EP0036347B1 - Echangeur de chaleur intermédiaire pour réacteur nucléaire à neutrons rapides - Google Patents

Echangeur de chaleur intermédiaire pour réacteur nucléaire à neutrons rapides Download PDF

Info

Publication number
EP0036347B1
EP0036347B1 EP19810400280 EP81400280A EP0036347B1 EP 0036347 B1 EP0036347 B1 EP 0036347B1 EP 19810400280 EP19810400280 EP 19810400280 EP 81400280 A EP81400280 A EP 81400280A EP 0036347 B1 EP0036347 B1 EP 0036347B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tubes
orifices
exchanger
plate
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP19810400280
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0036347A1 (fr
Inventor
Bernard Mathieu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0036347A1 publication Critical patent/EP0036347A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0036347B1 publication Critical patent/EP0036347B1/fr
Expired legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/163—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing
    • F28D7/1669—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation with conduit assemblies having a particular shape, e.g. square or annular; with assemblies of conduits having different geometrical features; with multiple groups of conduits connected in series or parallel and arranged inside common casing the conduit assemblies having an annular shape; the conduits being assembled around a central distribution tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium
    • F22B1/063—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being molten; Use of molten metal, e.g. zinc, as heat transfer medium for metal cooled nuclear reactors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/0206—Heat exchangers immersed in a large body of liquid
    • F28D1/0213—Heat exchangers immersed in a large body of liquid for heating or cooling a liquid in a tank
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0133—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by concentric strips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications

