Brevet FR2507742A1 — publié le 19821217

La présente invention est relative à un gé- nérateur de vapeur plus particulièrement destiné à être utilisé dans les réacteurs nucléaires à eau pres- surisée et muni d'un dispositif de purge dynamique fa- cilitant l'évacuation de l'eau séparée de la vapeur dans le sécheur du générateur. La figure 1 représente un générateur de va- peur du type utilisé actuellement dans les réacteurs à eau pressurisée Le générateur, portant la référence générale 1, est constitué par une enceinte étanche cy- lindrique 2 entourant un ensemble de-tubes en U réfé- rencés 4 dans lesquels circule le liquide primaire. Les tubes 4 sont fixés par leur partie inférieure à une plaque à tubes 6 et communiquent d'une part avec une chambre d'admission 8 par laquelle arrive le flui- de primaire chaud et une chambre d'évacuation 10 permettant au liquide primaire refroidi de retourner dans le réacteur Une enveloppe cylindrique 12 entoure l'ensemble des tubes 4 et délimite avec la paroi in- terne de l'enceinte 2 un passage annulaire 14 pour la circulation du liquide secondaire Celui-ci arrive dans le générateur par une canalisation 16 puis des- cend dans le passage annulaire 14 jusqu'à la plaque à tubes 6, pénètre à travers un passage ménagé entre la plaque 6 et le bord inférieur de l'enveloppe 12, et remonte le long des tubes 4 o il se vaporise au con- tact du fluide primaire chaud L'enveloppe cylindrique 12 comporte à sa partie supérieure un couvercle 18 dans lequel sont ménagés plusieurs passages tels que 20, chacun étant muni d'un dispositif de séparation par centrifugation de l'eau entraînée avec la vapeur. Celle-ci, au sortir du dispositif 22 contient encore une certaine quantité d'eau qu'il faut éliminer avant que la vapeur n'arrive sur la turbine de l'alternateur Pour cela, la partie supérieure du générateur est munie d'une structure de séchage telle que 24 et comportant géné- ralement des passages munis de chicanes sur lesquelles les gouttes d'eau se déposent et retombent dans le générateur à travers des conduits de décharge tels que 26 Le générateur représenté sur la figure 1 comporte deux structures de séchage superposées 24 et 25 commu- niquant avec la partie basse du générateur par des conduits de décharge 26 et 27 respectivement On peut encore prévoir un collecteur central 28 dont l'action complète celle des conduits de décharge 26 et 27 On voit encore sur la figure 1 que la surface libre du liquide secondaire à l'extérieur de l'enveloppe 12 at- teint le niveau du dispositif de centrifugation 22 et que les extrémités libres des conduits 26 et 27 et du collecteur 28 se trouvent en-dessous de cette surface. Etant donné que les structures de séchage 24 et 25 provoquent une perte de charge dans le circuit de la vapeur, il s'établit dans les conduits d'évacuation une hauteur d'eau dite "hauteur de garde" telle que la différence de niveau entre la surface libre du liquide dans les conduits d'évacuation et à l'intérieur de l'enceinte 2 corresponde approximativement à la perte de charge à travers les structures 24 et 25 D'autre part, pour un bon fonctionnement du système, il est indispensable que le niveau d'eau dans les conduits de décharge soit inférieur au niveau de la partie infé- rieure des structures de séchage 24 et 25 La nécessi- té de maintenir une hauteur de garde minimale dans les conduits d'évacuation entraîne donc un encombrement important en hauteur des générateurs de vapeur. La présente invention a justement pour objet un générateur de vapeur dans lequel cet inconvénient JI 7742 est éliminé grâce à un dispositif qui rend inutile le maintien d'une hauteur de garde dans les tuyaux d'éva- cuation. Selon la principale caractéristique du gé- nérateur de vapeur objet de l'invention, celui-ci, du type comportant à l'intérieur d'une enceinte étanche d'axe vertical une pluralité de tubes en U dans les- quels circule un liquide primaire et sur la paroi ex- terne desquels s'écoule un liquide secondaire, une en- -10 veloppe cylindrique entourant lesdits tubes et délimi- tant avec la paroi interne de ladite enceinte un pas- sage annulaire en communication à sa partie inférieure avec l'espace interne de ladite enveloppe, celle-ci étant obturée à sa partie supérieure par un couvercle lui-même surmonté d'au moins un dispositif de sépara- tion de la vapeur par centrifugation, un ensemble de séchage de la vapeur à la partie supérieure de ladite enceinte, cet ensemble comportant au moins une struc- ture de séchage de la vapeur entourant l'axe de ladite enceinte, chaque structure de séchage communiquant à sa partie inférieure avec au moins un conduit de dé- charge pour l'évacuation de l'eau séparée de la va- peur, se caractérise en ce que chaque conduit de dé- charge est en communication avec un dispositif de pur- ge dynamique capable de créer une dépression afin d'aspirer l'eau recueillie dans ladite structure de séchage. Selon une autre caractéristique du généra- teur de vapeur selon l'invention, le dispositif capa- ble de créer une dépression comporte une conduite dont une extrémité est branchée sur le circuit d'alimenta- tion en liquide secondaire et dont l'autre extrémité, ayant la forme d'un injecteur semblable à celui d'une trompe à eau, est située à l'intérieur d'un conduit servant à l'évacuation de l'eau recueillie dans la structure de décharge. