EP0067739A1 - Method and apparatus for removing sludge from the top surface of the tube sheet of a steam generator - Google Patents
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- F22B37/483—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers specially adapted for nuclear steam generators
Definitions
- the present invention relates to a method and a device for unclogging the upper face of the tube plate of a steam generator.
- the steam generators of pressurized water nuclear reactors generally comprise a cylindrical envelope of great height inside which is disposed vertically a bundle composed of a large number of bent tubes in the shape of an inverted U. Each tube is connected by its two ends to a tubular plate arranged horizontally in the vicinity of the lower part of the steam generators, above the lower curved bottom of this generator.
- the lower part of the steam generator located under the tube plate forms two substantially identical compartments delimited by the lower curved bottom and by a vertical partition, one of the compartments communicates by the tube plate with one of the ends of all the tubes, the other compartment communicates with the other end of all the tubes.
- the pressurized water bringing the heat from the core of the nuclear reactor to the steam generator is introduced into one of the compartments, circulates in the tubes, returns to the other compartment and returns to the core of the nuclear reactor. Passing through the tubes, this water gives up part of its heat by vaporizing edible water which is contained in the envelope of the generator and which surrounds the tubes.
- the steam produced is taken from the upper part of the steam generator and sent to the turbine associated with the electric generator. Then, this vapor is condensed in the form of drinking water which is reintroduced into the steam generator.
- This sludge is mainly composed of iron oxide, in particular magnetite, which is the cause of corrosion phenomena of the tubes at the level of the tube plate.
- a leak at the level of the tubes which causes a passage of the primary water in the vapor circuit being considered as me a serious accident in the case of a nuclear reactor, special care must be taken to avoid these corrosion phenomena. Consequently, there is provision for periodic unclogging of the upper face of the tube plate in order to eliminate the sludge which is deposited there.
- a common point in these unclogging methods is to launch the cleaning water using a single launching head which moves either along a diameter of the steam generator, or along 'a radius of this generator.
- the cleaning operation is carried out in two stages: introduction of the lance through an orifice formed in the envelope of the steam generator and cleaning of the corresponding tubular half-plate, then introduction through a diametrically opposite orifice and cleaning the other tubular half-plate.
- the present invention relates to a method and a device for unclogging intended to overcome these various drawbacks.
- the present invention therefore relates to a method of unclogging the upper face of the tube plate of a steam generator comprising, in a cylindrical enclosure with vertical axis, a vertical bundle of bent tubes in the shape of an inverted U, connected to each of their ends lower than the flat horizontal tubular plate integral with the enclosure of the steam generator, a high temperature fluid being brought to the tubes of the bundle above the tubular plate to supply heat allowing the vaporization of the drinking water introduced into the steam generator.
- the launching heads are movable in a diametrical direction of the steam generator located in the free space left between the bundle of tubes; and means are provided for simultaneous displacement of the two launching heads so that their position always remains symmetrical with respect to the central axis of the steam generator in order to symmetrically sweep the entire tubular plate.
- a sludge evacuation device consisting of at least one tube situated above the tubular plate, at a relatively small distance, and disposed at the periphery of the tubular plate, in the vicinity of the vertical cylindrical envelope of the steam generator, this tube comprising orifices directed towards the bottom of the steam generator, and at least one connection of this evacuation tube to a conduit opening out of the steam generator and connected to a suction device.
- the steam generator works as follows: hot water from the reactor core is introduced into chamber 6, passes through all of the tubes 7, leaves in chamber 5, then returns to the reactor core. When passing through the tubes 7, this hot water gives up its heat to a food water contained in the chamber 8, by transforming this food water into steam which rises towards the upper part of the steam generator and which is sent to the turbines. In normal operation of the generator, there is a long-term deposit of sludge on the upper face 9 of the tubular plate 2.
- This steam generator furthermore comprises a set of devices making it possible to unclog this sludge on the upper face of the tube plate 2, which we "will describe in more detail later.
- FIG. 2 The unclogging principle adopted in the present invention is illustrated by schematic figure 2.
- a tubular plate 2 on which tubes 7 are fixed vertically, all these tubes being arranged equidistantly so as to form a tube bundle.
- This tubular beam extends in the major part of the tube plate 2 but does not however extend to the very center of this tube plate.
- the tubes 7 'closest to the central axis 10 are indeed at a certain distance, in order to respect the minimum radius of curvature of their U shape.
- the launching heads 11 and 12 are arranged in which the launching heads 11 and 12 are arranged.
- FIG. 2 we distinguish the launching head 11 supplied with water under high pressure, and comprising a series of nozzles.
- the launching head is driven in an oscillating movement around the longitudinal axis of the lances, so that the water jets represented by the arrow 13 cover the entire surface of the tubular plate.
- the water jets which follow direction 13 are in a vertical plane which is perpendicular to the longitudinal axis of the lances 11, 12.
- a displacement along the longitudinal axis 14 of the lances 11 allows these water jets to reach all of the connection points between the tubes 7 and the tube plate 2.
- FIG. 1 we will describe the arrangement and mode of operation of the launching heads 11, 12.
- the casing 1 of the steam generator above the tube plate, are two openings 15 and 16 allowing the introduction into the steam generator of the launching heads 11, 12, in its openings are arranged bearings 17, 18 which allow the longitudinal displacement along the axis 14 of the straight rods 19, 20 which support the heads of launching 11, 12, as well as their oscillation movement.
