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Perfectionnements aux générateurs de vapeur.
La présente invention concerne des générateurs de vapeur et les termes "eau" et "vapeur" utilisés ci-après, à moins que le contexte l'exige autrement, désignent tout liquide et sa vapeur convenant à cet effet. Plus précisément, elle concerne des générateurs de vapeur dans lesquels l'énergie d'entrée est obtenue à partir d'un agent de refroidissement liquide d'un réacteur nu- cléaire tel que de l'eau sous pression ou un métal liquéfié tel que du sodium.
Le générateur suivant l'invention comprend un copp vertical comportant un élément d'obturation amovible à son extr- ; mité supérieure et contenant, en tant.que surface chauffante, un Certain nombre cte tubes coudés en U dont les deux branches sont raccordées respectivement à des pipes d'entrée et de sortie
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placées à l'extrémité supérieure du corps et raccordées respec- tivement à une entrée et une sortie du corps à cette même 'extraite pour le liquide chauffé.
Cotte réalisation a le grand avantage de faciliter consi- dérablement les opérations à exécuter en as de rupture d'un tube.
Dans ce cas, il suffit d'enlever l'élément d'obturation et d'extrai- re tout le groupe tubulaire d'une pièce ou le tube défectueux après l'avoir coupé. Dans la forme d'exécution préférée de l'invention, l'entrée et la sortie traversent Isolement d'obturation amovible de sorte que le groupe tubulaire s'enlève avec l'élément d'obtura- tion.
Dans toutes les installations du genre général auquel la présente invention se rapporte, les parties pitres dans le corps sont soumises à des chocs thermiques et parfois à une corrosion par l'agent do chauffage, par exemple l'agent de refroidissement liquide venant du réacteur. C'est particulièrement le cas lorsque l'agent de refroidissement est un métal liquéfié et l'effet du choc thermique est particulièrement grave sur les parties ayant la plus grande Masse tandis que l'effet de la corrosion est plus dange- reux aux joints soudés.
L'invention permet de réduire ces risques au minimum parce qu'il est possible de maintenir un niveau de liquide en dessous des pipes et des tubes ou collecteurs d'entrée ou de sortie qui sont les parties les plus massives et les seules qui comportent des joints soudas. Dans la forme d'exécution préférée de l'intention, une enveloppe intérieure est prévue dans le corps,, cette enveloppe, dont l'extraite supérieure est ouverte, étant dégagée da la paroi du corps et formant une chambre dans laquelle les tubes sont sus- pendus.
Le niveau de liquide est maintenu en dessous de l'extrémité supérieure du corps et; l'espace situé au-dessus du liquide ainsi que celui qui entoure l'enveloppe sont remplis d'une masse d'un gaz inerte tel que de l'azote qui sert de tampon et protège contre les chocs non seulement les pipes et les tubes ou collecteurs d'en-
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trée et de sortie mais égale.nent le corps lui-même.
L'utilisation de tubes en U disposés en faisceaux permet d'utiliser l'espace intérieur du corps du générateur de façon très économique. Chaque faisceau comprend de préférence dix-neuf tubes dis posés de façon que la section de chaque branche d'un faisceau en U soit un hexagone dans lequel les tubes sont uniformément repartis.
Le corps peut être une cuve cylindrique prévue spéciale- ment pour contenir des tubes ou bien la cuve à pression d'un réac- teur. nucléaire. Dans le premier cas, les tubes peuvent être dispo- sés de manière à occuper en substance toute la section du corps ou de l'enveloppe intérieure mentionnée plus haut, lorsqu'elle est prévue. Dans le dernier cas, les tubes peuvent être disposes, par exemple, de manière à entourer le noyau et à occuper une partie annulaire de la section de l'enveloppe intérieure.
L'installation peut être connue simplement pour produira de la vapeur. Dans ce cas, il suffit de disposer d'une entrée et d'une sortie pour les tubes quoiqu'on pisse en utiliser un cer- tain nombre, si on le désire, Elle peut cependant être conçue de manière à comporter un économiseur, un générateur de vapeur et un surchauffeur comportant chacun leur propre entrée et leur propre sortie. sortie.