Definitions

  • the present invention relates to fast neutron nuclear reactors, in which the cooling of the core is ensured by continuous circulation of a liquid metal, usually sodium, contained inside a main vessel where the core is immersed, the calories acquired by the liquid metal on crossing the latter in contact with the assemblies being transferred to a secondary fluid, also sodium, internally traversing the tubes of an intermediate exchanger plunging into the tank, the liquid metal cooling the core playing the role of primary fluid circulating outside these tubes, in heat exchange relationship with the secondary fluid.
  • the secondary fluid which is thus heated is then returned outside the reactor vessel to a generator capable of supplying pressurized steam directly under pressure in an electricity production installation.
  • the present invention relates more particularly to an arrangement of the internal structure of such an intermediate exchanger, comprising, in known manner, a cylindrical internal ferrule with vertical axis, an external ferrule coaxial with the internal ferrule, two plates of horizontal annular tubes arranged in the vicinity of the upper and lower ends of said ferrules, a bundle of straight tubes extending between the tube plates in cylindrical plies coaxial with the ferrules, these plies being mutually braced by transverse anti-vibration belts formed by horizontal bands carrying cylindrical elements housed between the tubes of the sheets and in contact with them, the intake and discharge manifolds of the secondary fluid circulating inside the tubes being respectively provided under the lower plate and above the upper plate, the internal ferrule forming a conduit for supplying the secondary fluid to the intake manifold ta
  • the outer shell is extended upwards by an outlet duct for the same secondary fluid collected in the evacuation manifold after passage through the tubes, and at least one inlet window and at least one outlet window provided in the external ferrule for the
  • the primary fluid therefore penetrates transversely into the exchanger through the inlet window, spreading in the space between the outer and inner ferrules, in order to circulate after a first change of direction substantially. at 90 ° in contact with the beam tubes, the flow taking place over most of the length of these tubes against the current of the secondary fluid, the primary fluid undergoing a second change of direction again by 90 ° for s '' evacuate out of the exchanger through the outlet window.
  • the subject of the present invention is a heat exchanger in which a good radial distribution of the circulation of the primary fluid is obtained, thanks to the improvement of the supply of the exchanger with primary fluid, in order to reduce the differential expansions and the stresses. mechanical results.
  • the invention relates to an intermediate heat exchanger comprising an internal cylindrical shell with a vertical axis, an external shell coaxial with the internal shell, two plates with horizontal annular tubes arranged in the vicinity of the upper and lower ends of said ferrules, a bundle of straight tubes extending between the tube plates in cylindrical layers coaxial with the ferrules, these layers being mutually braced by transverse anti-vibration belts formed by horizontal bands carrying cylindrical elements housed between the tubes of the layers and in contact with them ci, intake and evacuation manifolds of a secondary fluid circulating inside the tubes being respectively provided under the lower plate and above the upper plate, the internal ferrule forming the secondary fluid supply conduit to the intake manifold, while the outer shell is extended upwards by a con outlet of the same secondary fluid collected in the evacuation manifold after passage through the tubes, at least one inlet window and at least one outlet window provided in the outer shell for admission and evacuation, in the vicinity tube plates, of a primary fluid exchanging calories with the secondary fluid through the wall of the tubes,
  • said orifices are arranged exclusively around the tubes and have a diameter significantly greater than the external diameter of the tubes, so that they simultaneously perform the two functions described above, namely the passage of the tubes and the circulation part of the primary fluid.
  • the plate comprises a first series of orifices intended for the passage of the tubes, of diameter slightly greater than the external diameter of the tubes and a second series of orifices arranged between the orifices for the passage of the tubes and intended for the circulation of 'part of the primary fluid.
  • the diameter of the orifices in the first variant and the spacing and the diameter of the second series of orifices in the second variant can be variable in a radial direction of the exchanger, and they are determined according to the pressure drop that one wishes to create by means of the annular plate.
  • the fixing of the baffle plate can be carried out according to any one of the following two embodiments.
  • the exchanger is characterized in that said plate is fixed to one of said anti-vibration belts.
  • the exchanger is characterized in that said plate is fixed to radial support parts integral with tie rods arranged in a cylindrical ply coaxial with the ferrules.
  • the reference 1 designates as a whole, an intermediate exchanger according to the invention, intended to be mounted inside a tank (not shown) of a fast neutron nuclear reactor, comprising in particular a transverse step 2 crossed by the body of the exchanger.
  • This step delimits inside the tank, two regions, respectively 3 and 4, region 3 receiving the coolant metal leaving the reactor core, therefore having acquired calories in contact with the assemblies, this sodium, after passing through the intermediate exchanger 1, being collected under the step 2 in the region 4, at a significantly lower temperature, as a result of the heat exchange carried out in the exchanger with a secondary fluid.
  • the primary and secondary fluids consist of liquid sodium.
  • the exchanger 1 is mainly composed of a cylindrical inner shell 5, with a vertical axis, and an also cylindrical outer shell 6, coaxial with the first, these two ferrules being joined, respectively in the vicinity of their upper and lower ends, by two horizontal tube plates 7 and 8. Between these plates 7 and 8, extend the tubes 9 of a bundle of straight tubes, within which circulates the secondary fluid exchanging calories with the primary fluid, itself even flowing in the exchanger outside the tubes 9. In the bundle, the tubes 9 are arranged in cylindrical layers, coaxial with the ferrules. The tubes 9 are held all along the bundle by transverse anti-vibration belts 10a to 10n placed at regular intervals. We can see the detail of one of these belts on the partial view of fig. 2.
  • the exchanger At its lower end, the exchanger comprises a bottom 11 which delimits with the tubular plate 8 an intake manifold 12 for the secondary fluid, brought into the exchanger by the interior of the internal ferrule 5, the latter comprising an open lower end 13.
  • the secondary fluid thus admitted inside the manifold 12 flows into the tubes 9 of the bundle and it is finally collected in an upper manifold 14 delimited between the internal ferrule 5 and an extension 15 of the ferrule external 6.
  • the hot primary fluid in the region 3 penetrates inside the intermediate exchanger through at least one inlet window 17 formed in the outer shell 6. This primary fluid then flows from top to bottom in contact with the tubes 9 of the beam over most of the length of the latter, counter-current to the secondary fluid which passes inside these same tubes from the bottom to the top. At the outlet of the exchanger, the primary fluid flows out of the outer shell 6 through at least one outlet window 18.
  • each anti-vibration transverse belt 10 is constituted by concentric horizontal bands 19 on which elements of hollow tubes 20 are welded.
  • the invention consists in placing at the upper part of the heat exchanger a plate 22 forming a baffle occupying only a part of width e of the annular space comprised between the external envelope 6 and the internal shroud 5, this plate being delimited towards the axis of the exchanger by a circular internal rim 24.
  • the plate 22 is pierced with circular orifices 26 to allow the pitch wise tubes 9, these orifices being of a diameter such that a space 28 is formed between the outer wall of the tubes 9 and the edge of the orifice 26, to allow the passage of part of the flow of primary sodium entering the exchanger through the inlet window 17.
  • the radial distribution of the flow of the primary fluid can be adjusted by varying the diameter of the orifices 26.
  • the tubes occupying a central position which are referenced 9b do not pass through not plate 22.
  • the plate 22 comprises two series of orifices.
  • a first series of orifices 26 ' is intended, like the orifices 26 in the first variant, to allow the passage of the tubes 9.
  • these orivices 26' do not leaving practically no space between their edge and the corresponding tube 9.
  • a second series of orifices 29, the spacing and diameter of which can be chosen at will, independently of the arrangement of the tubes, makes it possible to obtain the desired pressure drop value.
  • the fixing of the baffle plate can be carried out according to any one of the following two embodiments.
  • the plate 22 forming a baffle is fixed to the anti-vibration belt 10a, in such a way that this plate 22 is placed immediately below the entry window 17.
  • the baffle plate 22 is always disposed immediately below the upper entry window 17, but this plate is fixed directly to several radial support parts 30 secured to tie rods 31 arranged coaxially around the internal ferrule 5.
  • an anti-vibration belt 10 ′ a can be placed opposite the entry window 17.
  • the presence of the baffle plate placed immediately below the inlet window, while ensuring good homogenization of the sodium flow rates in the current part of the exchange tubes, has two additional advantages.
  • the speed distribution is made uniform at the level of the entry window, and the risks of vibration of the tubes are therefore reduced.
  • the best primary sodium supply in the internal zone below the upper tubular plate homogenizes the temperature of this plate more quickly during certain transient regimes such as an emergency stop, for example.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

