Brevet FR3083639A1 — publié le 20200110

Description Titre de l'invention : Caloduc destiné à mesurer la température dans une boucle d'un réacteur nucléaire et dispositif de mesure de tem- pérature [pool La présente invention concerne un équipement de mesure de température dans une boucle de réacteur nucléaire et, plus particulièrement, un caloduc, destiné à mesurer la température dans une boucle de réacteur nucléaire, et un dispositif de mesure de température. [0002] Pour exécuter les fonctions du système de contrôle et de protection du réacteur, il faut mesurer la température moyenne du caloporteur dans la boucle primaire. Le signal de température doit pouvoir réagir rapidement au changement de température de la boucle primaire. Toutefois, le caloporteur de la boucle primaire présente une stratification de la température. La différence de température du caloporteur à différents endroits est importante, et la fluctuation de la valeur de mesure de température moyenne du caloporteur dans le caloduc de la boucle primaire est également importante, en raison d'une mauvaise disposition du caloduc et du dispositif de mesure de température, et de ce fait la précision de mesure est faible. Notamment dans le cas d'un réacteur compact, il est souhaitable que le dispositif de mesure de température ou l'agencement de la boucle occupe moins d'espace, et il est donc difficile et important d'optimiser le caloduc et le dispositif de mesure de température. [0003] L'un des objectifs de la présente invention consiste à fournir un caloduc pour mesurer la température dans une boucle de réacteur nucléaire, qui présente une structure compacte pour économiser de l'espace, peut mesurer la température rapidement, améliorer la précision de la mesure de la température et réduire la fluctuation des données pour la température mesurée. [0004] Un autre objectif de la présente invention consiste à fournir un dispositif pour mesurer la température dans une boucle de réacteur nucléaire, qui peut mesurer la température rapidement, améliorer la précision de la mesure de la température et réduire la fluctuation des données pour la température mesurée. [0005] Pour atteindre les objectifs précités, la présente invention propose un caloduc destiné à mesurer la température dans une boucle de réacteur nucléaire, comprenant un corps de caloduc, où une section transversale du corps de caloduc, clans une direction perpendiculaire à son axe central, est une structure annulaire, et une portion du corps de caloduc, dans sa direction longitudinale, est une structure cylindrique, une cavité est définie au centre du corps du caloduc, un passage d'écoulement est formé autour de la cavité, et une paroi latérale du corps du caloduc est munie de plusieurs positions de 2 mesure de température disposées autour d'un axe central du corps du caloduc et se trouvant à un même niveau. [0006] En comparaison avec l'état de la technique, étant donné que la section transversale du corps du caloduc, dans la direction perpendiculaire à son axe central, est une structure annulaire, et qu'une portion du corps du caloduc 1, dans le sens de sa longueur, est une structure cylindrique, cette structure simple est avantageuse pour réduire l'espace de montage après que cc type de corps de caloduc 1 est installé sur le côté primaire du générateur de vapeur du réacteur nucléaire, afin d'obtenir un montage compact pour le réacteur nucléaire. D'autre part, la pluralité de positions de mesure de température est prévue sur la paroi latérale du corps du caloduc, autour de l'axe central du corps du caloduc, et elles sont situées au même niveau, de manière à effectuer rapidement la mesure de température sur le caloduc, à différents emplacements. Au fur et à mesure que le nombre de positions de mesure de température augmente, l'erreur de mesure est réduite, ce qui permet d'améliorer efficacement la précision de la mesure de la température. [0007] De préférence, la distance entre chaque position de mesure de température et une surface supérieure du corps du caloduc est comprise dans une plage allant de 500 mm à 800 mm. A cette hauteur, la différence de température du caloporteur de la boucle primaire est faible, et la fluctuation de température est également faible, ce qui réduit efficacement la fluctuation de la température de mesure. [0008] De préférence, le corps du caloduc est muni d'une entrée communiquant avec une conduite d'arrivée sur le côté primaire d'un générateur de vapeur. [0009] De préférence, l'axe central du corps du caloduc est vertical par rapport à un axe central de l'entrée, et un plan de symétrie du corps du caloduc est établi entre les deux axes centraux. [0010] De préférence, les positions de mesure de température situées de part et d'autre du plan de symétrie sont configurées de façon symétrique. [0011] De préférence, les positions de mesure de température comprennent une première position de mesure de température proche de l'entrée, et un angle entre un axe central de la première position de mesure de température et l'axe central de l'entrée, dans une projection horizontale, est compris dans une plage allant de 24 à 42 degrés. [0012] De préférence, les positions de mesure de température comprennent en outre plusieurs deuxièmes positions de mesure de température, et un angle entre un axe central de la première position