Brevet FR2619890A1 — publié le 19890303

La présente invention concerne un système de détection d'une fuite dans une conduite de fluide à haute température. Ce système peut notamment s'appliquer à la surveillance d'une conduite du circuit primaire ou secondaire d'un réacteur à eau pressurisée de centrale nucléaire. En effet, dans une telle situation, il apparaît souhaitable de détecter de la façon la plus rapide et la plus sûre possible l'apparition d'une fuite, et si possible de localiser en même temps celle-ci afin de pouvoir intervenir dans les meilleurs délais. A cet effet, l'invention propose un système de détection comprenant - un câble à au moins deux conducteurs électriques isolés sur toute leur longueur, disposé à proximité de la paroi de la conduite sur toute la longueur de celle-ci à surveiller, les matériaux des éléments constitutifs de ce câble étant choisis de manière à conserver leur intégrité à la température normale régnant à l'endroit du câble lorsque la conduite véhicule le fluide à haute température, et étant destructibles à partir d'une température de seuil donnée au-dessus de cette température normale, de sorte que l'apparition d'une fuite de fluide provoque un échauffement du câble et de ses éléments constitutifs au-delà de cette température de seuil et une modification concomitante des caractéristiques électriques du câble, et - des moyens pour détecter, à partir de l'une des extrémités du câble, cette modification des caractéristiques électriques de celui-ci. La modification des caractéristiques électriques du câble peut consister, selon les cas, en une destruction du matériau de l'isolant à l'endroit de la fuite, et mise en court-circuit des conducteurs du câble ; . une coupure du ou des conducteurs ; une modification de l'impédance caractéristique du câble. De préférence, lesdits moyens de détection comprennent un réflectomètre ; en effet, la détection d'un court-circuit, d'une ouverture de circuit ou, de façon générale, d'une variation d'impédance par réflectométrie, technique en elle-même connue, permet non seulement de détecter l'apparition d'un défaut, mais encore de localiser celui-ci en indiquant à quelle distance de l'extrémité du câble où se trouve le réflectomètre il est apparu. Dans un mode de réalisation particulier, la conduite est une conduite calorifugée, et le fil est disposé à la surface du calorifugeage et au contact de celui-ci, le long de la conduite, la température de seuil étant déterminée en tenant compte du gradient de température introduit par le calorifugeage entre les surfaces intérieure et extérieure de celui-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence au dessinannexé, sur lequel - la figure 1 est une vue schématique en coupe de la conduite et du système de détection selon l'invention, - la figure 2 est un schéma explicitant la manière dont un court-circuit peut être localisé grâce à l'emploi dXune méthode réflectométrique. Sur la figure 1, la référence 1 désigne une tuyauterie, par exemple une tuyauterie primaire de centrale nucléaire à eau pressurisée, enveloppée d'un calorifugeage 2, et véhiculant un fluide 3 (dans cet exemple, de l'eau) à haute température et haute pression, par exemple de l'eau à une température comprise entre 2800C et 3200C sous une pression de 155 bar, conditions habituellement rencontrées dans un circuit primaire de réacteur à eau pressurisée. Compte-tenu du gradient thermique introduit par le calorifugeage 2, la température à la surface extérieure de celui-ci est de l'ordre de 500C à 600C maximum. Un câble détecteur 4 à deux conducteurs, par exemple un câble coaxial, est mis au contact de la paroi extérieure du calorifugeage ; sa température est donc de l'ordre de 50au. A l'une des extrémités de ce câble est disposé un réflectomêtre 5, c'est à dire un appareil permettant de produire des ondes progressives se déplaçant le long du câble et réfléchies par celui-ci ; le temps de propagation de cette onde progressive, que mesure le réflectomètre, est fonction de la longueur du câble. Lors de l'apparition d'une fissure 6, suivie d'une fuite, la température du câble au point 7, au droit de cette fissure, va rapidement s'élever de 500C à 1000C environ en raison de la vaporisation immédiate de liteau sous pression au contact de l'air ambiant. Cette brusque augmentation de température va provoquer la destruction de l'isolant du câble au point 7, le matériau de cet isolant étant choisi de manière à se détruire à une température de l'ordre de 800C. La destruction de l'isolant va provoquer un court-circuit au point 7 et modifier les conditions de propagation de l'onde progressive le long du câble 4, qui va être transformé en une ligne de transmission fermée de longueur L seulement. La courbe coefficient de réflexion / distance parcourue par l'onde progressive va alors avoir l'aspect illustré figure 2, avec une brusque transition correspondant à la longueur L séparant le réflectomètre du point de court-circuit 7. Il sera donc possible, à partir des signaux délivrés par le réflectomètre, d'une part de détecter l'apparition d'un court-circuit sur le câble, et d'autre part de localiser ce court-circuit, le réflectomètre délivrant une information correspondant à la distance L à laquelle s'est produit le court-circuit. Le procédé que l'on vient de décrire s'apliquera de la même manière si, au lieu d'un court-circuit, se produit une ouverture de circuit (par destruction du conducteur) ou une variation de l'impédance caractéristique du câble (variation de capacité par exemple). REVENDICATIONS 1. Un système de détection d'une fuite (6) dans une conduite (1) de fluide (3) haute température et haute pression, notamment une conduite du circuit primaire d'un réacteur à eau pressurisée de centrale nucléaire, caractérisé en ce qu'il comprend - un câble (4)- à au moins deux conducteurs électriques isolés sur toute leur longueur, disposé à proximité de la paroi de la conduite sur toute la. longueur de celle-ci à surveiller, les matériaux des élérnents constitutifs de ce câble étant choisis de manière à conserver leur intégrité à la température normale régnant à l'endroit du câble lorsque la conduite véhicule le fluide à haute température, et étant destructibles à partir d'une température de seuil donnée au-dessus de cette température normale, de sorte que l'apparition d'une fuite de fluide provoque un échauffement du câble et de ses éléments constitutifs au-delà de cette température de seuil et une modification concomitante des caractéristiques électriques du câble, et - des moyens (5) pour détecter, à partir de l'une des extrémités du câble, cette modification des caractéristiques électriques de celui-ci. 2. Le système de la revendication 1, dans lequel lesdits moyens (5) de détection comprennent un réflectomètre. 3. Le système de l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la conduite est une conduite calorifugée, et le fil est disposé à la surface du calorifugeage (2) et au contact de celui-ci, le long de la conduite, la température de seuil étant déterminée en tenant compte du gradient de température introduit par le calorifugeage entre les surfaces intérieure et extérieure de celui-ci.