  • La présente invention se rapporte aux réacteurs nucléaires à neutrons rapides, dans lesquels le refroidissement du coeur est assuré par circulation continue d'un métal liquide, habituellement du sodium, contenu à l'intérieur d'une cuve principale où est immergé le coeur, les calories acquises par le métal liquide à la traversée de ce dernier au contact des assemblages étant transférées à un fluide secondaire, également du sodium, parcourant intérieurement les tubes d'un échangeur intermédiaire plongeant dans la cuve, le métal liquide de refroidissement du coeur jouant le rôle de fluide primaire circulant à l'extérieur de ces tubes, en relation d'échange thermique avec le fluide secondaire. De façon connue, le fluide secondaire qui est ainsi échauffé, est ensuite renvoyé à l'extérieur de la cuve du réacteur vers un générateur apte à fournir de la vapeur d'eau sous pression directement détendue dans une installation de production d'électricité.
  • La présente invention se rapporte plus particulièrement à un aménagement de la structure interne d'un tel échangeur intermédiaire, comportant, de façon connue, une virole interne cylindrique à axe vertical, une virole externe coaxiale à la virole interne, deux plaques à tubes annulaires horizontales disposées au voisinage des extrémités supérieure et inférieure desdites viroles, un faisceau de tubes droits s'étendant entre les plaques à tubes selon des nappes cylindriques coaxiales aux viroles, ces nappes étant entretoisées mutuellement par des ceintures transversales antivibratoires formées de bandes horizontales portant des éléments cylindriques logés entre les tubes des nappes et en contact avec ceux-ci, des collecteurs d'admission et d'évacuation du fluide secondaire circulant à l'intérieur des tubes étant respectivement prévus sous la plaque inférieure et au-dessus de la plaque supérieure, la virole interne formant conduit d'amenée du fluide secondaire au collecteur d'admission tandis que la virole externe est prolongée vers le haut par un conduit de sortie du même fluide secondaire recueilli dans le collecteur d'évacuation après passage dans les tubes, et au moins une fenêtre d'entrée et au moins une fenêtre de sortie prévues dans la virole externe pour l'admission et l'évacuation, au voisinage des plaques à tubes, d'un fluide primaire échangeant des calories avec le fluide secondaire à travers la paroi des tubes. Un tel échangeur est connu du EP-A-6 795.
  • Dans une structure classique de ce genre, le fluide primaire pénètre donc transversalement dans l'échangeur par la fenêtre d'entrée, en se répandant dans l'espace compris entre les viroles externe et interne, afin de circuler après un premier changement de direction sensiblement à 90° au contact des tubes du faisceau, l'écoulement s'effectuant sur la majeure partie de la longueur de ces tubes à contre-courant du fluide secondaire, le fluide primaire subissant un second changement de direction à nouveau de 90° pour s'évacuer hors de l'échangeur par la fenêtre de sortie.
  • On conçoit dès lors aisément que, par suite de ce double changement de direction, on puisse constater un écart notable des températures du fluide secondaire à la sortie des tubes du faisceau dans le collecteur d'évacuation, les nappes cylindriques de tubes disposées au plus près de la virole interne laissant sortir un fluide secondaire plus froid que les nappes proches de la virole externe. Il en résulte une dilatation différentielle importante entre les viroles interne et externe, ce qui engendre des contraintes mécaniques élevées qui sont préjudiciables à la bonne tenue de l'échangeur.
  • La présente invention a pour objet un échangeur de chaleur dans lequel on obtient une bonne répartition radiale de la circulation du fluide primaire, grâce à l'amélioration de l'alimentation de l'échangeur en fluide primaire, pour réduire les dilatations différentielles et les contraintes mécaniques qui en résultent.
  • De façon plus précise, l'invention concerne un échangeur de chaleur intermédiaire comportant une virole interne cylindrique à axe vertical, une virole externe coaxiale à la virole interne, deux plaques à tubes annulaires horizontales disposées au voisinage des extrémités supérieure et inférieure desdites viroles, un faisceau de tubes droits s'étendant entre les plaques à tubes selon des nappes cylindriques coaxiales aux viroles, ces nappes étant entretoisées mutuellement par des ceintures transversales antivibratoires formées de bandes horizontales portant des éléments cylindriques logés entre les tubes des nappes et en contact avec ceux-ci, des collecteurs d'admission et d'évacuation d'un fluide secondaire circulant à l'intérieur des tubes étant respectivement prévus sous la plaque inférieure