Brevet FR2557280A1 — publié le 19850628

Générateur de vapeur sodium-eau à tubes concentriques droits et à circulation de gaz dans l'espace annulai- re. L'invention concerne un générateur de va- peur pour le transfert indirect de chaleur entre un premier fluide constitué par un métal liquide et un deuxième fluide constitué par de l'eau, au moyen d'un fluide intermédiaire, le générateur de vapeur compre- nant: - une enveloppe présentant un axe longitudinal, ladite enveloppe comportant une zone d'échange de chaleur entre le premier et le second fluides et une premiè- re et une seconde zones d'admission-évacuation pour ces fluides, les première et seconde zones étant si- tuées de part et d'autre de la zone d'échange; -un faisceau de tubes dits "tubes externes" raccordés à la première plaque à tubes, un tube dit "tube in- terne", étant disposé dans chaque tube externe co- axialement à celui-ci, une extrémité de chaque tube interne étant raccordée à la deuxième plaque à tu- bes, - un orifice d'admission et un orifice d'évacuation étant prévus dans l'enveloppe pour le métal liquide, ce métal liquide circulant à l'extérieur des tubes externes, - au moins une chambre d'admission pour l'eau, l'eau étant introduite dans les tubes internes, - au moins une chambre d'évacuation pour la vapeur, - au moins une chambre d'admission pour le fluide in- termédiaire, ce fluide intermédiaire étant présent entre les tubes externes et internes, - au moins une chambre d'évacuation pour le fluide in- termédiaire. On connaît déjà un échangeur de chaleur so- dium-eau de ce type (FR-A-1 501 741). Dans cet échan- geur, le métal liquide et l'eau sont séparés l'un de l'autre par un espace disposé pour contenir un fluide intermédiaire de transfert de chaleur. L'échangeur comporte un fût cylindrique 30 fermé à chacune de ses extrémités par une plaque à tubes épaisses 22, 25. Un fond bombé 41, 42 est accolé à chaque plaque à tubes. Des plaques à tubes intermé- diaires 31 et 32 sont disposées dans le fût 30 entre les plaques 22 et 25. Un faisceau de tubes droits à double paroi s'étend entre les plaques 31 et 32. Le métal liquide, par exemple du sodium, circule exté- rieurement au faisceau des tubes à double paroi. La plaque à tubes 31 et la plaque 22 délimitent une cham- bre d'entrée pour le fluide intermédiaire. La plaque à tubes 32 et la plaque à tubes 25 déterminent une cham- bre d'évacuation pour ce fluide intermédiaire. Un rac- cord d'entrée 35 dans la chambre d'admission est fixé sur le fût. Un raccord d'évacuation 36 de sortie de la chambre d'évacuation du fluide intermédiaire est fixé à ce même fût. Le raccord d'entrée 35 est relié au réservoir d'un fluide de transfert de chaleur formant une barrière statique qui remplit l'intérieur des par- ties d'enveloppe 33, 34 ainsi que l'espace entre les tubes extérieurs 49 et les tubes intérieurs 46. Le raccord d'entrée 35 peut être utilisé pour ajuster le volume du fluide intermédiaire. Le raccord de sortie 36 est relié à un moyen de vidange convenable. Le fluide de transfert peut être un métal liquide, par exemple du sodium ou un mélange de sodium et de potas- sium, du plomb, du bismuth, du lithium ou un eutecti- que de plomb et de bismuth. Cependant, dans un échangeur de ce type, le fluide intermédiaire est statique. Les échanges ther- miques par convection étant pratiquement inexistants, l'échange de chaleur se fait essentiellement par con- duction et il est nécessaire que le fluide intermé- diaire possède une très bonne conductivité thermique. Par suite, le fluide intermédiaire est nécessairement un liquide, et de préférence, un métal liquide. La présente invention a pour objet un géné- rateur de vapeur du type métal liquide-eau comportant un fluide intermédiaire dynamique, un gaz au lieu d'un liquide. De manière plus précise, le générateur de vapeur de l'invention est caractérisé en ce que le fluide intermédiaire circule entre les tubes internes et les tubes externes, la chambre d'évacuation du fluide intermédiaire étant reliée à l'entrée d'un pe- tit échangeur de chaleur associé à ce générateur, la chambre d'admission du fluide intermédiaire étant re- liée à la sortie de ce même échangeur. Le générateur de vapeur est également caractérisé en ce que le flui- de intermédiaire est un gaz (ou un mélange de gaz) sous pression chimiquement neutre tel que l'hélium qui sépare efficacement le sodium de l'eau-vapeur et en ce que ce gaz circule activement et assure ainsi les transferts thermiques par convection. Les avantages de l'invention sont nombreux et importants. Tout d'abord et en ce qui concerne la majeure partie de la puissance thermique échangée, le générateur de l'invention évite d'avoir recours à un circuit intermédiaire sodium-sodium. Il en résulte donc une simplification importante de l'installation nucléaire. Par ailleurs, il résout de manière satis- faisante la principale difficulté que l'on rencontre dans la réalisation d'un générateur de vapeur de ce type, à savoir la séparation du sodium et de l'eau de manière efficace. On sait en effet que l'eau et le sodium réagissent violemment l'un sur l'autre; il est donc nécessaire de prévenir leur mélange. La présence d'un gaz intermédiaire