- the rods constitute at the same time a pipe for supplying pressurized water into these launching heads.
- the rods 19, 20 are moved simultaneously towards the outside of the steam generator by a distance equal to the distance between two rows of consecutive tubes. Successive movements are thus carried out so that the unclogging operation ends when the two launching heads 11, 12 arrive simultaneously at the peripheral zone of the tubular plate. By proceeding in this way, the sludge detached during the passage of a jet of water does not circulate on the tube plate so as to return to an already cleaned area to redeposit there.
- the complete unclogging operation cannot stop when the sludge is removed, but must simultaneously include an operation for removing the sludge mixed with the water coming from the launching heads.
- FIG. 6 we distinguish the connection between the tube 21 and the outside of the steam generator.
- the tube 21 is sealingly connected to the tube plate in which are drilled various bores 25, 26 which create a communication between the interior of tube 21 and the outside of the steam generator, the port's being connected by a pipe 27 to a pump intended to extract the sludge during the unclogging operation.
- the tube 21 is mounted and fixed permanently inside the steam generator.
- the tube 21 is formed of several sections, 6 in number, closed at the ends, each section 21, 21 t comprising a communication with the outside of the independent generator.
- a set of pipes brings together, by pipes 27, 27 'each tube 21, 21' to a suction device with interposition of a valve on each of the pipes, which allows, by the different setting of each valve, to locally increase the suction capacities in order to obtain good evacuation of the sludge over the entire periphery of the tube plate.
- Figure 5 shows us a launching head which includes two pairs of lances 29, 29 'and 30, 30'.
- the first pair of lances 29, 29 ' being arranged in a first plane perpendicular to the axis 14 and the second pair of lances 30 being arranged in a second plane perpendicular to the axis 14, the distance separating the lances 29 and 30 being equal to the distance between two consecutive rows of tubes making up the bundle of tubes.
- each lance carries out the unclogging by the simultaneous sending of two jets on either side of the same tube, which causes a cleaning of great efficiency.
- the lances 29 and 29 ' are arranged diametrically opposite with respect to the axis 14. The same is true of the lances 30 and 30'.
- This arrangement has the advantage of causing the cancellation of the reaction forces at the level of the launching heads, which allows a lighter and more reliable construction of the rods which support these launching heads.
- the unclogging process or device specific to our invention improves the performance of the sludge recovery operation since, due to the symmetrical action of the two heads, the jets move the sludge not only in the direction of the jets but also in a perpendicular direction. Thus, the sludge is pushed back step by step towards areas of higher transparency of the beam, that is to say areas where the number of rows of tubes is lower, areas for which the launching efficiency is increased. .
- the device specific to our invention makes it possible to minimize the number of removable parts located inside the steam generator, which simplifies the operating mode, saves time and reduces the risks of having to recover. elements inside the steam generator in the event of an incident.
- the fact of having only the lances to be introduced inside the steam generator makes it possible to use access holes of small diameter.
- the device specific to our invention also makes it possible, during the period of operation of the steam generator, to operate the sludge removal device permanently mounted inside the steam generator, in order to carry out the periodic purging operations of potable water, which limits the deposition of sludge and consequently lengthens the period between two unclogging operations, which always require stopping the operation of the steam generator.
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Abstract
Procédé et dispositif de décolmatage de la face supérieure de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur comportant, dans une enceinte cylindrique (1), un faisceau de tubes (7) cintrés en forme de U renversé et reliés à une plaque tubuiaire (2), dans lequel le décolmatage est obtenu par deux jets d'eau sous haute pression provenant des têtes (11, 12) et dirigeables vers la plaque tubulaire, ces deux jets d'eau se déplaçant simultanément et symétriquement par rapport à la ligne diamétrale de délimitation de deux zones en forme de demi-disque de la plaque tubulaire, dans le même temps, des moyens sont prévus (21) pour évacuer les boues décollées en effectuant une aspiration de ces boues tout le long de la zone périphérique de la plaque tubulaire.Method and device for unclogging the upper face of the tube plate of a steam generator comprising, in a cylindrical enclosure (1), a bundle of tubes (7) bent in an inverted U shape and connected to a tube plate (2 ), in which unclogging is obtained by two jets of water under high pressure coming from the heads (11, 12) and which can be directed towards the tube plate, these two jets of water moving simultaneously and symmetrically with respect to the diametrical line of delimitation of two zones in the form of a semi-disc of the tube plate, at the same time, means are provided (21) for discharging the separated sludge by carrying out a suction of this sludge all along the peripheral zone of the tube plate .
Description
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de décolmatage de la face supérieure de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur.The present invention relates to a method and a device for unclogging the upper face of the tube plate of a steam generator.
Les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent généralement une enveloppe cylindrique de grande hauteur à l'intérieur de laquelle est disposé verticalement un faisceau composé d'un grand nombre de tubes cintrés en forme de U renversé. Chaque tube est relié par ses deux extrémités à une plaque tubulaire disposée horizontalement au voisinage de la partie inférieure des générateurs de vapeur, au-dessus du fond bombé inférieur de ce générateur.The steam generators of pressurized water nuclear reactors generally comprise a cylindrical envelope of great height inside which is disposed vertically a bundle composed of a large number of bent tubes in the shape of an inverted U. Each tube is connected by its two ends to a tubular plate arranged horizontally in the vicinity of the lower part of the steam generators, above the lower curved bottom of this generator.
