INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on utilise des racines de guimauve coupées finement que l'on mélange à de l'eau purifiée et l'on fait bouillir le tout avec agitation pendant plusieurs heures; finalement on tamise pour séparer les racines et on filtre Suivant une autre particularité de l'invention, les radicelles de guimauve sont pulvérisées, puis on les ajoute à de l'eau purifiée, on mélange le tout, on fait bouillir en agitant pendant plusieurs heures, on élimine les boues soit à chaud par centrifugation, soit à froid par décantation ; finalement, on tamise et on filtre le produit obtenu.
On donne ci-après, à titre d'exemple non limitatif, deux modes d'exécution du procédé de 11 invention.
EXEMPLE I Extraits de racines de guimauve Racines de guimauve coupées ............. 10 kg Eau purifiée ............................ 100 kg On mélange, on fait bouillir avec agitation pendant trois heures, puis on tamise pour séparer les racines et l'on filtre.
Le liquide d'extraction obtenu suivant le procédé ci-dessus est utilisable directement sans opération ultérieure de purification, il peut être soumis à des concentrations convenables ou traité par atomisation ou encore par lyophilisation de façon à obtenir des extraits fluides à différentes concentrations ou des extraits secs ou des nébulisats.
Dans le cas des extraits fluides, ceux-ci sont soumis à une stérilisation par la chaleur humide, par exemple 30 minutes à + 115 C, ou à une tyndallisation, par exemple une heure à + 60 C, trois jours consécutifs, dans des récipients appropriés hermétiquement clos.
Les produits obtenus suivant ce mode opératoire a) contiennent un mucilage précipitable par l'alcool ou l'avec tone sous forme d'un précipité très filamenteux se rassem blant très facilement sur un agitateur b) sont incompatibles avec certaines substances médicamenteuses qu'ils inactivent.
Suivant ce mode opératoire, les produits finaux présentent un pH variant de 4 à 5, leurs solutions de couleur jaunepaille sont très visqueuses et les extraits fluides sont inaltérables.
EXEMPLE II Extraits de radicelles de guimauve Radicelles de guimauve pulvérisées ou coupées finement 10 kg Eau purifiée ........................................ g00 kg Suivant le mode de préparation précédent, on mélange les radicelles pulvérisées ou divisées finement à l'eau purifiée, on fait bouillir en agitant pendant trois heures, puis on élimine les boues soit à chaud par centrifugation, soit à froid par décantation. Finalement, on tamise et on filtre le produit obtenu.
Les produits ainsi préparés de couleur jaune-vert possèdent un pH de 4 à 5 et sont relativement peu visqueux.
Ils renferment un mucilage précipitable par l'alcool et l'acétone ; ce précipité peu filamenteux peut être dispersé dans une phase aqueuse par une agitation convenable ; ils sont compatibles avec certains principes médicamenteux précipités par les produits préparés suivant la technique de l'exemple I.
Les produits préparés, suivant les exemples I et II cidessus, sont des extraits fluides, des extraits pâteux ou secs ou des nébulisats ou des concentrés ; ils sont aptes aux usages pharmaceutiques et cosmétologiques. Il est à noter que les extraits fluides sont inaltérables.
Brièvement, la présente invention concerne des déflecteurs destinés à dévier ou à perturber d'une autre manière l'écoulement du fluide de refroidissement dans les canaux voisins des éléments de combustible. La déviation du courant du fluide de refroidissement est effectuée pour favoriser le mélange du fluide de refroidissement stécol'ant le long des chaux respectifs afin d'obtenir une au~merotation plus uniforme de 1' enthalpie sur toute la section du coeur. La déviation du courant du fluide de refroidissement est également destinée à diriger le fluide contre tous les éléments de combustible d'une manière uniforme afin de permettre au réacteur de fonctionner à un niveau de puissance plus élevé.
Plus particulièrement, les déflecteurs comprennent des aubes qui peuvent être fixées commodément à la grille de support des tubes. Chacune des aubes comporte deux bras décalés angulairement qui sont conformés et disposés de manière à effectuer une déviation plus uniforme du liquide de refroidissement par rapport aux éléments de combustible et aux canaux formés entre eux.
La technique s'approchant le-plus de cette disposition selon l'invention est décrite dans les brevets des Etats Unis d'Amérique NO 3 379 619 et NO 3 395 077. Ces deux brevets concernent des assemblages combustibles dans lesquels la structure d'écartement des tubes comporte des déflecteurs solidaires.
