Brevet FR2051868A1 — publié le 19710409

i 2051868 La présente invention concerne un procédé de maintien automatique de la pression du réservoir régulateur de pression d'un réacteur à eau chaude sous pression, et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. 5 II est connu d'effectuer la régulation de la pression du circuit primaire d'un réacteur entre des limites déterminées, au moyen d'un réservoir régulateur de pression. La température, et par conséquent la densité, du réfrigérant dans le circuit primaire est sujette à des variations lorsque la 10 réactivité du réacteur change, ou bien lorsqu'une pompe de réfrigération fait défaut» Les variations^ de volume et de pression qui en dépendent doivent être encaissées et compensées par le réservoir régulateur de pression» A cet effet, des éléments électriques de chauffage sont également disposés à "la 15 partie inférieure du réservoir régulateur de pression. Si la densité du réfrigérant, dans le circuit primaire, devient plus importante, il survient une "baisse de pression qui déclenche la mise en circuit automatique du chauffage dont le rôle est de produire une quantité de vapeur permettant 20 d'éviter la progression de la "baisse de pression. Lorsque la densité du réfrigérant, dans le circuit primaire, décroît, il s'établit dans le réservoir régulateur de pression, une surpression qui est éliminée par l'entrée en fonctionnement de buses d'introduction, ou de pulvérisation 25 d'eau» Selon les procédés connus à ce jour, la conduite d'introduction d'eau destinée à être pulvérisée est raccordée à la conduite "froide" d'eau allant du générateur de vapeur au réaoteur proprement dit,-derrière la pompe d'alimentation, 30 c'est-à-dire à la conduite froide 70 26351 2051868 et des dispositifs coûteux . En outre, il faut, encore, en général, un réservoir de décharge dans lequel une partie de la vapeur est détendue lorsque la pression augmente. Cette détente implique une perte d'énergie supplémentaire. 5 la présente invention a pour "but de réaliser un ré cipient régulateur de pression travaillant d'une façon largement automatique et sans équipements coûteux de soupapes et d'organes de régulation.. A cet effet, la présente invention a pour objet un 10 procédé de régulation automatique du maintien de la pression, consistant en ce qu'en plus de l'injection sous forme pulvérisée, ou fractionnée, dans la chambre de vapeur du réservoir régulateur de pression, d'au moins un courant partiel d'eau s'é-coulant vers ledit réservoir régulateur de pression et prove-15 nant de la conduite d'eau sous pression allant du réacteur au générateur de pression, introduction d'eau qui s'effectue en fonction de la pression du moment, ou de la puissance, on introduit égalements sous forme fractionnée, de façon permanente et constants, de l'eau en faible quantité provenant de la con-20 duite allant du générateur de vapeur au réacteur» La température du fluide contenu dans le réservoir régulâtes de pression ne sera alors pas abaissée aussi fortement qu'en recourant aux procédés connus jusqu'à ce jour, puisque 13qq utilise une partie du fluide provenant de la conduite 25 "chaude53 de réfrigérant allant du réacteur au générateur de pression pour pratiquer l'injection sous forme fractionnée dans la chambre de vapeur du réservoir régulateur de pression® En cas de baisse de pression, il n'y aura donc pas de variations trop importantes de pression avant que celle-ci soit à nouveau 30 :i'églëse Es outre, l'introduction permanente supplémentaire d'eau permet de compenser les différences éventuelles de concentration de bore entre le circuit et le récipient régulateur de pression, elle permet aussi d'obtenir-une baisse de. pression plus importante lorsque l'accroissement de pression est trop impor-35 tanto . La présente invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'un organe d'étranglement et un clapet de retenue, montés en parallèle, sont disposés sur la conduite 40 de compensation allant du circuit primaire au réservoir régulateur de pression3 et eela an un point situé aygrii l'endroit 70 26351 3 2051868 où ladite conduite de compensation