INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Dans une mise en œuvre, l’optimisation et l’amélioration des données anormales du cylindre dans la phase d’utilisation comprennent le tournage ou le meulage de la fissure dans le cylindre de la turbine nucléaire en service ; un tournage pour augmenter un rayon de congé d’un emplacement où le cylindre est situé dans le but de ne pas influencer la résistance structurelle du cylindre de la turbine nucléaire en service ; la réalisation d’une soudure de réparation locale ; l’élimination d’une contrainte résiduelle de soudage par une technologie de traitement thermique local ; la finition et le polissage d’une pièce de soudage de réparation ; l’amélioration d’une précision d’usinage et l’élimination d’une concentration de contrainte d’usinage ; la réalisation à nouveau d’une surveillance non destructive par multiéléments pour déterminer la profondeur d’une fissure dans le cylindre ; et la réalisation d’un grenaillage sur le cylindre pour améliorer les performances en fatigue ; l’optimisation d’une courbe de changement de paramètre de démarrage à froid de la turbine nucléaire en service pour réduire une contrainte thermique du cylindre dans la condition transitoire de démarrage à froid ; l’optimisation d’une courbe de changement de paramètre de démarrage tiède de la turbine nucléaire en service pour réduire une contrainte thermique du cylindre dans la condition transitoire de démarrage tiède ; l’optimisation d’une courbe de changement de paramètre de démarrage à chaud de la turbine nucléaire en service pour réduire une contrainte thermique du cylindre dans la condition transitoire de démarrage à chaud ; l’amélioration de la supervision de la technologie de l’eau pour garantir que la qualité de l’eau de condensation satisfait aux exigences ; et le blocage à temps d’un faisceau de tuyaux de condenseur après une fuite, pour empêcher qu’une grande quantité d’eau en circulation ne s’écoule dans l’eau de condensation.
Par exemple, en prenant le cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D dans le mode de réalisation ci-dessus par exemple, le facteur de sécurité S R ne satisfait pas à la condition d’acceptation de surveillance. Les données anormales du cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D pendant la phase d’utilisation peuvent être optimisées et améliorées, par exemple grâce à une combinaison de stratégies choisies parmi au moins une parmi le tournage ou le meulage de la fissure dans le cylindre de la turbine nucléaire en service, la réalisation d’un soudage de réparation local, l’élimination d’une contrainte résiduelle de soudage par une technologie de traitement thermique local, la finition et le polissage d’une pièce de soudage de réparation, l’amélioration d’une précision d’usinage et l’élimination d’une concentration de contraintes d’usinage. La détection multiéléments non destructive est effectuée à nouveau sur le cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D, et aucune fissure n’est trouvée. En réponse au fait qu’aucune fissure n’a été trouvée lors de la détection multiéléments non destructive, la profondeur de la fissure dans une pièce de raccordement entre le cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D et un tuyau d’extraction de vapeur de deuxième étage est définie comme étant a i = 2 mm = 0,002 m.
La surveillance de sécurité est effectuée à nouveau sur la durée de vie de propagation de fissure sous une action combinée de fissuration par corrosion sous contrainte et d’endommagement par fatigue oligocyclique, et la durée de vie calendaire de propagation de fissure du cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D est recalculée. Quand la durée de vie calendaire de propagation de fissure recalculée est une durée de vie calendaire de propagation de fissure τ CL1 sous la première catégorie de propagation de fissure, c’est-à-dire 138,69 ans, et τ m = 10 ans, un procédé de calcul du facteur de sécurité S R est comme suit :
On peut voir que le facteur de sécurité du cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D est supérieur à 2, et il est ainsi déterminé que le facteur de sécurité S R satisfait à la condition d’acceptation de surveillance, et la réalisation de la surveillance de sécurité sur la durée de vie de propagation de fissure du cylindre interne basse pression No. 2 de la turbine nucléaire en service D est terminée.
