Brevet FR2004028A1 — publié le 19691114

i 2004028 La 'présente invention se rapporte à un générateur de vapeur desmodromique dont le système tubulaire se compose d'au moins deux lignes identiques montées en parallèle par rapport au fluide de travail et dont chacune comporte un nombre égal de surfaces de 5 ehauffe montées en série par rapport à ce fluide, les surfaces de chauffe de toutes ces lignes étant disposées dans une chambre de combustion commune, et les quantités de fluide de travail passant dans chacune d'elles étant sensiblement érales. Il est désirable de déceler immédiatement les ruptures de 10 tubes qui se produisent en service dans ces générateurs. Le fait que ces ruptures restent ignorées est nuisible pour l'exploitation parce que la détérioration s'étend de plus en plus avec le temps.D'autre part la perte de fluide de travail qui se produit au point de rupture est nuisible, et ce fluide est perdu pour l'u-15 tilisation. Le problème qui fait l'objet de l'invention a une importance particulière dans les générateurs de vapeur desmodromi-ques qui sont utilisés dans les équipements de réacteurs nucléaires et qui ne peuvent être surveillés ni directement ni grâce à des circuits de télévision à cause des dangers de radiation pou-20 vant provenir du réacteur lui-même ou d'impururetês radiantes des fluides qui participent â l'échange de chaleur. Pour éviter ces inconvénients, l'invention est caractérisée par le fait qu'il est prévu un dispositif indicateur de rupture de tube qui se compose des éléments suivants : 25 au moins un jeu de détecteursjdisposés à des emplacements correspondants les uns aux autres de toutes les lignes, mesurant une grandeur de fonctionnement du fluide de travail, cette grandeur n'étant pas réglée à ces emplacements, des dispositifs comparateurs reliant les détecteurs du jeu 30 et signalant les différences éventuelles entre les valeurs mesurées de cette grandeur, et un dispositif d'alarme relié aux dispositifs comparateurs de manière â réagir en cas de dépassement d'une valeur limite. Dans une forme de réalisation avantageuse d'un générateur 35 de vapeur à deux lignes, lé détecteur et dispositif comparateur est au moins un manomètre différentiel monté entre eux. Avec des générateurs de vapeur à plus de deux lignes, une variante avantageuse de l'invention consiste dans le fait qu'il 69 07398 2 2004028 est prévu des moyens qui donnent une valeur moyenne des grandeurs mesurées par le jeu de détecteurs et que les dispositifs comparateurs sont mohtés entre ces moyens et le jeu considéré. Si dans un générateur de ce genre, la grandeur mesurée est la pression du 5 fluide de travail dans les lignes en parallèle, les moyens pour donner la valeur moyenne sont convenablement une chambre d'égalisation de pression. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard ' 10 des dessins annexés et donnant à titre explicatif.mais nullement limitatif deux formes de réalisation conformes à l'invention. La figure 1 représente schématiquement le dispositif indicateur de rupture d'un système tubulaire de générateur de vapeur divisé en deux lignes parallèles; et 15 la figure 2 représente une partie d'une autre forme de réa lisation de dispositif indicateur pour un système tubulaire à quatre lignes. Sur la figure 1, le système tubulaire d'un générateur de vapeur desmodromique se compose de deux lignes montées en parallèle 20 entre un répartiteur d'entrée 4 et un collecteur de sortie 13. Ces deux lignes sont identiques et se composent chacune d'un économi-seur 5 ou 5', d'un évaporateur 8 ou 8', d'un prësurchauffeur 10 ou 10' et d'un surchauffeur final 12 ou 12' montés en série, des conduites de liaison 7 ou 7'j 9 ou 9' » et 11 ou 11.' étant disposées 25 entre ces surfaces de chauffe. Le répartiteur- 4. est relié à une conduite d'eau d'alimentation 1 dans laquelle se trouvent une pompe 2 et une vanne 3, et au collecteur 13 est reliée une conduite de vapeur'vive 14 qui mène à un appareil utilisateur non représenté. 