La partie inférieure du générateur de vapeur située sous la plaque tubulaire forme deux compartiments sensiblement identiques délimités par le fond bombé inférieur et par une cloison verticale de séparation, l'un des compartiments communique par la plaque tubulaire avec l'une des extrémités de tous les tubes, l'autre compartiment communique avec l'autre extrémité de tous les tubes. L'eau sous pression amenant la chaleur du coeur du réacteur nucléaire au générateur de vapeur est introduite dans un des compartiments, circule dans les tubes, revient dans l'autre compartiment et retourne dans le coeur du réacteur nucléaire. En passant dans les tubes, cette eau cède une partie de sa chaleur en vaporisant de l'eau alimentaire qui est contenue dans l'enveloppe du générateur et qui entoure les tubes. La vapeur produite est prélevée à la partie supérieure du générateur de vapeur et envoyée vers la turbine associée au générateur électrique. Ensuite, cette vapeur est condensée sous forme d'eau alimentaire qui est réintroduité dans le générateur de vapeur.The lower part of the steam generator located under the tube plate forms two substantially identical compartments delimited by the lower curved bottom and by a vertical partition, one of the compartments communicates by the tube plate with one of the ends of all the tubes, the other compartment communicates with the other end of all the tubes. The pressurized water bringing the heat from the core of the nuclear reactor to the steam generator is introduced into one of the compartments, circulates in the tubes, returns to the other compartment and returns to the core of the nuclear reactor. Passing through the tubes, this water gives up part of its heat by vaporizing edible water which is contained in the envelope of the generator and which surrounds the tubes. The steam produced is taken from the upper part of the steam generator and sent to the turbine associated with the electric generator. Then, this vapor is condensed in the form of drinking water which is reintroduced into the steam generator.
Malgré les traitements effectués à l'eau alimentaire, sa présence dans le générateur de vapeur provoque pendant le fonctionnement de celui-ci, sur de longues périodes, la formation de dépôt de boues qui s'accumulent sur la plaque tubulaire autour de la base des tubes en U, notamment à l'endroit de la liaison étanche des tubes et de la plaque tubulaire qui est réalisée par dudgeonnage et soudure.Despite the treatments carried out with potable water, its presence in the steam generator causes it to operate, over long periods of time, to form a deposit of sludge which accumulates on the tube plate around the base of the U-shaped tubes, in particular at the place of the tight connection of the tubes and the tube plate which is produced by swaging and welding.
Ces boues sont composées principalement d'oxyde de fer, en particu- iier de magnétite, qui sont la cause de phénomènes de corrosion des tubes au niveau de la plaque tubulaire. Une fuite au niveau des tubes qui provoque un passage de l'eau primaire dans le circuit de vapeur étant considérée comme un accident grave lorsqu'il s'agit d'un réacteur nucléaire, une attention toute particulière doit être apportée pour éviter ces phénomènes de corrosion. En conséquence, il est prévu un décolmatage périodique de la face supérieure de la plaque tubulaire afir d'éliminer les boues qui s'y déposent.This sludge is mainly composed of iron oxide, in particular magnetite, which is the cause of corrosion phenomena of the tubes at the level of the tube plate. A leak at the level of the tubes which causes a passage of the primary water in the vapor circuit being considered as me a serious accident in the case of a nuclear reactor, special care must be taken to avoid these corrosion phenomena. Consequently, there is provision for periodic unclogging of the upper face of the tube plate in order to eliminate the sludge which is deposited there.
Pour effectuer cette opération on a déjà proposé de disposer à l'intérieur du générateur, au-dessus de la plaque tubulaire, une lance mobile envoyant un jet d'eau sous haute pression en direction de la base des tubes. Il est connu de disposer cette lance de manière qu'elle se déplace selon une direction diamétrale du générateur de vapeur, en passant dans la zone centrale qui est dépourvue de tubes.To carry out this operation, it has already been proposed to place inside the generator, above the tube plate, a mobile lance sending a jet of water under high pressure in the direction of the base of the tubes. It is known to arrange this lance so that it moves in a diametrical direction of the steam generator, passing through the central zone which is devoid of tubes.
D'autre part, diverses installations ont été proposées pour évacuer les boues formées durant l'opération de décolmatage. C'est ainsi qu'il est connu (demande de hrevet français n° 2.352.269 du 13 Mai 1977) de provoquer la circulation d'un jet d'eau sur la périphérie de la plaque tubulaire, ce jet d'eau étant intercepté et évacué à l'extérieur du générateur de vapeur après avoir parcouru un demi-tour, entrainant sur son passage et évacuant ainsi les boues à mesure qu'elles parviennent à la périphérie de la plaque tubulaire.On the other hand, various installations have been proposed for removing the sludge formed during the unclogging operation. It is thus known (French hrevet application n ° 2.352.269 of May 13, 1977) to cause the circulation of a water jet on the periphery of the tubular plate, this water jet being intercepted and evacuated outside the steam generator after having traversed a half-turn, causing in its passage and thus evacuating the sludge as they reach the periphery of the tube plate.
Il a été proposé aussi, d'effectuer l'évacuation dexboues, en introduisant par le même orifice que celui qui sert au passage de la tête de lançage, un tuyau souple d'aspiration qui est guidé de manière à se disposer approximativement sur la zone périphérique de la plaque tubulaire.It has also been proposed to carry out the evacuation of slurries, by introducing through the same orifice as that which is used for the passage of the launching head, a flexible suction pipe which is guided so as to be disposed approximately on the area tubular plate device.