En résumé, selon le procédé de surveillance sur longue durée de la corrosion sous contrainte et de la fatigue de la turbine nucléaire en service dans des modes de réalisation de la présente divulgation, le facteur de sécurité est acquis sur la base de la durée de vie calendaire de propagation de fissure et de l’intervalle de révision planifiée de la turbine nucléaire en service. Il est déterminé si le facteur de sécurité satisfait à la condition d’acceptation de surveillance, et les données anormales du composant de surveillance pendant la phase d’utilisation sont acquises en réponse au fait que le facteur de sécurité ne satisfait pas à la condition d’acceptation de surveillance. Les données anormales du composant de surveillance pendant la phase d’utilisation sont optimisées et améliorées, et elles sont renvoyées pour exécuter le procédé d’acquisition du facteur de sécurité jusqu’à ce que le facteur de sécurité acquis satisfasse à la condition d’acceptation de surveillance, ce qui contribue à améliorer la sécurité du composant de surveillance pendant la phase d’utilisation et est approprié pour la surveillance du composant de surveillance de la turbine nucléaire en service.
Afin de mettre en œuvre le mode de réalisation ci-dessus, un appareil de surveillance sur longue durée d’une corrosion sous contrainte et d’une fatigue d’une turbine nucléaire en service est en outre fourni la divulgation.
Comme illustré sur la , l’appareil 100 de surveillance sur longue durée d’une corrosion sous contrainte et d’une fatigue d’une turbine nucléaire en service selon un mode de réalisation de la présente divulgation comprend un premier module d’acquisition 110, un second module d’acquisition 120 et un module de surveillance 130.
Le premier module d’acquisition 110 est configuré pour acquérir une profondeur de fissure par détection multiéléments d’un composant de surveillance de la turbine nucléaire en service et pour acquérir une catégorie de propagation de fissure détectée du composant de surveillance sur la base de la profondeur de fissure par détection multiéléments.
Le second module d’acquisition 120 est configuré pour acquérir des données de surveillance de longue durée de vie requises par le composant de surveillance sous différentes catégories de propagation de fissure. Les données de surveillance de longue durée de vie comprennent une durée de vie de propagation de fissure par corrosion sous contrainte et une durée de vie de propagation de fissure par fatigue, et la durée de vie de propagation de fissure par fatigue comprend au moins l’une parmi une durée de vie de propagation de fissure par fatigue oligocyclique ou une durée de vie de propagation de fissure par fatigue à grand nombre de cycles.
La représente une vue d’un pied ajustable
Selon un exemple, le châssis 10 et les panneaux 20 sont assemblés par collage chimique. Ce collage permet une solidification de la structure 1 métallique. Il permet une solidification sans alourdir la structure 1.
Selon un exemple, au moins un renfort 30 est assemblé par collage chimique à la face arrière 120 d’au moins un profilé 100 et à la face arrière 22 d’au moins un panneau 20.
L’assemblage par collage du renfort 30 permet une solidification de la structure 1 sans l’alourdir.
Selon un exemple, au moins un renfort 30 est assemblé à la face arrière 22 du panneau 20 par deux surfaces dudit renfort 30 disposées de part et d’autre du profilé 20.
La configuration du renfort 30 permet un enveloppement du profilé 100 et maximise sa surface de contact avec la face arrière 22 des panneaux 20 permettant de renforcer la structure 1.
Selon un exemple, le châssis 10 est en acier galvanisé, en aluminium ou en inox.
Cela permet d’avoir une structure 1 plus ou moins légère suivant le terrain et la solidité nécessaire.
Selon un exemple, le châssis 10 possède des jambes 40 configurées de sorte à créer une forme triangulaire avec une paroi du châssis 10.
Cela permet, dans le cas où le bassin 2 est hors sol, de solidifier la structure 1 des forces de poussées de l’eau. Cela permet également de pouvoir réaliser un habillage de la structure 1 métallique.