Ces éléments sont supportés en porte-à-faux par les bords supérieurs ou inférieurs de certaines des bandes qui constituent la structure de support des tubes. Comme représenté, les aubes sont disposées aux intersections des bandes qui forment la grille de support des tubes. La structure à aubes déflectrices selon ltinvention constitue un perfectionnement par rapport à cette disposition de la technique antérieure principalement en ce sens que la configuration des aubes est telle qutelles sont symétriques autour de leurs axes longitudinal et latéral. Grâce à cette configuration, les forces engendrées par la collision du fluide en circulation cotre les aubes sont sensiblement égales et opposées par rapport à la grille de support. Ainsi, les effets de toute vibration qui pourrait être imposée à la grille sont réduits au minimum.En outre, la nouvelle disposition facilite la fabrication en ce sens que les aubes peuvent être réalisées indépendamment pour être fixées ultérieurement aux grilles de support.
le brevet des Etats-Unis d'4mérique N0 3 395 077 précité décrit une disposltion dans laquelle les aubes déflectrices sont disposées en des points espacés suivant un rectangle autour de la circonférence des éléments de combustible respectIfs.
La nouvelle forme de réalisation améliore cette disposition en ce sens que l'on peut obtenir les mêmes résultats, mais en montant les aubes aux intersections des bandes formant la grille en év- tant ainsi les difficultés dues aux vibrations qui sont inhérentes à la disposition décrite dans le brévet précité.
12 invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels la figure 1 est une élévation d'un assemblage conbustible comportant des grilles de support sur lesquelles les déflecteurs de l'invention sont montés la figure 2 est une vue en plan avec arrachement partiel de la grille de support de la figure 1 la figure 3 est une élévation latérale de la grille de support de la figure 2 la figure 4 est une éléation partielle à grande échelle de la grille de support de la figure 1 avant que le montage soit terminé la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 montrant l'invention après le montage final la figure 6 est une vue développée d'une aube déflectrice selon l'invention les figures 7, 8, 9 et 10 représentent diverses formes de fenteSiénagées dans les aubes déflectrices de la figure 6 pour permettre leur montage sur la grille de support les figures 1 1 et 1 2 sont respectivement une élévation et une vue en plan de l'une des bandes qui constituent la grille de support avant le montage -; et les figures 13 et 14 sont respectivement une élévation et une vue en plan de l'autre bande qui constitue la grille de support avant le montage.
On va se référer maintenant asY dessirs dont la figure 1 représente un exemple d'un assemblage combustible 10 de réacteur nucléaire hétérogène comportant plusieurs cartouches de combustible verticales parallèles 12 qui sont maintenues par des raccords terminait supérIeur et inférieur 14 et 16 respectivement.
L'assemblage combustible 10 comporte également plusieurs tubes de guidage cylindri-ues 1 8 cui sont sensiblement de même longueur que les éléments de combustible 12. Des barres de commande (non reprsentées) peuvent être introduites dans les tubes de guidage 18 pour régler le fonctionnement du coeur du réacteur d'une manière bien connue en pratique. Le coeur d'un réacteur nucléaire comporte plusieurs assembla-es combustibles 10 et les déflecteurs du fluide de refroidissement de l'invention sont destinés à être incorporés dans de tels ensembles.
En des pots espacés sur toute la longueur de ltassemblage combustible 10, sont disposés des organes 20 de support des éléments de combustible qui sont destinés à écarter laté raclement et à supporter les éléments constituant l'assemblage combustible. tes organes de support 20 comportent chacun plusieurs plaques minces qui se croisent et qui sont désignées par bandes 22 et 24 de grille. Elles présentent une forme légèrement sinueuse par suite de la formation de butées rigides 26 contre lesquelles les éléments de support de l'assemblage combustible sont poussés par des doigts élastiques estampés 28 qui sont en contact avec la surface des éléments en des points éloignés des butées rigldes.
Pour former les organes de support 20, les bandes 22 (figures 14 et 12) sont assemblées en les disposant parallèlement mais en position croisée par rapport aux bandes 24 (figures 13 et 14) qui sont elles-memes mutuellement parallèles.
Des fentes d'enclenchement 30 sont ménagées à des endroits espacés le long de chacune des bandes et sont destinées à retenir les bandes sous forme d'un réseau comme on le voit en particulier sur la figure 2. tes fentes 30 sont ménagées le long du bord supérieur 32 des bandes 22 et le long du bord inférieur 34 des bandes 24 de .:.a-lière qu'elles définissent une structure dite en forme de bote à oeufs", lorsqutelles sont assemblées, comportant plusieurs compartiments espacés 36 disposés en carré et dans lesquels pénètrent les éléments supportés.
