EP0128452A1 - Faisceau tubulaire modulaire pour condenseur de vapeur et condenseur de vapeur en faisant application - Google Patents

Faisceau tubulaire modulaire pour condenseur de vapeur et condenseur de vapeur en faisant application Download PDF

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EP0128452A1
EP0128452A1 EP84106106A EP84106106A EP0128452A1 EP 0128452 A1 EP0128452 A1 EP 0128452A1 EP 84106106 A EP84106106 A EP 84106106A EP 84106106 A EP84106106 A EP 84106106A EP 0128452 A1 EP0128452 A1 EP 0128452A1
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condenser
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/906—Reinforcement

Definitions

  • the present invention relates to steam condensers. It is known that a steam condenser for a power plant is constituted by a set of tubes joined at each of their ends by a tubular plate, the assembly being placed in a condenser body joined to the exhaust of the turbines and a box water being attached to each tube plate.
  • Figures 1 and 2 thus show a known embodiment, produced at the San Onofré power plant in the United States in California, of a steam condenser in which the tube bundle, comprising tubes 1 and two tube plates 2 and 3 , is produced in the factory and then assembled, on site, to the condenser body 4.
  • the tube bundle is made up of four modules assembled at the time of assembly.
  • the body On site, before the arrival of the four modules, the body ends on the right with parts 5 and 6.
  • the known part 4 with four windows shows it in FIG. 2 and is used for assembling the modules.
  • the body On the left, the body ends at 7.
  • the tubular plate 3 of each module is connected to a frame 8 by means of screws 9; to each frame 8 are welded parts 10 and 11 on the appropriate faces so as to close the condenser body.
  • the water box 12 on the left ends with a plate 13, the shape of which is also shown in FIG. 2. This plate is used to assemble the four tubular plates 3.
  • each module comprises on the right only the tube plate 2 and on the left, in addition to the tube plate 3, the parts 8, 10 and 11.
  • the module thus composed is introduced from the right towards the left through one of the four windows of room 6 until the tube plate 2 comes into abutment against the part 6, by means of a seal 18.
  • the assembly is then fixed by means of screws 15 and the weld 17 is made which connects the plates 11 to the body 4.
  • the water box 12 is fixed, 13 by means of screws 16.
  • Seals 18 and 19 are placed respectively between the tube plate 2 and the part 6 and between the tube plate 3 and the frames 8, and a seal 14 is also placed between the frame 13 and the tube plate 3.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks and to provide a more satisfactory, more practical and safer solution.
  • the subject of the invention is therefore a modular tubular bundle for a steam condenser comprising two tubular plates, a series of tubes connecting the two tubular plates and a set of support spacer plates distributed between the two tubular plates, characterized in that the two plates tubulars have the same dimension, each being surrounded by a thicker reinforcement frame than said tubular plate and in that tie rods, provided with means for adjusting their length, join the two tubular plates, said tie rods being fixed on said frames and distributed along the frames.
  • the invention also relates to a steam condenser comprising an envelope containing a tubular bundle associated at each end with a water box, characterized in that said tubular bundle is produced by the parallel assembly of n said modular tubular bundles.