Selon un exemple, la structure 1 comprend au moins un angle qui est configuré de sorte à ce qu’au moins un panneau 20 a toute son épaisseur en contact avec le au moins un panneau 20 adjacent.
Cela permet, qu’il y ai une surface de contact la plus importante possible afin de garantir l’étanchéité du bassin 2.
Selon un exemple, au moins un renfort 30 est à base de fibres de verre.
Cela permet au renfort 30 d’être à la fois solide et léger.
Selon les figures 1A, 2A un premier mode de réalisation de la bouteille 100a se compose d’un corps surmonté d’une tête 2 à laquelle est fixée une poche souple 3 logée dans le corps 1 et recevant le liquide.
Le manchon supérieur 22 rejoint la base du col C qui est une zone en forme de couronne de jonction 23 à laquelle se raccorde la jupe 21 qui se termine en dessous par un bord 211 avec un décrochement formant une feuillure pour s’engager et se fixer sur le bord supérieur 12 du corps 1.
De préférence, la concentration en oléum lors de l’étape d) est inférieure à celle de l’étape b).
Selon un mode de réalisation préféré, à l’étape d), ladite solution D1, D2 ou D3 est ajoutée, dans R2 , à la phase liquide L1 conduisant à la phase liquide L2 tant que celle-ci demeure au-dessus d’un titre en acide sulfurique supérieur à 100% en poids. Le titre en acide sulfurique peut être suivi en ligne à l’aide d’un appareillage de spectroscopie infrarouge de Raman selon les techniques usuelles selon lesquelles pour un titre supérieur à 100% il n’y a plus de bandes HSO4- à 1043cm-1. Le titre en acide sulfurique est notamment suivi par la mesure d’une bande d’intensité à 835 cm -1 qui diminue au cours de la mise en œuvre de l’étape d). Cette bande correspond au composé HSO 3 F qui s’est formé au cours de l’étape b) et qui est consommé au cours de l’étape d) et qui est caractéristique d’un milieu sulfurique de titre forcément supérieur à 100% en poids en titre d’acide sulfurique car HSO3F, molécule non ionisée, non dissociée électroniquement en cation et anion ne peut pas se fabriquer facilement dans un acide sulfurique de titre inférieur à 100% en poids. Cette mesure peut être complétée par la mesure de pics à 913 cm -1 et 1162 cm -1 dont l’intensité augmente au cours de la mise en œuvre de l’étape d) en évitant d’aller en milieu acide sulfurique inférieur à 100% en poids caractérisé par l’apparition d’une bande typique du HSO 4 - située à 1043 cm -1 .
De préférence, la solution D1 , D2 ou D3 est ajoutée de manière à maintenir dans la phase liquide L2 au moins 0,5% en poids de SO3 par rapport au poids de la solution L2 , de préférence 1%, encore plus préférentiellement au plus 2%.
Selon un mode de réalisation particulier, préalablement à l’ajout de ladite solution D1, D2 ou D3 à la phase liquide L1 , de l’acide fluorosulfonique HSO 3 F peut être ajouté à la phase liquide L1 arrivant dans R2 ou directement dans le réacteur R2 . L’acide fluorosulfonique agit comme un agent séquestrant du BF 2 OH. Ainsi, l’ajout de l’acide fluorosulfonique permet de favoriser le maintien du BF 2 OH dans la phase liquide L1 au cours de l’étape d) et d’améliorer la séparation entre le trifluorure de bore et le BF 2 OH.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape d) est mise en œuvre à une température comprise entre 30°C et 120°C, de préférence entre 45 et 120°C, plus préférentiellement entre 70°C et 120°C, en particulier entre 80°C et 120°C plus préférentiellement entre 80 et 110°C. De préférence, la pression du réacteur R2 est proche de la pression atmosphérique, de préférence légèrement supérieure à la pression atmosphérique, par exemple comprise entre 1,0 et 1,3 bars.
