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ECHANGEUR DE CHALEUR A DISPOSITIF DE MAINTIEN
ANTI-SISMIQUE ET DE SUPPORTAGE ANTI-ENVOL DE
L'ENVELOPPE ENTOURANT LE FAISCEAU DE TUBES.
DESCRIPTION
L'invention concerne un échangeur de chaleur tel qu'un générateur de vapeur équipant une centrale nucléaire. Elle se rapporte plus précisément à un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe extérieure d'axe sensiblement vertical, à l'intérieur de laquelle est disposée coaxialement une enveloppe de faisceau contenant un faisceau de tubes d'échange thermique.
Dans les échangeurs de chaleur de ce type, les tubes qui sont disposés verticalement à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau sont maintenus dans cette enveloppe par des plaques entretoises horizontales régulièrement réparties. Comme l'illustre le document FR-A- 2 562 996 dans les échangeurs de chaleur de ce type, il est d'usage de placer dans l'espace annulaire séparant l'enveloppe extérieure et l'enveloppe de faisceau, au niveau de chacune des plaques entretoises, des butées anti-sismiques régulièrement réparties sur toute la périphérie de cet espace annulaire (12 ou 14 butées sont habituellement prévues au niveau de chacune des plaques entretoises). Ces butées anti-sismiques permettent de maintenir de façon rigide l'enveloppe de faisceau et les plaques entretoises dans un plan horizontal, en prenant appui sur l'enveloppe extérieure.
Elles permettent aussi d'ajuster l'écartement entre l'enveloppe de faisceau et l'enveloppe extérieure lors du montage. Chaque butée comprend une pièce d'appui, soudée de façon étanche dans une ouverture pratiquée dans l'enveloppe de faisceau, et un ou plusieurs coins de calage interposés entre la pièce d'appui et la plaque entretoise correspondante. Chacune des pièces d'appui est en appui contre l'enveloppe extérieure par une partie de section réduite.
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Par ailleurs, les échangeurs de chaleur de ce type comprennent aussi des butées anti-envol placées dans l'espace annulaire séparant l'enveloppe extérieure de l'enveloppe de faisceau, dans la partie basse de cet espace. Ces butées anti-envol (par exemple au nombre de 6) sont régulièrement réparties sur toute la circonférence de cet espace annulaire. Elles permettent à l'enveloppe extérieure d'assurer le supportage de l'enveloppe de faisceau, c'est-à-dire de reprendre le poids de cette enveloppe et d'assurer son positionnement vertical à l'intérieur de l'enveloppe extérieure.
Elles permettent aussi d'assurer le maintien anti-envol de l'enveloppe de faisceau, c'est-à-dire de reprendre les efforts verticaux exercés par cette dernière, en cas de rupture de la tuyauterie de sortie de vapeur située à la partie supérieure de l'échangeur, lorsque ce dernier est un générateur de vapeur.
Comme cela est indiqué dans le document FR-A- 2 562 996, les butées anti-sismiques constituent des obstacles qui réduisent de façon sensible la section horizontale de l'espace annulaire formé entre l'enveloppe extérieure et l'enveloppe de faisceau. Etant donné que le fluide secondaire à réchauffer circule de haut en bas dans cet espace annulaire, il est souhaitable de limiter autant que possible l'encombrement des obstacles ainsi créés, afin que la section de passage disponible pour le fluide secondaire à réchauffer soit aussi grande que possible. De ce point de vue, la présence conjointe de butées anti-sismiques et de butées anti-envot dans la partie basse de l'espace annulaire constitue un inconvénient notable.
Par ailleurs, la présence conjointe de butées anti-sismiques et de butées anti-envol dans la partie basse de l'espace annulaire formé entre l'enveloppe extérieure et l'enveloppe de faisceau rend très délicate
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l'implantation de ces différentes butées, par suite de la présence de nombreux trous de visite dans la partie basse de l'enveloppe extérieure.
L'invention a précisément pour objet un échangeur de chaleur de type vertical, dans lequel les fonctions remplies séparément par les butées anti-sismiques et par les butées anti-envol dans la partie basse de l'espace annulaire des échangeurs de chaleur existants sont remplies simultanément par une seule série de butées placées dans cette partie basse, de telle sorte que la section de passage du fluide secondaire à réchauffer soit accrue dans cette zone et que l'implantation des butées dans cette zone soit simplifiée, compte tenu de la présence de nombreux trous de visite.