chimiquement pur et sous pres- sion entre l'eau et le sodium constitue une barrière efficace. Le gaz n'entraîne pas une forte surépaisseur du tube qui le contient. Par ailleurs, la pression du gaz intermédiaire étant à peu près la moyenne entre celle du sodium et de la vapeur, il existe un étage- ment heureux pour la bonne utilisation des structures et des matériaux. Une fuite d'eau/vapeur, même signi- ficative, serait diluée et entraînée dans le circuit d'hélium qui est naturellement équipé d'un dispositif d'élimination d'eau de conception classique. En cas exceptionnel de fuite simultanée sur le tube d'hélium et sur le tube d'eau-vapeur correspondant, la dilution de cette eau-vapeur dans l'hélium soumis à une circu- lation intense serait telle que les effets sur le so- dium seraient fortement atténués. En ce qui concerne la transmission de cha- leur, c'est la convection du fluide intermédiaire en circulation dans l'espace annulaire qui en est le fac- teur déterminant. Le coefficient de transmission de chaleur à travers cette paroi double se compare favo- rablement à celui des générateurs de vapeur à tubes à double paroi précontraints (Westinghouse, General Electric). A titre d'exemple, un générateur à tubes précontraints est décrit dans la revue "Nuclear Tech- nology, vol 55, Nov. 1981". Cependant, la circulation du gaz intermédiaire implique un échange thermique ex- térieur car ce gaz emporte une puissance thermique de l'ordre de 6 à 7% de la puissance thermique totale. Cette énergie est efficacement utilisée comme complé- ment de chauffage au cycle à vapeur et, plus particu- lièrement, à la resurchauffe de la vapeur moyenne pression après détente haute pression. En outre, le générateur de vapeur de l'in- vention permet un piégeage des fuites d'eau sur le circuit d'hélium et même son fonctionnement avec des fuites d'eau modérées. Ce concept à petite boucle ex- térieure permet de meilleures possibilités de réglage de puissance, de meilleures conditions de fonctionne- ment à charge partielle du réacteur. Le "petit" circuit intermédiaire à circula- tion de gaz dispose de soufflantes à vitesse variable agissant sur le débit, de moyens de variation de pres- sion et de dérivations de réglage par by-pass, ce qui est habituel sur de tels circuits. On peut donc l'adapter à tout niveau de fonctionnement et on dispo- se ainsi de moyens d'action souples complémentaires à ceux existant d'une part sur le circuit primaire de sodium et, d'autre part, sur le circuit eau-vapeur. En ce qui concerne l'amélioration des condi- tions de fonctionnement à charge partielle, elle porte plus particulièrement sur la resurchauffe moyenne pression (resurchauffeur et entrée turbine HP). Dans le cas classique de resurchauffe par soutirage, les temperatures baissent à mesure que la charge diminue (diminution de la pression de soutirage). Dans l'in- vention, la vapeur HP resurchauffée est maintenue à une température à peu près constante par l'hélium, ce qui évite des transitoires thermiques et réduit sensi- blement la diminution du rendement thermodynamique du cycle à vapeur. Les sollicitations mécaniques et thermiques sont sensiblement atténuées en continu (vapeur HP à 12-14 MPa/400 C environ au lieu de 19 MPa/490 C) comme en transitoire (moindre efficacité thermique du gaz). Le faisceau de tubes peut être réalisé avec des tubes de fabrication et de tolérance courantes. Ceci représente un net avantage par rapport aux tubes à double paroi à liaison mécanique par précontrainte qui nécessitent des tolérances spéciales, donc des tu- bes beaucoup plus coûteux. Les matériaux employés sont courants et bien connus, en particulier en ce qui con- cerne le tube interne d'eau-vapeur pour lequel le fluage n'est pas à craindre à sa température de fonc- tionnement d'environ 400"C. Selon une première réalisation le généra- teur de vapeur comporte quatre plaques à tubes situées deux par deux de part et d'autre de la zone d'échange thermique. A savoir, en partie haute du générateur, une première et une deuxième plaques et en partie bas- se une troisième et une quatrième plaques. La chambre d'admission du fluide intermédiaire est délimitée par la troisième et la quatrième plaques à tubes alors que la chambre d'évacuation du fluide intermédiaire est délimitée par la première et la seconde plaques à tu- bes. Les tubes externes sont raccordés aux première et troisième plaques à tubes, les tubes internes aux deuxième et quatrième plaques à tubes. Une canalisa- tion d'admission du fluide intermédiaire étant raccor- dée à l'enveloppe dans la chambre d'admission; une canalisation d'évacuation étant raccordée à l'enve- loppe dans la chambre d'évacuation. Selon une deuxième réalisation particuliè- re, le générateur de vapeur comporte: - une plaque à tubes dite "cinquième plaque à tubes", plus espacée axialement de la zone d'échange que la deuxième plaque à tubes, la cinquième plaque à tubes et la deuxième plaque à tubes délimitant une chambre d'évacuation de la vapeur, - un premier et un deuxième tubes étant disposés à l'intérieur de chaque tube interne, le premier tube étant lui-même disposé à l'intérieur du deuxième tu- be, une extrémité du premier tube étant raccordée à une