  • the assembly of the n modular tubular bundles is carried out at each end of the assembly to be connected, by means of an assembly flange with n windows, bearing against the reinforcing frame of each modular bundle, on the external side with respect to the tubes and fixed to these frames, the external perimeter of the flange having an external rim extending beyond the external perimeter of the assembled tube bundle, said flange being fixed along said outer edge against a flange fixed to said casing of the condenser, the passage dimension inside said flange being identical on each side of the condenser.
  • FIG. 3 thus shows a modular tubular bundle according to the invention. It comprises two tubular plates 20 and 21, a set of tubes 22 and a set of support spacer plates 23. Each tubular plate is surrounded by a reinforcing frame: 24 for the tubular plate 20 and 25 for the tubular plate 21. These frames reinforcements are welded to their respective tube plate. Finally, a series of tie rods 26 connect the two plates and allow, by means of an adjustment of their length, shown in enlarged view in FIG. 4, to adjust the spacing of the plates exactly. The tie rods are spaced approximately 500 mm apart. At least some of the support spacer plates 23 are connected to the tie rods 26 to aeeroitre the rigidity of the assembly.
  • the adjustment system comprises a sleeve 27 having a bore passing right through it and tapped on one side with a pitch to the right and on the other with a pitch to the left.
  • the tie rods 26 are in two parts 26a and 26b screwing into the sleeve.
  • the frames 24 and 25 and the tie rods 26 and the support spacer plates 23 provide the assembly with excellent rigidity.
  • the module is symmetrical, the tubular plates having the same dimension on the right and on the left.
  • FIG. 5 shows the way in which a module, such as that shown in FIG. 3, is assembled with three other identical modules, the whole being mounted in a condenser jacket.
  • the condenser comprises an outer casing 29 partially shown.
  • a flange 30 is welded to the casing so as to allow all of the four assembled modules to be fixed in the casing.
  • This figure 5 represents only a small part but the whole is symmetrical, the assembly being identical on the right and on the left as well as above and below.
  • the modules are assembled together by means of a flange 31 bearing on the four frames 25 of the four modules that we want to assemble.
  • FIG. 6 shows the geometry of this flange 31.
  • the fixing is carried out by means of studs 32 passing through holes 32a of the flange 31, and nuts 33.
  • Two seals 34 and 35 are interposed around the periphery of each frame 25 of each module between the flange 31 and the respective frames 25.
  • support bars 36 are interposed all along the flange in 500 mm sections between the nuts 33 and the flange 31.
  • the external perimeter of the flange 31 carries an external extension 37 extending beyond the external perimeter of the complete tubular bundle assembled so as to fix the assembly against the flange 30 by means of threaded rods 38 passing through holes 38a of the flange, and nuts 39 and 40, fixing at the same time the water box 41 provided with an assembly flange 42.
  • Two seals 43 and 44 are interposed between the outer edge 37 of the flange 31 and the flange 30 .
  • a support frame 45 and a seal 46 are interposed between the flange 42 and the flange 31.
  • FIG. 7 is an enlarged view of the surrounded part VII of FIG. 5.
  • FIG 8 shows a variant of Figure 7 in which the seals 34, 35 are protected by a hydraulic barrier.
  • each reinforcing frame 25 has a counterbore 47 over its entire periphery, this counterbore being connected by a channel 48 and 49 to a water inlet not shown at a pressure higher than the cooling water arriving in the box. water 41 ( Figure 5).
  • the support plates 36 are then replaced by thick washers 50, individual. Seals 51 and 52 are interposed between the flange 31 and the washers 50 and between the washers 50 and the rods 32.
  • the flange 31 is fixed to the frames 25 of the modules by screwing means, which constitutes a preferred embodiment.
  • screwing means which constitutes a preferred embodiment.