de mesure de température et un axe central de la deuxième position de mesure de température proche de la première position de mesure de température est plus grand que celui entre l'axe central de la première position de mesure de température et l'axe central de l'entrée. [0013] De préférence, l'unité de mesure de température est conçue pour effectuer la mesure 3 de température aux positions de mesure de température. [0014] De préférence, l'unité de mesure de température est fixée aux positions de mesure de température. [0015] De préférence, une conduite est disposée entre l'unité de mesure de température et les positions de mesure de température, aux fins de guider le caloporteur contrôlé. [0016] Les dessins annexés permettent de mieux comprendre les différents modes de réa- lisation de la présente invention, Sur les dessins : [0017] [fig.1] est une vue en coupe d'un caloduc destiné à mesurer la température dans une boucle de réacteur nucléaire, conforme à la présente invention ; [0018] [fig.2] est une vue de dessus d'un caloduc destiné à mesurer la température dans une boucle de réacteur nucléaire, conforme à la présente invention ; [0019] [fig.3] est une vue schématique des positions de mesure de température selon un premier mode de réalisation ; [0020] [fig.4] est une vue schématique des positions de mesure de la température selon un deuxième mode de réalisation ; et [0021] [fig.5] est une vue schématique des positions de mesure de température selon un troisième mode de réalisation. [0022] Divers modes de réalisation préférés de l'invention seront décrits ci-après en référence aux figures, dans lesquelles des références identiques désignent des éléments similaires dans les différentes vues. [0023] En référence aux figures 1 et 2, un dispositif de mesure de température dans une boucle de réacteur nucléaire selon la présente invention comprend une unité de mesure de température et un caloduc 100. Le caloduc 100 est placé en amont d'un faisceau de tubes échangeurs de chaleur, sur le côté primaire d'un générateur de vapeur de réacteur nucléaire, et le caloduc 100 comprend un corps de caloduc 1. En particulier, une section transversale du corps de caloduc 1, dans une direction perpendiculaire à un axe central du corps de caloduc 1, est une structure annulaire, et une portion du corps de caloduc 1, dans une direction longitudinale du corps de caloduc et passant par son axe central est une structure cylindrique, par exemple une structure en U inversée. Une cavité 11 est formée au centre du corps de caloduc 1 pour recevoir le faisceau de tubes échangeurs de chaleur, un passage d'écoulement 12 est formé autour de la cavité 11, plusieurs positions de mesure de température 13 sont formées sur une paroi latérale du corps de caloduc 1 et autour de l'axe central du corps de caloduc 1, et les positions de mesure de température 13 sont situées au même niveau. Une entrée 14 est formée sur le corps de caloduc 1 pour communiquer respectivement avec une conduite d'arrivée 2, sur le côté primaire du générateur de vapeur, et le passage d'écoulement 12. L'unité de mesure de température est fixée à la position de mesure de température 13 pour mesurer directement la température du caloporteur dans la boucle primaire. Bien entendu, un tuyau peut être prévu entre l'unité de mesure de température et la position de mesure de température 13, et le caloporteur peut être amené par le tuyau vers une conduite principale, puis l'unité de mesure de température effectue la mesure de température par l'intermédiaire de la conduite principale menant au corps de caloduc 1. [0024] Plus précisément, l'axe central du corps de caloduc 1 est vertical par rapport à l'axe central de l'entrée 14, et un plan de symétrie A du corps de caloduc 1 est formé entre les deux axes centraux. Les positions de mesure de température 13 situées de part et d'autre du plan de symétrie A sont configurées de façon symétrique. [0025] La distance k entre les positions de mesure de température 13 et la surface d'extrémité supérieure du corps de caloduc 1 est comprise dans une plage allant de 500 mm à 800 mm. A cette hauteur, la différence de température du caloporteur de la boucle primaire est faible, et la fluctuation de température est également faible, ce qui réduit efficacement la fluctuation de la température de mesure. [0026] Les positions de mesure de température 13 comprennent des premières positions de mesure de température 131 et plusieurs deuxièmes positions de mesure de température 132, et l'angle entre l'axe central de la première position de mesure de température 131 et l'axe central de la deuxième position de mesure de température 132 proche de la première position de mesure de température 131 est plus grand que l'angle entre l'axe central de la première position de mesure de température 131 et l'axe central de l'entrée 14. Il existe plusieurs façons de disposer les positions de mesure de température 13 au même niveau, par exemple comme suit. [0027] La figure 3 représente un premier mode de réalisation des positions de mesure de température 13. [0028] Les positions de mesure de température 13 situées sur un côté du plan de symétrie A comprennent une première position de mesure de température 131 et la deuxième position de mesure de température 132, la première position de mesure de température 131 