petite plaque à tubes, elle-même solidaire d'une boîte à eau, une extrémité de chaque deuxième tube étant raccordée à la cinquième plaque à tubes, la deuxième extrémité des premier et deuxième tubes étant reliée de manière étanche de façon à détermi- ner une chambre annulaire qui contient un gaz, qui peut être de l'air, chaque tube interne étant fermé sur son extrémité inférieure, - chaque tube externe étant raccordé à une petite pla- que à tubes, elle-même solidaire d'une boite à hé- lium. Un tel générateur de vapeur permet un meil- leur ajustement entre les conditions de circulation et d'échange thermique concernant à la fois l'eau-vapeur et l'hélium, le fluide intermédiaire d'une part, le fluide intermédiaire et le métal liquide d'autre part. Il permet de mieux adapter les diamètres des veines d'eau-vapeur et d'hélium. Par ailleurs, il permet une réduction de la longueur d'échange par l'augmentation des diamètres des tubes sodium-hélium et hélium-eau. Dans une variante de réalisation, on prévoit des ai- lettes dans l'espace annulaire o circule le fluide intermédiaire, ce qui permet de réduire encore la lon- gueur d'échange. Enfin, point très important, chacun des tu- bes internes peut se dilater librement et individuel- lement comme dans la première réalisation, mais sur- tout dans cette configuration chaque tube externe so- dium-gaz intermédiaire peut également se dilater li- brement et individuellement. Cette caractéristique améliore la fiabilité fonctionnelle et mécanique du générateur de vapeur. Les possibilités d'accès aux extrémités des tubes d'arrivée d'eau et d'hélium sont améliorées grâ- ce à la présence des boîtes à eau et à hélium latéra- les (implantation de diaphragmes ou obturation de tu- bes fuitards). L'invention est exposée ci-après plus en dé- tail à l'aide de dessins représentant seulement un mo- de d'exécution: - la figure 1 est une vue schématique de l'ensemble d'une installation de production d'élec- tricité au moyen d'un réacteur nucléaire qui utilise un générateur de vapeur réalisé conformément à l'in- vention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un premier mode de réalisation d'un générateur de vapeur de l'invention représenté avec un échangeur de chaleur associé pour le refroidissement du fluide intermédiaire, - la figure 3 est une vue schématique en coupe verticale d'un autre mode de réalisation d'un générateur de vapeur réalisé conformément à l'inven- tion, - la figure 4 représente une section selon la ligne IV-IV de la figure 3 d'un tube à parois mul- tiples du faisceau de tubes de l'échangeur de la figu- re 3, - la figure 5 est une vue en coupe verticale du mode de réalisation du générateur de vapeur repré- senté sur les figures 3 et 4, - la figure 6 est une vue schématique mon- trant un dispositif de refroidissement du réacteur à l'arrêt utilisant les avantages du circuit d'hélium. On a représenté sur la figure 1 une vue d'ensemble d'une installation nucléaire comportant un réacteur nucléaire refroidi par un métal liquide, par exemple du sodium. D'une manière classique, une chaudière nu- cléaire comme par exemple celle du réacteur français Super Phénix comporte un circuit de sodium primaire, qui comprend le coeur du réacteur et transporte la chaleur que dégage ce dernier dans des échangeurs in- termédiaires; un circuit secondaire dont le but est d'éviter toute interaction entre le sodium primaire radioactif et l'eau-vapeur. Ce circuit secondaire transporte la chaleur des échangeurs intermédiaires jusqu'aux générateurs de vapeur. Enfin, la chaudière comprend un circuit eau/vapeur qui part des généra- teurs et alimente les groupes turbo-alternateurs. Dans le cas de l'invention, le circuit de sodium secondaire n'existe pas. Le sodium primaire est introduit directement dans le générateur de vapeur dans lequel il transmet la majeure partie de sa cha- leur (92-93%) à l'eau à vaporiser. Comme représenté sur la figure 1, le coeur 10 est contenu dans une cuve 11 remplie d'un métal liquide tel que le sodium. La cuve 11 est logée dans un puits de cuve 12 en béton faisant partie du bati- ment réacteur 16. Des pompes 18 envoient le sodium primaire à l'intérieur des générateurs de vapeur. Dans l'exemple représenté, les générateurs de vapeur 15 sont répartis en quatre groupes de plusieurs généra- teurs de vapeur. Chacun des groupes de générateurs est alimenté par une pompe de sodium primaire 18. Après son passage dans les générateurs de vapeur, le sodium retourne à la cuve 11 pour repasser dans le coeur 10 et le cycle reprend. L'eau pénètre dans le générateur de vapeur à l'état liquide et en ressort à l'état de vapeur pour pénétrer dans la turbine 22 du groupe turbo-al- ternateur. Comme on le verra par la suite, l'eau peut être introduite soit à la base du générateur, soit à sa partie supérieure. La turbine 22 comprend un étage haute pression 22a, un étage moyenne pression 22b et un étage basse pression 22c. Elle entraîne un alterna- teur 24. La vapeur est envoyée par la canalisation 23 dans l'étage haute pression 22a. A la sortie de cet égage, elle est envoyée dans un sécheur 24 puis dans une resurchauffe moyenne pression 26 par soutirage va- peur. Conformément à une caractéristique