Il a été enfin proposé de donner à la plaque tubulaire une forme d'entonnoir de façon à évacuer les boues par gravité, le point le plus bas de la plaque tubulaire se trouvant au centre et comportant à cet endroit une évacuation.Finally, it has been proposed to give the tubular plate a funnel shape so as to evacuate the sludge by gravity, the lowest point of the tubular plate being in the center and comprising at this location an evacuation.
Ces différentes dispositions présentent cependant certains inconvénients. Le procédé d'évacuation par circulation d'eau périphérique ne permet pas d'obtenir un drainage homogène car l'évacuation ne s'effectue qu'en un seul point ; le dispositif d'évacuation utilisant un tube souple enfilé temporairement dans le générateur de vapeur n'est pas très fiable car ce tube peut se vriller ou se disposer de façon irrégulière sur la plaque tubulaire ; et le dispositif utilisant une plaque tubulaire en forme d'entonnoir est peut intéressant car la plaque tubulaire étant une pièce maîtresse il est préférable de lui donner une forme géométrique la plus simple possible par exemple une forme plane. Ce dernier procédé est en outre limité à un générateur de vapeur dont la bote à eau comporte une colonne centrale.These different arrangements have certain drawbacks, however. The evacuation process by peripheral water circulation does not make it possible to obtain a homogeneous drainage because the evacuation takes place only at one point; the evacuation device using a flexible tube temporarily inserted into the steam generator is not very reliable because this tube can twist or be arranged irregularly on the tube plate; and the device using a tubular plate in the form of a funnel may be of interest since the tubular plate being a centerpiece it is preferable to give it a geometric shape that is as simple as possible, for example a planar shape. This latter process is furthermore limited to a steam generator, the water tank of which comprises a central column.
Par ailleurs, un point commun à ces procédés de décolmatage est d'effectuer le lançage de l'eau de nettoyage en utilisant une tête de lançage unique qui se déplace soit tout le long d'un diamètre du générateur de vapeur, soit le long d'un rayon de ce générateur. Dans ce dernier cas, l'opération de nettoyage s'effectue en deux temps : introduction de la lance par un orifice ménagé dans l'enveloppe du générateur de vapeur et nettoyage de la demi-plaque tubulaire orrespondante, puis introduction par un orifice diamétralement opposé et nettoyage de l'autre demi-plaque tubulaire. En opérant selon l'une ou l'autre de ces façons, il peut se produire un déplacement des boues d'une zone en cours de nettoyage vers une zone déjà nettoyée.In addition, a common point in these unclogging methods is to launch the cleaning water using a single launching head which moves either along a diameter of the steam generator, or along 'a radius of this generator. In the latter case, the cleaning operation is carried out in two stages: introduction of the lance through an orifice formed in the envelope of the steam generator and cleaning of the corresponding tubular half-plate, then introduction through a diametrically opposite orifice and cleaning the other tubular half-plate. By operating in one or the other of these ways, there may be a displacement of the sludge from an area being cleaned towards an already cleaned area.
La présente invention vise un procédé et un dispositif de décolmatage destiné à pallier ces différents inconvénients.The present invention relates to a method and a device for unclogging intended to overcome these various drawbacks.
La présente invention concerne en conséquence un procédé de décolmatage de la face supérieure de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur comportant, dans une enceinte cylindrique à axe vertical, un faisceau vertical de tubes cintrés en forme de U renversé, reliés à chacune de leurs extrémités inférieures à la plaque tubulaire horizontale plane solidaire de l'enceinte du générateur de vapeur, un fluide à haute température étant amené aux tubes du faisceau au-dessus de la plaque tubulaire pour fournir de la chaleur permettant la vaporisation de l'eau alimentaire introduite dans le générateur de vapeur.The present invention therefore relates to a method of unclogging the upper face of the tube plate of a steam generator comprising, in a cylindrical enclosure with vertical axis, a vertical bundle of bent tubes in the shape of an inverted U, connected to each of their ends lower than the flat horizontal tubular plate integral with the enclosure of the steam generator, a high temperature fluid being brought to the tubes of the bundle above the tubular plate to supply heat allowing the vaporization of the drinking water introduced into the steam generator.
Selon une caractéristique essentielle de l'invention, il est prévu de disposer dans l'enceinte renfermant le faisceau de tubes, deux jets d'eau sous haute pression pouvant être dirigés vers différents points de la plaque tubulaire, l'un des jets d'eau balayant une première zone en forme de demi-disque de la plaque tubulaire, l'autre jet d'eau balayant la zone complémentaire en forme de demi-disque de la plaque tubulaire, ces deux jets d'eau se déplaçant simultanément et symétriquement par rapport à la ligne diamétrale de délimitation des deux zones de la plaque tubulaire, il est prévu en outre une évacuation des boues décollées par les jets d'eau en effectuant une aspiration de ces boues tout le long de la zone périphérique de la plaque tubulaire.According to an essential characteristic of the invention, provision is made in the enclosure containing the bundle of tubes, two jets of water under high pressure which can be directed towards different points of the tube plate, one of the jets of water sweeping a first zone in the form of a half-disc of the tube plate, the other water jet sweeping the complementary zone in the form of a half-disc of the tube plate, these two jets of water moving simultaneously and symmetrically by relative to the diametrical line of delimitation of the two zones of the tubular plate, provision is also made for discharging the sludge detached by the water jets by performing a suction of this sludge all along the peripheral zone of the tubular plate.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention concernant un dispositif de décolmatage conforme audit procédé, il est prévu de disposer deux têtes de lançage projetant de l'eau sous haute pression en direction de la plaque tubulaire, ces deux têtes se déplaçant indépendamment l'une de l'autre le long d'un même axe horizontal situé au-dessus de la plaque tubulaire, ces deux têtes étant animées d'un mouvement d'oscillation autour dudit même axe, le déplacement des têtes le long de cet axe s'effectuant pas à pas, d'une valeur égale à la distance séparant deux rangées de tubes, de façon que les jets d'eau sortant des lances passent successivement entre chaque rangée de tubes.According to a particular embodiment of the invention relating to an unclogging device in accordance with said method, provision is made for two launching heads projecting water under high pressure in the direction of the tube plate, these two heads moving independently l one from the other along the same horizontal axis located above the pla that tubular, these two heads being driven in an oscillating movement around said same axis, the displacement of the heads along this axis being carried out step by step, by a value equal to the distance separating two rows of tubes, so that the water jets leaving the lances pass successively between each row of tubes.