De façon plus précise, ce résultat est obtenu au moyen d'un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe extérieure et une enveloppe de faisceau ayant un axe commun sensiblement vertical, un faisceau de tubes placé à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau, des plaques entretoises sensiblement horizontales disposées à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau et, au niveau de chacune des plaques entretoises, des pièces d'appui fixées de façon étanche dans des ouvertures pratiquées dans l'enveloppe de faisceau, de façon à être en appui contre l'enveloppe extérieure, au moins un coin de calage étant interposé entre chaque pièce d'appui et la plaque entretoise,
caractérisé par le fait qu'au moins certaines des pièces d'appui comportent deux surfaces opposées qui sont en appui sur deux surfaces en vis-à-vis formées sur des pièces de supportage de l'enveloppe de faisceau, fixées à l'enveloppe extérieure, de façon à interdire tout déplacement de l'enveloppe de faisceau par rapport à l'enveloppe extérieure parallèlement audit axe.
Selon un mode de réalisation préféré de t 1 in-
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vention, les surfaces opposées sont formées sur les flancs d'une rainure sensiblement horizontale ménagée dans une face d'extrémité de la pièce d'appui qui est en appui contre l'enveloppe extérieure, les surfaces en vis-à-vis étant formées sur une pièce de supportage placée dans cette rainure.
Avantageusement, les pièces de supportage sont soudées dans l'enveloppe extérieure et les pièces d'appui ainsi que les coins de calage coopèrent entre eux par des surfaces complémentaires inclinées par rapport à l'axe commun à l'enveloppe extérieure et à l'enveloppe de faisceau.
Chacune des pièces d'appui comprend de préférence une partie cylindrique de relativement grand diamètre, soudée dans l'une des ouvertures, de formes circulaires, et une partie cylindrique de relativement petit diamètre, portant lesdites surfaces opposées.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les pièces de supportage sont placées au niveau d'une seule des plaques entretoises, située dans le bas de l'échangeur, en face d'une sur deux des pièces d'appui placées au niveau de cette plaque.
On'décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudina- le illustrant de façon schématique un générateur de vapeur réalisé conformément à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe verticale illustrant à plus grande échelle l'une des butées antisismiques et anti-envol placées au niveau de la plaque entretoise la plus basse du générateur de vapeur illustré sur la figure l ; et - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2.
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On a représenté schématiquement sur la figure 1 un générateur de vapeur utilisé dans une centrale nucléaire, pour assurer le transfert thermique entre l'eau primaire contenue dans le circuit primaire du réacteur et l'eau-vapeur secondaire contenue dans le circuit secondaire du réacteur.
Ce générateur de vapeur comprend de façon connue une enveloppe extérieure ou enceinte de pression 10, d'axe vertical, dont le volume intérieur est divisé en deux parties par une plaque perforée 12 appelée plaque à tubes. La plaque à tubes 12 est située immédiatement au-dessus du fond bombé de l'enveloppe 10 et délimite avec ce dernier une boîte à eau séparée en un collecteur d'entrée 14 d'eau primaire et un collecteur de sortie 16 d'eau primaire par une cloison verticale 18.
Le collecteur d'entrée 14 et le collecteur de sortie 16 de l'eau primaire sont reliés l'un à l'autre par un faisceau de tubes en U inversé 20 dont les extrémités inférieures sont fixées par dudgeonnage et par soudage dans les perforations de la plaque à tubes 12.
Chacun des tubes en U inversé 20 comporte une partie verticale relativement chaude débouchant dans le collecteur d'entrée 14, une partie verticale relativement froide débouchant dans le collecteur de sortie 16 et une partie de forme semi-circulaire, reliant la partie relativement chaude et la partie relativement froide.
Ainsi, l'eau primaire circule dans chacun des tubes 20 du faisceau entre le collecteur d'entrée 14 et le collecteur de sortie 16.
Le faisceau de tubes en U inversé 20 est placé à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau 22 dont l'axe vertical est confondu avec 1'. axe de l'enveloppe extérieure 10. Cette enveloppe de faisceau 22 délimite avec l'enveloppe extérieure 10 un espace annulaire 24. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure l, un
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collecteur d'entrée 26 de l'eau secondaire, de forme torique, est placé au-dessus de l'espace annulaire 24.
