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"Perfectionnements aux échangeurs de shaleur tubulaire,-.
La présente invention concerne des échangeurs de chaleur tubulaires susceptibles d'effectuer un échange thermique entre un fluide qui circule dans les tubes de l'échangeur et un fluide Qui passe sur les tubes. L'invention concerne plus particulièrement des échangeurs de chaleur susceptibles de former un dispositif généra- tour et surchauffeur de vapeur destiné à tiré utilise avec un réacteur.
nucléaire refroidi au gaz,
Un échangeur de chaleur tubulaire suivant l'intention com- prend une enveloppe de forme prismatique hexagonale et trois bancs de tubes de formes prismatiques rhombiques identique., respective- ment disposes dans des espaces sous-tendus par des paires de côtés
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#dâaetais de l'enveloppe et s'étendant jusqulà 1'&18 :Ii. tudinal de cette enveloppe, les bancs de tubes sens** ** iatesta *#'# de$ tubes comportant des tronçons de tubes droite raa.rd<4e< coudes et disposés parallëlement à un des obtés sonooléï de 10'1''1''. . ''?":
?" LPinvention sort décrit* 01-pr", , titr.-4..1'Í **te rét4rence aux devinât en parti..chmat1qu...nnex"{d""u.1.t La ?tg. 1 est une coupe verticale 8ui..rtt la iiine 1-1 de la 11S. 2 d'un dispositif Inr.teu!' et surchatitteur, 4* -1't1.U' pùcl dans un conduit cylindrique; ,# la rie. 2 est une vue en plan du 41,po8Stit, ';: la Irig. 3 est une vue en ptrapeetI.,8, . 1..- lebel.' le, d'une partie d'une enveloppe du disositifl -t;-, la fig.
A est une vue en plan des moyen$ de suspension , du dispositif; .ll****f &-:'/*,. la F1e. 5 est une vue en p.rlpeot1.., , plus tÏg-4obél- le, d'un banc de tube* représenta sur les rie.. 1 et 2/ ôoatff nant #
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des tubes sinueux qui s'étendent parallèlement entre
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tours; -V = - # la PIC. 6 est une vue en perspective 4 plus grandi 'lehel le, d'une variante de banc de tubes comprenant deê '$ias$ag6 qui e'etendent parallèlement entre deux paires de ooXl**tifâ?*} * la n8. 7 est une coupe verticale d'une t Ftf*4%ï.lii*f# aitlt susceptible d'être utilisé avec un recteur 1=01 la 11&. 8 est une coupe horizontale suivent la lgae 7ÏÎÏ- VIII de la Fig. 7 d'une partie de surchauffeur du dispositif} #t la Fig. 9 est une coupe horizontale 1\11....nt la 11. 'tX..
IX de la Fit. 7 d'une partie de l'eeonoaixeur du dispositif, Les Fît$. Il 5 dit dessins annexes représentent tri eon- duit cylindrique 10 susceptible d'Être parcouru de haut m fris par un courant de gaz chaud provenant d'une source tort r-.,r".; et un dispositif générateur et surchautfeur de vapeur ? de bas en haut, un éconôzîseur 11, un évaporateur 12 et \'#-"btutt.r 13, Chacun de ces trois éléments Il$ 12 et 13 est tlxè'â$.m \m* *&**#
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loppe 1$ qui acame le montre 1* fiffjt. ' aËMtiut;' hexagonale, *=pose* de six plaques reetiagulâJm fôadiiti niw&Ufc à leurs bord$ adjacents et renforcé xttoieurtmeat per des -fort,-in' î 16<- Une bride riz est soudde au bord di i**ï*#t µi\3J ettat *3tts tée de façon étanche contre le surfait la paroi du # >;
# conduit lot Trois bancs de tubes Ue 22> t$ qui font oh oun de tome prismatique rhombique sont placés dans les entrë trois plans verticaux rtdiaax équidistants 2A,, Ê5 *t 26 et les pa- 5 rois de l'enveloppe 15*, Aïnoti le ban* de tub $Ai" est lâtî entre les plans radiaux 24 et 25 et les pa"ît ÎPI et Ê8 dé sn;
r. et entend entre un eolleatej" d'entrée iàt4rltUi 31 et un eelle*' tour de sortie supérieur 32 et est feate pu des rangées de tubes 33 comprenant chacune plusieurs tronçons de tubes droits raccord" par des coudes, les trouons de tubes Iftltt wtat par llll *"V ment aii3c plans radiaux et les deux Sii*ftt f# 31 et 2 N'étendant parallèlement au pl-in radial 24'.-L**.t-eux autres manz de tubes 22 et 23 co#p? nn nt d'une analogue des tronçon* da .
tubes droite, respeetibement p&î'aHtl<jt<lM radiaux 26 et 24, Le bancs de tubes de l'éraporateur 12 et de 1#4*onmi* oeur 11 sont formés et arrangée d'une .façon SiSfèiible à ceux du aurebsuffeur bzz bzz Afin de supporter les banet de tb",-Unt colonne eentï 41 et six colonnes prip3érc 42 =t prèv-M à I*itît4ri#ur du- conduit 101 comme le montre iahlaatiqmtmtat ]Ue #±s* 4 et sont tort rnées par des renforts prévue aux angles des sfflloppou respectives 1$. Les Colonne$ 41, 42 supportent treii profilii radiaux 43, 44 et' 49 aux extrémités extérieures desquels sont fixés des protilda-tzt4* rieurs correspondants 1, 47s 48.
