ITMI20071683A1

ITMI20071683A1 - Scambiatore di calore, in particolare operante come generatore di vapore di grande taglia

Info

Publication number: ITMI20071683A1
Authority: IT
Inventors: Luciano Cinotti
Original assignee: Luciano Cinotti; Del Nova Vis S R L
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-02-22
Also published as: WO2009024855A2; WO2009024855A3

Description

DESCRIZIONE

di Brevetto per Invenzione Industriale,

La presente invenzione è relativa ad uno scambiatore di calore, particolarmente adatto a operare come generatore di vapore di grande taglia.

Gli scambiatori di calore ed in particolare i generatori di vapore sono componenti di uso frequente in numerose applicazioni industriali. In alcuni impianti è richiesto l'uso di scambiatori di calore di grande potenza (e grande taglia) operanti ad alta temperatura ed alta pressione, talvolta anche con fluidi o gas radioattivi per i quali si richiede grande affidabilità. In altri impianti, tipicamente impianti nucleari ed impianti basati sul solare termodinamico è richiesto l'uso di generatori di vapore alimentati con diversi fluidi di processo quali gas, metalli liquidi o sali fusi. Secondo soluzioni note, gli scambiatori di calore possono essere a tubi elicoidali (cioè in cui i tubi di scambio termico sono avvolti ad elica attorno ad un asse, con spire spaziate lungo l'asse), tubi dritti, tubi ad U, tutti presentando vari inconvenienti soprattutto in termini di ingombri e di efficacia fluidodinamica e di scambio termico. In particolare, nelle applicazioni più gravose sono in genere preferiti scambiatori/generatori di vapore a tubi elicoidali che presentano un'ottima capacità di assorbire i gradienti termici legati al funzionamento; tuttavia, gli scambiatori a tubi elicoidali sono relativamente complessi e costosi da realizzare e i tubi richiedono un sistema di supporto particolarmente complesso e che può essere danneggiato dalle vibrazioni fluidoindotte; inoltre, per ridurre le perdite di carico del fluido che circola in flusso trasversale all'esterno dei tubi (generalmente dall'alto verso il basso), è necessario limitarne la velocità distanziando molto i tubi, con incremento delle dimensioni dello scambiatore.

È uno scopo della presente invenzione quello di fornire uno scambiatore di calore che superi gli inconvenienti evidenziati delle soluzioni note e presenti vantaggi costruttivi e di sicurezza.

La presente invenzione è dunque relativa ad uno scambiatore di calore, in particolare un generatore di vapore, come definito nell'annessa rivendicazione 1 e, per le sue caratteristiche ausiliare e configurazioni impiantistiche, nelle rivendicazioni dipendenti.

L'invenzione è descritta nei seguenti esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

la figura 1 è una vista schematica in sezione longitudinale di uno scambiatore di calore in accordo al trovato, con dettagli riportati in scala ingrandita; - la figura 2 è una vista schematica in sezione trasversale dello scambiatore di figura 1, con parti rimosse per chiarezza;

la figura 3 mostra un ulteriore dettaglio in scala ingrandita dello scambiatore figura 1;

le figure 4-5 sono viste schematiche in sezione longitudinale di rispettive forme di attuazione alternative dello scambiatore di calore in accordo al trovato .

Con riferimento alle figure 1 e 2, uno scambiatore 1 di calore comprende una struttura di convogllamento 11 di un primo fluido FI di processo, e una pluralità di tubi 12 di scambio termico in cui circola un secondo fluido F2 di processo.

La struttura di convogllamento 11 comprende un involucro 2 sostanzialmente cilindrico, che si estende lungo un asse A e presenta elementi 3, 4 di chiusura posti a rispettive estremità longitudinali dell'involucro 2; almeno un condotto 5 di ingresso e almeno un condotto 6 di uscita del fluido FI, disposti attraverso rispettivi bocchelli dell'involucro 2; e un elemento 7 distributore tubolare, sostanzialmente cilindrico e alloggiato coassiale all'interno dell'involucro 2 a definire, insieme all'involucro 2, una camera 8 anulare. L'elemento 7 si protende dall'elemento 3 di chiusura lungo l'asse A ed è conformato sostanzialmente a forma di bicchiere, presentando una parete laterale 26 sostanzialmente cilindrica, munita di fori 27 calibrati radialmente passanti, e una parete di fondo 28 inferiore.