est plus proche de l'entrée 14 que la deuxième position de mesure de température 132, l'axe central de la première position de mesure de température 131 est situé dans la direction radiale du corps de caloduc 1, un angle a entre l'axe central de la première position de mesure de température 131 et l'axe central de l'entrée 14, dans la projection horizontale, est compris dans la plage allant de 30 à 42 degrés, et un angle b entre la deuxième position de mesure de température 132 et la première position de mesure de température 131 est de 90 degrés. Symétriquement, sur le côté opposé du plan de symétrie A, les dispositions de l'angle a entre la première position de mesure de température 131 et l'entrée 14 et de l'angle b entre la première position de mesure de température 131 et la deuxième position de mesure de température 132 sont les mêmes. [0029] La figure 4 représente un deuxième mode de réalisation des positions de mesure de température 13. [0030] Les positions de mesure de température 13 situées d'un côté du plan de symétrie A comprennent une première position de mesure de température 131 et deux deuxièmes positions de mesure de température 132, la première position de mesure de température 131 est plus proche de l'entrée 14 que les deuxièmes positions de mesure de température 132, l'axe central de la première position de mesure de température 131 est situé dans le sens radial du corps de caloduc 1, un angle c entre l'axe central de la première position de mesure de température 131 et l'axe central de l'entrée 14, dans la projection horizontale, est compris dans la plage allant de 26 à 35 degrés, un angle d entre la deuxième position de mesure de température 132, qui est plus proche de la première position de mesure de température 131, et la première position de mesure de température 131 est de 60 degrés, et un angle c entre une autre deuxième position de mesure de température 132 et la deuxième position de mesure de température 132 précédente est de 60 degrés. Symétriquement, sur le côté opposé du plan de symétrie A, les dispositions de l'angle c entre la première position de mesure de température 131 et l'entrée 14, de l'angle d entre la première position de mesure de température 13 et la deuxième position de mesure de température 132, et de l'angle c entre les deux deuxièmes positions de mesure de température 132 sont les mêmes. [0031] La figure 5 représente un troisième mode de réalisation des positions de mesure de température 13. [0032] Les positions de mesure de température 13 situées d'un côté du plan de symétrie A comprennent une première position de mesure de température 131 et trois deuxièmes positions de mesure de température 132, la première position de mesure de température 131 est plus proche de l'entrée 14 que les deuxièmes positions de mesure de température 132, l'axe central de la première position de mesure de température 131 est situé dans le sens radial du corps de caloduc 1, un angle f entre l'axe central de la première position de mesure de température 131 et l'axe central de l'entrée 14, dans la projection horizontale, est compris dans la plage allant de 24 à 30 degrés, un angle g entre la première position de mesure de température 131 et la deuxième position de mesure de température 132, qui est plus proche de la première position de mesure de température 131, est de 45 degrés, et un angle h entre deux deuxièmes positions de mesure de température 132 adjacentes est de 45 degrés. Symétriquement, sur le côté opposé du plan de symétrie A, les dispositions de l'angle f entre la première position de mesure de température 131 et l'entrée 14, l'angle g entre la première position de mesure de température 131 et la deuxième position de mesure de température 132, et l'angle g entre les deux deuxièmes positions de mesure de température 132 adjacentes sont les mêmes. [0033] En comparaison avec l'état de la technique, étant donné que la section transversale du corps de caloduc 1, dans la direction perpendiculaire à son axe central, est une 6 structure annulaire, et qu'une portion du corps de caloduc 1, dans la direction de sa longueur, est une structure cylindrique, cette structure simple peut donc permettre de réduire l'espace de montage lorsqu'un corps de caloduc 1 de ce type est installé sur le côté primaire du générateur de vapeur du réacteur nucléaire, afin d'obtenir un montage compact pour le réacteur nucléaire. De plus, la pluralité de positions de mesure de température est prévue sur la paroi latérale du corps de caloduc 1, autour de l'axe central du corps de caloduc 1, et elles sont situées au même niveau afin d'effectuer rapidement la mesure de température sur le caloduc, à différents emplacements. L'augmentation du nombre de positions de mesure de température permet de réduire l'erreur de mesure, afin d'améliorer efficacement la précision de la mesure de la température. [0034] Bien que l'invention ait été décrite en relation avec ce qui est actuellement considéré comme les modes de réalisation les plus pratiques et préférés, il convient de noter que l'invention ne doit pas se limiter aux modes de réalisation divulgués, mais qu'au contraire, elle vise à couvrir diverses modifications et des configurations équivalentes qui entrent dans l'esprit et la portée de l'invention. 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]