Brevet FR2080772A1 — publié le 19711119

Les générateurs de vapeur saturée des réacteurs à eau sous pression ne permettent, en 'néral, de produire que de la vapeur ayant une teneur en humidité relativement élevée. La réparation de l'eau st-nue encore l-a va ,-jur 5 saturée eni^e la mise en oeuvre .it moyens tcesni vs-c importants, par exemple de vastes chambres de vapeur au-dessus se 1 ' ^changeur de chaleur tubuiaire proprement dit en U, or Je ccûtessts constructions accessoires pour sép'-rer iVru "iO la s ceus. be plus, on utilise en général un ou plusieurs s 'parai _ -:• s pr ' li-10 minaires à cyclone da.>s la chaire de vapeur au-dcssss v; ':-.is-ceau tuoulaire en U, suivis d'un saarateur fin . Les grandes chambres de valeur des -'pirateurs d'eau impliquent toutefois un 0ra:a.: volume de s sistruciicn pour le générateur de vapeur proprement ;it et interviennent ainsi 15 dans la fixation des dimensions du bâtiment c^:- .-;_ant le r' acteur. j£t"-nt donné la taille des ténérateurs . a , r.cramaient des générateurs de va. eur pour fertur pui .s -m-;.,-s, il n'est pas possible de transporter le rs: i aie! as blé, • v ^ ' . sla- £e doit alors se faire sur place. it La présente inventon vise un a '::ér--.teur ;e va peur permettant d'effectuer ûui.s l'isisr; eur :o cnaleur proprement dit, une séparation préliminaire de l'osas et un s ' C;.a. _e se la valeur produite, ce générateur se distinguant par une construction très compacte. L'invention recourt à un ^'aérateur se c.~s vapeur de type connu, à circulation par .hermosyphor., ccmpor-tant comme surface de chauffe un faisceau tubuiaire en U conduisant le f laide primaire et dispose verticalement, a fl'si-'s secondaire passant de bas en haut entre les tubes de se ;ais--au en se vaporisant >0 L'invention est caractérisée par le fait qu'une cavité de forme cylindrique, faisant office de sépar:cour préliminaire pour le mélange eau-vapeur provenant de la zone bas branches verticales du faisceau tuoulaire en U et pénétrant "enc :n-tiellecent dans ladite cavité est ir sfue au centre su faisceau J? tubuiaire en U et sert en mSme temps ce osautre le es rente pour la circulation par thermosyphen. Cette cavité est cnvur'e a*une c! smiss cylindrique de jiida&e compoi'tant, sans sa zone supérieure, des l'entes tangentielles d'admission pour le mélange eau-vapeur. En BAD ORIGINAL 71 04324 2080772 outre, la chantre de montée, qui est comprise entre 1?: ' : ' . Je de guidage et l'enveloppe extérieure du générateur de tv >;t qui renferme les branches verticales du faisceau tutuiiir-.:- •=;; U, 03i xerm-^e Qd-;rc:^uS u6û xentes tang5ntiex^_£ ' ^ . j. *- _ i cnemise de guidais, au moyen ô ' une plaque : '.flectrice horizontale. Le r.'longe eau-vapeur venant de la chambre de mont ' e 2-énétre :e 11 w;.térieur ians la cavité par les font ~s tan-; entielles 11 u-imiosicn ...ituées dans la zone .supérieure je la chemise de guidage. La rotation résultant ie la grande vitesse d'écoulement produit la sapara-cion de l'eau et de la vspeur. itant doimé son poids spécifique élevé, l'eau s';ccule vers le bas. tandis vue la vapeur est retirée vers le haut en passant sur le x*-. s te ce la surface le chauffe où elle est séchle complètement et peut même être encore surchauffée légèrement par l'apport de chaleur à la surface de chauffe. -iw'-v O-j-tD^-XSG 0-C ^u3_G6 3 3. So21 "b-m inférieure, fentes de sortie pour l'eau s'écoulant du .