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''CANALISATIONPOUR VAPEUR - SURCHAUFFEE A TRES HAUTE -PRESSION..
L'invention concerne une canalisation pour vapeur surchauffée à très haute pression. L'augmentation de la puissance des installations à va- peur entraîne la nécessité de produire et de transporter la vapeur en quan- tités croissantes et à une température et une,pression plus élevées que jus- qu'à présent.
Plus la température et la pression sont élevées et plus on doit augmenter les dimensions des conduites à vapeur surchauffée. L'augmentation de la quantité de vapeur à délester dans l'unité de temps,, qui entraîne l'ac- croissement de la section libre,,agit dans le même sens, vu que l'on ne doit pas dépasssr une certaine vitesse de vapeur optima entre la chaudière et la turbine.
On sait que l'état de tension dans les corps creux de section annulaire ne peut être défini mathématiquement d'une manière certaine, au moyen de formules approchées, que lorsque l'épaisseur de la paroi est très réduite par rapport au diamètre. Or. dans les tuyaux à parois épaisses, il s'établit sous l'influence de la pression intérieure., un état de tension plu- rivectoriel qui non seulement rend difficile le calcul sûr mais qui., de plus, lorsqu'il s'agit de sollicitations au-dessus de la limite d'écoulement ou d' allongement, réduit l'aptitude aux déformations du corps creux dans des pro- portions telles que, pour une charge suffisamment élevée, des ruptures peu- vent se produire sans qu'il y ait déformation au préalable.
Cette inhibition des déformations présente une importance particulière aux températures pour lesquelles un fluage permanent s'établit sous la charge.
En outre, on sait que pour un poids donné par élément de tuyaute- rie, la longueur de l'élément diminue à mesure que le rapport épaisseur des parois/diamètre augmente de sorte que, pour une longueur donnée de la tuyau-
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terie, le nombre des joints soudés augmente également. Le soudage de tuyaux à parois très épaisses, plus particulièrement en aciers très spéciaux et extra-spéciaux, présente encore toujours certaines difficultés et incerti- tudes, cela malgré l'emploi de soudeurs particulièrement qualifiés, les tra- vaux préparatoires importants et les mesures de sécurité étendues. Ceci est particulièrement vrai lorsque l'assemblage doit se faire sur chantier.
Les caractéristiques défavorables, décrites ci-dessus, des grands tuyaux à parois épaisses, ont pour effet que les canalisations à vapeur sur- chauffée établies avec de tels tuyaux, et notamment lorsqu'elles sont desti- nées aux pressions et aux températures très élevées, ne peuvent pas toujours être considérées comme offrant une sécurité aussi complète que celle qu'on doit exiger de la part d'installations dont la défaillance risque d'entrai- ner des pertes sérieuses de vies humaines et de biens.
La solution proposée par la présente invention consiste à rempla- cer la tuyauterie à vapeur surchauffée par une conduite comprenant de nom- breux tubes de plus petit diamètre, où la somme des sections libres est sen- siblement égale à la section libre du tuyau unique habituel, destiné à ser- vir dans des conditions identiques. Ainsi par exemple un tuyau d'une section libre de 130 mm et d'une épaisseur de parois de 22mm peut être remplacé par une conduite de 140 tubes d'une section libre de 10 mm et d'une épaisseur de parois de 2 mm.
Les avantages qui en résultent sont les suivants :
Chacun de ces tubes est suffisamment élastique pour que l'état de tension dû à la pression interne et à la tendance au fluage qui en résulte, ainsi qu'à la répartition inégale de la température, puisse être absorbé sans difficulté par les déformations.
Les tubes aux dimensions envisagées peuvent être exécutés en gran- des longueurs, par exemple de 20 m ou plus ; dece fait, le nombre de joints soudés par conduite dans une canalisation donnée est réduite au minimum.
Les tubes de petites dimensions peuvent être soudés les uns aux autres d'une manière parfaite et sûre.
La plus grande aptitude aux déformations des tubes individuels à parois minces permet de réaliser des courbes de faible rayon avec des moy- ens simples.
Les tubes individuels ou des groupes de tubes peuvent être re- liés d'une manière simple à la chaudière, à la turbine, à la vanne etc., à l'aide de collecteurs par exemple.
Pour une même section d'écoulement, le poids de la conduite mul- titubulaire par unité de longueur n'est pas notablement plus élevé que dans le cas d'un tuyau à parois épaisses; compte tenu des frais le plus souvent très élevés, occasionnés par l'emploi de grands tuyaux à parois très épais- ses, la tuyauterie constituée par des conduites multitubulaires peut se mon- trer plus économique.
La défaillance d'un tube individuel de la conduite multitubulaire ne peut jamais être aussi lourde de conséquences, voire catastrophique, que la rupture d'une canalisation de vapeur surchauffée, constituée par une lon- gueur monotubulaire. Les petits tubes défaillants peuvent être mis hors cir- cuit et remplacés à l'aide de moyens simples.
Lorsqu'il est fait usage d'éléments d'écartement tels que des tôles perforées etc, la conduite multitubulaire peut être transportée en une ou plusieurs pièces et être isolée de la manière courante. Le tube-enveloppe qui entoure la couche isolante peut être constitué en une enveloppe résis- tant à la pression de sorte que la conduite multitubulaire doit résister uni- quement à une pression interne qui, éventuellement, ne représente qu'une par-
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tie de la pression de service. Cette exécution permet de réduire davantage 1' épaisseur des tubes de la conduite multitubulaire et donc d'augmenter en- core l'élasticité de la canalisation et d'abaisser le coût de celle-ci.
Les dessins annexés montrent l'objet de l'invention en quatre figures :
La figure 1 est un schéma d'une tuyauterie monotubulaire classi- que ;
La figure 2 montre une conduite multitubulaire selon l'inven- tion,
La figure 3 est une coupe transversale de la conduite multitu- bulaire.
La figure 4 est une coupe longitudinale de cette conduite.
Dans la figure 1, la chaudière est désignée par 1, le surchauf- feur par 2, le collecteur de prise de vapeur et la vanne par 3, la canalisa- tion à tuyau unique par 4, la soupape d'admission à la turbine par 5 et la turbine par 6.
Dans la construction de la figure 2, équipée conformément à 1' invention, on prévoit dans la chaudière 1 par exemple 280 serpentins de surchauffe 2 aboutissant à 28 collecteurs de vapeur surchauffée 7 disposés en quatre étages par sept. De ces collecteurs partent 28 tubes réunis en une conduite 8 dans l'intérieur de la chaudière ou sur l'extérieur de celle- ci. Du bout de cette conduite se trouve un collecteur-distributeur 9 avec la vanne d'admission 5 de la turbine 6.
La disposition des tubes ressort en détail des figures 3 et 4 par-exemple. On aperçoit les quatre couches de tubes de sept tubes chacune, les tubes étant séparés les uns des autres par une couche isolante 10. L'en- semble est contenu par l'enveloppe extérieure 11. Ici la position relative des tubes est assurée par des éléments d'écartement 12.
REVENDICATIONS.
1.- Canalisation pour vapeur surchauffée à très haute pression, caractérisée en ce que les tuyaux uniques à parois épaisses de type classi- que, sont remplacés par une série de petits tubes aux parbis plus minces, la somme des sections libres des petits tubes étant sensiblement égale à la sec- tion libre de la canalisation constituée par des tuyaux uniques.