Deux exemples d'installation génératrice de va pour sui-' vant l'invention sont représentés schématiqument aux dessins annexés, dans lesquels t la fig. 1 est tne coupe verticale d'une forme simple de la présente invention.- la fig. 2 est une coupe d'une branche d'un faisse@u de tubes suivant la ligne II-II de la fig.1; la fig. 3 est une vue semblable à la fig.l d'une ferme du complexe de l'invention; et, la fig.4 représente la construction d'une installation comportant un économiseur, un générateur de vapeur et un surchauf- feur.
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La fig.1 représente un générateur de vapeur dans lequel le fluide chauffant ou fluide primaire est du socium liquéfia ayant servi au refroidissement d'un récteur nucléaire régénérateur neutrons rapides,
Le générateur comprend un corps ext@rieur 10 et une enveloppa inférieure 12. Le corps comporte uns calotta obturatrice amovible 14 à son extrémité supérieure.
L'enveloppe intérieure est ouverte à sa partie supérieure et est raccordée au corps à sa partie inférieure de manière à former une sortie 16 pour le liquide primaire qui pénètre par une entrée 18 située juste en dessous de l'extrémit@ supérieure de l'enveloppe intérieures
Un collecteur d'entrée 20 et un collecteur de sortie 22 pour l'eau ou le liquide secondaire .traversent la paroi de la calotte amovible 14.
La surface chauffante est formée par des faisceaux 24 de tubes en U dont deux seulement sont représentas dans le dessin, Chaque faisceau, comme le montre la fig, 2, se compose de dix-neuf tubes en U 26 disposés de façon que la section de chaque branche du faisceau soit hexagonale et que les tubes soient également répartis dans l'hexagone. A chaque extrémitxé,les dix-neuf tubes sont raccordés a une pipe 28 qui est raccordée au collecteur d'entrée ou au collecteur de sortie par un aeul tube 50.
Un grand nombre de ces faisceaux de ubes sont prévus de sorte qu'en substance toute la section de l'enveloppe intérieure 12 est occupée par des tubes générateurs de vapeur égaleront répartis 26. Les pipes peuvent être hexagonales ou circulaires en plan.
Le liquide primaire qui pénètre en 18 est maintenu au ni- veau 32 situé légèrement en dessous des tubes 30 et un gaz inerte tel que de l'azote remplit l'espace 34 dans lequel se trouvent les pipes et les collecteur ainsi que l'intervalle annulaire séparant le corps de l'enveloppe intérieure.
L'installation fonctionne comme un simple échangeur de chaleur indirect,
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Si, pour Une raison quelconque, telle qu'une fui'te dans un tube, le groupe tubulaire doit être inspectée il suffit de soulever là calotte obturatrice 14 qui entraîné le groupe tubulaire.
Ce groupe tubulaire peut être remplace par un nouveau groupe ou peut être réparé et remis en place, ! il ' Comme on l'a déjà indique, les tubes 30 et les collect tours d'entrée et de sortie 20 et 22 sont places au-dessus du niveau du liquide dans le corps du générateur, Ces parties sont plus massives'que les tubes 26 et sont donc plus vulnérables aux chocs thermiques, mais elles sont largement protégées contre ces chocs par cette disposition.
Elles sont également protégées en étant placées dans une couverture de gaz sous pression qui forme tampon et qui. protège également le corps 10 contre la transmission de chocs, Les tubes 26 sont raccordés aux pipes 28 par des soudures et les tubes 30 sont raccordés aux pipes et aux collecteurs 20 22 par des soudures. Toutes ces soudures sont également vulnérables! aux chocs thermiques mais elles sont largement protégées en étant maintenues au-dessus du niveau du liquide,
L'installation représentée sur la fig.l est une install- lation simple-dans laquelle chacun des deux circuits de fluide comprend une seule passe.
