Brevet FR2312728A1 — publié le 19761224

On connait déjà une installation de réglage de l'ouverture d'une vanne principale d'admission d'eau alimentaire secondaire au bas d'un générateur de vapeur d'une centrale nucléaire. Ce générateur est garni, dans sa partie inferieure, de tuyaux véhiculant un fluide primaire et équipé à sa partie supérieure d'un conduit d'évacuation pour la vapeur secondaire. Le générateur comprend aussi un appareil de mesure pour le débit d'eau alimentaire, un appareil de mesure du débit de vapeur sortante, un appareil de mesure du niveau de l'eau secondaire dans le générateur de vapeur et un dispositif de régulation recevant des signaux de mesure délivrés par des dits appareils de mesure et délivrant un signal de commande de la position d'ouverture de la dite vanne appliqué à un mécanisme de commande automatique de cette vanne.Cette installation connue a pour but le réglage du niveau de l'eau secondaire par action sur la vanne admission de l'eau alimentaire du générateur de vapeur en cas de régime normal. Pendant le démarrage, l'installation connue est mise partiellement hors circuit et le réglage se fait, en grande partie, manuellement. Or, ce réglage pendant le démarrage exige une très grande expérience et une adresse peu commune. En cas de manoeuvre irréfléchie, un déclenchement intempestif du réacteur est à craindre et l'opération est à recommencer. L'invention a pour but d'adapter l'installation connue pour qu'elle soit capable de maftriser les difficultés du démarrage et de quelques accidents de fonctionnement qui jusqu a présent ont nécessité des interventions manuelles. Elle est caractérisée par un appareil de mesure de la température de l'eau alimentaire, lequel émet un signal en fonction de cette température, appliqué au dit dispositif de régulation pour y engendrer un changement dans le comportement de ce dispositif; ce changementttenant compte d'un temps mort ou d'un retard dans la variation du niveau de l'eau secondaire lors d'une modification du débit d'eau alimentaire. L'installation suivant l'invention est décrite ci-dessous par rapport à un exemple d'une forme d'exécution, en se référant au dessin annexé. L'unique figure de ce dessin est un schéma bloc, détaillé en partie, d'une installation de réglage d'admission d'eau alimentaire seçondaire au bas d'un générateur de vapeur 15 d'une centrale nucléaire. Une vanne principale 1 est commandée par un mécanisme de commande 2a équipé d'un appareil de mesure de sa position 3a dont le signal de sortie est amené à un comparateur 4a.-Le signal de sortie de ce comparateur 4a actionne le mécanisme de commande 2a.L'autre entrée du comparateur 4a est constituée par un signal de consigne délivré par un régulateur PID 5 recevant via un conducteur 6 un signal d'erreur du débit d'eau alimentaire à la sortie d'un comparateur 7. En régime "grosse puissance", le comparateur 7 reçoit via un conducteur 8 un signal de sortie d'un régulateur de niveau il et via les conducteurs 10 et 9 respectivement des signaux de mesure du débit d'eau alimentaire et du débit de vapeur. En régime "très faible puissance", les conducteurs 10 et 9 sont interrompus, de sorte que le comparateur 7 n'introduit pas de modifications de la commande. Le signal d'entrée du régulateur de niveau PID 11 est le signal d'écart entre une mesure de niveau sur un conducteur 12 et une consigne de niveau sur un conducteur 13 qui apparat à la sortie d'un comparateur. La consigne de niveau est par exemple calculée par un programmeur ou générateur de fonction, non représenté, à partir de la pression mesurée dans le premier étage de la turbine. Cette pression représente une image de la puissance. En procédant de la sorte, on satisfait aux exigences de sécurité. En effet, en cas de rupture de tuyauteries de vapeur le niveau du générateur de vapeur 15 est réduit à celui en basse charge. Le signal d'écart de niveau apparaît à la sortie d'un comparateur 14. Le générateur de vapeur 15 d'une centrale nucléaire comprend une tuyauterie d'alimentation 16 dans laquelle est montée la vanne 1 et un conduit d'évacuation pour la vapeur 17. Un appareil de mesure 18 du niveau d'eau secondaire dans le générateur 15 est relié au conducteur 12. Un appareil de mesure 19 du débit d'eau alimentaire est relié au comparateur 7 et un appareil de mesure du débit de vapeur 20 est relié au conducteur 9. Le bas du générateur de vapeur 13 est garni de tuyaux 21 véhiculant un fluide primaire d'une centrale nucléaire. La partie de la description ci-dessus se rapporte à une partie de l'installation qui est en soi connue et qui permet le réglage en cas de régime normal. L'invention rend l'installation auto-adaptive et permet de tenir compte des difficultés surgissant pendant le démarrage de la turbine et à l'occasion de certains accidents de fonctionnement. Pour ce faire, l'installation comprend un appareil de mesure 22 de la température de l'eau alimentaire. Le signal de me sure fourni par l'appareil 22 est appliqué à un générateur de fonctions 23 et le signal de sortie du générateur 23 est amené à un dispositif d'adaptation, par exemple un multiplicateur 24 disposé entre le comparateur 14 et l'entrée de l'amplificateur PID 11 . Dans le multiplicateur 24 le signal d'erreur de niveau délivré par le comparateur 14 est multiplié avec une valeur qui est fonction de la température de l'eau alimentaire du