Selon une disposition avantageuse, il est prévu que les têtes de lançage sont déplaçables selon une direction diamétrale du générateur de vapeur située dans l'espace libre laissé entre le faisceau de tubes ; et il est prévu des moyens de déplacement simultanés des deux têtes de lançage de façon que leur position reste toujours symétrique par rapport à l'axe central du générateur de vapeur afin de balayer symétriquement l'ensemble de la plaque tubulaire.According to an advantageous arrangement, it is provided that the launching heads are movable in a diametrical direction of the steam generator located in the free space left between the bundle of tubes; and means are provided for simultaneous displacement of the two launching heads so that their position always remains symmetrical with respect to the central axis of the steam generator in order to symmetrically sweep the entire tubular plate.
Selon une autre disposition avantageuse, il est prévu un dispositif d'évacuation des boues constitué d'au moins un tube situé au-dessus de la plaque tubulaire, à une distance relativement faible, et disposé à la périphérie de la plaque tubulaire, au voisinage de l'enveloppe verticale cylindrique du générateur de vapeur, ce tube comportant des orifices dirigés vers le bas du générateur de vapeur, et au moins un branchement de ce tube d'évacuation à un conduit débouchant à l'extérieur du générateur de vapeur et relié à un dispositif d'aspiration.According to another advantageous arrangement, there is provided a sludge evacuation device consisting of at least one tube situated above the tubular plate, at a relatively small distance, and disposed at the periphery of the tubular plate, in the vicinity of the vertical cylindrical envelope of the steam generator, this tube comprising orifices directed towards the bottom of the steam generator, and at least one connection of this evacuation tube to a conduit opening out of the steam generator and connected to a suction device.
D'autres avantages propres à cette invention apparaîtront lors de la description détaillée de l'exemple de réalisation qui va suivre, illustré par les figures annexées.
- La figure 1 représente une vue en coupe par un plan vertical de symétrie de la partie inférieure du générateur de vapeur dans laquelle se trouve le dispositif de décolmatage et de récupération de boues.
- La figure 2 est une demi-vue simplifiée en coupe suivant A-A de la figure 1.
- La figure 3 est une vue en coupe suivant B-B de la figure 1.
- La figure 4 est une vue suivant la même coupe que la figure 3 d'une variante du dispositif de décolmatage.
- La figure 5 est une vue en coupe de la tête de lançage.
- La figure 6 est une vue en coupe partielle suivant C-C de la figure 3.
- La figure 7 est une vue en coupe partielle suivant D-D de la figure 3.
- FIG. 1 represents a view in section through a vertical plane of symmetry of the lower part of the steam generator in which is the device for unclogging and recovering sludge.
- FIG. 2 is a simplified half-view in section along AA in FIG. 1.
- FIG. 3 is a sectional view along BB of FIG. 1.
- Figure 4 is a view along the same section as Figure 3 of a variant of the unclogging device.
- Figure 5 is a sectional view of the launching head.
- FIG. 6 is a partial sectional view along CC of FIG. 3.
- FIG. 7 is a partial sectional view along DD of FIG. 3.