La fig. 2 représente une installation plus complexe ..dans laquelle deux passes sont prévues du côté pri- maire,
Comme décrit plus haut, un corps 10 est prévu et comporte une sortie 16 et une entrée 18 pour le fluide primaire, l'entrée 18 étant également placée à l'extrémité inférieure du corps. Le corps du générateur contient également une enveloppe inté- rieure 12 ouverte à l'extrémité supérieure.
Dans ce cas, cependant, deux collecteurs d'entrée 20 et 21 et deux collecteurs de sortie 22 et 23 pour le liquide secondai- re sont prévus et une autre enveloppe 36 à extrémité supérieure ou- verte est placée dans l'enveloppe 12. La surface chauffante est à nouveau formée par des faisceaux de tubes en U qui comprennent cependant deux séries, l'une comprenant des faisceaux 24 dispo-
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sés dans l'intervalle séparant les enveloppes 12 et 36 et étant raccordés aux collecteurs 20 et 22 et l'autre comprenant des faisceaux 25 disposas dans la cuve 36 et raccordés aux collecteurs 21, 23.
Le liquide primaire pénètre'en 18 et monte en relation d'échange thermique avec le liquide secondaire contenu dans les tubes des faisceaux 24. Il descend ensuite vers la sortie 16 en relation d'échange thermique avec le liquide second@ire contenu dans les tubes des deux faisceaux 25* .Deux traitements Ibériques séparés peuvent ainsi être effectuas,
L'installation représentée très schématiquement sur la fig. 4 comporte un économiseur, un générateur de vapeur et un surchauffeur.
Comme dans le cas des figs. 1 et 3, un corps de générateur 10 est prévu et c entient une enveloppe intérieure 12 à extrémité supérieure ouverte t une entrée 18 et une sortie 16 pour la liquide primaire.
Deux cloisons 40 et 42 sont prévues dans l'enveloppe intérieure 12, l'une s'étendant jusqu'-au fond de la cuve et l'autre se terminant à courte distance du fond., de manière à former trois 'compartiments SH, SG et EC contenant chacun un certain nombre de faisceaux de tubes en U (dont un seulement est représenté) formant un économiseur, un générateur de vapeur et un surchauffeur respecti- vement.
Trois paires de collecteurs d'entrée et de sortie Hl, H2; H3, H4; H5, H6 sont prévus à l'extraite supérieure et sont chacun associés aux tubes contenus dans un des compartiments.
Le liquide primaire circule dans les compartiments SH, SG et EC dans cet ordre.
Les collecteurs raccordés ensemble sont représentés par les traits pointillés sur la fig. 4 de'sorte que le liquide secon- daire circule de la façon suivante :
De l'eau d'alimentation pénètre dans le collecteur H6, est chauffée dans les tubes du compartiment de l'économiseur EC et
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passe par le collecteur H5 au collecteur H4. L'eau d'alimentation préchauffée est chauffée et est évaporée dans les tubes du compar- timent générateur de vapeur SG et la vapeur saturée passe par le collecteur H3 au collecteur H2; la vapeur saturée est chauffée dans les tubes contenus dans le compartiment surchauffeur SH et la vapeur surchauffée passe par le collecteur Hl et sort de l'ins- tallation.
L'installation peut évidemment être encore plus complexe, si on le désire, et peut comporter une autre section - par exemple, un réchauffeur de vapeur.
L'installation représentée sur la fig. 1 est une instal- lation à une seule passe, la vapeur produite dans le générateur de vapeur passant directement au surchauffeur. Pour la convertir en une installation à passes multiples, il suffit de faire passer le mélange de vapeur et d'eau du collecteur H3 à un ballon dans lequel la vapeur et l'eau sont séparées et duquel la vapeur saturée est amenée au collecteur H2.
REVENDICATIONS.
1.- Générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comprend un corps vertical comportant un élément d'obturation amovible à son extrémité supérieure et contenant, en tant que surface chauf- ' fante, un certain nombre de faisceaux de tubes en U dont les deux jeux de branches sont raccordés respectivement à de!, pipes d'entrée et de sortie placées à l'extrémité supérieure du corps et raccor- dées respectivement à une entrée et une sortie du corps située ' à cette même extrémité pour le liquide chauffé.