Cha4u* pèif -,# prsfiîs p*r*ll les 43 et 48, 44 et 6, 45 et 47 suptr| t* tïiei 49 qul Mp" ' portent les tubes forment le b"o 4* tub iw | teat 83 Dans la réalisation rtpr4atntÎt su? la 1 lit bancs de tubes formant respeûtiteaeat les jtee#i#"||ia fi lie 12 13 tort%,
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disposes en des trajets de Circulation Parallèle$., chaque banc de tubes d'un client 4tant raccorda au banc adjacent des éléments adjacents, Ainsi, trois trajets de circulation de vapeur parallèles
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sont forces, dont l'un part par exemple d'un collecteur d'a11.ftta- tion 51 de .'oono:
3seur 11, passe par le banc de tubes adjacent 11A vers un collecteur de sortie 52 de 1* économiser puis par un tube intermédiaire 53, un collecteur d'entrée 5. d'un bans de tubes correspondent 12A de 1* évapora teui 12, un collecteur de sortie 55, un tube intermédiaire 56, le collecteur d'entrée 31 du bane de tubes correspondant 21 du surchauffeur 13 et le collecteur de sortie 32
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vers une conduite de sortie de vapeur surchauffée 57, Les trois col- lecteurs d'alimentAtion 51 et les trois conduites de sortie bzz communiquent avec des raccordements communs respectifs (non 1'.1'1"- sentes) qui assurent une distribution égale de eeut dans les trois trajets de circulation et un refroidissement égal des gaz chaude qui circulent dans le conduit 10.
Il est à rearouer que cette construction permet de loger
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un ou plusieurs échangeurs de chaleur d'une manière partleulibrment compacte dans un conduit qui est cylindrique ou qui comprend une
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11"1e d'Agents cylindriques, ce qui assure une économie de place et de tuyauterie entre les êlements échangeurs de chaleur* Il est h remarquer da2sent que, corn1"* toutes les surface! du dispositif générateur et surchauffeur de vapeur peuvent être plat
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crées dans le conduit, il suffit de prévoir dent le conduit den passa. ges pour l'arrivée d'eau et In sortie de vapeur, la Pîg. 6 représente un* variante de banc d tubes dans laquelle une première rangée de tubes sinueux 33A va d'un collecteur 31A à un collecteur 32A et une seconde rangée de tubes sinueux.
' va d'un collecteur 31B à un collecteur 32B, les tubes 33A dela pre-
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luière rangée alternant avec les tubes 33b de la seconde rangea dans le banc de tubes. Cette disposition procure des trajets de circula- tion dans chaque banc de tubei aui peuvent Conduire 4 des disposim tifs d'utilisation séparés ou combinas sans produire un refroidisse-
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lent inégal des 4#t chauds circulant dong le conduit 10.
Les ples, 7 à 9 représentent une forme de réalisation d'un dispositif StnAratour et surch*uffeur de vapeur 58 dtitind à être utilisa att<3 un recteur nucléaire refroidi au Cas (non r*prim serité)o te réacteur nucll..lre et le dispositif 58 sont 101" dans un* enceinte biologique 60 en béton prdcontrelnt ayant une tome cylindrique et un Ax* verticale le d11paot1t 58 $tant plioa en des- loua du r4sioteur dont le noyau est placé au-dessus d'un 4cran b101- tique.
Les ger. diq refroidi sèment traversent le noyau de haut en brio$ Circulent autour de l'erln biologique 61 et sont dêohartis d4ne un conduit 59 Qui eonprend de haut en bas, une partie cylindrique wp4* rieur@ 62, une partit tronconlciuo convergente 63, une partie eylin'- drique 1nter"d1nire 64p une partit tronconique divergente 65 et une seconde partie cylindrique inférieure 66 qui le tcrilne légèrement eu-dessus du fond 67 de 1#envelnte 60.