L'eau secondaire est admise dans ce collecteur d'entrée 26 par une tubulure 28 traversant l'enveloppe extérieure 10. Le collecteur torique 26 est muni de systèmes de distribution (non représentés) tels que des tubes en forme de J renversé, grâce auxquels l'eau secondaire est injectée dans la partie supérieure de l'espace annulaire 24.
Le bord inférieur de l'enveloppe de faisceau 22 est espacé de la plaque à tubes 12, de telle sorte que l'eau secondaire qui descend dans l'espace annulaire 24 remonte ensuite autour des tubes 20 dans l'enveloppe de faisceau 22. Au cours de cette remontée, l'eau secondaire se réchauffe sous l'effet de l'échange thermique qui s'effectue alors entre l'eau primaire et l'eau secondaire à travers les parois des tubes 20. Par conséquent, lorsque l'eau secondaire arrive dans la partie supérieure de l'enveloppe de faisceau 22, elle se trouve à l'état de vapeur.
La vapeur d'eau ainsi formée traverse ensuite des dispositifs de séchage (non représentés) situés au-dessus de l'enveloppe de faisceau 22, avant de ressortir du générateur de vapeur par une tuyauterie de sortie 30 traversant le dôme supérieur de l'enveloppe extérieure 10.
Des plaques entretoises horizontales 32 sont montées à intervalles réguliers dans l'enveloppe de faisceau 22, pour assurer le maintien des tubes 20 du faisceau et empêcher leur entrée en vibration. Ces plaques entretoises 32 sont perforées pour permettre le passage des tubes 20 et la circulation ascendante de l'eau secondaire, puis de la vapeur dans l'enveloppe de faisceau 22.
Comme on l'a représenté très schématiquement
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sur la figure l, le générateur de vapeur comporte en outre, dans l'espace annulaire 24 et au niveau de chacune des plaques antivibratoires 32, des butées anti-sismiques 34 réalisées conformément aux enseignements du document FR-A-2 562 996. Ces butées anti-sismiques, non représentées en détail sont par exemple au nombre de 12 ou de 14 régulièrement réparties sur la circonférence de l'espace annulaire 24. Chacune d'entre elles comprend une pièce d'appui soudée de façon étanche dans une ouverture pratiquée dans l'enveloppe de faisceau 22, de façon à être en appui contre la surface intérieure de l'enveloppe extérieure 10, ainsi qu'un ou plusieurs coins de calage interposés entre cette pièce d'appui et le bord périphérique de la plaque entretoise 32 correspondante.
Ces butées anti-sismiques 34 permettent de
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régler, lors du montage du générateur de vapeur, l'écare tement entre l'enveloppe de faisceau 22 et l'enveloppe extérieure 10. Elles permettent aussi de maintenir de façon rigide l'enveloppe de faisceau 22 et les plaques entretoises 32 dans un plan horizontal, afin d'assurer la protection anti-sismique souhaitée.
Conformément à l'invention, certaines de ces butées anti-sismiques 34 sont remplacées, de préférence au niveau de la plaque entretoise 32a la plus basse, par des butées 36 anti-sismiques et anti-envol. Ces butées 36 remplissent les fonctions anti-sismiques et de centrage assurées par les butées anti-sismiques 34.
Elles remplissent aussi les fonctions de supportage et de positionnement vertical de l'enveloppe de faisceau 22, ainsi que la fonction anti-envol de cette enveloppe de faisceau, qui étaient remplies auparavant par des butées anti-envol distinctes qui s'ajoutaient aux butées anti-sismiques.
Plus précisément, les butées 36 sont, par exemple, au nombre de 6, régulièrement réparties sur
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toute la circonférence de l'espace annulaire 24, au niveau de la plaque entretoise 32a la plus basse. Ces butées 36 sont associées à 6 butées anti-sismiques 34, de telle sorte qu'au niveau de la plaque entretoise 32a, une butée sur deux soit une simple butée anti-sismique 34 identique aux butées 34 situées au niveau des autres plaques entretoises 32, alors que les autres butées sont des butées 36 qui assurent à la fois la fonction anti-sismique et la fonction anti-envol.