et au-dessus de la plaque supérieure, la virole interne formant conduit d'amenée du fluide secondaire au collecteur d'admission, tandis que la virole externe est prolongée vers le haut par un conduit de sortie du même fluide secondaire recueilli dans le collecteur d'évacuation après passage dans les tubes, au moins une fenêtre d'entrée et au moins une fenêtre de sortie prévues dans la virole externe pour l'admission et l'évacuation, au voisinage des plaques à tubes, d'un fluide primaire échangeant des calories avec le fluide secondaire à travers la paroi des tubes, caractérisé en ce que ledit échangeur comprend une plaque horizontale annulaire formant chicane disposée immédiatement en-dessous de ladite fenêtre d'entrée, et n'occupant qu'une partie de la section horizontale de l'espace limité par lesdites viroles interne et externe, ladite plaque étant munie d'une pluralité d'orifices destinés, d'une part, au passage des tubes du faisceau et, d'autre part, à la circulation d'une partie du fluide primaire.
  • Selon une première variante, lesdits orifices sont disposés exclusivement autour des tubes et ont un diamètre nettement supérieur au diamètre externe des tubes, de telle sorte qu'ils assurent simultanément les deux fonctions décrites ci-dessus, à savoir le passage des tubes et la circulation d'une partie du fluide primaire.
  • Selon une deuxième variante, la plaque comprend une première série d'orifices destinés au passage des tubes, de diamètre légèrement supérieur au diamètre externe des tubes et une deuxième série d'orifices disposés entre les orifices de passage des tubes et destinés à la circulation d'une partie du fluide primaire.
  • Le diamètre des orifices dans la première variante et l'espacement et le diamètre de la deuxième série d'orifices dans la deuxième variante peuvent être variables selon une direction radiale de l'échangeur, et ils sont déterminés en fonction de la perte de charge que l'on désire créer au moyen de la plaque annulaire.
  • Dans l'une et l'autre de ces deux variantes, la fixation de la plaque formant chicane peut être effectuée selon l'un quelconque des deux modes de réalisation suivants.
  • Selon un premier mode de réalisation, l'échangeur se caractérise en ce que ladite plaque est fixée sur l'une desdites ceintures antivibratoires.
  • Selon un deuxième mode de réalisation, l'échangeur se caractérise en ce que ladite plaque est fixée sur des pièces radiales de support solidaires de tirants disposés suivant une nappe cylindrique coaxiale aux viroles.
  • De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de plusieurs variantes et modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles on a représenté sur la
    • - fig. 1, une vue en coupe verticale d'un échangeur de chaleur comportant le système de répartition selon une première variante et un premier mode de réalisation; sur la
    • - fig. 2, une vue partielle en coupe selon le plan II-II de la fig. 1, montrant une première variante de réalisation de l'échangeur, sur la
    • - fig. 3, une vue partielle en coupe selon le plan II-II de la fig. 1, montrant une deuxième variante de réalisation de l'échangeur, et sur la
    • - fig. 4, une vue partielle en coupe verticale de la fig. 1, mais montrant un second mode de réalisation du positionnement de la chicane.
  • Sur la fig. 1, la référence 1 désigne dans son ensemble, un échangeur intermédiaire selon l'invention, destiné à être monté à l'intérieur d'une cuve (non représentée) d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides, comportant notamment un redan transversal 2 traversé par le corps de l'échangeur. Ce redan délimite à l'intérieur de la cuve, deux régions, respectivement 3 et 4, la région 3 recevant le métal liquide de refroidissement sortant du coeur du réacteur, donc ayant acquis des calories au contact des assemblages, ce sodium, après traversée de l'échangeur intermédiaire 1, étant recueilli sous le redan 2 dans la région 4, à une température nettement inférieure, par suite de l'échange thermique réalisé dans l'échangeur avec un fluide secondaire. De préférence, les fluides primaire et secondaire sont constitués par du sodium liquide.