I tubi 12 sono individualmente collegati, tramite rispettive estremità opposte, a un collettore 9 di mandata e a un collettore 10 di ritorno del fluido F2 che, nell'esempio mostrato, sono esterni all'involucro 2. Nel caso in cui lo scambiatore 1 operi come generatore di vapore, il fluido F2 circolante nei tubi 12 è acqua portata a ebollizione nei tubi 12 e i collettori 9, 10 costituiscono rispettivamente il collettore di mandata acqua e il collettore di ritorno vapore. I tubi 12 hanno rispettive porzioni 13 a spirale sostanzialmente piane avvolte attorno all'asse A e disposte sovrapposte una all'altra su più livelli a formare un fascio tubiero 14 sostanzialmente anulare disposto nella camera 8.

Si intende con "porzione a spirale" una porzione avente forma essenzialmente di spirale o prossima a spirale, avvolta su se stessa e attorno a un asse centrale (asse A) e avente un piano di giacitura unico. Ciascuna porzione 13 a spirale è costituita da una pluralità di spire 15 sostanzialmente concentriche disposte una dentro l'altra attorno all'asse A e giacenti sostanzialmente su un piano comune perpendicolare all'asse A.

Le porzioni 13 a spirale sono disposte sovrapposte una all'altra su più livelli a formare il fascio tubiero 14. Su ogni livello può essere disposta la porzione a spirale di un solo tubo, oppure su ogni livello possono essere disposte le porzioni a spirale di due o più tubi, le spire dei diversi tubi del livello essendo inserite (concatenate) una nell'altra e giacendo su un piano comune, in maniera tale che alla spira ennesima di un tubo succeda la spira ennesima del tubo successivo e così via.

Ciascun tubo 12 comprende, oltre alla porzione 13 a spirale, un ramo 16 di mandata che collega una estremità radialmente esterna della porzione 13 al collettore 9, e un ramo 17 di ritorno che collega una estremità radialmente interna della porzione 13 al collettore 10. I rami 16, 17 sono conformati in modo tale da collegare le estremità delle porzioni 13 con i collettori 9, 10 e quindi saranno variamente conformati e disposti a seconda della posizione dei collettori 9, 10 rispetto al fascio tubiero 14. Nell'esempio mostrato nelle figure 1-2, i rami 16, 17 sono sostanzialmente ortogonali alle porzioni 13 e sono disposti circonferenzialmente affiancati uno all'altro attorno al fascio tubiero 14, in un volume anulare 30 delimitato tra il fascio tubiero 14 e l'involucro 2, e rispettivamente in un volume 29 centrale interno al fascio tubiero 14, sostanzialmente cilindrico e in cui è disposto anche l'elemento 7 (i rami 17 essendo disposti tra il fascio tubiero 14 e l'elemento 7). I rami 16, 17 sono opzionalmente supportati da supporti laterali (non illustrati), che sono disposti spaziati circonferenzialmente e assialmente e si protendono radialmente dall'involucro 2 e/o dall'elemento 7 e/o da travi di supporto parallele all'asse A.

Le porzioni 13 a spirale sono rigidamente supportate in una pluralità di posizioni circonferenziali tramite rispettivi supporti 18 disposti radialmente nella camera 8 e angolarmente spaziati uno dall'altro.

Come mostrato nei dettagli ingranditi di figura 1, ogni supporto 18 comprende una pluralità di elementi 19 orizzontali, disposti radialmente rispetto all'asse A e sovrapposti a formare un supporto 18 a colonna che si estende verticalmente sostanzialmente per l'intera altezza del fascio tubiero 14. Ciascun elemento 19 è interposto tra le porzioni 13 a spirale poste a due livelli consecutivi, e presenta due serie di sedi 20 a sella disposte su facce opposte dell'elemento 19 e alloggianti dette porzioni 13 poste a livelli consecutivi .

Come mostrato in figura 2, alcuni supporti 18a si estendono radialmente per l'intera estensione radiale del fascio tubiero 14 e sono guidati a rispettive estremità opposte da riscontri 24 (uno solo dei quali mostrato in figura 2), portati per esempio dall'involucro 2 e/o dall'elemento 7 o da travi sostanzialmente parallele all'asse A e vincolate superiormente e/o inferiormente agli elementi 3, 4 di chiusura, in maniera tale da mantenere centrato il fascio tubiero 14. Altri supporti 18b si estendono radialmente per meno dell'estensione radiale del fascio tubiero 14 e sono svincolati dall'involucro 2 e/o dall'elemento 7 per dare maggiore flessibilità al fascio tubiero 14.

