Brevet FR2381988A1 — publié le 19780922

On connaît pour le conditionnement des échantillons prélevés sur les générateurs thermiques et nucléaires des échangeurs de réfrigération à serpentins, à plaques à faisceau, étudiés pour répondre aux règles imposées par la sécurité nucléaire. A cet effet, le corps de ces échangeurs est en acier d'une teneur en carbone inférieure à 0,03 % et d'une teneur en chrome supérieure à 18 X0, tandis que le circuit échantillon est en acier inoxydable type 703 ou 704 avec analyse de coulée et attestation de conformité. En considération de telles caractéristiques de matériau et règles, il a été réalisé des appareils echangeurs dont les éléments résistent,d'une part aux contraintes mécaniques dues aux dilata tions différentielles de ces éléments, et d'autre part aux chocs thermiques dus au changement d'état vapeur-eau des échantillons. Toutefois les structures constructives connues et adoptées jusqu'ici ne sont pas suffisantes pour résister en même temps aux contraintes mécaniques pouvant survenir dans les pays ou régions soumis à des séismes. Ces contraintes mécaniques sont définies par la normalisation comme résultant d'un séisme majoré d'intensité 8 sur l'échelle de Mercalli (= 2). La présente invention s'est attachée à la réalisation d'un échangeur méthodique dans lequel la contrainte due à la dilatation différentielle est éliminée, ce qui lui permet de résister à la contrainte découlant d'un séisme, les matériaux utilisés restant les mêmes que ceux indiqués ci-dessus. Elle a pour objet un échangeur de réfrigération pouvant supporter les contraintes mécaniques dues à un séisme, pour générateur thermique et nucléaire caractérisé en ce que l'échantillon de fluide à refroidir circule depuis l'entrée jusqu'à la sortie à l'intérieur de plusieurs épingles tubulaires disposées de manière que les branches parallèles de ces épingles forment deux faisceaux respectivement contenus à l'intérieur de deux fourreaux parallèles reliés entre eux, au niveau des parties arquées des épingles, par une boute renfermant ces dites parties arquées, l'arrivée et la sortie de l'eau de refroidissement étant disposées chacune respectivement vers l'extrémité de l'un des fourreaux et de manière à réaliser dans les fourreaux et dans la bote entre les épingles une circulation de l'eau à contre-courant par rapport au fluide échantillon. I1 va etre décrit ci-apres un exemple non limitatif de réalisation d'un tel échangeur de réfrigération en se référant à la figure unique, coupe longitudinale de cet échangeur, du dessin ci-annexé. Le circuit de conditionnement des fluides échantillons s'étend entre deux entonnoirs identiques 1 et 2 de forme hémisphérique pour l'entrée 3 et la sortie 4 du fluide les deux entonnoirs sont disposes avec leurs axes parallèle et racés; le bord supe- rieur de chaque entonnoir est fermé par une plaque 5, 6 a perfo- rations 7, 8.Sur chacune des perforations es soudée i'extrdmité de l'une des branches d'une épingle 9 formant un conduit tubulaire, en sorte que les perforations des deux plaques sont réunies entre elles par un réseau d'épingles tubulaires 9 à branches 10 et à boucles 11 parallèles; les branches 10 forment deux faisceaux séparés, chacun en communication avec l'intérieur de l'en- tonnoir correspondant. Le fluide échantillon entre par la queue 3, se répand dans l'entonnoir 1, vient remplir tous les conduits tubulaires des epingles pour s'écouler finalement par l'entonnoir 2 et a queue de sortie 4. Le circuit de refroidissement est constitué par de-u. fourreaux identiques et parallèles 12, 13, chacun d'eux renfermant un des faisceaux de branches d'épingles; au niveau des parties arquées ou boucles 11 des épingles, les deux fourreaux sont raccordés entre eux par un boitiez 14 soudé et servant d'enveloppe aux boucles; a l'extrémité libre de chacun des four-eaw-, et un peu au-dessus de la plaque perforée correspondante, est soudée une tubulure formant bossage sur le fourreau : la tubulure 15, coté sortie fluide échantillon, sert d'arrivée a. 'eau de refroidisse- ment, tandis que la tubulure 16, coté arrivée fluide échantillon, sert de sortie a cette meme eau. Ainsi l'eau de refroidissement arrive par la tubulure 15, s'élève autour des branches d'épingles et vivent remplir successivement le fourreau 13, puis la boite 14 en noyant les boucles des épingles, redescend par le fourreau 12 le long des branches d'épingles, pour ressortir finalement par la tubulure 16. L'eau de refroidissement circule dans l'enceinte de l'appareil à contre-courant de la circulation du fluide échantillon; le boîtier 14 est dimensionner de manière a lasser un espace suffisant au-dessus des boucles d'épingles pour permettre la libre dilatation de celles-ci au cours des échanges thermiques A titre d'exemple pratique, le nombre des épingles pourra titre de douze; chacune des plaques 5 et 6 sera donc munie de douze perforations qui seront égales1 régulièrement disposées et espacées. Tous les différents éléments structurels de l'échangeur selon l'invention sont en acier inoxydable et sont soudés entre eux. REVENDICATIiS 1 - Echangeur de réfrigération pouvant supporter les contrain- tes mécaniques dues à un séisme, pour générateur thermique et nucléaire caractérisé en ce que l'échantillon de fluide à refroi- dir circule depuis l'entrée jusqu'à la sortie à l'intérieur de plusieurs épingles tubulaires disposées de manière que les branches parallèles de ces épingles forment deux faisceaux respecti- vement contenus à l'intérieur de deux fourreaux parallèles reliés entre eux, au niveau des parties arquées des épingles, par une botte renfermant ces dites parties arqués, l'arrivée et la sortie de l'eau de refroidissement étant disposées chacune respecti vement vers a extrémité libre de l'un des fourreaux et de manière à réaliser dans les fourreaux et dans la botte entre les épingles une circulation de l'eau à contre courant par rapport an fluide échantillon. 2 - Echangeur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'entrée et la sortie du fluide échantillon sont constituées chacune en forme d'entonnoir, les axes des deux entonnoirs étant parallèles et espacés et le bord de chaque entonnoir étant fermé par une plaque à perforations, une extrémité de branche d'épingle tubulaire étant soudée sur chacune de ces perforations, tandis que chaque fourreau est soudé sur le bord périphérique de l'en- tonnoir correspondant en prolongement de celui l'arrivée et - la sortie de l'eau de refroidissement étant soudées chacune sur l'extrémité du fourreau correspondant un peu au-dessus de la plaque à perforations. 3 - Echangeur suivant lès revendications 1 et 2 caractérisé en ce qu'il comporte douze épingles tubulaires et chaque plaque perforée comporte douze perforations égales régulièrement disposées et espacées. 4 - Echangeur suivant l'une quelconque des revendications cidessus caractérisé en ce qu'il est entièrement soudé en acier inoxydable.