de l'inven- tion, la vapeur traverse ensuite une deuxième resur- chauffe à moyenne pression 30 qui utilise la chaleur du fluide intermédiaire réchauffé dans le générateur de vapeur. La vapeur est ensuite dirigée vers l'étage moyenne pression 22b de la turbine par la canalisation 32, puis vers l'étage basse pression 22c par la cana- lisation 34. La vapeur est condensée dans le conden- seur 35. Dans l'exemple représenté, un réfrigérant at- mosphérique 38 constitue la source froide 35 associée au condenseur 35. L'eau de condensation retourne au générateur de vapeur par la canalisation 37. On remar- que que, sur cette figure, la canalisation 37 aboutit à la partie supérieure du générateur. Elle pourrait toutefois être raccordée également à sa base. L'installation comporte encore un circuit de gaz sous pression de faible puissance thermique (6 à 7% de la puissance totale). De préférence, ce gaz est de l'hélium. Ce choix présente plusieurs avanta- ges: l'hélium est chimiquement neutre. Il ne réagit ni avec le sodium ni avec l'eau. Il n'exige pas l'em- ploi d'aciers différents de ceux couramment utilisés aux températures de fonctionnement élevées d'un géné- rateur de ce type. Il possède de bonnes caractéristi- ques thermiques et thermodynamiques. Sa conductivité thermique est sensiblement plus élevée que celle de l'air ou du gaz carbonique, sa chaleur spécifique est plus de quatre fois supérieure à celle du sodium li- quide, mais sa masse spécifique est 120 à 150 fois plus faible. L'hélium est utilisable à échelle indus- trielle. Son écoulement sollicite peu les structures. Dans le cas de son utilisation dans un échangeur auxi- liaire placé dans une cuve de réacteur, on profite de l'avantage qu'il n'absorbe pas les neutrons. L'hélium est introduit à la base du généra- teur de vapeur par la canalisation 25. Il ressort à sa partie supérieure. Il est amené au resurchauffeur moyenne pression 30 par la canalisation 27. Dans ce resurchauffeur 30, qui est l'échangeur extérieur asso- cié au générateur 15, l'hélium cède la quantité de chaleur relativement faible qu'il a emmagasiné en tra- versant le générateur 15. L'hélium refroidi retourne au générateur de vapeur. On a représenté sur la figure 2 un généra- teur de vapeur 15 réalisé conformément à l'invention, relié à un échangeur de chaleur 30 qui constitue un appareil qui apporte un complément de chaleur au cycle à vapeur, une resurchauffe de vapeur moyenne pression au moyen du petit circuit intermédiaire d'hélium. Le générateur de vapeur comporte une enveloppe 40 de for- me longitudinale cylindrique à section droite et pré- sentant un axe longitudinal X-X vertical. L'enveloppe est fermée à sa partie supérieure par un fond bombé a et à sa partie inférieure par un fond 40b. Elle est divisée en trois parties selon l'axe longitudinal, à savoir une zone d'échange de chaleur entre le pre- mier et le second fluides, une première zone d'admis- sion-évacuation pour ces deux fluides, et une seconde zone d'admission-évacuation pour ces mêmes fluides. Les zones d'admission-évacuation sont situées de part et d'autre de la zone d'échange. Par zone d'admission- évacuation, il faut entendre une zone dans laquelle les fluides sont introduits et/ou évacués. Dans l'exemple de réalisation représenté, la référence 42a désigne la première zone d'admission- évacuation, située à la partie supérieure du généra- teur. La zone centrale d'échange est désignée par la référence 42b. La deuxième zone d'admission-évacua- tion 42c est située à la base du générateur de vapeur. Dans un générateur tel que celui de l'invention, qui utilise trois fluides, il y a trois orifices d'admis- sion et trois orifices d'évacuation pour ces fluides, soit au total six canalisations d'admission ou d'éva- * cuation. Ces canalisations sont réparties entre les deux zones d'admission-évacuation 42a et 42c. Dans la réalisation représentée sur la figure 2, le sodium est amené par la canalisation 13 à la partie supérieure de la zone d'échange 42b. Il circule de haut en bas dans cette zone d'échange avant de ressortir à la partie inférieure par la canalisation 14 pour retourner vers le coeur du réacteur. L'eau est amenée par la canalisation 37 à la partie inférieure du générateur de vapeur. La vapeur est évacuée par la canalisation 23 à la partie supé- rieure du générateur. Le gaz intermédiaire, c'est-à-dire l'hé- lium, est amené à la base du générateur de vapeur dans la zone d'admission-évacuation 42c par la canalisation 25. L'hélium circule de bas en haut à contre courant par rapport au fluide chauffant qu'est le sodium. Il est évacué du générateur de vapeur dans la zone 42a. Il est conduit par la canalisation 27 à l'échangeur 30 dans lequel il est refroidi. L'hélium refroidi est in- troduit à nouveau à la base du générateur de vapeur après avoir été recomprimé par une soufflante 31. Le volume intérieur délimité par l'envelop- pe 40 est divisé en plusieurs chambres par des plaques épaisses en acier disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal X-X de l'enveloppe et espacées axialement. Ces plaques délimitent des volumes inté- rieurs séparés les uns des autres. Ces plaques sont percées d'orifices répartis, dans lesquels