Sur la figure 1, on voit toute la partie inférieure d'un générateur de vapeur constitué essentiellement d'une enveloppe cylindrique externe 1 disposée verticalement, fermée vers le bas par une plaque 2 disposée horizontalement, sous cette plaque est disposée une enveloppe en forme de demi-sphère 3 comportant une cloison étanche verticale 4 qui délimite ainsi deux chambres 5, 6 ; la plaque horizontale 2 comporte une série de tuyaux 7 qui la traversent et qui sont soudés à elle de façon étanche. Chacun de ces tuyaux 7 est en forme de U renversé dont les deux extrémités inférieures débouchent chacune dans l'une et l'autre des chambres 5, 6.In Figure 1, we see the entire lower part of a steam generator essentially consisting of an external
Le générateur de vapeur fonctionne de la manière suivante : l'eau chaude provenant du coeur du réacteur est introduite dans la chambre 6, passe dans l'ensemble des tubes 7, ressort dans la chambre 5, puis retourne au coeur du réacteur. Lors du passage dans les tubes 7, cette eau chaude cède sa chaleur à une eau alimentaire contenue dans la chamb e 8, en transformant cette eau alimentaire en vapeur qui monte vers la partie haute du générateur de vapeur et qui est envoyée dans les turbines. En fonctionnement normal du générateur, il se produit à la longue, un dépôt de boues sur la face supérieure 9 de la plaque tubulaire 2. Ce générateur de vapeur comporte en outre un ensemble de dispositifs permettant d'effectuer le décolmatage de ces boues sur la face supérieure de la plaque tubulaire 2, que nous "allons décrire plus en détail par la suite.The steam generator works as follows: hot water from the reactor core is introduced into
Le principe de décolmatage adopté dans la présente invention est illustré par la figure schématique 2. Dans cette figure, on distingue la plaque tubulaire 2, sur laquelle sont fixés verticalement des tubes 7, tous ces tubes étant disposés de façon équidistante de manière à former un faisceau tubulaire. Ce faisceautubulaire s'étend dans la majeure partie de la plaque tubulaire 2 mais ne s'étend toutefois pas jusqu'au centre même de cette plaque tubulaire. Les tubes 7' les plus proches de l'axe central 10 se trouvent en effet à une certaine distance, afin de respecter le rayon de courbure minimal de leur forme en U. Au voisinage de l'axe central 10, se trouve donc une région dépourvue de tubes, dans laquelle sont disposées les têtes de lançage 11 et 12. Sur la figure 2 nous distinguons la tête de lançage 11 alimentée en eau sous forte pression, et comportant une série de buses. En fonctionnement, la tête de lançage est animée d'un mouvement d'oscillation autour de l'axe longitudinal des lances, de façon à ce que les jets d'eau représentés par la flèche 13 couvrent toute la surface de la plaque tubulaire. Les jets d'eau qui suivent la direction 13 se trouvent dans un plan vertical qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal des lances 11, 12. Pendant la projection des jets d'eau, un déplacement selon l'axe longitudinal 14 des lances 11 permet ainsi à ces jets d'eau d'atteindre la totalité des points de liaison entre les tubes 7 et la plaque tubulaire 2.The unclogging principle adopted in the present invention is illustrated by schematic figure 2. In this figure, there is a
En se reportant à la figure 1 nous allons décrire la disposition et le mode de fonctionnement des têtes de lançage 11, 12. Dans l'enveloppe 1 du générateur de vapeur, au-dessus de la plaque tubulaire, se trouvent deux ouvertures 15 et 16 permettant l'introduction dans le générateur de vapeur des têtes de lançage 11, 12, dans ses ouvertures sont disposées des paliers 17, 18 qui permettent le déplacement longitudinal le long de l'axe 14 des cannes rectilignes 19, 20 qui soutiennent les têtes de lançage 11, 12, ainsi que leur mouvement d'oscillation. Les cannes constituent en même temps une canalisation d'amenée de l'eau sous pression dans ces têtes de lançage.Referring to Figure 1 we will describe the arrangement and mode of operation of the launching
En se reportant aux figures 1 et 3, nous allons décrire le procédé de décolmatage propre à notre invention. Au début de l'opération de décolmatage, les cannes 19, 20 sont enfoncées complètement dans le générateur de vapeur de façon que les têtes de lançage 11, 12 se trouvent presque jointives au niveau du centre du générateur de vapeur. A ce moment là il est envoyé dans les cannes 19, 20 l'eau sous haute pression qui ressort au niveau des têtes de lançage sous forme de jets perpendiculaires à l'axe 14. Comme les tubes sont disposés au niveau de la plaque tubulaire en quadrillages réguliers, les jets d'eau peuvent passer entre les rangées de tubes et atteindre ainsi, dufait du mouvement d'oscillation des têtes, les différentes zones de la plaque tubulaire se trouvant sur une ligne perpendiculaire à l'axe 14. Au bout de quelques instants, les cannes 19, 20 sont déplacées simultanément en direction de l'extérieur du générateur de vapeur d'une distance égale à la distance qui sépare deux rangées de tubes consécutives. Des déplacements successifs sont ainsi effectués de façon à ce que l'opération de décolmatage se termine lorsque les deux têtes de lançage 11, 12 parviennent simultanément au niveau de la zone périphérique de la plaque tubulaire. En procédant de cette façon, les boues détachées lors du passage d'un jet d'eau ne circulent ps sur la plaque tubulaire de manière à revenir vers une zone déjà nettoyée pour s'y redéposer.Referring to Figures 1 and 3, we will describe the unclogging process specific to our invention. At the start of the unclogging operation, the
Bien entendu l'opération complète de décolmatage ne peut pas s'arrêter au décollage des boues mais doit comprendre simultanément une opération d'évacuation des boues mélangées à l'eau provenant des têtes de lançage.Of course, the complete unclogging operation cannot stop when the sludge is removed, but must simultaneously include an operation for removing the sludge mixed with the water coming from the launching heads.
Pour procéder à l'évacuation des boues, il est prévu selon notre invention, un ensemble de moyens que nous allons décrire maintenant.To proceed with the evacuation of sludge, there is provided according to our invention, a set of means which we will now describe.