Comme on le voit sur la figure 2, chacun des éléments de combustible 12 disposés dans l'un des compartiments 36 des organes de support 20, est retenu par les doigts élastiques 28 qui poussent les éléments contre les butées rigides 26. Ceci a pour effet de maintenir les éléments de combustible 1 2 à distance sensiblement uniforme. La configuration des organes de support 20 est telle que les éléments de combustible 12 sont disposés en carré, l'espace délimité par les quadrants de quatre éléments de combustible adjacents étant désigné par "canal" 38. La périphérie de ce canal est indiquée en traits mixtes sur la figure 2.
te liquide de refroidissement qui extrait la chaleur du coeur du réacteur s'écoule généralement le long de ces canaux 38.
Selon la présente invention, un déflecteur du fluide de refroidissement est disposé de manière à agir dans les canaux 38 pour dévier le courant du liquide de refroidissement dans le but de favoriser son mélange avec celui s'écoulant le long des canaux adjacents et pour assurer un lavage efficace de la surface des éléments de combustible 12 contenus dans ledit espace, ce qui permet d'obtenir un meilleur fonctionnement du réacteur. les déflecteurs désignés par 40 et représentés en particulier sur la figure 6 comprennent chacun une mince aube métallique ayant une base généralement rectangulaire 42. Deux bras 44 sont orientés vers l'extérieur dais des directions opposées à partir de la base 42 et sont décalés angulairement dans le sens longitudinal par rapport au plan de la base.Comme on le voit sur la figure 3, les bras- décalés 44 convergent vers le centre de l'aube de préférence suivant un angle d'environ 600 par rapport aux bords supérieurs 32 des bandes assemblées 23 et 24 de la grille auxquelles des aubes sont fixées. Chacun des bras 44 se termine par une pointe 46 qui est beaucoup plus étroite que la base 42e Les bords latéraux 48 des bras sont curvilignes de préférence suivant un arc de cercle tel que lorsque les dé flecteurs 40 sont montés sur les supports 20, comme décrit ciaprès, les bords latéraux 48 définissent un espace sensiblement conOentri%uo, désigné par :52.r O suc la figure 2, autour de la sur- face externe des ee-ents de combustible respectifs 12.
Bien qu'on puisse utiliser n'importe quel moyen convenable pour fi er les déflecteurs 40 dans les canaux 38, par exemple une grille de montage distincte de celle qui supporte les éléments de combustible, dans la forme de réalisation préférée de l'invention, les déflecteurs sont destinés à être fixés aux organes respectifs 20 de support des éléments de combustible.
En dépit de tout accroissement de l'activité catalytique au-dessus de celle nécessaire pour la limitation par le transfert de masse, une plus grande vitesse de conversion catalytique ne peut pas être obtenue pour le même ensemble de conditions.
En raison de cette limitation, pour augmenter la vitesse de conversion pour un système donné quelconque, il apparait essentiel soit d'augmenter la surface du catalyseur soit d'augmenter la vitesse de transfert de masse des corps en réaction vers la surface. La première solution, pour des systèmes de combustion pratiques, exigerait de telles dimensions du catalyseur que ce serait peu commode ou exigerait une configuration du catalyseur entralnant une chute accrue de pression spécifique, rendant nécessaire une géométrie peu commode pour maintenir une chute de pression totale constante. Par exemple, dans le cas de moteurs à turbine à gaz, le réacteur catalytique pourrait très bien être plus gros que le moteur lui-même. Par ailleurs, une augmentation de la vitesse de transfert de masse des corps en réaction vers les surfaces catalytiques entraînerait une chute de pression accrue et en conséquence une perte importante d'énergie; on pourrait même ne pas avoir une chute de pression suffisante pour obtenir la vitesse désirée de réaction. Bien évidemment, ces façons d'aborder le problème, bien que théoriquement possibles, sont absolument impraticables.