sont fixés des tubes. Dans l'exemple de réalisation représenté, le générateur comporte quatre plaques. Une première et une deuxième plaques à tubes sont disposées à la par- tie supérieure du générateur. La première plaque à tu- bes 50 constitue la limite entre la zone centrale d'échange 42b et la zone supérieure d'admission-éva- cuation 42a. La deuxième plaque à tubes 52 est située au-dessus de la première plaque 50. A la partie inférieure du générateur, on trouve une troisième plaque 54 et une quatrième plaque 56. La plaque 54 constitue la limite entre la zone centrale d'échange 42b et la zone d'admission-évacua- tion 42c. La plaque 56 est située sous la plaque 54. La plaque 52 délimite avec le fond supérieur 40a de l'enveloppe 40 un volume intérieur 58. La plaque 50 et la plaque 52 espacées axialement délimitent entre elles un volume 60. La plaque 50 et la plaque 54 déli- mitent entre elles le volume 62 qui constitue la zone d'échange proprement dite. La plaque 54 et la plaque 56 délimitent entre elles un volume 64. Enfin, la pla- que 56 délimite avec le fond inférieur de l'enveloppe un volume 68. Le générateur de vapeur comporte également un faisceau de tubes répartis selon une section trans- versale. Plus précisément, le faisceau de tubes est constitué par deux séries de tubes, une série de tubes internes et une série de tubes externes disposés co- axialement. L'extrémité supérieure de chaque tube in- terne 70 est fixée à la plaque 52. Son extrémité infé- rieure est fixée à la plaque à tubes 56. L'extrémité supérieure de chaque tube externe 72 est fixée à la plaque à tubes 50. L'extrémité inférieure de chaque tube externe 72 est fixée à la plaque à tubes 54. Le fait que les tubes du générateur sont droits conduit à des problèmes de dilatation différen- tielle entre le faisceau de ces tubes et l'enveloppe externe du générateur. Ces problèmes sont résolus d'une part par la présence d'une zone de souplesse 70a sur les tubes internes 70. Cette zone est prévue dans la chambre 64. Par ailleurs, un soufflet de dilatation 74 est prévu sur l'enveloppe 40 pour compenser les différences de dilatation entre le faisceau de tubes externes et l'enveloppe. L'eau est introduite dans la chambre 68 qui forme une boîte à eau à la partie inférieure du géné- rateur par la canalisation 37; elle pénètre dans les tubes 70 dans lesquels elle circule de bas en haut (flèche 76) elle ressort des tubes 70 (flèche 78) sous forme de vapeur dans la chambre 58 qui constitue un collecteur d'évacuation. Le fluide intermédiaire, à savoir l'hélium, est introduit dans la chambre 64 d'admission. L'hélium pénètre dans l'espace annulaire compris entre les tu- bes internes 70 et les tubes externes 72. Avantageuse- ment et à titre d'exemple, un fil 80 est enroulé en spirale autour des tubes internes 70. Ce fil a une fonction de centrage du tube interne par rapport au tube externe. D'autre part, l'effet d'hélice qui en résulte allonge le parcours du fluide intermédiaire, augmente la turbulence et donc améliore l'échange de chaleur entre le gaz et respectivement le sodium et l'eau-vapeur. Ce dispositif peut être remplacé oucom- plété par des ailettes sur la surface extérieure du tube interne. L'hélium chaud est recueilli dans la chambre d'évacuation 60 avant d'être dirigé vers l'échangeur de chaleur 30. Le sodium chaud est amené par la canalisa- tion 13 à la partie supérieure de la zone d'échange 42b. Il est réparti autour de la virole interne 82 au moyen d'une chambre annulaire 84. Il franchit la viro- le 82 à sa partie supérieure et circule de haut en bas entre les tubes externes 72. A la partie inférieure de la zone d'échange 42b, le sodium passe sous la virole 82; il est recueilli dans l'espace annulaire 86 avant d'être évacué hors du générateur par la canalisa- tion 14. L'échangeur de chaleur 30 est un échangeur de type classique. Il comporte une enveloppe externe présentant un fond supérieur 102 bombé et un fond inférieur 104 également bombé. A l'intérieur de l'en- veloppe 100 se trouvent une plaque à tubes supérieure 106 et une plaque à tubes inférieure 108. La plaque à tubes 106 délimite avec le fond 102 une chambre d'ad- mission 110 pour l'hélium. La plaque à tubes 106 et la plaque à tubes 108 délimitent entre elles une zone d'échange de chaleur entre l'hélium et la vapeur moyenne pression provenant de la turbine. La plaque à tubes 108 délimite avec le fond 104 une chambre d'éva- cuation 114 pour l'hélium. A l'intérieur de l'envelop- pe 100, entre les plaques 106 et 108 se trouve un faisceau de tubes 116. Les tubes sont fixés à une ex- trémité à la plaque 106 et à l'autre extrémité à la plaque 108. Ils sont régulièrement répartis et compor- tent une zone de souplesse 118 destinée à compenser les dilatations différentielles. L'hélium pénètre à l'intérieur des tubes 116 (flèche 120) . I1 parcourt ces tubes de haut en bas et ressort à la partie infé- rieure de l'échangeur (flèche 122) dans la chambre d'évacuation 114. La vapeur est introduite à la partie inférieure de la zone d'échange par la canalisation 124. Elle circule entre les tubes de bas en haut et ressort à la partie supérieure de la zone d'échange par la canalisation 126. Cette description