  • L'échangeur 1 se compose principalement d'une virole interne cylindrique 5, à axe vertical, et d'une enveloppe externe également cylindrique 6, coaxiale à la première, ces deux viroles étant réunies, respectivement au voisinage de leurs extrémités supérieure et inférieure, par deux plaques à tubes horizontales 7 et 8. Entre ces plaques 7 et 8, s'étendent les tubes 9 d'un faisceau de tubes droits, à l'intérieur desquels circule le fluide secondaire échangeant des calories avec le fluide primaire, lui-même s'écoulant dans l'échangeur à l'extérieur des tubes 9. Dans le faisceau, les tubes 9 sont disposés en nappes cylindriques, coaxiales aux viroles. Les tubes 9 sont maintenus tout le long du faisceau par des ceintures transversales 10 antivibratoires 10a à 10n placées à intervalles réguliers. On peut voir le détail de l'une de ces ceintures sur la vue partielle de la fig. 2. A son extrémité inférieure, l'échangeur comporte un fond 11 qui délimite avec la plaque tubulaire 8 un collecteur d'admission 12 pour le fluide secondaire, amené dans l'échangeur par l'intérieur de la virole interne 5, cette dernière comportant une extrémité inférieure ouverte 13. Le fluide secondaire ainsi admis à l'intérieur du collecteur 12 s'écoule dans les tubes 9 du faisceau et il est finalement recueilli dans un collecteur supérieur 14 délimité entre la virole interne 5 et un prolongement 15 de la virole externe 6.
  • Le fluide primaire chaud dans la région 3 pénètre à l'intérieur de l'échangeur intermédiaire par au moins une fenêtre d'entrée 17 formée dans la virole externe 6. Ce fluide primaire s'écoule alors de haut en bas au contact des tubes 9 du faisceau sur la majeure partie de la longueur de ces derniers, à contre-courant du fluide secondaire qui passe à l'intérieur de ces mêmes tubes du bas vers le haut. A la sortie de l'échangeur, le fluide primaire s'écoule hors de la virole externe 6 par au moins une fenêtre de sortie 18.
  • Comme on le voit sur la fig. 2, chaque ceinture transversale antivibratoire 10 est constituée par des bandes horizontales concentriques 19 sur lesquelles sont soudés des éléments de tubes creux 20.
  • Comme on l'a déjà indiqué, l'invention consiste à disposer à la partie supérieure de l'échangeur de chaleur une plaque 22 formant chicane n'occupant qu'une partie de largeur e de l'espace annulaire compris entre l'enveloppe externe 6 et la virole interne 5, cette plaque étant délimitée vers l'axe de l'échangeur par un rebord interne circulaire 24.
  • Selon une première variante de réalisation représentée sur la fig. 2, la plaque 22 est percée d'orifices circulaires 26 pour permettre le passage des tubes 9, ces orifices étant d'un diamètre tel qu'un espace 28 est ménagé entre la paroi externe des tubes 9 et le bord de l'orifice 26, afin de permettre le passage d'une partie du débit de sodium primaire pénétrant dans l'échangeur par la fenêtre d'entrée 17. La distribution radiale de l'écoulement du fluide primaire peut être réglée en faisant varier le diamètre des orifices 26. En revanche, les tubes occupant une position centrale qui sont référencés 9b ne traversent pas la plaque 22.
  • Selon une deuxième variante de réalisation représentée sur la fig. 3, la plaque 22 comprend deux séries d'orifices. Une première série d'orifices 26' est destinée, comme les orifices 26 dans la première variante, à permettre le passage des tubes 9. Cependant, à la différence de la première variante, et aux jeux de montage près, ces orivices 26' ne laissant pratiquement pas d'espace entre leur bord et le tube 9 correspondant. Une deuxième série d'orifices 29, dont on peut choisir à volonté, indépendamment de la disposition des tubes, l'espacement et le diamètre, permet d'obtenir la valeur de perte de charge désirée.
  • Pour chacune des deux variantes ci-dessus, la fixation de la plaque formant chicane peut être effectuée selon l'un quelconque des deux modes de réalisation suivants.
  • Selon le premier mode de réalisation représenté sur la fig. 1, la plaque 22 formant chicane est fixée sur la ceinture antivibratoire 10a, de telle manière que cette plaque 22 soit disposée immédiatement en-dessous de la fenêtre d'entrée 17.
  • Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la fig. 4, la plaque formant chicane 22 est toujours disposée immédiatement en-dessous de la fenêtre d'entrée supérieure 17, mais cette plaque est fixée directement sur plusieurs pièces de support 30 radiales solidaires de tirants 31 disposés coaxialement autour de la virole interne 5.
  • Dans les deux modes de réalisation décrits, une ceinture antivibratoire 10'a peut être disposée en regard de la fenêtre d'entrée 17.
  • La présence de la plaque formant chicane disposée immédiatement en-dessous de la fenêtre d'entrée, tout en assurant une bonne homogénéisation des débits de sodium dans la partie courante des tubes d'échange, présente deux avantages supplémentaires. On uniformise la répartition des vitesses au niveau de la fenêtre d'entrée, et on diminue ainsi les risques de mise en vibrations destubes. En outre, la meilleure alimentation en sodium primaire de la zone interne située en-dessous de la plaque tubulaire supérieure homo- génise plus rapidement la température de cette plaque lors de certains régimes transitoires tels qu'unarrêtd'urgenceparexemple.