débouche dans ledit réservoir de pression, et par le fait qu'une conduite d'introduction d'eau, pourvue dsun clapet de retenue et débouchant dans la chambre de vapeur du réservoir régulateur de pression» est.raccordée en un 5 point situé avant ledit organe d'étranglement» Moyennant un réglage adéquat de la soupape d'étranglement , il est alors possible de mettre à profit la chute de pression, entre le circuit et le réservoir régulateur de pressions, pour obtenir un dosage du débit dans le dispositif de buses 10 d'introduction d'eau» Dans une autre forme de réalisation, le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la présente invention, est caractérisé par le fait que la conduite de compensation pénètre dans le réservoir régulateur de pression et s'étend sur toute 15 la longueur axiale de ce dernier, et par le fait que cette conduite comporte des ouvertures, ou des buses., de passage d'eau disposées dans la zone de la chambre de vapeur, et est pourvue, dans la zone de la chambre d'eau, d!au moins une ouverture d'échappement d'eau qui est obturable automatiquement lorsque la 20 pression s'accroît, ifin d'atténuer l'effet dft à la pulvérisation, il peut être avantageux que le réservoir régulateur de pression présente, dans la zone de la chambre d'eau, et dans la zone inférieure de la chambre de vapeur, un diamètre plus faible que celui de la partie supérieure de la chambre de vapeur0 25 D'autres caractéristiques et avantages de la présen te invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif, et que l'on a faite en se référant au dessin annexé, sur lequel s la figure 3areprésente un régulateur de pression à 30 réservoir, avec une conduite d'amenée âfeau destinée à l'introduction d'eau sous forme fractionnée (ou pulvérisée), cette conduite étant dérivée de la conduite de compensation de pression ; la fi g» lb représente line variante; la figure 2 représente un régulateur de pression à 35 réservoir, dans lequel la conduite de compensation de pression atteint la partie supérieure du réservoir» De régulateur de pression à réservoir 1, constitué par un réservoir de pression dont la forme générale est cylindrique, est relié par une conduite de compensation 2, à la 40 conduite "chaude" 3 allant du circuit primaire du réacteur 4 70 26351 4 2051868 au générateur de vapeur 5» Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté sur la figuïe 1, une conduite 6 d'amenée d'eau destinée à être fractionnée (ou pulvérisée) part de la conduite de compensatioa 2» Cette conduite 6 comporte un clapet de rete-5 nue 7 et débouche, par un dispositif de pulvérisation (ou d'arrosage) 8 dans la chambre de vapeur 9 du réservoir de pression 16 Entré le point de départ de la conduite 6 et le réservoir de pression 1, la conduite de compensation 2 comporte, branchés en parallèle, un étranglement 10 et deux soupapes (ou clapets) 11 10 de retenue» lorsqu'une dilatation de volume se produit dans -le circuit primaire, une partie de l'eau s®écoulant de la conduite chaude 3 dans le réservoir de pression 1, en passant par la conduite de compensation 2, traversa l'organe d'étranglement 10 15 pour atteindre directement la maisse d'eau 12 contenue dans le réservoir d© pression» L'autre partie du courant d'eau, passant par la conduit® 6, se trouve versée en pluie dans la chambre de vapeur 9» Etant donné la chute de pression qui s'établit entre le circuit et le réservoir régulateur de pression, lorsqu'il se 20 produit une dilatation de volume, il est possible, en dimen-sionnant convenablement la résistance de passage de l'organe d'étranglement 10, d'obtenir une pulvérisation automatique provoquant une condensation d'une partie de la vapeur dans la chambre de vapeur 9, et par conséquent d'obtenir une chute de la 25 pression» Inversement, lorsqu'il se produit une contraction de Yolume dans le circuit primaire, les clapets de retour 11, disposés sur la conduite de compensation 2, s'ouvrent, de sorte que le niveau dans le réservoir de pression 1 peut encore di-30 minuer» La régulation fin® de la pression s'effectue grâce à une pulvérisation constante, pratiquée en 13 9 de fluide provenant de la