De préférence, les flux de L1 et de la solution D1, D2 ou D3 dans le réacteur R2 sont tels que le ratio en mole de la quantité totale de SO 3 ajouté dans le procédé par L1 par rapport à la quantité d’eau totale ajoutée au procédé par A , et par D1 , ou D2 ou D3 est inférieure au ratio molaire H 2 O/SO 3 de 1, de préférence compris entre 0,95 et 0,99.
Selon un mode de réalisation préféré, la teneur en trifluorure de bore dans le courant gazeux E est supérieure à 99,9% en volume, en particulier supérieure à 99,99% en volume, sur base du volume total du courant gazeux E .
La phase liquide L2 peut être traitée pour éliminer l’HF présent alors sous forme de HSO 3 F à haut point d’ébullition ou le BF 2 OH pour former une composition comprenant principalement de l’acide sulfurique et peu d’oléum , de préférence titre en acide sulfurique proche de 100% en poids, de préférence entre 100 et 102% en poids (entre 0,5% et 9% en poids de SO3 dissout par rapport au poids de la phase liquide L2 ) encore de plus de préférence entre 100,1 et 100,5% en poids (entre 0,5 et 2% en poids de SO3 dissout par rapport au poids de la phase liquide L2 ). La phase liquide obtenue peut être au moins partiellement recyclée au réacteur R1 comme flux d’acide sulfurique ou être utilisée dans d’autres applications après hydrolyse avec de l’eau puis strippé à l’air du bore et du fluor qu’il contient pour former de l’acide sulfurique 98% ou 94 % en poids, deux grades commerciaux très demandés (voir par exemple le brevet EP0115719).
La représente schématiquement une installation selon un mode de réalisation particulier de la présente invention.
Le présent procédé permet de séparer des gaz comme l’azote et l’oxygène du trifluorure de bore beaucoup plus facilement que des procédés de distillation cryogénique et cela à moindre coût et aussi d’éliminer les oxydes de soufre, notamment le dioxyde de soufre SO2, sans utiliser de charbon actif qui a l’inconvénient de libérer de fines particules de charbon dans les colonnes d’adsorption à cause des forces d’attritions exercées sur les grains de charbon. Les fines particules ainsi présentes dans les lignes de production polluent le récipient de stockage contenant le BF3 gazeux. De plus, la mise en œuvre du présent procédé évite la présence d’hydrate de BF 3 , de BF 2 OH et ou d’HF dans le BF 3 gaz en s’assurant d’avoir un titre en acide sulfurique supérieur à 100% en poids dans le deuxième réacteur. De plus, le procédé permet d’éliminer, de par sa conception, d’éventuelles traces d’autres polluants gazeux moins fréquent comme le dioxyde de carbone CO 2 , ou fréquent comme le tétrafluorure de silicium non souhaités dans les trifluorure de bore à destination des industries de dopages du silicium électronique.
Installation La présente demande concerne également une installation pour la mise en œuvre du procédé de l’invention. Cette installation comprend :
- un premier réacteur (R1) 1 et un second réacteur (R2) 2 et un système de pompe péristaltique ou gravitaire par jambe barométrique servant à transporter la phase liquide entre R1 et R2 en assurant une fonction de clapet antiretour de phase liquide vis-à-vis de R2 vers R1 pour éviter la remontée de la phase liquide de R2 de préférence proche de la pression atmosphérique ou supérieure vers R1 placé lui de préférence sous dépression atmosphérique;
- le premier réacteur 1 est équipé :
- d’un dispositif d’alimentation en continu 3 permettant l’alimentation en composition A
- d’un dispositif d’alimentation en continu 4 permettant l’alimentation en composition B
- d’un dispositif d’alimentation en continu 5 permettant l’alimentation en acide sulfurique ou d’un dispositif d’alimentation 6 permettant l’alimentation du réacteur 1 avec la composition L2 sortant du réacteur 2 ;
L'hydrogène est également un vecteur énergétique important : il peut stocker et fournir de l'énergie sous une forme utilisable. L'énergie est libérée par un réaction de combustion exothermique avec l'oxygène formant ainsi de l'eau. Lors d'une telle réaction de combustion, aucun gaz à effet de serre contenant du carbone n'est émis.