La structure des butées 36 anti-sismiques et anti-envol va à présent être décrite en détail en se référant aux figures 2 et 3.
Comme l'illustrent ces figures, chacune de ces butées 36 anti-sismiques et anti-envol présente une structure de base comparable à celle des butées anti-sismiques 34. Ainsi, l'enveloppe de faisceau 22 comporte, en face de chacune des butées 36, une excroissance extérieure tubulaire 38 délimitant intérieurement une ouverture circulaire 40. L'axe de cette ouverture 40 est situé sensiblement au niveau de la plaque entretoise inférieure 32a et orienté radialement par rapport à l'axe vertical commun aux enveloppes 10 et 22.
Chacune des butées 36 anti-sismiques et antienvol comprend de plus une pièce d'appui 42, formée d'une partie cylindrique 44 de relativement grand diamè- tre et d'une partie cylindrique 46 de relativement petit diamètre. La partie cylindrique 44 de relativement grand diamètre présente approximativement la forme d'un disque dont le diamètre extérieur correspond au diamètre de l'ouverture circulaire 40. Ainsi, lorsque cette partie 44 est placée dans l'ouverture 40 et fixée dans cette dernière par une soudure 48, l'ouverture 40 est fermée de façon étanche par la pièce d'appui 42.
La partie cylindrique 46, de relativement
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petit diamètre, de chacune des pièces d'appui 42 est orientée vers l'extérieur et terminée par une face d'extrémité convexe 50 qui est normalement en appui contre la surface intérieure de l'enveloppe extérieure 10 lorsque la soudure 48 est réalisée.
La face 52 de la partie 44 de relativement grand diamètre de la pièce d'appui 42, tournée vers l'intérieur de l'enveloppe de faisceau 22, est inclinée par rapport à l'axe vertical de cette enveloppe, au moins dans la partie située au niveau de la plaque entretoise 32a, de telle sorte que cette face 52 se rapproche de l'axe vertical de l'enveloppe 22 en allant du haut vers le bas. Cet agencement permet d'assurer le maintien rigide de la plaque entretoise 32a en interposant entre le bord périphérique de cette plaque et la face inclinée 52 un ou plusieurs coins 54. Chacun des coins 54 est simultanément en appui sur le bord périphérique de la plaque entretoise 32a par une face parallèle à l'axe vertical de l'enveloppe de faisceau 24 et sur La face inclinée 52 de la pièce d'appui 42 correspondante par une face inclinée complémentaire 56.
Lorsque les coins 54 sont mis en place, ils sont maintenus sur les pièces d'appui 42 par des soudures 58, comme l'illustre la figure 2.
En plus des caractéristiques qui viennent d'être décrites, qui sont communes aux butées 36 conformes à l'invention et aux butées anti-sismiques 34 équipant par ailleurs le générateur de vapeur, les butées 36 comportent des caractéristiques supplémentaires qui leur confèrent une fonction anti-envol. Ces caractéristiques supplémentaires résident essentiellement dans la présence, à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 10 et sur les parties 46 de petit diamètre des pièces d'appui 42 de surfaces complémentaires s'opposant à tout déplacement des pièces d'appui 42 par rapport à t'enve-
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loppe extérieure 10 parallèlement à l'axe vertical commun aux enveloppes 10 et 22.
Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 2 et 3, les surfaces liées à l'enveloppe extérieure 10 sont formées sur des pièces de supportage 60, de forme sensiblement parallélépipédique, qui sont fixées par des soudures 66 sur la surface intérieure de l'enveloppe extérieure 10, en face de chacune des pièces d'appui 42, de façon à pénétrer dans une rainure 62, sensiblement horizontale, usinée dans la face d'extrémité convexe 50 de la partie 46 de relativement petit diamètre de la pièce d'appui 42. De façon plus précise, chacune des pièces de supportage 60 de l'enveloppe de faisceau 22 présente deux surfaces horizontales opposées 64, qui sont en appui sur les flancs horizontaux 68 de la rainure 62 correspondante.