conduite "froide" et grâce à un dispositif de chauffage 14, placé dans la chambre de liquide 12 du réservoir de pression» Cette faible pulvérisation continue est également 35 nécessaire pour compenser les éventuels écarts de concentration de bore entre l'eau du réservoir de pression et celle du circuit primaire» A la place d'une soupape à étranglement 10, il est également possible de pourvoir les clapets de retour 11 d'un 40 passage à étranglement 15s comme cela est représenté sus la 70 26351 5 2051868 figure lb, ce qui a pour effet de freiner l'écoulement de l'eau dans le sens de la flèche en trait plein6 Lorsqu'il se produit une contraction de volume9 c'est-à-dire lorsque l'eau s'écoule hors du réservoir de pression» dans le sens des flè-5 ches en traits interrompus, les clapets de retour 11 s'ouvrent et permettent à l'eau de s'écouler sans être freinée0 Selon un autre exemple de réalisations, représenté sur la figure 2, la conduite de compensation,.partant également de la conduite "chaude" du circuit primaire (non re-10 présenté ici), ne débouche pas à l'extrémité inférieure du récipient 1 de pression, mais se trouve prolongée de façon à traverser celui-ci sur toute sa hauteur„ A la partie supérieure de ce prolongement 16, c'est-à-dire dans la zone de la chambre de vapeur 9j, se trouvent des ouvertures d'aïrosage 17 s ou 15 bien des buses de pulvérisation, tandis que des ouvertures d'éohappement 18 sont prévues dans le passage d'eau au niveau de la partie inférieure 12 du réservoir de pression, les ouvertures d'échappement étant fermées par des soupapes ou clapets à billes d'un type connuo En outre, des éléments chauf-20 fants 14? d'un type classique sont prévus, ainsi qu'une conduite 19 d'écoulement permanent à la température de sortie du générateur de vapeur0 Si, à la suite d'un accroissement de volume de l'eau du circuit primaire;, la pression augmente à l'intérieur 25 du réservoir de pression, les billes des clapets à billes sont appliquées contre les ouvertures 18 sous l'effet de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la conduite 2, de sorte que l'eau est déversée par les buses 17 dans la chambre de vapeur 9 du réservoir de pression0 30 Toutefois si l'effet d'arrosage, dQ à la projec tion de la quantité totale d'eau qui se présente, est trop important (et cela indépendamment de la structure de l'installation;, il suffit, pour assurer la constance de la pression, qu'une partie seulement des ouvertures d'échappement 18 soit par 35 exemple obturée par des billes, de manière qu'une partie- de l'eau se trouve amenée directement dans la chambre d'eau 12. Il est également possible de réduire l'effet dû à l'arrosage en reoourant à une disposition étagée des buses d'arrosage 17 dans le tube intérieur 160 Bans ce cas, lorsqu'à la suite d'une mar-40 che en charge partielle le niveau d'eau monte à l'intérieur du 70 26351 6 2051868 réservoir de pression, les buses 17 disposées à la partie inférieure du tube intérieur 16 n8ont plus aucun effet» Pour accélérer la montée du niveau d'eau, il est également possible de concevoir le réservoir régulateur de 5 pression de façon telle qu'il présente, dans la zone de la chambre d'eau, et dans la zone inférieure de la chambre de vapeur, un diamètre plus faible que celui de la partie supérieure de la chambre de vapeur» Les principaux avantages que le régulateur de pres-10 sion décrit présente par rapport aux dispositifs connus à ce jour résident dans le fait que, d'une part, il n'est pas nécessaire d'employer de soupapes de pulvérisation réglable, ni de tiroirs d'évacuation sujets aux pannes, et, d'autre par-};, dans le fait que le réservoir de décharge destiné à recevoir 15 des excédents de vapeur n'est alors plus nécessaire» En outre, il n'y a plus aucune perte d'énergie inutile dans l'ensemble du circuit» Avec les dispositifs régulateurs de pression classiques, cette perte d®énergie est due aux causes suivantes s l'eau froide entrante se mélange avec l'eau qui se trouve à la 20 température de saturation, dans le réservoir de pression, ce qui conduit à une diminution du contenu énergétique» En outre, la vapem? se