de l'échan- geur 30 n'est donnée qu'à titre d'exemple car cet ap- pareil se prête à d'autres modes de réalisation. On a représenté sur la figure 5 une vue en coupe verticale d'un deuxième mode de réalisation d'un générateur de vapeur conforme à l'invention et, sur les figures 3 et 4, une vue schématique qui donne le principe d'une cellule tubulaire élémentaire. La figu- re 4 est une vue en section selon la ligne IV-IV de la figure 3 de ce tube représenté à une échelle encore plus grande. - Le volume intérieur délimité par l'envelop- pe 40 est divisé en plusieurs chambres par des plaques épaisses en acier disposées perpendiculairement à l'axe longitudinal XX de l'enveloppe et espacées axia- lement. Ces plaques délimitent des volumes séparés les uns des autres. Elles sont percées d'orifices répartis dans lesquels sont fixés des tubes. Dans le cas du mode de réalisation représen- té sur les figures 3 à 5, le générateur comporte trois plaques disposées selon une section transversale de l'enveloppe. Ces plaques sont respectivement la plaque 50, dite première plaque, à laquelle est fixée une extrémité des tubes externes 72, la plaque 52, dite deuxième plaque, à laquelle est fixée une extrémité des tubes internes 70 et une troisième plaque 130 plus espacée axialement de la zone centrale que les plaques 50 et 52. La plaque 130 est le fond supérieur du géné- rateur. Elle est surmontée par un prolongement de l'enveloppe cylindrique 40. La plaque 130 et la plaque 52 déterminent entre elles une chambre 58 pour l'éva- cuation de la vapeur. La plaque 50 et la plaque 52 déterminent entre elles une chambre 60 d'évacuation de l'hélium. La première plaque 50 détermine avec le fond bombé 40b inférieur de l'enveloppe le volume 62 qui constitue la zone d'échange du générateur de vapeur. Le générateur de vapeur comporte encore une ou plusieurs petites plaques à tubes 133. Ces plaques beaucoup sont plus petites en diamètre que les plaques , 52 ou 130. En pratique il y a plusieurs plaques 133 identiques. Le plan de ces plaques est parallèle à l'axe longitudinal XX du générateur de vapeur. Elles sont situées à la partie supérieure de celui- ci sur la paroi latérale de l'enveloppe 40. Une boîte à eau 133a avec sa conduite d'arrivée 37 est fixée à chaque pla- que 133. Le générateur comporte encore des plaques à tubes 134 beaucoup plus petites en diamètre que les plaques 50, 52 ou 130. Elles sont situées à la partie inférieure du générateur et réparties sur la paroi de l'enveloppe 40. Une boîte à hélium 134a avec sa con- duite d'arrivée d'hélium 25 est fixée à chaque pla- que 134. Dans cet exemple de réalisation, la zone d'admission-évacuation 42a située à la partie supé- rieure du générateur s'étend sensiblement selon son axe longitudinal jusqu'à la première plaque à tubes 50. L'eau est introduite dans cette zone. Le fluide intermédiaire, à savoir l'hélium et la vapeur,sont évacués dans cette zone. La zone centrale 42b d'échan- ge s'étend pratiquement jusqu'au fond inférieur 40b de l'échangeur. Le sodium primaire est introduit à la partie supérieure de cette zone. La zone 42c d'admis- sion-évacuation inférieure comporte l'admission d'hé- lium par la canalisation 25 et l'évacuation du sodium primaire par la canalisation 14. La particularité de ce mode de réalisation qui se rattache au concept de tubes dits "à balonnet- te" réside dans les moyens qui permettent d'amener de- puis le haut du générateur de vapeur l'eau d'alimenta- tion à l'extrémité inférieure de la zone d'échange. Alors que dans le mode de réalisation de la figure 2, ces moyens sont constitués par la plaque à tubes 56 et la boite à eau 68, disposées à la base du générateur de vapeur, dans le mode de réalisation des figures 3 à , l'eau est amenée depuis la partie supérieure du générateur de vapeur à la partie inférieure de chaque tube interne par un premier tube 135 entouré d'un se- cond tube 136. Chaque tube 135 possède une première. et une seconde extrémités. La première extrémité est fi- xée à la plaque à tubes 133 située à la partie supé- rieure latérale de l'enveloppe 40 du générateur. Cha- que tube 136 présente une première et une seconde ex- trémité. La première extrémité est fixée à la plaque à tubes 130. La deuxième extrémité de chaque tube 136, située à la partie inférieure du générateur de vapeur, est reliée de manière étanche à la deuxième extrémité du tube 135 qu'il entoure. Les parois des tubes 135 et 136 délimitent un espace annulaire 138 débouchant à sa partie supérieure à l'air ambiant régnant au-dessus de la plaque 130. Cet espace annulaire est rempli d'un gaz stagnant qui constitue une isolation thermique ef- ficace. On a représenté sur la figure 4 une vue à échelle agrandie par rapport à la figure 3 en section d'un ensemble modulaire de tubes multiples du type plongeur dits "à balonnette" présentés sur la figure 3. Cet ensemble comporte quatre tubes concentriques, respectivement de l'intérieur vers l'extérieur: le premier tube 135, le deuxième tube 136, le tube inter- ne 70, le tube externe 72. Le tube double constitué par les premier et deuxième tubes 135 et 136 se dilate librement à ses deux extrémités. Il est centré dans la veine de vapeur par un fil