Grâce à ces caractéristiques, les butées 36 assurent, en plus du réglage de l'écartement entre l'enveloppe de faisceau 22 et l'enveloppe extérieure 10 et du maintien rigide de l'enveloppe de faisceau et de la plaque entretoise 32a dans un plan horizontal, le supportage de l'enveloppe de faisceau 22, son positionnement vertical à l'intérieur de l'enveloppe 10, ainsi que son maintien anti-envol, c'est-à-dire la reprise des efforts verticaux appliqués sur l'enveloppe de faisceau en cas de rupture de la tuyauterie 30 de sortie de la vapeur d'eau (figure 1).
En prévoyant, au niveau de la plaque entretoise inférieure 32a, six butées 36 disposées alternativement avec six butées anti-sismiques 34, on limite au mieux la réduction de la section de l'espace annulaire 24 due à la présence de ces butées. Par conséquent, l'écoulement de l'eau primaire dans cet espace 24 s'en trouve amélioré. De plus, la réduction du nombre de butées dans la partie basse du générateur de vapeur, qui résulte de
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cet agencement, facilite l'implantation de ces butées en présence des nombreux trous de visite (non représentés) placés sur la partie basse de l'enveloppe extérieure 10.
Le montage des butées 36 selon l'invention est réalisé de la même manière que celui des butées anti-sismiques 34 décrit dans le document FR-A-2 562 996. Ainsi, les pièces d'appui 42 sont introduites par l'intérieur de l'enveloppe de faisceau 22 avant la mise en place des plaques entretoises 32,32a et du faisceau de tubes 20. Elles sont alors soudées dans les ouvertures 40, ce qui a pour effet d'assurer immédiatement la fonction anti-envol, par suite de la coopération des pièces de supportage 60 et des rainures 62. Les plaques entretoises 32 et 32a sont ensuite mises en place et bloquées à l'aide des coins 54, qui sont soudés sur les pièces d'appui 42. Le faisceau de tubes 20 peut ensuite être introduit dans l'enveloppe de faisceau 22.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. Ainsi, on comprendra notamment que la fonction anti-envol pourrait être réalisée différemment, par exemple en usinant deux méplats horizontaux sur chacune des pièces d'appui 42 et en disposant des pièces de supportage liées à l'enveloppe extérieure 10 respectivement au-dessus et en dessous de ces méplats. Par ailleurs, au lieu d'être situées au niveau de la plaque entretoise inférieure, les butées 36 selon l'invention peuvent être situées au niveau de l'une quelconque des autres plaques entretoises 32.
Enfin, l'invention s'applique à tout type de générateur de vapeur tel que décrit et notamment à un générateur de vapeur à économiseur axial présentant en plus une enveloppe intermédiaire située entre l'enveloppe de faisceau et l'enveloppe de pression.
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HOLDING HEAT EXCHANGER
ANTI-SEISMIC AND ANTI-FLIGHT SUPPORT FOR
THE ENVELOPE SURROUNDING THE TUBE BEAM.
DESCRIPTION
The invention relates to a heat exchanger such as a steam generator fitted to a nuclear power plant. It relates more precisely to a heat exchanger comprising an outer casing of substantially vertical axis, inside which is coaxially disposed a bundle casing containing a bundle of heat exchange tubes.
In heat exchangers of this type, the tubes which are arranged vertically inside the bundle envelope are held in this envelope by regularly distributed horizontal spacer plates. As illustrated in document FR-A-2 562 996 in heat exchangers of this type, it is customary to place in the annular space separating the outer casing and the bundle casing, at each spacer plates, anti-seismic stops regularly distributed over the entire periphery of this annular space (12 or 14 stops are usually provided at each of the spacer plates). These anti-seismic stops make it possible to rigidly maintain the bundle envelope and the spacer plates in a horizontal plane, by resting on the outer envelope.
They also make it possible to adjust the spacing between the bundle envelope and the external envelope during assembly. Each stop comprises a support piece, welded in a sealed manner in an opening made in the bundle envelope, and one or more wedging wedges interposed between the support piece and the corresponding spacer plate. Each of the support pieces is in abutment against the outer casing by a part of reduced section.
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Furthermore, heat exchangers of this type also include anti-theft stops placed in the annular space separating the outer envelope from the bundle envelope, in the lower part of this space. These anti-theft stops (for example 6 in number) are regularly distributed over the entire circumference of this annular space. They allow the outer casing to support the bundle casing, that is to say to take up the weight of this casing and ensure its vertical positioning inside the outer casing.