30 ge de l'a quantité d'eau d'alimentation, comportant un débitmêtre 18 branché sur la conduite 1 et un dispositif de réglage 17, qui agit sur'la vanne 3. La grandeur directive injectée dans ce diposi-tif 17 est un signal de somme de températures qui- est créé au point d'addition 16 par deux signaux de température de la vapeur, préle-35 vës par des thermomètres 15 et 15' dans les conduites de liaison 9 et 91 qui sont montées entre la sortie des évaporateurs 8 et o' et l'entrée des prësurchauffeurs 10 et 10'. Ce montage permet de ■ répartir régulièrement toute l'eau d'alimentation entre les deux Il est prévu pour les deux lignes un circuit commun de régla- 69 07398 3 200402 lignes. Entre la vanne 3 et le débitmètre 18 part une conduite 43 d'eau d'injection qui se divise en deux conduites 46 et 46' équipées chacune d'une vanne d'injection 47 et 47' et débouchant dans les conduites 11 et 11' qui relient les présurchauffeurs 10 5 et 10' et les surchauffeurs 12 et 12'. Les vannes 47 et 47' sont réglées de la même manière par un dispositif de réglage 21 en fonction de'la température de la vapeur'vive, mesurée par ùn'thér momètre 20. Le dispositif indicateur de rupture de tube comprend trois 10 manomètres différentiels 25, 26, 27, trois organes convertisseurs 28, 29, 30, trois appareils indicateurs 31, 32, -33" et trois appareils avertisseurs 36, 37, 38. Le» manomètre. 25 est relié aux deux conduites de liaison 7 et 7' montées entre les économiseurs 5, 5' et les évaporateurs 8,8* et le signal qu'il émet est injec-15 té dans le convertisseur 28. Le signal venant de ce dernier est envoyé à l'appareil indicateur 31 sur lequel se trouvent deux contacts de valeur limite 4'1 et 41' qui sont reliés à l'appareil avertisseur 38. De la même manière, le manomètre différentiel 26 est relié aux conduites 9 20 et 9'a ainsi qu'à l'appareil avertisseur 37 par l'intermédiaire du convertisseur 29 et de contacts 42 et 42' de "l'appareil indicateur 32. Le même montage existe également pour le troisième dispositif branché entre les conduites 11 et 11' et composé du manomètre différentiel 27, du convertisseur 30, de l'appareil indica-25 teur 33 à contacts 43 et 43' et de l'appareil avertisseur 38. En service normal du générateur, pour des raisnns de symétrie, les écarts entre les différences-de pression mesurées par les manomètres 25, 26,27 sont faibles. Les signaux provenant des convertisseurs 28, 29 et 30 ne diffèrent donc que peu.- et les ai-30 guilles des appareils indicateurs 31, 32, 33 sont pratiquement horizontales. Si dans 1'évaporateur 8 il se produit en 40 une fuite, la pression du fluide de travail dans la partie médiane de la ligne de gauche diminue par rapport à celle de la iigne de droite tandis que les pressions du fluide de travail dans le ré-35 partiteur 4 et dans le.collecteur 13 restent inchangées. Cette baisse de pression due à la fuite a pour effet de faire se déplacer l'aiguille de l'appareil 32, qui appartient aux conduites 9 et 9' les plus proches de l'emplacement de cette fuite, plus que COPY 9 07398 » 2004028 celles des deux autres appareils 31 et 33. Ce déplacement est si grand que le contact 42' est touché par un ressort non représenté relié à l'aigUille, ce qui fait réagir l'appareil avertisseur 37 associé. Celui-ci émet par exemple une tonalité d'alarme. Un coup 5 d'oeil du cnauffeur sur les trois appareils indicateurs lui montre qu'un tube est rompu dans la ligne de gauche. Etant donné que l'aiguille de l'appareil 32 est plus inclineë"queT~celle de l'ap-parei-1 33, il en.-déduit que la fuite se trouve vers l'extrémité de l'évaporateur 8. Il peut déterminer l'importance de la fuite 10 par l'amplitude de l'inclinaison de l'aiguille de l'appareil 32 • et par suite arrêter le générateur immédiatement ou à un autre moment approprié afin de réparer la rupture. Pour juger de l'importance de la fuite d'après l'inclinaison de l'aiguille, il faut tenir compte de la charge du générateur à ce moment. 15 Une forme de réalisation particulièrement simple de l'in vention avec quatre lignes en parallèle consiste à les relier deux à deux aux détecteurs de mesure et aux dispositifs comparateurs. Par rapport à la forme de réalisation de la figure 1, le montage entre le répartiteur 4 et le collecteur 13 serait alors 20 doublé. Ce sont alors chaque fois deux lignes qui sont comparées ce qui suffit dans le cas le plus simple pour déceler les ruptures éventuelles dans l'ensemble des quatre lignes. Par contre, dans une autre forme de réalisation de l'invention, un- renseignement plus clair est donné par un montage^q^i • 25 forme une valeur moyenne de la grandeur de fonctionnement^et y compare chaque valeur mesurée. La figure 2 montre un montage de ce genre où de chacune des quatre conduites de liaison 9,9', 9" et 9"' part une conduite 70, 70', 70", 70n' menant à une chambre d'égalisation de pression 72. Chacune de ces conduites 70 à 70"' 30 comporte une vanne étrangleuse à réglage fixe 71 à 71"' qui ne laisse passer qu'un débit négligeable par rapport à celui des conduites 9 à 9"'. Entre la chambre 72 et ces dernières conduites sont montées des manomètres comparateurs 73-73"' sur lesquels on peut lire une différence éventuelle de pressions. 