générateur de vapeur 15.La valeur avec laquelle est multiplié le signal d'erreur de niveau est par exemple proportionnelle à la température de l'eau alimentaire. L'amplificateur opérationnel 11 réalise par exemple la fonction de transfert dans laquelle Ti représente l'effet intégrateur, Td l'effet de dérivé et G le Tip gain. Ce réglage du gain tient compte du temps mort variable dû à l'effet de refroidissement de l'eau alimentaire sur le niveau de l'eau en ébullition dans le générateur de vapeur 15 et de la diminution du niveau dans le générateur 15 suite à la diminution du volume et de la quantité des bulles qui prennent naissance aur les parois des tubes 21 parcourus par le fluide primaire du réacteur. Un autre effet peut influencer le niveau du générateur de vapeur 15 lorsque l'appel de vapeur par la turbine est soumis à des variations brusques. Lorsque par exemple la turbine consomme subitement plus de vapeur, la pression diminue au dessus du niveau d'eau et ceci a pour conséquence un accroissement du volume et de la quantité des bulles. Cela se traduit d'abord par un niveau qui monte, alors que l'on devrait s'attendre à une baisse de celui-ci . La baisse de niveau se manifeste avec un certain retard. Un awplificateur opérationnel, différentiateur 25 permet de tenir compte de ce phénomène; il est raccordé entre la sortie de l'appareil de mesure du débit de vapeur 20 et un conducteur 35. Ce dernier peut aussi être interrompu en régime "très faible puissance".L'amplificateur opérationnel différentiateur 25 réalise par exemple la fonction de transfert: 11(p) = Le signal d'erreur de débit apparaissant sur le conducteur 6 tient donc compte des phénomènes décrits ci-dessus. Le signal de sortie de l'amplificateur PID 5 qui représente la consigne de débit est amenée à deux dispositifs d'échelonnement 26 et 27 qui sont des générateurs de fonction et dont chacun actionne via un comparateur 4a, 4b un servomoteur 2n, 2b d'une vanne. Le servomoteur est par exemple du type hydraulique. Le comparateur 4a, 4b reçoit le signal de mesure de la position d'ouverture de la vanne d'un appareil de mesure 3a, 3b. Tandis que le dispositif 26 gouverne la vanne principale 1, le dispositif 27 gouverne une petite vanne auxiliaire 28. La chute de pression à travers ces vannes 1 et 28 peut influencer le débit à travers eux. Pour éviter des perturbations dues à ce phénomène, cette chute de pression est mesurée au moyen d'un dispositif manométrique 29 dont le signal de sortie est amené à un extracteur de racine carrée 30. Les consignes d'ouverture des vannes aux sorties des dispositifs 26 et 27 traversent des dispositifs de linéarisation 31 et 32 et un sommateur 33. Les dispositifs 31 et 32 sont des générateurs de fonction qui représentent les caractéristiques des vannes 1 et 28. La sortie du sommateur 33 et la sortie de l'extracteur de racine 30 sont amenés à l'entrée d'un multiplicateur 34 dont la sortie constitue le signal de rétroaction de l'amplificateur PID 5. De cette manière, il est possible de linéariser le régulateur de débit 5, compte tenu des caractéristiques non linéaires des vannes 1 et 28 et les variations de pression entre l'entrée et la sortie de celles-ci. REVENDICATIONS. 1. Installation de réglage de l'ouverture de la vanne d'admission d'eau alimentaire secondaire au bas d'un générateur de vapeur d'une centrale nucléaire, lequel est garni, dans sa partie inférieure, de tuyaux véhiculant un fluide primaire et équipé à sa partie supérieure d'un conduit d'évacuation pour la vapeur secondaire , lequel comprend un appareil de mesure pour le débit d'eau alimentaire, un appareil de mesure du débit de vapeur sortante, un appareil de mesure du niveau de l'eau secondaire dans le générateur de vapeur et un dispositif de régulation recevant des signaux de mesure délivrés par les dits appareils de mesure et délivrant un signal de commande de la position d'ouverture de la dite vanne appliqué à un mécanisme de commande automatique de cette vanne, caractérisée par un appareil de mesure de la température de l'eau alimentaire, lequel émet un signal en fonction de cette température, appliqué au dit dispositif de régulation pour y engendrer un changement dans le comportement de ce dispositif; ce changement tenant compte du changement d'un temps mort ou d'un retard dans la variation du niveau lors d'une modification du débit d'eau alimentaire. 2. Installation de réglage suivant la revendication 1, caractérisé par une a vanne permettant le réglage de petits débits en parallèle sur la vanne à gros débit et par un dispositif d'échelonnage d'action influençant uniquement la vanne à petit débit pour des petits débits et influençant la vanne à gros débit à partir du moment où la vanne à petit débit est ouverte. 3. Installation suivant une des revendications précédentes caractérisée par un dispositif de linéarisation de la commande des vannes. 4. Installation suivant une des revendications précédentes, caractérisée par une boucle de réglage comprenant un régulateur PID à l'entrée duquel un dispositif différentiateur modifie la consigne de débit d'eau en cas de changement brusque de la consommation de vapeur, cette boucle de réglage tenant compte de la variation du niveau d'eau en fonction de la pression de vapeur dans la partie supérieure du générateur de vapeur qui est modifié lors des changements de la consommation de vapeur.