They also make it possible to ensure the anti-takeoff maintenance of the bundle envelope, that is to say to take up the vertical forces exerted by the latter, in the event of rupture of the steam outlet piping located at the part upper part of the exchanger, when the latter is a steam generator.
As indicated in document FR-A-2 562 996, the anti-seismic stops constitute obstacles which significantly reduce the horizontal section of the annular space formed between the outer envelope and the beam envelope. Since the secondary fluid to be heated circulates from top to bottom in this annular space, it is desirable to limit as much as possible the size of the obstacles thus created, so that the passage section available for the secondary fluid to be heated is as large as possible. From this point of view, the joint presence of anti-seismic stops and anti-swivel stops in the lower part of the annular space constitutes a notable drawback.
Furthermore, the joint presence of anti-seismic stops and anti-flight stops in the lower part of the annular space formed between the outer envelope and the beam envelope makes it very delicate.
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the location of these different stops, due to the presence of numerous inspection holes in the lower part of the outer casing.
The subject of the invention is precisely a vertical type heat exchanger, in which the functions fulfilled separately by the anti-seismic stops and by the anti-flight stops in the lower part of the annular space of the existing heat exchangers are fulfilled simultaneously by a single series of stops placed in this lower part, so that the passage section of the secondary fluid to be heated is increased in this zone and that the installation of the stops in this zone is simplified, taking into account the presence of many manholes.
More precisely, this result is obtained by means of a heat exchanger comprising an outer envelope and a bundle envelope having a substantially vertical common axis, a bundle of tubes placed inside the bundle envelope, substantially horizontal spacer plates arranged inside the bundle envelope and, at each of the spacer plates, support pieces fixed in a sealed manner in openings made in the bundle envelope, so as to be in support against the outer casing, at least one wedging wedge being interposed between each support piece and the spacer plate,
characterized in that at least some of the support pieces have two opposite surfaces which are supported on two facing surfaces formed on support pieces of the bundle envelope, fixed to the outer envelope , so as to prevent any displacement of the bundle envelope with respect to the external envelope parallel to said axis.
According to a preferred embodiment of t 1 in-
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vention, the opposite surfaces are formed on the sides of a substantially horizontal groove formed in an end face of the support piece which is in abutment against the outer casing, the facing surfaces being formed on a support piece placed in this groove.
Advantageously, the support parts are welded into the outer casing and the support parts as well as the wedges cooperate with one another by complementary surfaces inclined relative to the axis common to the outer casing and to the casing beam.
Each of the support pieces preferably comprises a cylindrical part of relatively large diameter, welded into one of the openings, of circular shape, and a cylindrical part of relatively small diameter, carrying said opposite surfaces.
According to a preferred embodiment of the invention, the support pieces are placed at the level of only one of the spacer plates, located at the bottom of the exchanger, opposite one in two of the support pieces placed at the level of this plate.
A preferred embodiment of the invention will now be described, by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a view in longitudinal section schematically illustrating it a steam generator produced in accordance with the invention; - Figure 2 is a vertical sectional view illustrating on a larger scale one of the anti-seismic and anti-flight stops placed at the level of the lowest spacer plate of the steam generator illustrated in Figure l; and - Figure 3 is a sectional view along line III-III of Figure 2.
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There is shown schematically in FIG. 1 a steam generator used in a nuclear power station, to ensure the thermal transfer between the primary water contained in the primary circuit of the reactor and the secondary water-vapor contained in the secondary circuit of the reactor.
This steam generator comprises in known manner an outer envelope or pressure enclosure 10, of vertical axis, the interior volume of which is divided into two parts by a perforated plate 12 called tube plate. The tube plate 12 is located immediately above the convex bottom of the casing 10 and delimits with the latter a water box separated into an inlet manifold 14 for primary water and an outlet manifold 16 for primary water by a vertical partition 18.
The inlet manifold 14 and the outlet manifold 16 of the primary water are connected to each other by a bundle of inverted U-shaped tubes 20, the lower ends of which are fixed by swaging and by welding in the perforations of the tube plate 12.
Each of the inverted U-shaped tubes 20 has a relatively hot vertical part opening into the inlet manifold 14, a relatively cold vertical part opening into the outlet manifold 16 and a part of semi-circular shape, connecting the relatively hot part and the relatively cold part.