À mesure que la production d'électricité à partir d'énergies renouvelables augmente, le besoin de stockage et de transport de l'énergie augmente. Bon nombre des sources d’énergies renouvelables, en particulier solaires et éoliennes, sont situées loin des centres de population et ne produisent de l'électricité que par intermittence. L'hydrogène peut être le vecteur énergétique parfait pour les énergies renouvelables. Il peut stocker l'énergie et la distribuer là où elle est nécessaire.
L'électrolyse de l'eau alcaline est un important procédé de fabrication de l'hydrogène. Dans une cellule d'électrolyse d'eau alcaline, une membrane est utilisée pour séparer les gaz produits ainsi que les électrodes de polarité différente afin d'éviter un court-circuit entre ces parties conductrices électroniques (électrodes) et afin d'empêcher le mélange de H2 (formé à la cathode) et O2 (formé à l'anode) en évitant les mélanges explosifs de ces gaz. Tout en remplissant toutes ces fonctions, la membrane est un conducteur ionique pour le transport des ions OH de la cathode à l'anode.
Il est connu de réaliser des membranes (ou séparateurs) microporeuses comprenant des particules inorganiques hydrophiles, notamment des particules d'oxyde de zirconium. On peut citer par exemple les membranes Zirfon® comprenant des particules d’oxyde de zirconium liées par un polymère. Ces membranes microporeuses présentent toutefois des inconvénients, notamment une stabilité mécanique et thermique insuffisante, une perméabilité importante à l’hydrogène, une perméabilité à l’oxygène plus élevée à des températures supérieures à 100 degrés Celsius, une conductivité ionique limitée. Également, ces membranes montrent à l’usage une durée de vie limitée due à une dégradation rapide en milieu alcalin nécessitant un changement régulier de membrane. Tous ces inconvénients ont une incidence sur la rentabilité de la production d’hydrogène à grande échelle.
L’invention propose une nouvelle membrane ne présentant pas tout ou partie des inconvénients cités ci-dessus.
A cet effet, l’invention propose une nouvelle membrane conductrice ionique pour un dispositif électrochimique, membrane comprenant une couche d'un matériau comprenant un liant polymère et une céramique en poudre, caractérisée en ce que la céramique est dopée à l’oxyde d’Yttrium.
L’expérience montre que, en présence d’oxyde d’Yttrium, le liant polymère n’est pas dégradé par les électrons solvatés ou libres présents dans l’électrolyte d’un électrolyseur lors de son fonctionnement. La durée de vie de la membrane est ainsi plus importante que celle des membranes connues par ailleurs, sans qu’il soit nécessaire d’ajouter une couche de protection de la membrane.
De préférence, la céramique en poudre est choisie dans le groupe constitué par la zircone (ou dioxyde de zirconium ZrO2), le nitrure de Bore et un mélange de zircone et de nitrure de Bore. L’expérience montre que la membrane comprenant du nitrure de Bore, et plus encore la membrane comprenant de l’oxyde de zirconium, communément appelé zircone, présentent une très bonne conductivité ionique, de sorte que le rendement de l’électrolyse est amélioré.
Le liant polymère peut être un polymère thermoplastique hydrophobe. La tendance à repousser l’eau du polymère renforce ainsi sa résistance aux électrons libres et améliore encore la durée de vie de la membrane.
Le liant polymère est de préférence choisi dans le groupe constitué par le polysulfone (PSU), le polyéthersulfone (PES), le polyphénylène sulfone (PPSU) et le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Ces derniers sont choisis pour leur excellente résistance à la chaleur, à l'oxydation, et à l'hydrolyse en milieu aqueux et alcalin. Ceci améliore la durée de vie de la membrane. Ces liants polymères présentent également de bonnes propriétés électriques, ce qui améliore le rendement de la réaction de production d’hydrogène.