Puisque les jets d'eau destinés au décolmatage suivent des directions 13 allant du centre du générateur de vapeur vers l'extérieur, les boues détachées se trouvent, sous l'action du jet d'eau, projetées vers la périphérie de la plaque tubulaire 2. C'est sur cette zone périphérique de la plaque tubulaire 2 que l'on a disposé un tube 21 qui s'étend approximativement sur toute cette zone périphérique.Since the water jets intended for unclogging
Sur la figure 7 nous voyons le détail de réalisation de ce tube 21. Nous voyons notamment que ce tube 21 est disposé au-dessus de la plaque tubulaire 2, à une distance faible et régulière de cette plaque. Dans ce tube 21, est ménagée une rangée 22 de trous disposés longitudinalement à la partie inférieure du tube, qui correspond aussi à la zone du tube la plus proche de la plaque tubulaire 2.In Figure 7 we see the detail of realization of this
Comme ce tube 21 est relié à l'extérieur par des pompes destinées à y créer une dépression, les boues 24 parvenant au voisinage du tube 21 passent dans le tube par les orifices 22.As this
Sur la figure 6 nous distinguons la liaison entre le tube 21 et l'extérieur du générateur de vapeur. Le tube 21 est relié de façon étanche à la plaque tubulaire dans laquelle sont percés divers alésages 25, 26 qui créent une communication entre l'intérieur du tube 21 et l'extérieur du générateur de vapeur, ces orifice's étant reliés par un tuyau 27 à une pompe destinée à extraire les boues lors de l'opération de décolmatage.In Figure 6 we distinguish the connection between the
Le tube 21 est monté et fixé à demeure à l'intérieur du générateur de vapeur. Dans l'exemple de réalisation qui est décrit ici, comme il est visible sur la figure 3, le tube 21 est formé de plusieurs tronçons, au nombre de 6, fermés aux extrémités, chaque tronçon 21, 21t comportant une communication avec l'extérieur du générateur indépendante. Un ensemble de canalisations (non représenté) regroupe, par les canalisations 27, 27' chaque tube 21, 21' à un dispositif d'aspiration avec interposition d'une vanne sur chacune des canalisations, ce qui permet, par le réglage différent de chaque vanne, d'augmenter localement les capacités d'aspiration afin d'obtenir une bonne évacuation des boues sur la totalité de la périphérie de la plaque tubulaire.The
Il est possible aussi, sans sortir du cadre de l'invention, de disposer à la partie périphérique de la plaque tubulaire un tube 21 faisant un tour complet et comportant une ou plusieurs liaisons avec l'extérieur du générateur de vapeur.It is also possible, without departing from the scope of the invention, to have at the peripheral part of the tube plate a
Il est possible aussi, sans sortir du cadre de l'invention, de constituer un dispositif d'évacuation de façon simplifiée, comme décrit dans la figure 4. Dans cette figure 4 nous voyons en effet qu'il n'est pas prévu du tout de tube périphérique fixé à l'intérieur du générateur, mais qu'il est prévu seulement des orifices ménagés à la périphérie de la plaque tubulaire 2 et qui sont reliés à l'ex trieur du générateur de vapeur, de la même façon que précédemment, à des canalisations allant à un dispo- sitif d'aspiration. Bien que ce dispositif d'évacuation de boues simplifié représenté en figure 4 soit légèrement moins efficace que celui représenté dans les autres figures et comportant un tube 21 périphérique, ce dispositif simplifié présente l'avantage de ne pas comporter à demeure, à l'intérieur du générateur de vapeur, toute une installation de tubes 21.It is also possible, without departing from the scope of the invention, to constitute a discharge device in a simplified manner, as described in figure 4. In this figure 4 we see indeed that there is no provision at all for a peripheral tube fixed inside the generator, but that only holes provided at the periphery of the plate are provided tubular 2 and which are connected to the ex sorter of the steam generator, in the same way as above, to pipes going to a suction device. Although this simplified sludge removal device shown in FIG. 4 is slightly less effective than that shown in the other figures and comprising a
La figure 5 nous montre une tête de lançage qui comprend deux paires de lances 29, 29' et 30, 30'. La première paire de lances 29, 29' étant disposée selon un premier plan perpendiculaire à l'axe 14 et la deuxième paire de lances 30 étant disposée selon un second plan perpendiculaire à l'axe 14, la distance séparant les lances 29 et 30 étant égale à la distance comprise entre deux rangées consécutives de tubes constituant le faisceau de tubes. De cette manière, comme cela apparaît aux figures 3 et 4, chaque lance effectue le décolmatage par l'envoi simultané de deux jets de part et d'autre du même tube, ce qui provoque un nettoyage d'une grande efficacité. D'autre part, les lances 29 et 29' sont disposées diamétralement opposées par rapport à l'axe 14. Il en est de même des lances 30 et 30'. Cette disposition a l'avantage de provoquer l'annulation des forces de réaction au niveau des têtes de lançage, ce qui permet une construction plus légère et plus fiable des cannes qui supportent ces têtes de lançage.Figure 5 shows us a launching head which includes two pairs of
Le procédé ou le dispositif de décolmatage propre à notre invention permet d'améliorer les performances de l'opération de récupération des boues puisque, du fait de l'action symétrique des deux têtes, les jets déplacent les boues non seulement dans la direction des jets mais aussi dans une direction perpendiculaire. Ainsi, les boues sont repoussées de proche en proche vers des zones de plus forte transparence du faisceau, c'est-à-dire des zones où le nombre de rangées de tubes est plus faible, zones pour lesquelles l'efficacité du lançage est accru.The unclogging process or device specific to our invention improves the performance of the sludge recovery operation since, due to the symmetrical action of the two heads, the jets move the sludge not only in the direction of the jets but also in a perpendicular direction. Thus, the sludge is pushed back step by step towards areas of higher transparency of the beam, that is to say areas where the number of rows of tubes is lower, areas for which the launching efficiency is increased. .