Thus, the primary water circulates in each of the tubes 20 of the bundle between the inlet manifold 14 and the outlet manifold 16.
The inverted U tube bundle 20 is placed inside a bundle envelope 22 whose vertical axis coincides with 1 ′. axis of the outer envelope 10. This bundle envelope 22 defines with the outer envelope 10 an annular space 24. In the embodiment illustrated in FIG. 1, a
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secondary water inlet manifold 26, toroidal in shape, is placed above the annular space 24.
Secondary water is admitted into this inlet manifold 26 through a tube 28 passing through the outer casing 10. The O-ring manifold 26 is provided with distribution systems (not shown) such as inverted J-shaped tubes, thanks to which the secondary water is injected into the upper part of the annular space 24.
The lower edge of the bundle envelope 22 is spaced from the tube plate 12, so that the secondary water which descends into the annular space 24 then rises around the tubes 20 in the bundle envelope 22. Au during this ascent, the secondary water heats up under the effect of the heat exchange which then takes place between the primary water and the secondary water through the walls of the tubes 20. Consequently, when the water secondary arrives in the upper part of the bundle envelope 22, it is in the vapor state.
The water vapor thus formed then passes through drying devices (not shown) located above the bundle envelope 22, before leaving the steam generator by an outlet pipe 30 passing through the upper dome of the envelope outdoor 10.
Horizontal spacer plates 32 are mounted at regular intervals in the bundle envelope 22, to maintain the tubes 20 of the bundle and prevent their entry into vibration. These spacer plates 32 are perforated to allow the passage of the tubes 20 and the upward circulation of the secondary water, then of the vapor in the bundle envelope 22.
As shown very schematically
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in FIG. 1, the steam generator further comprises, in the annular space 24 and at each of the antivibration plates 32, anti-seismic stops 34 produced in accordance with the teachings of document FR-A-2 562 996. These anti-seismic stops, not shown in detail are for example 12 or 14 regularly distributed over the circumference of the annular space 24. Each of them comprises a support piece welded tightly in an opening made in the bundle envelope 22, so as to bear against the interior surface of the exterior envelope 10, as well as one or more wedging wedges interposed between this support piece and the peripheral edge of the spacer plate 32 corresponding.
These anti-seismic stops 34 make it possible to
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adjust, during assembly of the steam generator, the spacing between the bundle casing 22 and the outer casing 10. They also make it possible to rigidly maintain the bundle casing 22 and the spacer plates 32 in a plane horizontal, to ensure the desired anti-seismic protection.
According to the invention, some of these anti-seismic stops 34 are replaced, preferably at the level of the lowest spacer plate 32a, by anti-seismic and anti-take-off stops 36. These stops 36 fulfill the anti-seismic and centering functions provided by the anti-seismic stops 34.
They also fulfill the support and vertical positioning functions of the bundle envelope 22, as well as the anti-flight function of this beam envelope, which were previously fulfilled by separate anti-flight stops which were added to the anti stops -seismic.
More specifically, the stops 36 are, for example, 6 in number, regularly distributed over
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the entire circumference of the annular space 24, at the level of the lowest spacer plate 32a. These stops 36 are associated with 6 anti-seismic stops 34, so that at the level of the spacer plate 32a, one stop in two is a simple anti-seismic stop 34 identical to the stops 34 located at the level of the other spacer plates 32 , while the other stops are stops 36 which provide both the anti-seismic function and the anti-flight function.
The structure of the anti-seismic and anti-theft abutments 36 will now be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
As illustrated in these figures, each of these anti-seismic and anti-take-off stops 36 has a basic structure comparable to that of the anti-seismic stops 34. Thus, the bundle envelope 22 comprises, opposite each of the stops 36, a tubular external protrusion 38 internally delimiting a circular opening 40. The axis of this opening 40 is situated substantially at the level of the lower spacer plate 32a and oriented radially with respect to the vertical axis common to the envelopes 10 and 22.
Each of the anti-seismic and anti-theft stops 36 further comprises a support piece 42, formed of a cylindrical part 44 of relatively large diameter and of a cylindrical part 46 of relatively small diameter. The cylindrical part 44 of relatively large diameter has approximately the shape of a disc whose outside diameter corresponds to the diameter of the circular opening 40. Thus, when this part 44 is placed in the opening 40 and fixed in the latter by a welding 48, the opening 40 is closed in a sealed manner by the support piece 42.