La membrane selon l’invention est non poreuse. La surface des grains de céramique assure la conduction ionique de la membrane. Le liant polymère assure la liaison entre les grains et la tenue mécanique de la membrane.
L’invention concerne également une cellule pour un dispositif électrochimique, cellule comprenant une membrane telle que décrite ci-dessus ; l’invention concerne également une installation d’électrolyse de l’eau comprenant une telle cellule.
L’invention concerne enfin un procédé de fabrication d’une membrane telle que décrite ci-dessus, selon une technique d’inversion de phase.
Présentation des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit d’un exemple de mise en œuvre de l'invention. Cet exemple est donné à titre non limitatif. La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : la montre une cellule adaptée pour une application d'électrolyse de l'eau la montre un schéma simplifié d'un électrolyseur d'eau
Description détaillée Comme dit précédemment, l’invention concerne une membrane (10) conductrice ionique pour un dispositif électrochimique, membrane comprenant une couche d'un matériau comprenant un liant polymère et une céramique en poudre, céramique dopée par de l’oxyde d’Yttrium. L’expérience montre que l’utilisation de l’oxyde d‘Yttrium permet de neutraliser les effets oxydants des électrons solvatés lors des réactions électrochimiques, effets oxydants qui dégradent la membrane.
La céramique en poudre est choisie de préférence dans le groupe constitué par la zircone , le nitrure de Bore et un mélange de zircone et de nitrure de Bore, céramiques choisies pour leur propriété de conduction ionique.
Selon un mode de réalisation, le ou les cheminements formés dans la zone 600 présentent des sections de circulation de largeurs variables. Avantageusement, ces sections présentent une largeur décroissante depuis le collecteur d’entrée vers le collecteur de sortie. De manière préférentielle, cette décroissance peut être graduelle ou continue. La largeur décroissante des sections de circulation est comprise entre -20% et -80%, et de préférence entre -40% et -60%. Cette diminution de largeur est possible grâce à l’agencement et/ou la conformation des nervures 610 et permet d’augmenter de la vitesse du fluide caloporteur, tout en augmentant la turbulence dudit fluide, ce qui contribue à un refroidissement particulièrement efficace des cellules 3.
La illustre un espaceur 6 selon un autre mode de réalisation. Ce type d’espaceur est utilisé pour un bloc-batterie comprenant deux ou plusieurs colonnes adjacentes de cellules ou lorsque le logement comprend deux ou plusieurs blocs-batteries accolés côte à côte. Cet espaceur 6 présente une structure configurée pour s’installer contre les grandes faces transversales de deux cellules adjacentes appartenant chacune à une colonne de cellules, lesdites grandes faces étant dans un même plan. La zone d’appui 60 a les mêmes dimensions, ou sensiblement les mêmes dimensions, en longueur et largeur, que celles de deux grandes faces transversales de cellules. Elle comprend deux zones ajourées 600 1 et 600 2 qui, en usage, sont situées chacune au niveau d’une des grandes faces transversales des cellules. Les deux zones ajourées 600 1 et 600 2 sont séparées par une nervure médiane 613 qui s’étend dans la hauteur de l’espaceur 6 et qui, en usage, s’installe entre les petites faces latérales des cellules et forme ainsi étanchéité entre lesdites cellules.
Dans chaque zone ajourée 600 1 et 600 2 s’étendent des nervures 610 définissant un ou plusieurs cheminements de circulation forcée du fluide caloporteur. Dans l’exemple illustratif de la , chaque zone 600 1 et 600 2 comprend quatre cheminements horizontaux. Chaque cheminement de la première zone 600 1 est en communication fluidique avec un cheminement correspondant de la deuxième zone 600 2 par l’intermédiaire d’orifices 614 aménagés dans la nervure médiane 613.