-r^, a- rateur préliminaire vers le bas et radialement "î uns la cnar^re de :nontie. En outre, à 1* extrait £ sup 1-r ic ure de la chemise de guidage, et sur sa face interne, on prévoit une rigole de retenue ouverte vers le bas pour capter l'eau entraînée éventuellement vers' le haut. Foui- améliorer l'admission Ju mélange eau-vapeur, on munit les fentes d'admission de tôles directrices sur le côté extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de l'exemple non limitatif suivant, décrit en se référant au dessin annexé, sur lequel la figure 1 représente en coupe longitudinale , un générateur de vapeur conforme à l'invention ; la figure 2 représente ce même générateur de vapeur en co.ipe transversale suivant A-A de la figure 1. Le générateur de vapeur proprement dit consiste en une enveloppe cylindrique 1 pourvue d'une tubulure -s'entrée 2 et ji' une tubulure ce sortie y pour le fluide, primaire. Un faisceau tubuiaire 5 en U est disposé de façon connue sur le fond 4, dans la zone inférieure de l'enveloppe 1. Ce faisceau est parcouru par le fluide primaire arrivant par la tubulure d'entrée 2 BAD ORIGINAL 71 04324 5 2080772 et par la chambre d'admission 6 et quittant le générateur de vapeur par la chambre de sortie 7 et la tubulure 3- le faisceau tubuiaire 5 en U est baigné extérieurement par le fluide secondaire (de l'eau dans le cas présent) circulant de bas en 5 haut et dont une partie se vaporise. Selon l'invention, on a prévu, au centre du faisceau tubuiaire 5 en U, une cavité 8 de forme cylindrique, entourée d'une chemise de guidage 9 également cylindrique.Cette chemise s'étend du voisinage du fond 4 à peu près jusqu'à l'ex-10 trémité des branches rectilignes verticales du faisceau tubuiaire 5 en U. La chemise de guidage 9 comporte, de.ns sa zone supérieure, des fentes tangentielles d'admission 10 qui apparaissent plus nettement sur la coupe de la figure 2. L'espace annulaire compris entre la chemise de 15 guidage 9 et l'enveloppe 1 du générateur de vapeur, espace dans lequel se trouvent les branches verticales du faisceau tubuiaire en ïï, constitue la chambre de montée 11 proprement dite pour l'eau s'y vaporisant au cours de son ascension. Cette chambre de montée 11 est fermée au-dessus des fentes tangentiel-20 les d'admission 10 au moyen d'une plaque déflectrice 12 disposée horizontalement de sorte que le mélange eau-vapeur circulant vers le haut dans la chambre 11 soit dirigé vers l'intérieur par les fentes d'admission 10 dans la cavité 8 jouant le rôle de séparateur préliminaire. Grâce à la vitesse élevée 25 dfentrée du mélange, une rotation intense se produit dans la cavité 8, ce qui assure une séparation de l'eau et de la vapeur. On a représenté en 13 la "trombe" ainsi formée (couche limite entre l'eau séparée et la vapeur).L'eau séparée s'écoule vers le bas et quitte la cavité 8 par des fentes de sortie 14 30 à l'extrémité inférieure de la chemise de guidage 9- L'eau d'alimentation (fluide secondaire) est envoyée par les tubulures 20a et 20b dans la chambre de descente située en dessous du séparateur préliminaire , s'y mélange à l'eau séparée qui s'écoule vers le bas et provoque une circulation par thermo--5 syphon par suite de son poids spécifique supérieur à celui du mélange eau-vapeur. La vapeur s'écoulant vers le haut passe entre les tronçons arqués des tubes du faisceau 5 en ïï, ce qui permet, grâce à un apport de chaleur supplémentaire, de la sécher complètement et, le cas échéant, de la surchauffer légè-40 rement. BAD ORIGINAL 71 04324 4 2080772 La vapeur peut ensuite être débarrassée de son humidité résiduelle éventuelle dans un séparateur fin 15 et être envoyée aux turbines en passant' par une tubulure de sortie de vapeur 16 que comporte le' dome du générateur de vapeur. 