Abstract

Faisceau tubulaire modulaire pour condenseur de vapeur comprenant deux plaques tubulaires (24, 25), une série de tubes (22) reliant les deux plaques tubulaires et un ensemble de plaques entretoises supports (23) réparties entre les deux plaques tubulaires, caractérisé en ce que les deux plaques tubulaires ont la même dimension, chacune étant entourée d'un cadre renfort (24, 25) plus épais que ladite plaque tubulaire et en ce que des tirants (26), pourvus de moyens de réglage (27) de leur longueur, réunissent les deux plaques tubulaires, lesdits tirants étant fixés sur lesdits cadres et répartis le long des cadres.

Description

  • La présente invention concerne les condenseurs de vapeur. On sait qu'un condenseur de vapeur pour centrale électrique est constitué par un ensemble de tubes réunis à chacune de leurs extrémités par une plaque tubulaire, l'ensemble étant placé dans un corps de condenseur réuni à l'échappement des turbines et une boite à eau étant fixée à chaque plaque tubulaire.
  • Habituellement, le montage des tubes dans les plaques tubulaires et leur dudgeonnage ou soudage s'effectue sur le site de la centrale ; or, cette opération est de longue durée, le nombre de tubes à enfiler étant considérable.
  • On a donc cherché à réaliser des faisceaux tubulaires modulaires construits en usine de façon à limiter au maximum le nombre d'opération à réaliser sur le chantier et donc le temps passé sur le site.
  • Les figures 1 et 2 montrent ainsi un exemple de réalisation connu, réalisé à la centrale de San Onofré aux Etats-Unis en Californie, d'un condenseur de vapeur dans lequel le faisceau tubulaire, comprenant des tubes 1 et deux plaques tubulaires 2 et 3, est réalisé en usine puis assemblé, sur le site, au corps de condenseur 4.
  • Le faisceau tubulaire est réalisé en quatre modules assemblés au moment du montage. Sur place, avant l'arrivée des quatre modules le corps se termine à droite par des pièces 5 et 6. La pièce 6 quatre fenêtres connue le montre la figure 2 et sert à l'assemblage des modules. A gauche, le corps se termine en 7. La plaque tubulaire 3 de chaque module est reliée à un cadre 8 au moyen de vis 9 ; à chaque cadre 8 sont soudées des pièces 10 et 11 sur les faces adéquates de manière à fermer le corps de condenseur. Sur place, la boite à eau 12 de gauche se termine par une plaque 13 dont la forme est également représentée sur la figure 2. Cette plaque sert à l'assemblage des quatre plaques tubulaires 3.
  • Le montage s'effectue donc de la manière suivante : chaque module comprend à droite uniquement la plaque tubulaire 2 et à gauche, outre la plaque tubulaire 3, les pièces 8, 10 et 11. Le module ainsi composé est introduit de la droite vers la gauche à travers l'une des quatre fenêtres de la pièce 6 jusqu'à ce que la plaque tubulaire 2 vienne en butée contre la pièce 6, par l'intermédiaire d'un joint 18. On fixe alors l'ensemble au moyen de vis 15 et on fait la soudure 17 qui relie les plaques 11 au corps 4. On vient ensuite fixer la boîte à eau 12, 13 au moyen de vis 16.
  • Des joints 18 et 19 sont placés respectivement entre la plaque tubulaire 2 et la pièce 6 et entre la plaque tubulaire 3 et les cadres 8, et un joint 14 est également placé entre le cadre 13 et la plaque tubulaire 3.
  • Cette construction présente des inconvénients. En particulier, les joints 18 et 19, une fois le montage effectué et la soudure 17 réalisée, sont absolument invisitables ; la soudure 17 est à réaliser sur le chantier ; l'ensemble est asymétrique. Les modules, avant leur montage, manquent de rigidité.
  • La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et de proposer une solution plus satisfaisante, plus pratique et plus sûre.
  • L'invention a ainsi pour objet un faisceau tubulaire modulaire pour condenseur de vapeur comprenant deux plaques tubulaires, une série de tubes reliant les deux plaques tubulaires et un ensemble de plaques entretoises supports réparties entre les deux plaques tubulaires, caractérisé en ce que les deux plaques tubulaires ont la même dimension, chacune étant entourée d'un cadre renfort plus épais que ladite plaque tubulaire et en ce que des tirants, pourvus de moyens de réglage de leur longueur, réunissent les deux plaques tubulaires, lesdits tirants étant fixés sur lesdits cadres et répartis le long des cadres.
  • L'invention a aussi pour objet un condenseur de vapeur comprenant une enveloppe contenant un faisceau tubulaire associé à chaque extrémité à une boite à eau, caractérisé en ce que ledit faisceau tubulaire est réalisé par l'assemblage en parallèle de n dits faisceaux tubulaires modulaires.
  • Selon une réalisation préférée de l'invention, l'assemblage des n faisceaux tubulaires modulaires est réalisé à chaque extrémité de l'ensemble à relier, au moyen d'une bride d'assemblage à n fenêtres, prenant appui contre le cadre de renfort de chaque faisceau modulaire, du côté extérieur par rapport aux tubes et fixé à ces cadres, le périmètre extérieur de la bride comportant un rebord externe s'étendant au-delà du périmètre extérieur du faisceau tubulaire assemblé, ladite bride étant fixé le long de ce dit bord externe contre un flasque fixé à ladite enveloppe du condenseur, la dimension de passage à l'intérieur dudit flasque étant identique de chaque côté du condenseur.