Claims (7)

1. Echangeur de chaleur intermédiaire comportant une virole interne cylindrique (5) à axe vertical, une virole externe (6) coaxiale à la virole interne (5), deux plaques à tubes annulaires horizontales (7, 8) disposées au voisinage des extrémités supérieure et inférieure desdites viroles, un faisceau de tubes droits (9) s'étendant entre les plaques à tubes selon des nappes cylindriques coaxiales aux viroles, ces nappes étant entretoisées mutuellement par des ceintures transversales antivibratoires (10) formées de bandes horizontales (19) portant des éléments cylindriques (20) logés entre les tubes (9) des nappes et en contact avec ceux-ci, des collecteurs d'admission (12) et d'évacuation (14) d'un fluide secondaire circulant à l'intérieur des tubes (9) étant respectivement prévus sous la plaque inférieure (8) et au-dessus de la plaque supérieure (7), la virole interne formant conduit d'amenée du fluide secondaire au collecteur d'admission tandis que la virole externe (6) est prolongée vers le haut par un conduit de sortie (15) du même fluide secondaire recueilli dans le collecteur d'évacuation après passage dans les tubes, au moins une fenêtre d'entrée (17) et au moins une fenêtre de sortie (18) prévues dans la virole externe (6) pour l'admission et l'évacuation, au voisinage des plaques à tubes, d'un fluide primaire échangeant des calories avec le fluide secondaire à travers la paroi des tubes (9), caractérisé en ce que ledit échangeur comprend une plaque horizontale annulaire (22) formant chicane disposée immédiatement en-dessous de ladite fenêtre d'entrée (17), et n'occupant qu'une partie de la section horizontale de l'espace limité par lesdites viroles interne (5) et externe (6), ladite plaque (22) étant munie d'une pluralité d'orifices (26, 26', 29) destinés, d'une part, au passage des tubes (9) du faisceau et, d'autre part, à la circulation d'une partie du fluide primaire.
2. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits orifices (26) sont disposés exclusivement autour des tubes (9) et ont un diamètre nettement supérieur au diamètre externe des tubes (9).
3. Echangeur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre des orifices (26) est variable selon une direction radiale de l'échangeur.
4. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite plaque (22) comprend une première série d'orifices (26') disposés autour des tubes (9) et ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre externe des tubes (9) et une deuxième série d'orifices (29) disposés entre les orifices (26') de la première série.
5. Echangeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'espacement et le diamètre des orivices (29) de la deuxième série sont variables selon une direction radiale de l'échangeur.
6. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite plaque (22) est fixée sur l'une desdites ceintures transversales (10a).
7. Echangeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite plaque (22) est fixée sur plusieurs pièces radiales de support (30) solidaires de tirants (31) disposés suivant une couronne coaxiale aux viroles (5, 6).
EP19810400280 1980-03-07 1981-02-23 Echangeur de chaleur intermédiaire pour réacteur nucléaire à neutrons rapides Expired EP0036347B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8005172 1980-03-07
FR8005172A FR2477692B1 (fr) 1980-03-07 1980-03-07 Echangeur intermediaire pour reacteur nucleaire a neutrons rapides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0036347A1 EP0036347A1 (fr) 1981-09-23
EP0036347B1 true EP0036347B1 (fr) 1984-05-16