5- Afin d'empêcher que la vapeur entraîne vers le haut de l'eau pénétrant par les fentes d'admission 10, on prévoit à l'extrémité supérieure de la chemise de guidage 9i sur sa face interne, des rigoles de retenue 17 ouvertes vers le bas, qui retiennent l'eau et la renvoient vers le bas. 10 En outre, les fentes d'admission 10 peuvent pré senter, sur le côté extérieur, des tôles directrices 18 servant à améliorer l'arrivée du mélange eau-vapeur. La chambre cylindrique de descente à l'intérieur du faisceau tubuiaire 5 en.U fait qu'il est possible de prévoir, 15 en plus, un trou d'homme 19 au centre du fond 4, ce qui permet l'accès à la chambre secondaire pendant sa fabrication et au cours d'inspections ultérieures. Le générateur de vapeur selon l'invention permet donc line séparation préliminaire de l'eau, ainsi qu'un séchage, 33 sur une partie du faisceau tubuiaire en U, de la vapeur extraite. En outx'e, l' agencement du séparateur préliminaire au centre du faisceau.tubuiaire en U conduit à une construction très compacte du générateur de vapeur qui se distingua J,--â>ticulièrement par sa faible hauteur. BAD ORIGINAL 71 04324 5 2080772 REVENDICATIONS 1. Générateur de vapeur pour réacteurs nucléaires à eau sous pression, comportant comme surface de chauffe un faisceau tubuiaire en U conduisant le fluide primaire, et 5 disposé verticalement, le fluide secondaire passant de bas en haut entre les tubes de ce faisceau en se vaporisant, ce générateur de vapeur étant caractérisé par le fait qu'il comporte, au centre du faisceau tubuiaire en ïï, une cavité cylindrique , servant de chambre de descente et de séparateur préliminaire 10 pour le mélange eau-vapeur arrivant de la zone des branches verticales du faisceau en ïï et pénétrant tangentiellement dans la cavité. 2. Générateur de vapeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cavité est entourée d'une ehe- 15 mise cylindrique de guidage comportant, dans sa zone supérieure, des fentes tangentielles d'admission pour le mélange eau-vapeur. 3. Générâteur de vapeur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la chambre de montée comprise entre la chemise de guidage et l'enveloppe extérieure du gé- 20 nérateur de vapeur et contenant les branches verticales du faisceau tubuiaire en ïï est fermée, au-dessus des fentes tangentielles d'admission pratiquées dans la chemise de guidage, au moyen d'une plaque déflectrice horizontale. 4. Générateur de vapeur selon l'une quelconque 25 des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la vapeur débarrassée de l'eau et sortant du séparateur préliminaire traverse une partie du faisceau tubuiaire en ïï, en vue de son séchage. 5. Générateur de vapeur selon la revendication 50 2 ou 3» caractérisé par le fait que la chemise de guidage comporte, à son extrémité inférieure, des fentes de sortie pour l'eau quittant le séparateur préliminaire vers le bas et pénétrant radialement vers l'extérieur dans la chambre de montée. 6. Générateur de vapeur selon l'une quelconque 35 clés revendications 1 à 5» caractérisé par le fait que des tubulures d'arrivée pour l'eau d'alimentation débouchent dans la chambre de descente en dessous de la zone de séparation préliminaire. 7. Générateur de vapeur selon l'une quelconque 71 04324 2080772 des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait qu'une rigole de retenue ouverte vers le bas est disposée à l'extrémité supérieure de la chemise de guidage, sur la face interne de cette dernière. 5 8. Générateur de vapeur selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les féntes d'admission sont complétées sur le côté extérieur par des tôles directrices améliorant l'admission du mélange eau-vapeur. • 9. Générateur de vapeur selon l'une quelconque 10 des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il comporte un trou d'homme au centre .du fond portant le faisceau tubuiaire en U.