hélicoidal (non représenté) ou un autre moyen approprié. Le tube interne peut com- porter des ailettes 70a qui ont pour but d'accroître l'échange de chaleur entre le gaz intermédiaire et la paroi du tube. La présence d'ailettes permet de rac- courcir la longueur de la zone d'échange 42a. Par ail- leurs, le diamètre du tube interne 70 étant plus im- portant, la surface d'échange est accrue. Ceci consti- tue un autre facteur qui permet de réduire la longueur de la zone d'échange. On a représenté sur la figure 5 une réalisa- tion de l'échangeur conforme au principe exposé en ré- férence aux figures 3 et 4, mais plus proche d'une réalisation réelle. Alors que sur la figure 3 on n'a représenté qu'un seul tube plongeur à parois multiples à échelle agrandie, afin de distinguer les quatre tu- bes qui le constituent, on a représenté sur la figure plusieurs de ces tubes qui constituent le faisceau de l'échangeur. Le faisceau de tubes 136 est fixé à sa partie supérieure sur la plaque à tubes 130; le fais- ceau de tubes 70 est fixé à sa partie supérieure sur la plaque à tubes 52; le faisceau des tubes exté- rieurs 72 est fixé à sa partie supérieure sur la pla- que à tubes 50 et, à sa partie inférieure aux petites plaques à tubes latérales 134. Deux de ces plaques ont été représentées sur la figure 5 mais, dans la prati- que, elles pourraient être plus nombreuses. Dans la réalisation de l'échangeur des figu- res 3 à 5, l'eau pénètre à la partie supérieure de l'échangeur, parcourt le premier tube selon le sens vertical, de haut en bas, contourne l'extrémité des premier et deuxième tubes (flèche 140 sur la figure 3). La veine de génération de vapeur est constituée par l'espace annulaire compris entre les tubes 70 et 72. La vaporisation est ascendante. Comme dans le cas du premier mode de réalisation, l'évacuation de la va- peur se fait par le haut du générateur. La lame d'air séparant le tube d'arrivée d'eau et la veine de vaporisation joue le rôle d'iso- lation thermique. La circulation du sodium est descen- dante et extérieure aux tubes à parois multiples. La circulation de l'hélium est ascendante. Les avantages de ce mode de réalisation sont de permettre un meilleur ajustement entre les condi- tions de circulation et d'échange thermique concernant à la fois l'eau-vapeur et l'hélium d'une part, l'hé- lium et le sodium d'autre part. Il permet par ailleurs une réduction de la longueur d'échange en augmentant les diamètres des tubes sodium-hélium et surtout hé- lium-eau. Cela conduit à une réduction de la longueur d'échange. Cette longueur est encore réduite par la présence d'ailettes. Les tubes d'amenée d'eau, à sa- voir les tubes 135 peuvent se dilater librement et individuellement. Le tube interne 70 d'eau/vapeur fixé à une de ses extrémités à la plaque à tubes 52 et fermé à son autre extrémité, peut se dilater librement. Les tubes externes 72 raccordés individuellement aux pla- ques à tubes 134 par des coudes peuvent également se dilater librement et individuellement. Il en résulte une absence de contraintes de dilatation thermique différentielle entre chaque tube pris individuelle- ment et entre le faisceau et l'enveloppe extérieure du générateur de vapeur. Ceci, compte tenu des propriétés d'échange thermique du sodium liquide permet d'adopter un écoulement longitudinal donc simple et non pertur- bateur de ce sodium liquide. Enfin, les possibilités de l'accès aux extrémités des tubes d'arrivée d'eau et d'hélium sont améliorées grâce à la configuration des boites à eau et à hélium latérales. L'utilisation du gaz chimiquement neutre qu'est l'hélium peut s'étendre aux fonctions de re- froidissement du réacteur à l'arrêt, c'est-à-dire pour le refroidissement du sodium primaire lorsque les pom- pes principales ne fonctionnent plus. A titre d'exem- ple parmi d'autres, le circuit intermédiaire d'hélium du générateur de vapeur décrit dans l'invention est raccordé comme représenté sur la figure 6, à un échan- geur 150 dimensionné pour le refroidissement du réac- teur à l'arrêt et placé en dérivation sur la canalisa- tion 27 d'évacuation du fluide intermédiaire hors du générateur 15 et sur la canalisation d'admission 25 du fluide intermédiaire dans ce générateur. A la diffé- rence de cette solution qui repose sur l'utilisation en secours des générateurs de vapeur des boucles prin- cipales, on peut également envisager une dérivation du circuit intermédiaire d'hélium raccordé à un échangeur de chaleur 151 placé dans la cuve du réacteur. Ces deux solutions peuvent également être utilisées con- jointement et d'autres sont envisageables. L'utilisation de l'hélium présente de nom- breux avantages pour cette fonction. Il est chimique- ment neutre, conduit à des coefficients d'échange de chaleur modérés, donc à des transitoires et des chocs thermiques moins sévères. Il ne s'active pas sous rayonnement neutronique, il se purifie facilement. Le rejet final de chaleur peut se faire sur de l'eau ou sur de l'air. Toutefois, l'échangeur sera plus compact dans le premier cas. REVENDICATIONS 1. Générateur de vapeur pour le transfert indirect de chaleur entre un premier fluide constitué par un métal au moyen un deuxième fluide constitué par de l'eau, au