trouve inutilement comprimée dans la chambre de vapeur,, ce qui entraîne un accroissement de pression qui doit être à nouveau annulé par l'introduction d'eau froide, à la 25 température de sortie du générateur de vapeur, afin de diminuer la pression aussi rapidement que possible» Le recours à l'introduction d'eau provenant de la conduite d'eau chaude,pour effectuer la régulation de la pression, permet d'éviter dans le réservoir régulateur de pression 30 lui-même, les fluctuations importantes de température. Il en résulte également que, dans le cas dEune baisse de pression provoquée par la vaporisation rapide de l'eau, la pression est ra-aieiaée à la valeur ancienne plus rapidement que dans les dispositifs connus jusqu'alors, et ceci sans provoquer de baisse de 35 pression trop importante„ On conserve donc un maximum d'énergie dans le réservoir régulateur de pression, de sorte que la puissance de chauffage néoessaire peut être notablement réduite lors des baisses de pression« 70 26351 ? 2051868 Le procédé technique, et ses différentes formes de mise en oeuvre permettent donc une régulation précise et entièrement automatique de la pression en conférant au réservoir régulateur de pression un comportement dynamique parfaite Le fonc 5 tionnement du système est alors indépendant des pompes principa les de réfrigérant,. 70 26351 8 2051868 REYENDICAII 0 N S 10 Procédé de maintien automatique de la pression dans le réservoir régulateur de pression d'un réacteur à eau sous pression» caractérisé par le fait qu'en plus de l'intro— 5 duction» sous forme pulvérisée, dans la chambre de vapeur du réservoir régulateur de pression, d'au moins un courant partiel d'eau s'écoulaot vers ledit réservoir régulateur de pression et provenant de la conduite d'eau sous pression allant du réacteur au générateur de pression» introduction d'eau qui s'ef-10 fectue sn fonction de la pression du moment» ou de la puissance» on introduit aussi» sous foras fractionnée^de façon permanente et constante» de l'eau sn faible quantité provenant de la conduite allant du générateur de vapeur au réacteur» 2e Dispositif de mise en oeuvre du procédé décrit 15 dans la revendication 1» caractérisé par le fait qu'un organe d'étranglement et un clapet de retenue» montés en parallèle, sont disposés sur la conduite de compensation allant du circuit primaire au réservoir régulateur de pression» et cela en un poiat situé avant l'endroit où ladite conduite de com-20 pensatiou débouche dans ledit réservoir de pression» et par le fait qu® une conduite d'introduction d'eau pourvue d'un clapet de retenue et débouchant dans la chambre de vapeur du réservoir régulateur de pression, est raccordée en un point situé avant ledit organe ds étranglement,, 25 - 3<> Dispositif selon la revendication 2» caracté risa par le fait qu'au moins un clapet de retenue dans lequel est pratiqué© une ouverture d8 étranglement destinée à freiner le passage d'eau sous pression lorsque la pression s'accroît, est disposé sur la conduite de compensation avant l'entréè 30 de cette dernière dans le réservoir régulateur de pression» 4o Dispositif de mise en oeuvre du procédé décrit à la revendication 1» caractérisé par le fait que la conduite de compensation pénètre dans le réservoir régulateur de pression et s'étaad sur toute la loagaenr axiale de ce dernier, et 35 par le fait que cette conduite comporte des ouvertures, ou des buses» de passage d'eau» disposées dans la zone de la chambre de vapeur » et est pourvue, dans la 2000 de la chambre d'eau» d'au aoinfi une ouverture d'échappec-or-t d'eata» ouverture obtu-xable automatiquement au fur et à mesure que la pression 40 s1accroît8 70 26351 9 2051868 5o Dispositif selon la revendication 49 caractérisé par le fait que le réservoir régulateur de pression présente^ dans la zone de la chambre d'eau et dans la zone inférieure de la chambre de vapeur9 un diamètre plus faible que celui de la 5 partie supérieure de la chambre de vapeur0 60 Dispositif selon les revendications 1 et 4, caractérisé par le fait que la conduite d'injection permanente débouche dans la chambre d'eau du réservoir régulateur de pression,,