On a maintenant découvert qu'il est possible d'obtenir une combustion sensiblement adiabatique en présence d'un catalyseur à une vitesse de réaction très supérieure à la vitesse limitee de transfert de masse. C'est-à-dire qu'on a trouvé que la combustion thermique entretenue catalytiquement surmonte la limitation du transfert de masse. eSi la température opératoire du catalyseur est élevée notablement dans la région limitée par ie transfert de masse, la vitesse de réaction recommence à augmenter de manière exponentielle avec la température (région D de la courbe dia figure 1). C'est en contradiction apparente avec la technologie catalytique et les loirs de la cinétique du transfert de masse.Les phénomènes peuvent être expliqués par le fait que la surface du catalyseur et la couche de gaz près de la surface du catalyseur sont au-dessus d'une température à laquelle la combustion thermique se produit à une plus grande vitesse que la vitesse catalytique, et la température de la surface du catalyseur est au-dessus de la température d'auto-inflanationins- tantanée du mélange combustible-air (définie ci-après). Les molécules de combustible entrant dans cette couche brûlent sans transport vers la surface du catalyseur. Quand la combustion progresse, on pense que la couche devient plus épaisse. Le gaz total est finalement porté à une température à laquelle des réactions thermiques se produisent dans le courant de gaz entier plutôt que seulement près de la surface du catalyseur.A ce stade, les réactions thermiques continuent même sans contact plus étroit du gaz avec le catalyseur tandis que le gaz passe à travers la zone de combustion.
L'expression 11température d' auto-inflammation instanta née pour un mélange combustible-air telle qu'elle est utilisée ici et dans les revendications annexées est définie comme désignant la température à laquelle le retard à l'inflammation du mélange combustible-air entrant dans le catalyseur est négligeable par rapport à la durée de séjour dans la zone de combustion du mélange subissant la combustion.
Selon l'invention, une combustion thermique entretenue catalytiquement est obtenue en mettant en contact au moins une partie du combustible carboné,à l'état de vapeur et mélangé intimement avec de l'air, avec un catalyseur d'oxydation solide ayant une température opératoire sensiblement au-dessus de la température d'auto-inflammation instantanée du mélange combustible-air. Au moins une partie du combustible est brûlée dans des conditions sensiblement adiabatiques. La combustion est caractérisée par l'utilisation d'un mélange combustible-air ayant une température de flamme adiabatique sensiblement au-dessus de la température d'auto-inflammation instantanée du mélange, mais au-dessous d'une température qui entrînerait une formation notable quelconque d'oxydes d'azote.Théoriquement, la température de flamme adiabatique serait la même dans toute la zone de combustion, mais dans des applications pratiques où il y a une certaine perte de chaleur, la température de flamme adiabatique est déterminée avec plus de précisior a l'entrée du catalyseur. l'ef- fluent résultant est caractérisé par une grande énergie thermique utile pour la production de puissance t par d' petites quantités d'agents de pollution atmosphérique. Quand on le désire, des corstituants combustibles du combustible, par exemple du combustnble non brûlé ou des produits de combustion intermédiaire contenus dans l'effluent de la zone catalytique, ou un mélange combustible- air oui n'a pas été passé à travers la zone catalytique, peuvent être brûlés dans une zone thermique suivant la zone catalytique, comme expliqué plus en détail ci-après.
La combustion thermique entretenue catalytiquement selon l'invention se produit à une température sensiblement plus basse que dans une combustion thermicue adiabatique classique et il est donc possible d'opérer sans formation d'une quantité importante de NOx La combustion n'est plus limitée par le transfert de masse comme dans le cas de la combustion catalytique classique, et aux températures opératoires spécifiées la vitesse de réaction est élevée sensiblement au-delà de la limitation par transfert de masse, par exemple à une vitesse 5 à 10 fois supérieure à la vitesse limitée par le transfert de masse. Des vitesses de réaction allant jusqu'à 100 fois ou plus la vitesse limitée par le transfert de masse peuvent être obtenues.Ces grandes vitesses de réaction permettent de grandes vitesses spatiales du combustible qui normalement ne peuvent pas être obtenues dans des réactions catalytiques. On peut utiliser, par exemple,au moins une quantité de combustible equivalente en pouvoir calorifique à environ 4800 kg de propane par heure et par m3 de catalyseur, et cette quantité peut être plusieurs fois supérieure, par exemple une quantité de combustible équivaiente en pouvoir calorifique à au moins 16 000 kg environ de propane par heure et par m) de catalyseur.De plus, il n'y a pas de bécessité de maintenir des rapports combustible-air dans le domaine inflammable et en consé quence la cessation de combustion (extinction) due à des variations dans le rapport du combustible à l'air n'est pas le problème quElle constitue dans les chambres de combustion clas 5tiques.