Au niveau de la parti* tron- oonique divergente 65# l'enceinte 60 est pourvue de nlohee 70 qui
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contiennent chacune une soufflerie (non représentée) qui aspire dans
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le Sens de la flèche ?1 les gaz de refroidissement montant dans un
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Intervalle annulaire 68 forai entre la partie 66 et 1 'enceinte 60
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et décharge des enz dans le sens de la flèche 72 vers la partie tu- perieure de 1)encetnte 60 du réacteur pour les remettre en circula-
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tion vers le réacteur
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Le dispositif 58 comprend, de haut en bas, un aurobautt.#r 80 placé dans la partie cylindrique Intermédiaire z et un évapora-
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teur 90 ainsi qu'un économiseur 100 placés les uns au-dessus des
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autres dans la partie cylindrique inférieure 66 du conduit 59# cha- cun des éléments 80,
90 et 100 du dispositif étant construits esseil- tiellement coM"'e décrit plus haut avec référence aux Figse 115 modifiât par la Fig. 6 dons une enveloppe prismatique hexagonal* divisée en trois parties prismatique. rhomblquea.
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Cependant, contrairement à la construction décrite plus
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haut, chanue partie du surchauffeur 80, telle que celle représenté* en 81 sur la Fil, 8, est divisée en deux autres parties égales Ott
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83 ayant chacune la forme d'un paràllèltpipéde et t'omée par un banc de tubes secondaire contenant deux rangea de tube..SnuttU, les tubes d'une rangée alternant avec les tubes de l'autre rangée et étant respectivement raccordés h des collecteurs d'entrée inférieure
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85A et 85B et des collecteurs de sortie supérieurs 86A# 86B.
Des conduites de vapeur surchauffées glap raccordant les six collooteurs de sertie tels que 86A sont groupées en parallèle et sont raccordées
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à une conduite de sortie ggàl tandis que les conduites de vapeur 87S qui raccordent les six collecteurs de sortie 86B sont également trou-
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P4*0 en parallèle et raccordées z une conduite de sortie principal 8AB, les ouvertures pour le passage des conduites de vapeur $7à# 87B étant menqgees dans une bride 89 de l'enveloppe de aurohsuffeur 80 et des :
onctions entre les conduites tnt effectuées dans l'gipacl - encercl4 par la partie tronconique divergente 65 du conduit 50# tes conduites de sortie de vapeur 88Ae 88B traversent des ouvertures mnac6tl dans la partie tronconlaue divergente 65 du conduit 19. glintl Qu'une des ouvertures 70 ménagées dans l'enceinte 60, vers un disposi-
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tif d'utilisation (non repr$tttnt4).
L'cono1seur 100 est divisé en trois parties 101 dnt une est représentée sur la rig# 9 de tome prismatique rhomb1que, qui sont subdivisées chacune en six parties Egales 102 ayant chacun* la forme d'un parallélépipède et forces par un banc de tube secondaire comprenant deux rangées de tubes sinueux, les tubes d'une ranci. alternant avec les tubes de l'autre dans le banc et étant respective-
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ment raccordas à deux collecteurs d'entrée 103A# 103B places l'un au- dessus de l'autre et deux collecteurs de sortie 104A# 1048.
Les dix- huit collecteurs d'entrée 103A sont raccordés à un collecteur d'ali- mentation 105A et les dix-huit collecteurs d'entrée 103B sont raceo,.- des à un collecteur d'alimentation l05B, les collecteurs d'.1.1J1en- tation 105A, 105B étant respectivement raccordes successivement à des conduites d'alimentation 106A, 106B qui traversent une des ouvertures 70 ménagées dans l'enceinte biologique 60.
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L'evaporateur 90 est subdivisé, d'une façon semblable à
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l'3conomiseur 100, en dix-huit parties ayant chacune la forme d'un parallélépipède et chaque collecteur de sortit 104A ou 104B de chaque partie 102 de l'économiseur 100 est raccordé par un tube 92 à un collecteur d'entrée 93A ou 93B de=@ partie correspondante de l'évaporateur 90 située juste au-dessus de l'éoonomiseur. Les dix- huit collecteurs 94A et les dix-huit collecteurs 94B de l'évapora- teur 90 sont raccordés par groupes de trois par des raccordements 95A, 95B au collecteur d'entrée 85A et 85B des parties surjacentes du surchauffeur 80.
Deux circuits eau-vapeur indépendants sont ainsi formés et comportent des conduites d'alimentation d'eau séparées 106A, 106B et des conduites de sortie/vapeur surchauffée séparées 88A, 88B ce qui permet dans le cas d'une rutpure d'un des circuits eau-vapeur, par exemple une panne d'un turbo-alternateur alimenté de vapeur par le circuit ou une panne d'une des pompes d'alimentation associées, d'ex- traite uniformément de la chaleur des gaz de refroidissement puis. que dans toutes les parties du dispositif 58, un tube sur deux peut être maintenu en fonctionnement.
Il est à remarquer que puisqu'un losange peut être divisé en d'autres losanges semblables ou en des parallélogrammes sem- blables, on peut utiliser un certain nombre de bancs de tubes ayant la forme d'un prisme rhombique ou d'un parallélépipède présentant un angle de 120 entre deux cotés adjacents, d'une seule dimension basique, pour construire des bancs de tubes plus importants, comme indiqué sur les Fige. 7 à 9, de manière à réaliser des économies sur les frais de construction de base.