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque conduit de décharge débouche dans un conduit annulaire entourant l'axe de l'enceinte, ce conduit annulaire communiquant avec au moins un con- duit d'évacuation lui-même muni d'un dispositif de purge dynamique capable de créer une dépression. L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif en réfé- rence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1, déjà décrite, est une vue schématique en coupe verticale d'un générateur de va- peur conforme à l'art antérieur, et la figure 2 est une vue agrandie, en coupe verticale, de la partie supérieure d'un générateur de vapeur selon l'invention comportant un dispositif de purge dynamique. La figure 2 représente la partie supérieure d'un générateur de vapeur semblable à celui de la fi- gure 1 o l'on reconnaît l'arrivée d'eau secondaire 16 et l'enveloppe cylindrique 12 fermée à sa partie supé- rieure par un couvercle 18 Sur ce dernier sont dispo- sés plusieurs passages cylindriques tels que 20 munis d'un dispositif 22 servant à séparer par centrifuga- tion l'eau entraînée par la vapeur L'eau est évacuée à travers un passage ménagé entre le cylindre 20 et un manchon 23 entourant celui-ci tandis que la vapeur, qui contient encore quelques gouttelettes d'eau, pénè- tre dans la partie supérieure de l'enceinte et passe à travers des structures de séchage Dans l'exemple re- présenté ici/il y a deux structures de séchage super- posées 24 et 25 ayant une forme de révolution autour de l'axe de l'enceinte 2 Les structures 24 et 25 com- portent une pluralité de passages verticaux munis de nombreuses chicanes sur lesquelles se déposent les gouttelettes d'eau entralnees par la vapeur Cette dernière es L ensuite évacuée Par un orifice 30 ménagé à la par- tie supérieure du générateur tandis que les gouttelet- tes d'eau retombent à la partie inférieure des sé- cheurs 24 et 25 et passent dans les conduits de dé- charge 26 et 27 Dans l'exemple représenté sur la fi- gure 2, les conduits de décharge tels que 26 et 27 débouchent tous dans une conduite annulaire 32 entou- rant l'axe de l'enceinte Sous la conduite annulaire 32, et en communication avec celle-ci, se trouve un conduit d'évacuation 34 lequel est muni d'un disposi- tif 36 capable de créer une dépression à l'intérieur du conduit 34 et donc des autres conduits 26, 27 et 32 Dans l'exemple représenté ici, le dispositif 36 comporté tout d'abord une conduite 38 reliée au cir- cuit d'alimentation en eau secondaire et débouchant à l'intérieur de la conduite 34 par un injecteur ou buse 39 semblable à celui d'une trompe à eau A cet en- droit, la partie de la conduite 34 entourant l'injec- teur 39 présente une forme convergente, de sorte que l'eau injectée par la buse 39 crée une dépression et aspire les gouttelettes d'eau contenues aussi bien dans la conduite 34 que dans la conduite annulaire 32 ou les conduits de décharge 26 et 27 Ainsi, du fait de l'aspiration dans les conduits d'évacuation, il n'est plus nécessaire de maintenir une hauteur de gar- de dans ceux-ci et l'on peut diminuer la hauteur tota- le du générateur. On voit donc que le dispositif selon l'in- vention présente de nombreux avantages dont le princi- pal est de pouvoir réduire la hauteur du générateur par suppression de la hauteur de garde à maintenir dans la tuyauterie d'évacuation La diminution possi- ble de la hauteur totale peut être de l'ordre du mè- tre, ce qui entraîne une appréciable économie de maté- riaux et donc un abaissement du coût de l'installa- tion D'autre part, le fait d'avoir une aspiration permanente assure une évacuation plus rapide et plus efficace des gouttelettes d'eau séparées de la vapeur dans les sécheurs 24 et 25. Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation qui vient d'être décrit mais qu'on peut envisager des variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention C'est ainsi qu'on peut envisager d'installer plusieurs con- duits de décharge tels que 26 munis chacun d'un dispo- sitif de purge ou bien, comme dans l'exemple représen- té ici, de relier plusieurs conduits de décharge à un seul dispositif de purge. REVENDICATIONS 1 Générateur de vapeur du type comportant à -l'intérieur d'une enceinte étanche ( 2) d'axe vertical une pluralité de tubes en U ( 4) dans lesquels circule un liquide primaire et sur la paroi externe desquels s'écoule un liquide secondaire, une enveloppe cylin- drique ( 12) entourant lesdits tubes ( 4) et délimitant avec la paroi interne de ladite enceinte ( 2) un passa- ge annulaire ( 14) en communication à sa partie infé- rieure avec l'espace interne de ladite enveloppe ( 12), celle-ci étant obturée à sa partie supérieure par un couvercle ( 18) lui-même surmonté par au moins un dis- positif ( 22) de séparation de la vapeur par centrifu- gation, au moins un ensemble de séchage de la vapeur à la partie supérieure de ladite enceinte ( 2), cet en- semble comportant au moins une structure de séchage de la vapeur ( 24) entourant l'axe de ladite enceinte, chaque structure de séchage ( 24) communiquant à sa partie inférieure avec au moins un conduit de décharge ( 26) pour l'évacuation de l'eau séparée de la vapeur, ca- ractérisé en ce que chaque conduit de décharge ( 26) est en communication avec un dispositif de purge dyna- mique ( 36) capable de créer une dépression afin d'as- pirer l'eau recueillie dans ladite structure de sécha- ge ( 24). 2 Générateur de vapeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le dispositif de purge dynamique ( 36) capable de créer une dépression com- prend une conduite ( 38) dont une extrémité est bran- chée sur le circuit d'alimentation en liquide secon- daire et dont l'autre extrémité, ayant la forme d'un injecteur ( 39) semblable à celui d'une trompe d'eau, est situé à l'intérieur d'un conduit ( 34) servant à évacuer l'eau recueillie dans la structure de sécha- ge 3 Générateur de vapeur selon l'une quelcon- que des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque conduit de décharge ( 26, 27) débouche dans un collecteur annulaire ( 32) communiquant avec au moins un conduit d'évacuation ( 34) muni d'un dispositif de purge dynamique ( 36) capable de créer une dépression.