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"PROCEDE POUR LE REGLAGE D' UNE INSTALLATION DE PILE ATOMI-
QUE ET INSTALLATION DE PILE ATOMIQUE POUR LA MISE A
EXECUTION DU PROCEDE"
L'invention concerne un procédé pour le régla- ge d'une installation de pile atomique comprenant une pile atomique,un générateur de vapeur et un appareil consom- mant de la vapeur, installation dans laquelle la chaleur de la pile atomique est amenée au générateur de vapeur par un fluide support de chaleur s'écoulant suivant un circuit. '
Dans les installations de piles atomiques connues, de ce genre, on a, en cas de variation du réglage de la puissance au réacteur, une variation simultanée de la vitesse de recirculation du fluide de refroidissement de la pile.
Une pile atomique est en soi, pour ce qui con- cerne la variation de la puissance, très inerte et avec
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-cette disposition connue, il n'était possible d'entrepren- dre, dans la cession de puissance de l'ensemble de l'ins- tallation de pile atomique, que des modifications lentes* L'invention dont l'objet est de rendre possible une varia- tion de puissance plus rapide, en particulier une augmen- tation de la puissance dans les installations de piles atomiques, est caractérisée par le fait que pour l'adapta- tion à une variation de puissance de l'installation, le réglage de la puissance s'effectue à la pile, directement et immédiatement mais que la vitesse de recirculation du fluide support de chaleur est soumise à l'influence de la puissance effective de la pile.
Une installation de pile atomique suivant l'invention, destinée à la mise en application de ce pro- cédé et comprenant une pile atomique, un générateur de vapeur, ainsi que des moyens pour la recirculation du flui- de support de chaleur, un appareil de commande de la char- ge étant prévu, qui détermine la puissance à céder par l'installation, une telle installation est caractérisée par le fait que l'appareil de commande de l'utilisation agit directement sur un régulateur qui détermine la cession de puissance de la pile, mais que par contre les moyens pour la recirculation du fluide support de chaleur sont soumis à l'influence d'un dispositif au moins qui est in- fluencé par la valeur effective instantanée d'une grandeur de service de la pile atomique.
Les moyens suivant l'invention donnent en par- ticulier la possibilité de faire intervenir le générateur de vapeur de l'installation en tant qu'accumulateur de chaleur pour une variation plus rapide de la cession de puissance de l'ensemble de l'installation. Quand on a en vue une augmentation de puissance, on règle la pile immé- diatement pour cette puissance augmentée. Mais du fait que
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le dégagement effectif de chaleur dans la pile se produit avec un retard important, il entrerait au début dans le générateur de vapeur, pour une augmentation simultanée de la vitesse du fluide support de chaleur, du fluide sup- port de chaleur à une température plus basse et ce fluide soustrairait de la chaleur au générateur de vapeur.
Grâce aux moyens suivant l'invention, on évite un tel abaisse- ment de la température et on ne fait varier la vites.. de recirculation du fluide support de chaleur que lorsque la pile atomique a atteint effectivement les nouvelles valeurs de puissance.
On a expliqué l'invnetion à l'aide d' un exem- ple de réalisation qui est représenté schématiquement sur le dessin.
Sur le dessin, un réacteur 1 est muni de barres de réglage 2, de conduites 3 pour l'amenée du flui- de porteur de chaleur et de conduites 4 pour l'évacuation de ce fluide. La conduite 4 aboutit à un générateur de va- peur 5 d'où le fluide support de chaleur est amené par une conduite 6 à un organe ? de reoiroulation d'où le fluide sort pour revenir dans la conduite 3. L'organe 7 de recir culation peut être commandé, au choix, par une turbine à vapeur 8 ou par un moteur électrique 9. Les barres de ré- glage 2 sont manoeuvrées par un servomoteur 10.
A l'intérieur du générateur de vapeur 5, sont disposées deux surfaces de chauffe, savoir la surface de chauffe 11 d'un générateur de vapeur haute pression et la surface de chauffe 12 d'un générateur de vapeur basse pres- sion. Le fluide de travail, qui est, par exemple, de l'eau, est amené aux deux surfaces de chauffe à partir d'un réser- voir d'alimentation 13 au moyen d'une pompe d'alimentation 14. De la pompe d'alimentation 14, le fluide de travail arrive en passant par une conduite 15, aux organes d'étran-
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glement 16, 17' De l'organe d'étranglement 16, le fluide de travail arrive dans la surface de chauffe 11 et de l'organe d'étranglement 17, il arrive dans la surface de chauffe 12.
