Brevet FR2143843A1 — publié le 19730209

La présente invention se rapporte à une jauge de niveau de liquide destinée à des réservoirs sous pression, de préférence des réservoirs sous haute pression, par exemple, de l'ordre de 100 bar, et comprenant un ou plusieurs flotteurs dont la position en hauteur peut être mesurée, par exemple par voie optique, mécanique ou électromagnétique. On connaet en soi des jauges de niveau de liquide conformes au principe précité. Toutefois, leur utilisation est limitée lorsque la pression augmente, car ltépaisseur de paroi des flotteurs doit être augmentée, conformément à la pression, jusqu'à ce que finalement la force ascensionnelle du flotteur se trouve réduite à zéro par le poids croissant de celui-ci. La limite de la possibilité d'utilisation de ces jauges de niveau de liquide dépend de la forme, de la taille et de la matière des flotteurs, mais devrait néanmoins se situer à environ 50 bar compte tenu des dimensions considérées et de l'utilisation des matières disponibles actuellement. La présente invention vise une jaune de niveau de liquide qui puisse être utilisée également à une pression plus élevée, par exemple de l'ordre de 100 bar et qui puisse être fabriquée moyennant une faible dépense en matière. Pour résoudre ce problème, il est proposé, conformément à l'invention, que le ou les flotteurs soient remplis en partie d'un liquide dont la tension de vapeur est approximativement égale à la pression régnant dans le réservoir sous pression, à la température de service de celui-ci. Dès lors, il est fait en sorte que la pression dans le flotteur et celle dans le réservoir sous pression se compensent approximativement, si bien que le flotteur peut avoir une faible épaisseur de paroi. Selon une autre caractéristique de l'invention, le réservoir sous pression et le flotteur contiennent le même hqui- de, gn utilisant la jauge de niveau de liquide dans des réservoirs sous pression dont la pression de service et la température subissent des variations importantes se développant pendant des intervalles de temps prolongés, par exemple dans des chaudières on à vapeur,/peut ainsi faire en sorte que la pression interne et la pression externe du flotteur s'équilibrent dans toutes les condi tions de service, abstraction faite de faibles retards. En outre, des petites fuites du flotteur ne peuvent pas occasionner de dommages. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est proposé que le flotteur puisse être chauffé à partir de l'extérieur, de telle sorte qu'une contre-pression suffisante puisse être établie dans le flotteur, indépendamment de la tempé- rature régnant par ailleurs dans le réservoir sous pression. Ceci est particulièrement-avantageux lorsque le réservoir sous: pression est exposé à une haute pression interne et à une faible température, par exemple au cours d'une épreuve de pression d'eau, et que la jauge de niveau de liquide ne peut pas entre protégée en étant retirée du réservoir sous pression ou bloquée temporairement par rapport à celui-ci. Ce chauffage est particulièrement simple et judicieux lorsque le flotteur est disposé dans un tube communiquant avec le réservoir sous pression, à l'extérieur de ce dernier. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est proposé que le réservoir sous pression soit un réacteur nu cléaire refroidi à l'eau, Des pressions de service de l'ordre de 100 bar. sont engendrées en particulier dans les réacteurs à eau sous pression, de sorte qu'une utilisation des jauges de niveau de liquide du type à flotteur n'est pas possible avec le mode de construction usuel à ce jour. Par ailleurs, précisément dans les installations de ce type, l'utilisation d'instruments de mesure d'un mode de construction simple, peu sensible aux perturbations, est particulièrement souhaitée. Si la température de service du réservoir sous pression varie dans un large domaine, il doit être tenu compte du fait que la densité du liquide contenu dans ce réservoir est soumise à des variations, ce qui a pour effet d'immerger le flotteur dans le liquide à des profondeurs différentes, ceci conduisant à des mesures erronées. De préférence, on prévoit donc une compensation en fonction de la température, de l'indication de hauteur pour des profondeurs d'immersion différentes du ou des flotteurs dans le liquide à mesurer, conformément à la densité variable de ce liquide à des températures différentes.Ceci peut être réalisé, par exemple, d'une manière connue en soi, par le fait que la position en hauteur du ou des flotteurs est mesurée par voie électromagnétique, comme exposé en détail ci-après dans la description du dessin et par le fait que ce signal de mesure est mis en corrélation avec la température, mesurée d'une autre façon, dans un circuit non décrit en détail ici, et est corrigée en conséquence. Le dessin annexé représente un exemple de réalisation de l'invention, à savoir une coupe axiale longitudinale du flotteur et du transmetteur de valeur de mesure de/iauge de niveau de liquide. Sur la figure unique du dessin, le réservoir sous pression 1, reproduit schématiquement, contient un liquide 2 dans lequel un flotteur 3 est immergé conformément à son poids. Le flotteur 3 est rempli en partie d'un liquide 4 dont la tension de vapeur, à la température de service du réservoir sous pression, compense approximativement la pression régnant dans celui-ci. Dans l'exemple représenté, le flotteur 3 est muni d'un noyau de fer étagé 5 qui pénètre à des profondeurs différentes dans une bobine d'induction 6, en fonction à la position en hauteur du flotteur et qui fournit ainsi un signal de mesure électrique visualisé à l'extérieur du réservoir sous pression et donnant ainsi des indications sur la position en hauteur du flotteur 3 et, par consé quint, sur le niveau du liquide 2 dans le réservoir sous pression 1. La référence 7 désigne un tube de protection résistant à la pression et entourant le nbyau de fer 5 à l'extérieur du réservoir sous pression 1, tandis que la référence 8 désigne un tube de guidage destiné au flotteur 3 et communiquant par plusieurs ouvertures 9, avec le réservoir sous pression 1. Pour oompenser des inclinaisons temporaires du réservoir sous pression 1, plusieurs, de préférence quatre flotteurs 3 et transmetteurs de valeur de mesure 5 et 6 sont répartis sur la périphérie du réservoir sous pression 1, la moyenne des valeurs de mesure de ces transmetteurs 5 et 6 est établie dans un circuit non représenté ici pour donner, par conséquent une valeur moyenne du niveau du liquide. Les valeurs de mesure sont mises en corrélation avec la température du réservoir sous pression 1, mesurée d'une autre façon dans un circuit également non représenté, et sont corrigées conformément à la densité dif férente du liquide 2 et à la profondeur d'immersion différente du flotteur 3 dans le liquide 2. REVENDICATIONS 1, Jauge de niveau de liquide destinée à des réservoirs sous pression et comprenant un ou plusieurs flotteurs dont la position en hauteur est mesurable, caractérisée par le fait que le ou les flotteurs sont remplis en partie d'un liquide dont la tension de vapeur est approximativement égale à la pression régnant dans le réservoir sous pression à la température de service de celui-ci. 2. Jauge de niveau de liquide suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le réservoir sous pression et les flotteurs contiennent le même liquide, 3. Jauge de niveau de liquide suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le flotteur peut être chauffé à partir de l'extérieur. 4. Jauge de niveau de liquide suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le récipient sous pression est un réacteur nucléaire refroidi à l'eau.