Grâce aux dispositions propres à notre invention il est possible de laisser à demeure à l'intérieur du générateur de vapeur, l'ensemble des têtes de lançage reliées à leurs cannes 19, 20, à condition d'avoir prévu sur les paliers 17, 18 des dispositifs d'étanchéité permettant de résister aux conditions de pression et de température régnant à l'intérieur du générateur de vapeur.Thanks to the provisions specific to our invention it is possible to leave permanently inside the steam generator, all of the launching heads connected to their
On remarquera encore que le dispositif propre à notre invention permet de minimiser le nombre de pièces démontables se trouvant à l'intérieur du générateur de vapeur, ce qui simplifie le mode opératoire, permet un gain de temps et réduit les risques d'avoir à récupérer des éléments à l'intérieur du générateur de vapeur en cas d'incidents. De plus, le fait de n'avoir que les lances à introduire à l'intérieur du générateur de vapeur permet d'utiliser des trous d'accès de faible diamètre.It will also be noted that the device specific to our invention makes it possible to minimize the number of removable parts located inside the steam generator, which simplifies the operating mode, saves time and reduces the risks of having to recover. elements inside the steam generator in the event of an incident. In addition, the fact of having only the lances to be introduced inside the steam generator makes it possible to use access holes of small diameter.
Le dispositif propre à notre invention permet encore, durant la période du fonctionnement du générateur de vapeur, de faire fonctionner le dispositif d'évacuation de boues monté à demeure à l'intérieur du générateur de vapeur, afin de réaliser les opérations de purge périodique de l'eau alimentaire, ce qui permet de limiter le dépôt des boues et de rallonger en conséquence la période séparant deux opérations de décolmatage, qui nécessitent toujours l'arrêt du fonctionnement du générateur de vapeur.The device specific to our invention also makes it possible, during the period of operation of the steam generator, to operate the sludge removal device permanently mounted inside the steam generator, in order to carry out the periodic purging operations of potable water, which limits the deposition of sludge and consequently lengthens the period between two unclogging operations, which always require stopping the operation of the steam generator.
Claims (6)
caractérisé par le fait qu'il comprend une opération de décollage des boues en disposant dans l'enceinte renfermant le faisceau tubulaire deux jets d'eau sous haute pression dirigeables vers différents points de la plaque tubulaire, l'un des jets d'eau balayant une première zone en forme de demi-disque de la plaque tubulaire, l'autre jet d'eau balayant la zone complé- ces mentaire en forme de demi-disque de la plaque tubulaire,/deux jets d'eau se déplaçant simultanément et symétriquement par rapport à la ligne diamétrale de délimitation de ces deux zones de la plaque tubuliare, ce déplacement se faisant depuis ladite ligne diamétrale vers la périphérie du générateur de vapeur, et qu'il comprend une opération d'évacuation simultanée des boues décollées par les jets d'eau en effectuant une aspiration de ces boues tout le long de la zone périphérique de la plaque tubulaire.1.- Method for unclogging the upper face of the tubular plate of a steam generator comprising, in a cylindrical enclosure with vertical axis, a vertical bundle of bent tubes in the shape of an inverted U, connected at each of their irlErieure ends to the flat horizontal tubular plate integral with the enclosure of the steam generator, a high temperature fluid being brought to the tubes of the bundle below the tubular plate to supply heat making it possible to vaporize the drinking water introduced into the generator steam on contact with the tubes,
characterized by the fact that it comprises a sludge take-off operation by arranging in the enclosure containing the tube bundle two jets of water under high pressure which can be directed towards different points on the tube plate, one of the jets of water sweeping a first zone in the form of a half-disc of the tube plate, the other water jet sweeping the complementary zone in the form of a half-disc of the tube plate, / two jets of water moving simultaneously and symmetrically relative to the diametrical line delimiting these two zones of the tubular plate, this displacement being made from said diametral line towards the periphery of the steam generator, and that it comprises a simultaneous evacuation of the sludge separated by the jets of water by sucking up this sludge all along the peripheral zone of the tube plate.
caractérisé par le fait qu'il comporte deux têtes de lançage (11, 12) pro- jettant de l'eau sous haute pression en direction de la plaque tubulaire, ces se deux têtes/déplaçant indépendamment l'une de l'autre le long d'un même axe horizontal (14) situé au-dessus de la plaque tubulaire, ces têtes étant animées d'un mouvement d'oscillation autour dudit même axe, le déplacement des têtes s'effectuant pas à pas, d'une valeur égale à la distance séparant deux rangées de tubes (7), de façon que les jets d'eau (13) sortant des lances passent successivement entre chaque rangée de tubes (7).2.- Device for unclogging the upper face (9) of the tubular plate (2) of a steam generator comprising, in a cylindrical enclosure with vertical axis, a vertical bundle of tubes (7) bent in the shape of an inverted U , connected at each of their lower ends to the flat horizontal tubular plate integral with the enclosure of the steam generator, a high temperature fluid being brought to the bundle tubes below the tubular plate to supply heat making it possible to vaporize food water introduced into the steam generator in contact with the tubes,
characterized by the fact that it comprises two launching heads (11, 12) projecting water under high pressure in the direction of the tube plate, these two heads / moving independently of one another along of the same horizontal axis (14) located above the tube plate, these heads being driven in an oscillating movement around said same axis, the displacement of the heads being carried out step by step, of an equal value at the distance separating two rows of tubes (7), so that the water jets (13) leaving the lances pass successively between each row of tubes (7).
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