  • L'invention sera bien comprise à la lumière de la description d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel :
    • Les figures 1 et 2 montrent schématiquement une réalisation connue d'un condenseur, réalisé à partir de modules construits en usine et assemblés sur le site.
    • La figure 3 montre un faisceau tubulaire modulaire selon l'invention.
    • la figure 4 représente, en vue agrandie, un moyen de réglage de la longueur des tirants utilisés dans le faisceau selon la figure 3.
    • La figure 5 représente en vue partielle l'assemblage et le montage des faisceaux modulaires dans l'enveloppe d'un condenseur.
    • La figure 6 est une vue selon la flèche VI de la figure 5 montrant la géométrie de la bride d'assemblage des différents modules.
    • La figure 7 montre en vue agrandie le détail repéré VII sur la figure 5.
    • La figure 8 montre une variante du détail représenté figure 7.
    • La figure 9 est une vue selon la flèche IX de la figure 8.
  • La figure 3 montre ainsi un faisceau tubulaire modulaire selon l'invention. Il comprend deux plaques tubulaires 20 et 21, un ensemble de tubes 22 et un ensemble de plaques entretoises supports 23. Chaque plaque tubulaire est entourée d'un cadre renfort : 24 pour la plaque tubulaire 20 et 25 pour la plaque tubulaire 21. Ces cadres renforts sont soudés à leur plaque tubulaire respective. Enfin, une série de tirants 26 relient les deux plaques et permettent grâce à un moyen de réglage de leur longueur, représenté en vue agrandie figure 4 d'ajuster exactement l'écartement des plaques. Les tirants sont espacés d'environ 500 mm. Au moins certaines des plaques entretoises supports 23 sont reliées aux tirants 26 pour aeeroitre la rigidité de l'ensemble. Le système de réglage comprend un manchon 27 comportant un alésage le traversant de part en part et taraudé d'un côté avec un pas à droite et de l'autre avec un pas à gauche. Les tirants 26 sont en deux parties 26a et 26b se vissant dans le manchon. Des écrous 28, montés aux extrémités des tirants, bloquent leur vissage dans les plaques tubulaires.
  • Les cadres 24 et 25 et les tirants 26 et les plaques entretoises supports 23 assurent à l'ensemble une excellente rigidité. Le module est symétrique, les plaques tubulaires ayant la même dimension à droite et à gauche.
  • La figure 5 montre la façon dont un module, tel que celui représenté figure 3, est assemblé avec trois autres modules identiques l'ensemble étant monté dans une enveloppe de condenseur.
  • Le condenseur comprend une enveloppe externe 29 partiellement représentée.
  • De chaque côté de l'enveloppe du condenseur, un flasque 30 est soudé à l'enveloppe de manière à permettre la fixation de l'ensemble des quatre modules assemblés, dans l'enveloppe.
  • Cette figure 5 ne représente qu'une petite partie mais l'ensemble est symétrique, l'assemblage étant identique à droite et à gauche ainsi qu'en haut et en bas.
  • Les modules sont assemblés entre eux au moyen d'une bride 31 prenant appui sur les quatre cadres 25 des quatre modules que l'on veut assembler. La figure 6 montre la géométrie de cette bride 31. La fixation est réalisée au moyen de goujons 32 passant dans des trous 32a de la bride 31, et d'écrous 33. Deux joints 34 et 35 sont interposés sur le pourtour de chaque cadre 25 de chaque module entre la bride 31 et les cadres 25 respectifs.
  • De même, des barrettes d'appui 36 sont interposés tout le long de la bride par tronçons de 500 mm entre les écrous 33 et la bride 31.
  • Enfin, le périmètre extérieur de la bride 31 porte un prolongement externe 37 s'étendant au delà du périmètre extérieur du faisceau tubulaire complet assemblé de manière à fixer l'ensemble contre le flasque 30 au moyen de tiges filetés 38 passant dans des trous 38a de la bride, et d'écrous 39 et 40, fixant en même temps la boite à eau 41 muni d'un flasque d'assemblage 42. Deux joints 43 et 44 sont interposés entre le bord extérieur 37 de la bride 31 et le flasque 30.
  • De même, un cadre d'appui 45 et un joint 46 sont interposés entre le flasque 42 et la bride 31.
  • La figure 7 est une vue agrandie de la partie entourée VII de la figure 5.
  • La figure 8 montre une variante de la figure 7 dans lequel les joints 34, 35 sont protégés par une barrière hydraulique. A cet effet chaque cadre de renfort 25 comporte un lamage 47 sur tout son pourtour, ce lamage étant relié par un canal 48 et 49 à une arrivée d'eau non représentée à une pression supérieure à l'eau de refroidissement arrivant dans la boite à eau 41 (figure 5). Les plaquettes d'appui 36 sont alors remplacées par des rondelles épaisses 50, individuelles. Des joints 51 et 52 sont interposées entre la bride 31 et les rondelles 50 et entre les rondelles 50 et les tiges 32.
  • Dans l'exemple décrit, la bride 31 est fixée aux cadres 25 des modules par des moyens de vissage, ce qui constitue une réalisation préférée. On peut, bien entendu, procéder autrement et par exemple souder la bride 31 aux cadres 25.