De la surface de chauffe 11, le fluide de tra- vail arrive, en passant par une conduite 18 Munie d'un organe d'étranglement 19, dans la turbine 8 et de cette dernière, il arrive par une canalisation 20 à un point intermédiaire de la surface de chauffe 12, point corres- pondant à la température de ce fluide de travail, Partant de la surface de chauffe 12, le fluide de travail est axe** né par une conduite 21 à un organe d'étranglement 22 puis à uneturbine 23 qui commande une génératrice électrique 24, De la turbine 23, le fluide de travail arrive dans un con- denseur 26 d'où il est pompé par une pompe à condensat 25 et ramené dans le réservoir 13, En aval de la pompe d'ali- mentation 14,
peut être monté un réchauffeur 26 et en aval de la pompe à condensât 25 peut être monté un réchauffeur 27.
L'organe d'étranglement 22 qui se trouve dans la'conduite 21 et qui détermine la livraison de fluide de travail à toute l'installation de pile atomique est manoeu- vré à l'aide d'un signal de commande amené à l'aide d'un conducteur 30 pour signaux. Ce signal de commande est toue. tion, d'une manière connue en soi, par exemple, de la vites- se angulaire de la génératrice mais il peut être fourni aussi, par exemple, par un émetteur à programme. En amont de l'organe d'étranglement 22, sont disposés, dans la con- duite 21, un débitmètre 31 ainsi qu'un manomètre 32. Le signal de mesure du débitmètre 31 est amené, au moyen d'un conducteur pour signaux, à un appareil 34 de commande de la charge.
L'appareil 34 de commande de la charge envoie son signal de commande, qui correspond au débit de vapeur mesuré par le débitmètre 31, dans les conducteurs pour
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Signaux 35, 36 et 37. Le conducteur pour signaux 35 aboutit à un régulateur 38 qui actionne le servomoteur 10 des bar- res de réglage 2. Les conducteurs pour signaux 36 et 37 aboutissent aux régulateurs 40,41 dont l'un actionne l'or- gane d'étranglement 16, tandis que l'autre actionne l'orga- ne d'étranglement 17.
Les régulateurs 40 et 41 sont soumis en outre, par des signaux de mesure à l'influence de détec- teurs de température 42 et 43 dont l'un détermine la tem- pérature en un point intermédiaire de la surface de chauffe 11, trndis que l'autre détermine la température en un point intermédiaire de la surface de chauffe 12. Un manomètre 44 détermine la différence entre les pressions en amont et en aval de l'organe de réglage 16 et envoie un signal de com- mande correspondant, par un conducteur 45 à signaux, à un régulateur 46 qui modifie, par variation de la vitesse an- gulaire de la pompe d'alimentation 14, le débit de cette dernière.
Le manomètre 32 fournit un signal de mesure, au moyen d'un conducteur 47 à signaux, à un organe intégra- teur 48 qui compare cette valeur de mesure à une valeur prescrite qui peut être amenée, par exemple au moyen d'un
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conducteur à signaux 50. Un signal oorrespondsat à l'inte"' grale de l'écart entre la valeur de mesure du manomètre 32 et la valeur prescrite est amené par un conducteur à si- gnaux 51 à un organe multiplicateur 52. L'organe multipli- cateur 52 reçoit en outre, au moyen d'un conducteur 53 pour signaux, le signal de mesure d'un appareil 54 pour la mesure du flux de neutrons dans le réacteur.
L'organe multiplicateur 52 achemine de son cote, au moyen d'un con- ducteur 55 à signaux, vers le régulateur 38, un signal obtenu par multiplication du signal qui lui a été amené.
Sur le conducteur à signaux 55,est branché un conducteur à signaux 56, dans lequel se trouve un émetteur de fonc- tion 57. L'émetteur de fonction 57 envoie un signal faisant
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partie du signal provenant du conducteur à signaux 55, dans un conducteur à signaux 58, qui aboutit à un régula** teur 60 qui actionne l'organe d'étranglement 19. Au conduc- teur à signaux 58, est raccordé en même temps, de préféren- ce par l'intermédiaire d'un organe intégrateur 65, un détecteur de température 61 qui mesure la température du fluide support de chaleur dans la conduite 4 et transmet un signal de mesure correspondant au régulateur 60.