Con riferimento anche alla figura 3, lo scambiatore 1 comprende un sistema 90 meccanico regolabile di pre-compressione del fascio tubiero 14, preferibilmente ubicato nella parte fredda dello scambiatore 1 (parte superiore), in cui le porzioni 13 a spirale dei tubi 12 sono serrate a pacco e compresse da elementi spingitori 21 elastici pre-tensionati, interposti tra il fascio tubiero 14 ed elementi 22 fissi di contrasto fissati all'involucro 2 dello scambiatore 1, e agenti sulle porzioni 13 a spirale e/o sui supporti 18 per serrare assialmente (verticalmente) il fascio tubiero 14.

Nell'esempio non limitativo mostrato, ciascun elemento spingitore 21 comprende un pacco molle 31 e una coppia vite-madrevite 32 di regolazione.

Il pacco molle 31 comprende una o più molle 33 portate da un telaio 34 di supporto che coopera in battuta, tramite una piastra 35, con un puntone 38 di spinta; il puntone 38 trasferisce il carico delle molle 33 a una piastra 37 scorrevole, disposta nella camera 8 sopra il fascio tubiero 14 e che appoggia direttamente sui supporti 18. La piastra 37 è centrata sull'asse A dello scambiatore 1 tramite riscontri 39 di guida solidali all'elemento 3.

La coppia vite-madrevite 32 è installata su una campana 40 di reazione fissata solidalmente (per esempio tramite accoppiamento filettato) all'elemento 3 e che costituisce l'elemento 22 fisso di contrasto che consente al pacco molle 31 di caricare i supporti 18. La coppia vite-madrevite 32 comprende una bussola 42, calettata sulla campana 40 e internamente provvista di una porzione madrevite, e un'asta 41 filettata scorrevole nella bussola 42 e che impegna la porzione madrevite. L'asta 41 agisce tramite organi 43 intermedi di collegamento sul pacco molle 31. Il precarico del pacco molle 31 è realizzato agendo su un codolo superiore dell'asta 41 e bloccandola con un controdado. Una cuffia 44 racchiude la campana 40 ed è accoppiata a tenuta di fluido all'elemento 3.

In uso, il fluido FI entra attraverso il condotto 5 di ingresso nel volume 29, viene distribuito radialmente dall'elemento 7 attraverso i fori 27 (calibrati in modo tale che l'elemento 7 distribuisca sostanzialmente uniformemente la portata del fluido FI ai vari livelli del fascio tubiero 14), attraversa radialmente il fascio tubiero 14, percorre assialmente e circonferenzialmente il volume anulare 30 per raggiungere infine il condotto 6 di uscita.

Il fluido F2 passa dal collettore 9, attraverso i singoli tubi 12, al collettore 10; il fluido F2 percorre ciascuna porzione 13 a spirale dei tubi 12 dall'estremità radialmente esterna all'estremità radialmente interna, per cui le componenti radiali di velocità dei due fluidi FI, F2 lungo un medesimo raggio delle porzioni 13 a spirale sono quindi di segno opposto.

In figura 4, nella quale i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, è mostrato uno scambiatore 1 di calore, in particolare un generatore di vapore, particolarmente adatto nel caso in cui il fluido FI è un metallo liquido.

In questa applicazione, il condotto 5 di ingresso del fluido FI comunica direttamente, anziché con il volume 29 centrale come nell'esempio delle figure 1-2, con il volume anulare 30 delimitato tra l'involucro 2 e il fascio tubiero 14. La struttura di convogliamento 11 comprende in questo caso un elemento 77 tubolare disposto coassiale nell'involucro 2 al di sopra del fascio tubiero 14 in corrispondenza del condotto 5. Il volume 29 comunica invece con il condotto 6 di uscita del fluido FI. Il fluido FI entra nell'involucro 2 attraverso il condotto 5, fluisce verticalmente nel volume anulare 30 tra l'involucro 2 e il fascio tubiero 14, attraversa radialmente il fascio tubiero 14 sfociando nel volume 29 da cui fluisce verticalmente verso il condotto 6.