Family

ID=9239441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19810400280 Expired EP0036347B1 (fr) 1980-03-07 1981-02-23 Echangeur de chaleur intermédiaire pour réacteur nucléaire à neutrons rapides

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0036347B1 (fr)
DE (1) DE3163568D1 (fr)
FR (1) FR2477692B1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2581443B1 (fr) * 1985-05-03 1988-12-02 Novatome Echangeur de chaleur a faisceau de tubes droits dont le maintien transversal est assure par des grilles entretoises et ses applications

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB465750A (en) * 1935-11-15 1937-05-14 Serck Radiators Ltd Improvements relating to steam condensers, feed water heaters and other like heat interchanging apparatus
US2060078A (en) * 1936-02-07 1936-11-10 James C Hobbs Heat exchanger
DE908028C (de) * 1948-11-03 1954-04-01 Hoechst Ag Verfahren und Saeule fuer Stoffumsatz und Waermeaustauscher
DE1675501C3 (de) * 1968-03-12 1975-10-23 Deggendorfer Werft Und Eisenbau Gmbh, 8360 Deggendorf Einrichtung zum gleichmässigen Verteilen von Wärmetauschmedien bei Reaktionsapparaten mit einem Rohrbündel
DE2100664A1 (de) * 1971-01-08 1972-07-20 The Batteile Development Corp., Columbus, Ohio (V.StA.) Verdampfer für Kälteanlagen
FR2429402A1 (fr) * 1978-06-22 1980-01-18 Commissariat Energie Atomique Echangeur intermediaire pour reacteur nucleaire a neutrons rapides