La turbine 8 est munie en outre d'un organe 62 de mesure de la vitesse angulaire qui amène au régulateur 60, au moyen d'un conducteur à signaux 63, un signal de mesure corres- pondant.
Une variation de charge de la turbine 23, qu'elle soit produite par la mise en circuit ou hors cir- cuit d'appareils consommateurs de courant raccordés à la ligne de la turbine ou qu'elle corresponde à un programme déterminé à l'avance par un émetteur de programme, se tra- duit par une variation du débit de vapeur dans l'organe d'étranglement 22. Une variation de ce débit est constatée immédiatement par l'organe 31 de mesure du débit et elle transmet un signal de commande correspondant à l'appareil 34 de commande de la charge.
L'appareil 34 de commande de la charge achemine immédiatement de$ signaux appropriât dont l'un, celui qui provient du conducteur & signaux 55, produit par l'intermédiaire du régulateur 38 et du servo- moteur 19, un déplacement approprié des barres de réglage 2. Les deux autres signaux de l'appareil de commande de la charge, savoir ceux qui proviennent des conducteurs à si- gnaux 36 et 37, produisent un déplacement des organes de commande 16 et 17 et par conséquent une variation corres- pondante de la quantité de fluide de travail allant alimen- ter les surfaces de chauffe 11 et 12.
Toutefois une varia- tion du réglage de l'organe d'étranglement 19 et par suite
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de la vitesse angulaire de la turbine 8 commandant l'orga- ne 6 de recirculation ne se produit que jusqu'à ce que l'organe de mesure 54 du flux de neutrons constate une va- riation du flux de neutrons dans le réacteur qui correspond au déplacement des barres de réglage. Du fait que l'organe de mesure du flux de neutrons peut être soumis à des va- riations provoquant par exemple un déplacement du signal du dit organe, le signal du dit organe est corrigé par l'organe 32 de mesure de la pression et par l'organe 61 de mesure de la température.
Une autre amélioration du dispositif suivant l'invention peut 8tre obtenue par l'applioation d'organes de ralentissement qui peuvent être disposés dans les con- ducteurs 36, 37 pour les signaux et qui sont représentés sur le dessin par un tracé en traits interrompus. Ces or- ganes de ralentissement 70, 71, connus en soi dans la tech- nique du réglage comme éléments de construction ont pour , effet qu'un signal envoyé par l'appareil 34 de commande de la charge aux régulateurs 40, 41 est retardé dans le temps.
On arrive ainsi à ce qu'à une augmentation du prélèvement de vapeur succède, mais seulement avec un retard déterminé, une augmentation de l'alimentation. De cette manière un abaissement de la pression, de courte durée, devient admis- sible, abaissement de pression qui rend possible un déga gement complémentaire de vapeur à partir du fluide de tra- vail contenu dans le fluide support de chaleur avec inter- vention de la chaleur enmagasinée dans le fluide de travail, De cette manière il est possible, en cas d'augmentation soudaine de la charge d'exploiter mieux encore la capacité thermique du fluide support de chaleur.
Pour ce qui est de l'appareil 34 de commande de la charge, il s'agit d'un organe connu en usage dans la construction des chaudières. Au lieu d'être soumis, @
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comme 11 est indiqué sur le dessin à l' 1ntl\1'²10' de 10ap- pareil de mesure 51 du débit de vapeur, cet Organe peut aussi être soumis à l'influence de la pression de la vapeur (organe de mesure 32), avec interposition d'un régulateur à caractère intégral.
Il est possible aussi de prévoir une réalisa- tion dans laquelle l'organe d'étranglement 22 serait soumis à l'influence d'un appareil de mesure de la pression, par exemple de l'appareil 32, par l'intermédiaire d'un régula- teur. Dé cette manière, la pression dans le générateur est maintenue à une valeur désirée, par exemple à une valeur constante. L'appareil 34 de commande de la charge peut 8tre alors réglé à la main par un donneur de programme ou suivant une grandeur telle que la vitesse angulaire de la turbine, une puissance électrique, etc.