes de mécanismes de charge de ressorts. Les trajets de charge normaux, utilisés pour la transmission de charges sismiques entre les tubes 27, les plaques de support de tubes 45, la chemise 26, 33 et la coque 11 ne sont pas altérés.

Les charges de désalignement de tige de poussoir rencontrent une réaction contre la coque 11, qui est un point d'ancrage rigide, par opposition à une réaction contre la chemise 26, qui est relativement flexible. La présente invention pousse les plaques de support de tubes 45 pour obtenir un désalignement, qui est préférable à une traction des plaques de support de tubes 45 puisqu'une fixation structurelle à la plaque de support de tubes 45 est alors inutile. Alors que des modes de réalisation et/ou détails spécifiques de la présente invention ont été décrits et indiqués ci-dessus pour illustrer l'application des principes de la présente invention, il est entendu que la présente invention peut être mise en œuvre telle que décrite plus en détail dans les revendications, ou telle qu'autrement connue par l'homme de l'art (avec tout et tous équivalents) sans s'éloigner de ces principes.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé pour assembler un générateur de vapeur (10) ayant une pluralité de tubes (27) espacés et parallèles pour écoulement de fluide en leur sein et les tubes transférant la chaleur par l'écoulement de fluide, le générateur de vapeur comportant, en outre, une pluralité de plaques de support de tubes (45) disposées transversalement aux tubes, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à : aligner les plaques de support de tubes (45) ; insérer les tubes via les plaques de support de tubes alignées ; et lors de la montée en température du générateur de vapeur, déplacer au moins une plaque de support pour la désaligner dans une direction latérale transversale aux tubes, ce qui augmente l'efficacité de support des tubes.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement de seulement une plaque de support (45) sur deux.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement, alternativement, d'une première pluralité de plaques de support (45) dans une première direction latérale transversale aux tubes et le déplacement d'une pluralité restante de plaques de support (45) dans une seconde direction, opposée à la première direction.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement d'une plaque de support (45) sur deux dans une première direction latérale transversale aux tubes et le déplacement des plaques de support (45) restantes dans une direction latérale transversale aux tubes et opposée à la première direction.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en 35 ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement de plaques de support (45) adjacentes dans la même direction latérale transversale aux tubes.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement d'une pluralité de plaques de support de tubes (45).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement variable de la pluralité de plaques de support de tubes (45)
8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement de la pluralité de plaques de support de tubes (45) dans une ou plusieurs directions différentes parmi une pluralité de directions.
9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de déplacement comprend, en outre, le déplacement variable d'une pluralité de plaques de support de tubes (45) dans une ou plusieurs directions différentes parmi une pluralité de directions.
10. Système de support de tubes (100) destiné à une utilisation dans un échangeur de chaleur ayant une pluralité de tubes (27) espacés et parallèles pour écoulement de fluide en leur sein et les tubes transférant la chaleur par l'écoulement de fluide, l'échangeur de chaleur comportant, en outre, une chemise cylindrique (26, 33), la chemise étant disposée au sein d'une coque sous pression cylindrique (11) et entourant les tubes, le système de support de tubes comprenant : une plaque de support de tubes (45) disposée transversalement aux tubes, la plaque de support de tubes étant réalisée à partir d'un matériau ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui de la chemise (26, 33) ; et un moyen pour déplacer la plaque de support de tubes 35 dans une direction latérale transversale aux tubes.
11. Système de support de tubes selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen pour déplacer la plaque de support de tubes est fixé à une surface externe de la coque.
12. Système de support de tubes selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen pour déplacer la plaque de support de tubes comprend une tige de poussoir (154) reliée à un ressort (152) qui pousse la tige de poussoir en contact avec un bord de la plaque de support de tubes, ce qui déplace la plaque de support de tubes.
13. Système de support de tubes selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ressort est situé extérieurement à la coque.
14. Système de support de tubes selon la revendication 12, caractérisé en ce que le ressort est préchargé
15. Système de support de tubes selon la revendication 12, caractérisé en ce que la tige de poussoir (154) est la seule pièce du système de support de tubes située au sein de la chemise.
16. Système de support de tubes selon la revendication 10, caractérisé en ce que la plaque de support de tubes est faite d'acier inoxydable 410S et la chemise est faite d'acier au carbone.
17. Système de support de tubes selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs moyens pour déplacer la plaque de support de tubes dans une direction latérale transversale aux tubes.
18. Système de déplacement de support de tubes (150) destiné à une utilisation dans un échangeur de chaleur ayant une pluralité de tubes (27) espacés et parallèles pour écoulement de fluide en leur sein et les tubes transférant la chaleur par l'écoulement de fluide, l'échangeur de chaleur comportant, en outre, des plaques de support de tubes (45) agencées transversalement aux tubes et une chemise cylindrique (26, 33), la chemise étant disposée au sein d'une coque sous pression cylindrique (11)et entourant les tubes, le système de déplacement de support de tubes comprenant une tige de poussoir (154) ayant une première extrémité destinée à entrer en contact avec une plaque de support de tubes (45) et une seconde extrémité opposée à la première extrémité en contact avec un piston de tige de poussoir (155) ; un ressort hélicoïdal (152) en contact avec le piston de tige de poussoir destiné à appliquer une force de déplacement latéral sur la tige de poussoir dans une direction transversale aux tubes ; une chambre sous pression (151) extérieure à la coque (11) contenant le ressort hélicoïdal (152) et le piston de tige de poussoir (155) ; et un moyen (160) pour fixer la chambre sous pression (151) à la surface externe de la coque.
19. Système de déplacement de support de tubes selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen, extérieur à la coque, pour ajuster la force appliquée sur la tige de poussoir par le ressort hélicoïdal.
20. Système de déplacement de support de tubes selon la revendication 18, caractérisé en ce que la longueur de la tige de poussoir est ajustée pour limiter le déplacement latéral maximal de la tige de poussoir.
21. Système de déplacement de support de tubes selon la revendication 18, caractérisé en ce que le matériau de la plaque de support de tubes est présélectionné pour limiter le déplacement latéral maximal de la tige de poussoir.
22. Système de déplacement de support de tubes selon la revendication 18, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal est préchargé.
23. Système de déplacement de support de tubes selon la revendication 18, caractérisé en ce que la chambre de 35 pression est fixée, de manière amovible, à la coque.