Claims (5)

1/ Faisceau tubulaire modulaire pour condenseur de vapeur comprenant deux plaques tubulaires (24, 25), une série de tubes (22) reliant les deux plaques tubulaires et un ensemble de plaques entretoises supports (23) réparties entre les deux plaques tubulaires, caractérisé en ce que les deux plaques tubulaires ont la même dimension, chacune étant entourée d'un cadre renfort (24, 25) plus épais que ladite plaque tubulaire, et en ce que des tirants (26), pourvus de moyens de réglage (27) de leur longueur, réunissent les deux plaques tubulaires, lesdits tirants étant fixés sur lesdits cadres et répartis le long des cadres.
2/ Condenseur de vapeur comprenant une enveloppe (29) contenant un faisceau tubulaire, associé à chaque extrémité à une boite à eau (41), caractérisé en ce que ledit faisceau tubulaire est réalisé par l'assemblage en parallèle de n faisceaux tubulaires modulaires selon la revendication 1.
3/ Condenseur de vapeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'assemblage des n faisceaux tubulaires est réalisé, à chaque extrémité de l'ensemble à relier, au moyen d'une bride d'assemblage (31) à n fenêtres, prenant appui contre le cadre de renfort de chaque faisceau modulaire, du côté extérieur par rapport aux tubes, et fixée à ces cadres, le périmètre extérieur de la bride comportant un prolongement externe (37) s'étendant au delà du périmètre extérieur du faisceau tubulaire assemblé, ladite bride étant fixée le long de ce dit bord externe contre un flasque (30) fixé à ladite enveloppe du condenseur, la dimension de passage à l'intérieur dudit flasque étant identique de chaque côté du condenseur.
4/ Condenseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation de ladite bride aux cadres des n modules est rélisée par des moyens de vissage (32, 33).
5/ Condenseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étanchéité auxdits moyens de fixation est rélisé aux moyens de joints (34, 35) et d'une barrière hydraulique (47, 48, 49).
EP84106106A 1983-06-03 1984-05-29 Faisceau tubulaire modulaire pour condenseur de vapeur et condenseur de vapeur en faisant application Expired EP0128452B1 (fr)

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