La température de flamme adiabatique de mélanges conbustible-air dans un ensemble quelconque de conditions (par exemple de température initiale et, dans une moindre mesure, de pression) est établie par le rapport du combustible à l'air. Les mélanges utilisésvsont généralement dans le domaine inflammable ou sont du coté pauvre en combustible par rapport au domaine inflammable, mais il peut y avoir des cas d'un mélange combustibleair n'ayant pas de domaine inflammable nettement défini, mais ayant néanmoins une température théorique de flamme adiabatique comprise dans les conditions opératoires selon l'invention.Les proportions du combustible et de l'air que l'on introduit dans la zone de combustion sont typiquement telles qu'il y ait un excès stoechiométrique d'oxygène par rapport à la transformation complète du combustible en anhydride carbonique et en eau. De préférence, la teneur en oxygène libre est au moins 1,5 fois environ la quantité stoechiométrique nécessaire pour une combustion complète du combustible. Bien que l'invention soit décrite ici particulièrement dans le cas où l'air est le constituant non combustible, on comprendra que l'oxygène est l'élément nécessaire pour entretenir une combustion correcte. Quand on le désire, on peut faire varier la teneur en oxygène du constituant non combustible et le terme "air" est utilisé ici pour désigner les constituants non combustibles dans les mélanges. Le mélange combustible-air introduit dans la zone de combustion peut avoir jusqu'à 10 % seulement ou moins d'oxygène libre, en volume, ce qui peut arriver par exemple quand on utilise comme source d'oxygène un courant de gaz résiduel dont une partie de l'oxygène a réagi.
Dans des fonctionnements de turbines, le rapport en poids de l'air au combustible introduit dans le système de combustion est souvent de plus de 30:1 environ et certaines turbines sont prévues pour des rapports de l'air au combustible allant jusqu'à 100 ou 200 ou plus pour 1.
Les combustibles carbones peuvent être gazeux ou liquides dans les conditions normales de température et de pres sion. Des combustibles hydrcarbure pouvent comprendre, par exemple, des hydrocarbures aliphatiques de masse moléculaire peu élevée comme le méthane, l'éthane, le propane, le butane, le pentane; l'essence; des hydrocarbures aromatiques comme le benzène, le toluène, l'éthylbenzène, le xylène; le naphta; un gasoil; un carburéacteur; d'autres combustibles cons itus de distillats moyens; les combustibles plus lourds hydrotraités; etc.Parmi les autres combustibles carbonés utiles, se trouvent des alcools comme le méthanol, l'éthynol, l'isopropa cl; des éthers comme l'oxyde d'éthyle et de éthers aromatiques comme ltoxvde d'éthyle et de phényle et l'oxyde -e carbone.
Dans la combustion de combustibles dilués contenant des substances inertes, par exemple du gaz de houille à faible pouvoir calorifique, des mélanges combustible-air ayant des températures de flamme adiabatique comprises dans 'intervaLle spécifié ici peuvent être riches en combustible ou pauvres en combustible.
quand on utilise des mélanges riches en combustible, de l'air supplémentaire ou un mélange conbustlble-air peut être ajouté à l'effluent de la zone du catalyseur de manière que l'on obtienne un excès global d'air pour la combustion complète des constituants combustibles en anhydride carbonique et én eau. Comme spécifié précédemment, les réactions thermiques continuent au-delà de la zone du catalyseur, au moment que la température de l'ef- fluent est sensiblement au-dessus de la température d'autoinflammation instantanée.
Le mélange combustible-air est généralement passé au catalyseur dans la zone de combustion à une vitesse du gaz avant l'entrée ou à l'entrée dans le catalyseur supérieure à la température maximale de propagation de la flamme. Cela évite un retour de flamme causant la formation de NOx De préférence, cette vitesse esthaintenue près de 1'entrée dans le catalyseur. Des vitesses linéaires appropriées du gaz sont habituellement supérieures à 1 m/s environ, mais il y a lieu de comprendre que des vitesses considérablement supérieures peuvent être nécessaires, en fonction de facteurs comme la température, la pression et la composition. Au moins une partie importante de la combustion se produit dans la zone catalytique et peut être sensiblement sans flamme.
Le combustible carboné, qui quand il est brûlé avec une quantité stoechiométrique d'air (composition atmosphérique) à la température d'entrée dans la zone de combustion a habituellement une température de flamme adiabatique d'au moins 18300C environ, est brûlé de manière sensiblement adiabatique dans la zone du catalyseur. Bien que la température d'auto-inflammation instantanée d'un combustible typique puisse être au-dessous de 1100C environ, une combustion adiabatique stable du combustible audessous de 183000 environ est extrêmement difficile à obtenir dans des systèmes pratiques de combustion primaire.C'est pour cette raison que même avec des turbines à gaz limitées à des températures opératoires de 11000C environ, la combustion primaire a lieu typiquement à des températures de plus de 220000.