35 En marche normale, lorsqu'il existe à'peu près la même pression dans les quatre conduites 9~9"', les aiguilles des manomètres 73-73"' sont sensiblement horizontales. Si par suite d'une rupture de tube, par exemple dans la ligne qui comporte la conduite 9"', la pression dans cette conduite est plus faible que dans COPY ' 69 07398 2004028 10 15 20 les autres, du fluide de travail passe par les conduites 70, 70' et 70" dans la chambre d'équilibrage 72 et de là, par la conduite 70"', il passe dans ladite conduite 9"'. Il s'établit donc dans la chambre 72 une nouvelle pression qui correspond L une valeur moyenne et qui est complaise entre_ d'une part celle qui existe dans les conduites 939' et 9" et d'autre part celle de la conduite 9ii,9 mais n'est pas très différente de la pression qui existe dans ces trois premières conduites. Par suite, les aiguilles des dispositifs 733 751 et 73" ne s'inclinent que faiblement, tandis que celle du dispositif 73"T s'incline beaucoup plus et en sens inverse. On peut ainsi conclure à une pression trop faible dans la conduite 9"' et donc a^la rupture d'un tube dans la ligne à laquelle elle appartient. Dans les formes de réalisation décrites, la grandeur de fonctionnement mesurée était la pression du fluide de travail qui passe dans les lignes tu'oulaires et on a utilisé la différence de pression entre ces diverses lignes pour signaler la rupture d'un tube. Au lieu de la pression on peut aussi dans une autre forme de réalisation de l'invention mesurer les températures de ce fluide en des points correspondants des lignes et les comparer. En outre il est possible de faire agir les signaux résultant de la comparaison, non sur des appareils avertisseurs, mais sur un système logique, par exemple un calculateur digital qui décide en cas de rupture d'un tube s'il faut arrêter aussitôt le générateur ou s'il suffit d'en informer le chauffeur. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. 69 07398 6 2004028 -REVENDICATIONS- 1 -- Générateur de vapeur desmodromique dont le système tubulaire se compose d'au moins deux lignes montées en parallèle par rapport au fluide de travail et dont chacune comprend un même 5 nombre de surfaces de chauffe identiques, montées en série par rapport à ce fluide, les surfaces de chauffe de toutes ces lignes étant disposées dans une chambre de combustion commune et les quantités de fluide de travail passant dans chacune d'elles étant sensiblement égales, générateur caractérisé par le fait qu'il 10 comporte un dispositif indicateur de rupture de tubes qui se compose des éléments suivants i au moins un jeu de détecteurs disposés en des emplacements correspondants les uns aux autres de toutes les lignes et mesurant une grandeur de fonctionnement dudit fluide, cette grandeur 15 n'étant pas réglée à ces emplacements, des dispositifs comparateurs reliant les uns avec les autres les détecteurs et signalant les différences éventuelles de valeur des grandeurs, de fonctionnement mesurée^ et un dispositif d'alarme, relié aux dispositifs comparateurs 20 de façon à réagir en cas de dépassement d'une valeur limite. 2 - Générateur de vapeur selon la revendication 1,comportant deux lignes, caractérisé par le fait .qu'au moins un manomètre différentiel servant de détecteur et de dispositif comparateur est branché entre ces lignes. 25 3 - Générateur de vapeur selon la revendication 1, à plus de deux lignes, caractérisé par le fait qu'il est prévu des moyens qui fournissent une valeur moyenne des grandeurs de fonctionnement mesurées par le jeu de détecteurs et que les dispositifs comparateurs sont montés entre ces moyens et les détecteurs 30 du jeu en question. 4 - Générateur de vapeur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens pour fournir la valeur moyenne sont constitués par une chambre d'égalisation de pression.