moyen d'un fluide intermédiai- re, le générateur de vapeur (15) comprenant: - une enveloppe (40) présentant un axe longitudinal (XX), ladite enveloppe (40) comportant une zone (42b) d'échange de chaleur entre le premier et le second fluides et une première et une seconde zones d'admission-évacuation (42a, 42b) pour ces fluides, les première et seconde zones d'admission-évacua- tion étant situées de part et d'autre de la zone d'échange (42b),une première et une seconde plaques à tubes (50, 52) espacées axialement et délimitant une chambre d'évacuation du fluide intermédiaire étant disposées dans la première zone d'admission- évacuation; - un faisceau de tubes dits "tubes externes" (72) étant raccordés à la première plaque à tubes (50), un tube (70) dit "tube interne", étant disposé dans chaque tube externe coaxialement à celui-ci, une ex- trémité de chaque tube interne (70) étant raccordée à la deuxième plaque à tubes (52), - un orifice d'admission et un orifice d'évacuation étant prévus dans l'enveloppe (40) pour le métal li- quide, ce métal liquide circulant à l'extérieur des tubes externes (72), au moins une chambre d'admission (68) pour l'eau, l'eau étant introduite dans les tubes internes (70), - au moins une chambre d'évacuation (58) pour la - vapeur, - au moins une chambre d'admission (64) pour le fluide intermédiaire, ce fluide intermédiaire étant pré- sent entre le tube externe (72)et le tube interne(70), caractérisé en ce que le fluide intermédiaire chimi- quement compatible avec le premier et le second flui- des est un gaz sous pression qui circule entre les tubes internes (70) et les tubes externes (72), la chambre d'évacuation (60) du fluide intermédiaire étant reliée à l'entrée d'un échangeur de chaleur (30) servant à refroidir ce gaz sous pression, la chambre d'admission (64) du fluide intermédiaire étant reliée à la sortie de cet échangeur (30). 2. Générateur de vapeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le gaz sous pression est de l'hélium. 3. Générateur de vapeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le gaz sous pression est un mélange de gaz sous pression compatible. 4. Générateur de vapeur selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (30) est constitué par un appa- reil qui apporte un complément de chaleur au cycle à vapeur. 5. Générateur de vapeur selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur (30) est un resurchauffeur de vapeur pour turbine à vapeur. 6. Générateur de vapeur selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la chambre d'admission pour le fluide intermédiaire est délimitée par une troisième et une quatrième plaques (54, 56) à tubes espacées axialement et situées dans ladite deuxième zone d'admission-évacuation (42c), les tubes externes (72) étant raccordés à ladite troi- sième plaque à tubes (54), les tubes internes (70) étant raccordés à la quatrième plaque à tubes (56), une canalisation (25) d'admission du fluide intermé- diaire étant raccordée à l'enveloppe (40) dans ladite deuxième zone d'admission-évacuation (42c) entre la troisième et la quatrième plaques à tubes. 7. Générateur de vapeur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte: - une plaque à tubes (130), dite "cinquième plaque à tubes", plus espacée axialement de la zone d'échange (42b) que la deuxième plaque à tubes (52), la cin- quième plaque à tubes (130) et la deuxième plaque à tubes (52) délimitant une chambre (58) d'évacuation de la vapeur, - un certain nombre de cellules tubulaires élémentai- res comportant chacune: un premier et un deuxième tubes (135, 136) étant disposés à l'intérieur de chaque tube interne (70), le premier tube (135) étant lui-même disposé à l'intérieur du deuxième tu- be (136), une extrémité dupremier tube (135) étant raccordée à une petite plaque à tubes latérale (133), elle-même solidaire d'une boite à eau (133a), une extrémité de chaque deuxième tube (136) étant raccordée à la cinquième plaque à tubes (130), la deuxième extrémité des premier et deuxième tubes étant reliée de manière étanche de façon à détermi- ner un espace annulaire (138) qui contient de l'air ambiant stagnant, chaque tube interne (70) étant fermé à son extrémité inférieure, - chaque tube externe (72) étant raccordé à une petite plaque à tubes (134), elle-même solidaire d'une boi- te à hélium (137a). 8. Générateur de vapeur selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que le tube interne (70) est muni d'ailettes (70a). 9. Générateur de vapeur selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur (150) pour le refroidissement du réacteur à l'arrêt est raccordé en dérivation sur la canalisation d'évacuation (27) du fluide intermédiai- re hors du générateur de vapeur (15) et sur la canali- sation d'admission (25) du fluide intermédiaire dans le générateur de vapeur (15). 10. Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un échan- geur de chaleur (151) placé dans la cuve d'un réac- teur, pour le refroidissement du réacteur à l'arrêt est raccordé en dérivation sur la canalisation (27) du fluide secondaire hors du générateur de vapeur (15) et sur la canalisation d'admission (25) du fluide inter- médiaire dans le générateur de vapeur (15).