Also Published As

Publication number Publication date
EP0036347A1 (fr) 1981-09-23
FR2477692B1 (fr) 1985-12-06
DE3163568D1 (en) 1984-06-20
FR2477692A1 (fr) 1981-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0006795B1 (fr) Echangeur intermédiaire pour réacteur nucléaire à neutrons rapides
EP0004218A2 (fr) Réacteur nucléaire à neutrons rapides comportant au moins un échangeur auxiliaire
EP2580534A1 (fr) Absorbeur pour recepteur solaire et recepteur solaire comportant au moins un tel absorbeur
EP2795089B1 (fr) Echangeur de chaleur pour gaz, en particulier pour gaz d'echappement d'un moteur
EP3039373A1 (fr) Échangeur de chaleur entre deux fluides, utilisation de l'échangeur avec du métal liquide et du gaz, application à un réacteur nucléaire à neutrons rapides refroidi avec du métal liquide
EP0955498B1 (fr) Générateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionné
EP0178985B1 (fr) Appareil de réchauffage de fluide
EP0057643B1 (fr) Dispositif de protection de la plaque tubulaire à l'extrémité chaude d'un échangeur de chaleur vertical
EP0059130B1 (fr) Réacteur nucléaire à eau pressurisée
EP1811256A1 (fr) Installation déchange thermique
FR2557280A1 (fr) Generateur de vapeur sodium-eau a tubes concentriques droits et a circulation de gaz dans l'espace annulaire
EP0036347B1 (fr) Echangeur de chaleur intermédiaire pour réacteur nucléaire à neutrons rapides
CH514100A (fr) Chaudière
EP0238390B1 (fr) Equipements internes de réacteurs nucleaires à cuve allongée
CA1193768A (fr) Reacteur nucleaire a cloisonnement de coeur par tiges et plaques entretoises
FR2585964A1 (fr) Piege froid pour eliminer les impuretes d'un metal liquide pollue
EP0241345B1 (fr) Réacteur nucléaire à guidage d'écoulement dans les équipements internes supérieurs
EP0006800B1 (fr) Chaudière nucléaire à neutrons rapides à métal caloporteur
EP0607071B1 (fr) Echangeur de chaleur dans lequel l'alimentation en fluide secondaire s'effectue en partie haute par un déversoir
EP0258131B1 (fr) Dispositif de refroidissement de secours d'un réacteur nulcléaire à neutrons rapides
FR2858845A1 (fr) Echangeur de chaleur et procede de fabrication
BE665355A (fr)
FR2472725A1 (fr) Chaudiere a lame d'eau et a tubes de fumees
EP0091872A1 (fr) Dispositif collecteur et séparateur de métal liquide caloporteur dans un réacteur nucléaire à neutrons rapides
EP0206921B1 (fr) Echangeur de chaleur à tubes en U coaxiaux à écoulement intermédiaire de gaz neutre et réacteur nucléaire à neutrons rapides comportant des échangeurs de ce type

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB IT

17P Request for examination filed

Effective date: 19820211

ITF It: translation for a ep patent filed

Owner name: JACOBACCI & PERANI S.P.A.

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): DE GB IT

REF Corresponds to:

Ref document number: 3163568

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19840620

PLBI Opposition filed

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009260

26 Opposition filed

Opponent name: GEBRUEDER SULZER AKTIENGESELLSCHAFT

Effective date: 19841018

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19870130

Year of fee payment: 7

RDAG Patent revoked

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009271

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: PATENT REVOKED

27W Patent revoked

Effective date: 19861228

GBPR Gb: patent revoked under art. 102 of the ep convention designating the uk as contracting state
PLAB Opposition data, opponent's data or that of the opponent's representative modified

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009299OPPO