L'elemento 77 separa un collettore 47 caldo radialmente esterno e un collettore 48 freddo radialmente interno, nei quali il fluido FI raggiunge rispettivi livelli prefissati. Al di sopra del fluido FI nei collettori 47, 48 è disposto un volume di gas 45 di copertura che permette di ridurre gli effetti di aumento di pressione conseguenti ad una eventuale rottura di uno o più tubi 12.

Il sistema 90 e specificamente gli elementi spingitori 21 sono disposti ancora nella parte fredda dello scambiatore 1 che, in questo caso, è quella inferiore. Il fascio tubiero 14 è serrato tra una piastra 50 superiore fissa, cooperante in battuta contro mensole 51 fissate all'involucro 2, ed una piastra 52 inferiore mobile lungo l'asse A rispetto all'involucro 2 e provvista di una guarnizione 53 scorrevole; la piastra 52 è sorretta assialmente dagli elementi spingitori 21 che sono portati da mensole 54 fissate all'involucro 2.

Una coibentazione 55 sulla faccia superiore della piastra 50 ed una coibentazione 56 sulla faccia inferiore della piastra 52 riducono il gradiente termico nello spessore delle piastre 50, 52. Una coibentazione 57 disposta per una certa altezza su una superficie interna dell'involucro 2, al di sotto della piastra 52, riduce il gradiente termico assiale nella parete dell'involucro 2.

I tubi 12 di scambio attraversano a tenuta l'involucro 2 per raggrupparsi su collettori 9, 10 esterni all'involucro 2.

Gli elementi spingitori 21 possono essere regolati intervenendo attraverso un passo d'uomo 49.

In figura 5, nella quale i dettagli simili o uguali a quelli già descritti sono indicati con i medesimi numeri, è mostrato uno scambiatore di calore 1, specificamente un generatore di vapore, particolarmente adatto nel caso in cui il fluido FI è un gas.

Il fascio tubiero 14 è sempre serrato tra una coppia di piastre 61, 63 di estremità: la piastra 63 inferiore è fissa e sorretta da mensole 64 fissate all'involucro 2, e la piastra 61 superiore è mobile parallelamente all'asse A e caricata dagli elementi spingitori 21 portati da mensole 65 fissate all'involucro 2.

Il condotto 5 di ingresso e il condotto 6 di uscita del fluido FI sono disposti sostanzialmente coassiali in un bocchello comune dell'involucro 2. Il condotto 5 è collegato ad una struttura di raccordo 58 sostenuta dall'involucro 2 tramite un elemento di supporto 59, per esempio sostanzialmente conico. La struttura di raccordo 58 è munita di una tenuta 60 scorrevole cooperante con la piastra 61 e di una coibentazione 62 di protezione termica disposta su una superficie interna della struttura di raccordo 58.

Il fluido FI entra all'interno dello scambiatore/generatore di vapore 1 attraverso il condotto 5 e viene deviato dalla struttura di raccordo 58 nel volume 29 interno al fascio tubiero 14, e attraversa poi radialmente il fascio tubiero 14 sfociando nel volume anulare 30 da cui fluisce verticalmente verso condotti 66 di collegamento che sono connessi ad una soffiante 67 che rinvia il fluido FI in un collettore 68 che alimenta il condotto 6 di uscita. Il fluido F2 proveniente dal collettore 9 percorre le porzioni 13 a spirale dalle estremità radialmente esterne alle estremità radialmente interne, per poi raggiungere il collettore 10.

I collettori 9, 10 sono disposti uno dentro l'altro e sostanzialmente coassiali ad una estremità dell'involucro 2. I collettori 9, 10 sono accorpati meccanicamente in un unico corpo collettore 78 idraulicamente diviso in una parte tubolare centrale, definente il collettore 10, e in una parte anulare disposta sostanzialmente attorno alla parte tubolare centrale e definente il collettore 9. In particolare, il collettore 10 è definito all'interno di un tubo 69 disposto sostanzialmente lungo l'asse A a prolungamento di una tubazione 70 di uscita vapore; il tubo 69 delimita esternamente, insieme a un elemento 76 tubolare disposto attorno al tubo 69 e attraverso l'involucro 2, un condotto anulare 71 di collegamento del collettore 9 a una tubazione 72 di alimentazione acqua.

Il tubo 69, esternamente munito di una coibentazione 75, è libero di dilatarsi assialmente mediante un accoppiamento 73 a tenuta scorrevole, realizzato ad esempio su una superficie cilindrica 74 interna del collettore 10.

