BE710430A - - Google Patents

Description

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    ECHANGEUR   DE CHALEUR     
La présente invention se rapporte aux échangeurs de chaleur pour réacteurs nucléaires. 



   Elle a trait plus particulièrement à un échangeur de chaleur utilisé dans une centrale nucléaire pourvue d'un réacteur à neutrons rapides 

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 refroidi au sodium, dans lequel la chaleur extraite du coeur par le sodium est reprise dans un échangeur de chaleur par du CO2 circulant dans un circuit fermé comportant une turbine à gaz. 



   Une centrale avec un tel réacteur est décrite dans la demande de brevet belge N  PV 54.103 déposée par la demanderesse, le 2 février 1968. 



   Une difficulté inhérente aux échangeurs   sodium-C02  de ce type est la nécessité de devoir développer un système ou un agencement d'équipe- ments permettant d'éviter qu'en cas de fuite éventuelle le CO2ne soit   entrai- ,   né par la circulation du sodium dans le circuit primaire. 



   L'invention a pour objet un échangeur de chaleur   sodium-C02   permettant d'éviter l'entraînement du CO2 par le sodium par autocolmatage de la fuite en cas de fissure ou de rupture de tubes. 



   La présente invention consiste en un échangeur de chaleur à faisceau tubulaire pour réacteur nucléaire refroidi au sodium, dans lequel la chaleur extraite du coeur par le sodium est reprise par du CO2circulant dans un circuit fermé comportant une turbine à gaz, caractérisé en ce que le sodium circule à l'intérieur des tubes du faisceau tubulaire de l'échangeur et que la pression du CO2est supérieure à celle du sodium.      



   Grâce à ces dispositions, le CO2 ne s'échappera pas dans le sodium en cas de rupture de tubes. En effet, d'une part la formation de carbo- nates, produit de la réaction entre le CO2et le sodium, colmatera automati- quement les fuites éventuelles dans les tubes du faisceau tubulaire et, d'autre part, la réaction sodium-Ce., exothermique, diminue les caractéristi- ques de résistance de l'acier du tube et peut conduire à l'écrasement de ce dernier sous l'effet de la pression et contribuer au colmatage de la fuite. 



   L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple nulle- ment limitatif en se référant à la figure jointe qui représente schématique- ment une coupe verticale d'un échangeur de chaleur   sodium-C02  selon l'invention. 

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   Le coté coque de   l'échangeur. est   constitué d'un tube 9 en for- me de U, pourvu à chaque extrémité d'un passage 10 et 11 pour l'admission et le refoulement du CO2. A l'intérieur du tube 9 sont montés le faisceau tubu-      laire 4 et les chambres de distribution de sodium 2 et 5, ces chambres étant mises en communication avec un orifice d'admission 1 et de refoulement 8 pour le sodium, respectivement par les vannes 3 et 7. L'ensemble de l'échan- geur est suspendu à un bouchon 12 qui repose sur une structure 13 en béton faisant partie de la structure générale de la centrale nucléaire. 



   Le sodium entre dans l'échangeur par le collecteur 1, débouche dans la chambre de distribution 2 en passant par la vanne d'obturation 3, circule à l'intérieur du faisceau tubulaire 4, débouche dans la chambre de      distribution 5, d'où il est dirigé vers une batterie de filtres 6 en passant par la vanne d'obturation 7 et le collecteur 8. 



   Le CO2 est admis dans l'enveloppe extérieure 9 de l'échangeur par le conduit 10, passe successivement autour de la chambre 5, des tubes 4 et de la chambre 2, et sort de l'échangeur par le conduit   11,   
Le bouchon 12 est muni de deux trous de visite obturés par les bouchons 14 permettant l'accès aux vannes 3 et 7,   munies   de robinets de purge 15. Les chambres de distribution 2 et 5 sont également pourvues de trous de visite 17 obturés par des bouchons 18 et destinés à faciliter la réparation éventuelle des tubes 4.      



   La déconnexion des brides 19 permet l'enlèvement de l'ensemble bouchon-échangeur après fermeture des vannes d'obturation 3 et 7. Le filtre 6 ' est pincé à   l'aval   de l'échangeur afin d'éviter toute possibilité   d'e@raîne-        ment des carbonates par le sodium en ces de fuite; il est* logé dans une   enve-,   loppe 20 reposant sur la structure 13, et est coliùaire du   hcuchon   21 ce qui permet un enlèvement, aisé. Le chiffre de référence 22   représente   une matière 
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 isolanto. .n .

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Parmi les avantages d'un échangeur selon l'invention il con- viént de citer : - autocolmatage des tubes en cas de fuite - dimensions très réduites de l'échangeur, conception modulaire permettant une fabrication en série - enlèvement aisé de l'échangeur par simple déconnexion de brides. 



   Il est bien entendu que la forme de mise en application de la présente invention telle que décrite ci-avant à titre d'exemple, n'est nulle- ment limitative et que diverses modifications peuvent y être apportées, 
Par ailleurs, il est évident que sodium et CO2doivent être compris dans le texte qui précède dans un sens large, c'est-à-dire, que par sodium on comprend également les eutectiques de sodium-potassium, comme le NaK par exemple, et que par CO2on comprend aussi bien le CO2sous forme pure que la CO2 additionné par exemple de produits permettant d'augmenter le ren- dement thermodynamique ou de protéger l'installation. 



  REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur pour réacteur nucléaire refroidi au sodium, dans le- quel la chaleur extraite du coeur par le sodium est reprise par du CO2 circulant dans un circuit fermé comportant une turbine à gaz, caractérisé en ce que le sodium circule à l'intérieur des tubes du faisceau tubulaire de l'échangeur et que la pression du CO2est supérieure à celle du sodium.

Claims (1)

1. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le sodium est remplacé par un eutectique de sodium-potassium.

   3. Echangeur de chaleur selon les revendications ou 2, caractérisé par le fait que le CO2contient des produits permettant d'augmenter le rende- ment thermodynamique.

   4, Echangeur de chaleur tel que décrit et illustré.