Brevet FR2213799A1 — publié le 19740809

Les gaz résiduaires des centrales sucléaires s-nt constitués pr l'essentiel (90 7 environ) par de 1 oxygène et de l'hydrogène, gaz de radiolyse. Le volume total des gaz résiduaires djlt subir un traitement avant la libération dans l'atmosphère et la taille des installations de traite ment dépend de ce volume. On s'efforce donc de réduire le volume des gaz résiduaires avant le traitement d'élimination eu de retard des substances radioactives. Les gaz résiduaires sont pour cette raison dirigés dan un dispositif de recombinaison, dans lequel les gaz de radiolyse subissent une combustion catalytique les transformant en cau. De tels dispositifs de recombiniason gazeuse sont constitué, rar une cuve avec une arrivée de gaz latérale ou centrale et une canalisation d'évacuation, généralement centrale. La cùve contient un plateau tinter média-ire en treillis sur lequel le catalyseur est versé sous forme de petites billes ou de cylindres d'un diamètre d'environ 3-8 mm. Les gaz résiduaires d'une centr-le nucléaire sont généralement soutirés dans le condenseur de la turbine au moyen d'éjecteurs à Jet de vapeur.Les gaz résiduaires passent ensuite avec la vapeur d'entraînement dans des sécheurs et des réchauffeursg puis atteignent le dispositif de recombinai- son gazeuse. Le mélange vapeur-gaz pénétrant par le tube d'alimentation atteint d'abord un tablier qui dévie le flux du mélange vers l'cspace supérieur libre de la cuve.Le mélange, dévié par le couvercle de la cuve, s'écoule ensuite vers le bas et atteint ainsi le catalyseur. L'expérience a montré que l'écoulement se formant ainsi à la partie supérieure de la cuve crée des conditions défavorables. L'écoulement arrivant latéralement sur le catalyseur le met en mouvement, pour des vitesses d'écoulement déterminées, déplace ainsi la messe de catalyseur en vrac et y produit des accumulations et des creux qui, par suite de la résistance d l'écou- lement variable résultante, entrainent une charge irrégulière du catalyseur.Le mouvement du catalyseur en vrac produit par l'écoulement se traduit en outre par son abrasion, réduit ainsi la quantité de catalyseur disponible et accroît la perte de charge par des dépôts pulvérulents. Une destruction des particules de catalyseur résulte aussi de leur entratnement par le mélange vapeur-gaz entrant et l'impact sur le couvercle et la paroi de la cuve. Tous ces phénomènes exercent une influence défavo- rab le sur la capacité du dispositif de recombinaison gazeuse. L'invention a pour objet d'améliorer les conditions d'écoulement dans les dispositifs de recombinaison gazeuse du type décrit, de façon à supprimer les inconvénients mentionnés. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, des moyens de guidage de l'écoulement sont prévus dans l'espace libre, au-dessus du atalyseur en vrac, de façon que ltécoulement atteigne ce dernier aussi régulièrement que possible et verticalement de haut en bas. Les avantages de cette solution résident dans l'amélioration de la rapacité du dispositif de recombinaison gazeuse par suite de débits plus élevés5 rendus possibles par une charge plus régulière du catalyseur en vrac et dans la durée de vie prolongée du catalyseur, résultant de sa protection en service. D'autres caractéristiques et avantages-de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale dtun dispositif de recombinaison gazeuse selon l'invention; la figure 2 est une coupe du dispositif de recombinaison de la figure 1, suint l'axe AA, et la figure 3 représente un détail de la figure 1. Dans la cuve 1, comportant une tubulure d'entrée latérale 2 suivie par une poche d'admission 3, un treillis~4 porte le catalyseur 5, versé sous forme de petit cylindre ou bille. Un déflecteur perforé 6 est dis posé au-dessus de la poche d'admission 3, de façon à diviser le flux incident du mélange vapeur-gaz, représenté par la flèche 9, en deux flux partiels 9a et 9b, le flux partiel 9a s'écoulant au-dessus du déflecteur 6 et le flux 9b en dessous. Les ouvertures 10 du déflecteur 6 ont pour but de diviser le flux partiel 9b passant en dessous, de sorte qu'une partie 9b" du mélange vapeur-gaz s'écoule dans les ouvertures 10 et forme ainsi un écoulement transversal 9b" par rapport au flux partiel 9a passant au-dessus du déflecteur 6. Cet écoulement transversal 9b" produit une turbulence et un retard du flux partiel supérieur 9a.Les deux flux par tiels 9a et 9b se réunissent dans l'espace libre 7 au-dessus du cataly seur en vrac 5, et ont une action globale -plus favorable que celle résultant d'un écoulement libre, comme l'ont montré des essais sur modèle. Afin d'améliorer encore les conditions d'écoulement, un treillis de guidage en nid d'abeille 8 est disposé au-dessus du catalyseur 5. Il s'est :éEr4 4 7115 e de verser le catalyser 5 de façon qu'il remplisse les alvéoles du treillis de guidage 8 Jusqu'à une hauteur déterminée, fonction de la nature et de la taille des particules de catalyseur. Ce treillis de guidage de l'écoulement, en combinaison notamment avec le déflecteur 6 précédemment décrit, fait que le flux du mélange atteint le catalyseur 5 verticalement et de façon sensiblement régulière, de sorte qu'un mouvement et les inconvénients qui en résultent sont pratiquement évités. Après avoir traversé le catalyseur en vrac 5, le flux peut entre évacué par la tubulure de sortie 11. BIen entendu, diverses modifications peuvent être apportées par lnhomme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'étire décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Dispositif de recombinaison gazeuse pour la combustion catalytique des gaz de radiolyse contenus dans des mélanges vapeur-gaz, comportant une tubulure d'entrée latérale ou centrale par rapport au catalyseur en vrac et car~ctérisé par des moyens de guidage de l'écoulement, disposés da?S l'vespa e libre au-dessus du catalyseur en vrac, de façon que l'écou- lement attgne ce dernier aussi régulièrement que possible et vertica liement de haut en bas. 2. Dispositif de recombinaison gazeuse selon revendication 1, carac térisé en ce que les moyens de guidage de l'écoulement sont un déflecteur, disposé par rapport à la tubulure d'entrée de façon que le flux du mélange incident soit divisé en deux flux partiels au moins et/ou un treillis de guidage de l'écoulement, disposé par rapport au catalyseur en vrac de façon que ce dernier remplisse les alvéoles jusqu'à une hauteur déterminée. 3. Dispositif de recombinaison gazeuse selon revendication 2, caractérisé en ce que le déflecteur est perforé. 4. Dispositif de recombinaison gazeuse selon une des revendications 2 et 33 caractérisé en ce que le treillis de guidage de l'écoulement est disposé par rapport au catalyseur en vrac de façon que ce dernier remplisse les alvéoles jusqu'à une hauteur d'environ 70 %.