Da quanto esposto emergono evidenti i vantaggi della presente invenzione.

La forma a spirale dei tubi 12 di scambio termico presenta gli stessi vantaggi della forma ad elica per quanto riguarda l'assorbimento delle dilatazioni termiche.

L'adozione di un fascio tubiero 14 con tubi 12 a forma di spirale e con flusso radiale del fluido primario porta ad una grande sezione di passaggio per il fluido primario stesso, con conseguente possibilità di limitare la velocità del fluido primario anche con posizionamento ravvicinato dei tubi e una significativa riduzione del volume dello scambiatore (indicativamente della metà rispetto, ad esempio, a soluzioni note a tubi elicoidali).

La riduzione della velocità del fluido primario e il minor numero di schiere di tubi da attraversare (in direzione radiale) permette una drastica riduzione delle perdite di carico del fluido primario (indicativamente di una decade rispetto a soluzioni note a tubi elicoidali).

Una migliore uniformità della velocità radiale del fluido primario tra parte più interna dello scambiatore e parte più esterna può essere ottenuta variando il passo radiale tra le spirali: più grande nella parte più interna e più piccolo nella parte più esterna.

Sia la realizzazione sia il montaggio di tubi con porzioni a spirale sono molto più semplici ed economici di quelli di tubi elicoidali.

Non vi è il rischio di rottura di un supporto 18 con effetto domino su tutti gli altri perché i supporti 18 sono caricati a compressione ed esercitano una compressione costante sui tubi 12 mediante un sistema estremamente affidabile posizionato nella parte più fredda dello scambiatore.

Il sistema 90 di pre-compressione con elementi elastici, che sono precaricati al montaggio e dimensionati in modo tale da lavorare sempre in campo elastico nelle varie configurazioni di funzionamento possibili, assicura una compressione predefinita tra porzioni 13 a spirale e supporti 18 entro un intervallo definito dalla loro caratteristica elastica. Il sistema 90 assicura anche un limite agli spostamenti massimi che possono aver luogo ad esempio a seguito di rottura di un tubo 12.

Sono possibili varie configurazioni dei percorsi d'ingresso ed uscita dei fluidi di processo, in funzione sia della natura dei fluidi di processo sia delle condizioni di funzionamento dello scambiatore.

Nelle applicazioni dello scambiatore 1 come generatore di vapore operante con metallo liquido, la soluzione si presta, secondo provvedimenti noti, all'inserimento di un gas di copertura del metallo liquido per ridurre la pressurizzazione dell'involucro 2 dello scambiatore in caso di rottura dei tubi 12.

Nelle applicazioni dello scambiatore 1 come generatore di vapore operante con gas, la soluzione si presta all'adozióne di una soffiante integrata all'interno del contenitore 2.