The cylindrical part 46, of relatively
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small diameter, each of the support pieces 42 is oriented towards the outside and terminated by a convex end face 50 which is normally in abutment against the inner surface of the outer casing 10 when the weld 48 is produced.
The face 52 of the portion 44 of relatively large diameter of the support piece 42, turned towards the inside of the bundle envelope 22, is inclined relative to the vertical axis of this envelope, at least in the part located at the level of the spacer plate 32a, so that this face 52 approaches the vertical axis of the casing 22 from the top to the bottom. This arrangement makes it possible to rigidly maintain the spacer plate 32a by interposing between the peripheral edge of this plate and the inclined face 52 one or more corners 54. Each of the corners 54 is simultaneously supported on the peripheral edge of the spacer plate 32a by a face parallel to the vertical axis of the bundle casing 24 and on the inclined face 52 of the corresponding support piece 42 by a complementary inclined face 56.
When the corners 54 are put in place, they are held on the support pieces 42 by welds 58, as illustrated in FIG. 2.
In addition to the characteristics which have just been described, which are common to the stops 36 in accordance with the invention and to the anti-seismic stops 34 which are also fitted to the steam generator, the stops 36 have additional characteristics which give them an anti- -flight. These additional characteristics essentially reside in the presence, inside the outer casing 10 and on the parts 46 of small diameter of the support pieces 42 of complementary surfaces opposing any movement of the support pieces 42 relative to you
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outer louvre 10 parallel to the vertical axis common to the envelopes 10 and 22.
In the embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3, the surfaces linked to the outer casing 10 are formed on support pieces 60, of substantially parallelepiped shape, which are fixed by welds 66 to the inner surface of the outer casing 10, opposite each of the support pieces 42, so as to penetrate into a substantially horizontal groove 62, machined in the convex end face 50 of the portion 46 of relatively small diameter of the support piece 42. More specifically, each of the support pieces 60 of the bundle envelope 22 has two opposite horizontal surfaces 64, which are supported on the horizontal sides 68 of the corresponding groove 62.
Thanks to these characteristics, the stops 36 ensure, in addition to adjusting the spacing between the bundle envelope 22 and the outer envelope 10 and rigidly maintaining the bundle envelope and the spacer plate 32a in a plane horizontal, the support of the bundle envelope 22, its vertical positioning inside the envelope 10, as well as its anti-flight hold, that is to say the resumption of the vertical forces applied to the envelope beam in case of rupture of the water vapor outlet pipe 30 (Figure 1).
By providing, at the lower spacer plate 32a, six stops 36 arranged alternately with six anti-seismic stops 34, the reduction of the section of the annular space 24 due to the presence of these stops is best limited. Consequently, the flow of primary water in this space 24 is improved. In addition, the reduction in the number of stops in the lower part of the steam generator, which results from
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this arrangement facilitates the installation of these stops in the presence of the numerous inspection holes (not shown) placed on the lower part of the outer casing 10.
The mounting of the stops 36 according to the invention is carried out in the same way as that of the anti-seismic stops 34 described in the document FR-A-2 562 996. Thus, the support pieces 42 are introduced from inside the bundle envelope 22 before the positioning of the spacer plates 32, 32a and of the bundle of tubes 20. They are then welded into the openings 40, which has the effect of immediately ensuring the anti-theft function, consequently of the cooperation of the support parts 60 and the grooves 62. The spacer plates 32 and 32a are then put in place and locked using the corners 54, which are welded to the support parts 42. The bundle of tubes 20 can then be introduced into the bundle envelope 22.
Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example, but covers all its variants. Thus, it will be understood in particular that the anti-take-off function could be performed differently, for example by machining two horizontal flats on each of the support pieces 42 and by having support pieces linked to the outer casing 10 respectively above and below these flats. Furthermore, instead of being located at the level of the lower spacer plate, the stops 36 according to the invention can be located at any of the other spacer plates 32.
Finally, the invention applies to any type of steam generator as described and in particular to an axial economiser steam generator having in addition an intermediate envelope located between the bundle envelope and the pressure envelope.