Resta infine inteso che allo scambiatore di calore qui descritto ed illustrato possono essere apportate numerose modifiche e varianti che non escono dall'ambito delle annesse rivendicazioni.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Scambiatore (1) di calore, in particolare generatore di vapore, avente una struttura di convogliamento (11) di un primo fluido (FI) di processo e una pluralità di tubi (12) di scambio termico in cui circola un secondo fluido (F2) di processo; lo scambiatore essendo caratterizzato dal fatto che i tubi (12) di scambio termico hanno rispettive porzioni (13) a spirale sostanzialmente piane disposte sovrapposte una all'altra su più livelli a formare un fascio tubiero (14) sostanzialmente anulare.
2. Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 1, in cui lo scambiatore si estende lungo un asse (A) e la porzione (13) a spirale di ciascun tubo (12) è avvolta attorno all'asse (A) ed è formata da una pluralità di spire (15) sostanzialmente concentriche e giacenti su un piano comune sostanzialmente perpendicolare all'asse (A).
3 . Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 2, in cui su ogni livello è disposta la porzione (13) a spirale di un solo tubo (12), oppure su ogni livello sono disposte le porzioni a spirale di due o più tubi, le spire (15) dei diversi tubi del livello essendo inserite una nell'altra in maniera tale che alla spira ennesima di un tubo succeda la spira ennesima del tubo successivo e così via.
4. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il fascio tubiero (14) delimita un volume (29) centrale sostanzialmente cilindrico che definisce un condotto di passaggio del primo fluido (FI) di processo.
5. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura di convogllamento (11) è conformata in modo tale che il primo fluido (FI) di processo attraversi sostanzialmente radialmente il fascio tubiero (14) lambendo esternamente i tubi (12).
6 . Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura di convogllamento (11) comprende un elemento (7) distributore, provvisto di fori (27) calibrati per distribuire sostanzialmente uniformemente la portata del primo fluido (FI) di processo ai vari livelli del fascio tubiero (14).
7 . Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le componenti radiali di velocità del primo e del secondo fluido (FI, F2) di processo lungo un medesimo raggio delle porzioni (13) a spirale sono di segno opposto.
8. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura di convogliamento comprende un involucro (2) che alloggia internamente il fascio tubiero (14) e delimita insieme al fascio tubiero un volume anulare (30) di passaggio del primo fluido (FI) di processo.
9. Scambiatore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i tubi (12) sono collegati a un collettore (9) di mandata e a un collettore (10) di ritorno del secondo fluido (F2) di processo, e le porzioni (13) a spirale più lontane dai collettori (9, 10) presentano un numero di spire (15) inferiore per ottenere una maggiore uniformità di lunghezza tra i tubi (12).
10. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le porzioni 13 a spirale presentano spire 15 radialmente interne aventi passo radiale superiore al passo radiale di spire radialmente esterne, per ottenere una maggiore uniformità di velocità del primo fluido (FI) di processo.
11. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui le porzioni (13) a spirale sono rigidamente supportate in una pluralità di posizioni circonferenziali tramite rispettivi supporti (18) disposti radialmente e angolarmente spaziati uno dall'altro .
12 . Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 11, in cui ogni supporto (18) comprende una pluralità di elementi (19) sovrapposti a formare una colonna che si estende sostanzialmente per l'intera altezza del fascio tubiero (14).
13. Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 12, in cui ciascun elemento (19) è interposto tra porzioni (13) a spirale poste a due livelli consecutivi, e presenta due serie di sedi (20) disposte su facce opposte dell'elemento (19) e alloggianti dette porzioni (13) a spirale poste a livelli consecutivi.
14. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni da 11 a 13, in cui alcuni supporti (18a) si estendono radialmente per l'intera estensione radiale del fascio tubiero (14) e sono guidati a rispettive estremità opposte da riscontri (24) in maniera tale da mantenere centrato il fascio tubiero (14).
15. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni da 11 a 14, in cui alcuni supporti (18b) si estendono radialmente per meno dell'estensione radiale del fascio tubiero (14) per dare maggiore flessibilità al fascio tubiero (14).
16 . Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui lo scambiatore (1) comprende un sistema (90) regolabile di precompressione del fascio tubiero (14).
17 . Scambiatore di calore secondo la rivendicazione 16, in cui il sistema (90) regolabile di pre-compressione è un sistema meccanico in cui le porzioni (13) a spirale sono serrate a pacco e compresse da elementi spingitori (21) elastici pretensionati agenti sulle porzioni (13) a spirale e/o su supporti (18) delle porzioni (13) a spirale per serrare assialmente il fascio tubiero (14).
18. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun tubo (12) comprende una porzione (13) a spirale, e un ramo (16) di mandata e un ramo (17) di ritorno sostanzialmente ortogonali alla porzione (13) a spirale e collegati a rispettive estremità radialmente opposte della porzione (13) a spirale; i rami (16) di mandata e i rami (17) di ritorno essendo disposti circonferenzialmente affiancati uno all'altro attorno al fascio tubiero (14) e rispettivamente all'esterno del fascio tubiero (14), o viceversa.
19. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, operante come generatore di vapore lato tubi, in cui il secondo fluido (F2) di processo è acqua portata a ebollizione nei tubi (12) di scambio termico.
20. Scambiatore di calore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui un volume di gas di copertura (45) è posto in una zona superiore dello scambiatore sopra il primo fluido (FI) di processo per fronteggiare un incidente di pressurizzazione conseguente alla rottura di uno o più tubi (12) di scambio termico.
21. Scambiatore secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui i tubi (12) sono collegati a un collettore (9) di mandata e a un collettore (10) di ritorno che sono disposti uno dentro l'altro e sostanzialmente coassiali e accorpati meccanicamente in un unico corpo collettore (78) idraulicamente diviso in una parte tubolare centrale e in una parte anulare disposta sostanzialmente attorno alla parte tubolare centrale e definenti detti collettori (9, 10).