EP0070775B1 - Water-sodium steam generator - Google Patents
Water-sodium steam generator Download PDFInfo
- Publication number
- EP0070775B1 EP0070775B1 EP82401331A EP82401331A EP0070775B1 EP 0070775 B1 EP0070775 B1 EP 0070775B1 EP 82401331 A EP82401331 A EP 82401331A EP 82401331 A EP82401331 A EP 82401331A EP 0070775 B1 EP0070775 B1 EP 0070775B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- sodium
- steam generator
- liquid sodium
- reservoir
- elongated container
- 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
Links
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 title claims description 58
- 239000011734 sodium Substances 0.000 title claims description 58
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 57
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- NASFKTWZWDYFER-UHFFFAOYSA-N sodium;hydrate Chemical compound O.[Na] NASFKTWZWDYFER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000021183 entrée Nutrition 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
- F28F2265/12—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for preventing overpressure
Definitions
- the present invention relates to an improvement to sodium-water type steam generators used in particular in nuclear power plants.
- a boiler In power plants, a boiler provides heat to the fluid in a closed loop circuit, this heated fluid then circulates in a steam generator in order to transfer its heat to water which is transformed into steam, this steam being then sent to the power station turbines.
- liquid sodium as a fluid for transporting calories from the boiler to the steam generator.
- the steam generator consists of a heat exchanger, the primary circuit of which contains liquid sodium and the secondary circuit of which contains water transformed into vapor.
- a primary circuit containing liquid sodium includes a steam generator, the upper part of which encloses a gas pocket and also includes an expansion tank connected to the circuit by large-diameter piping, located at a certain distance of the steam generator, a mass oscillation phenomenon has been observed between the two gas pockets during accidental sodium-water reactions or during the simultaneous reactions which are carried out to test the installation.
- a steam generator comprising an internal expansion tank constituted by a hollow internal cylinder provided with a non-return valve.
- the present invention aims mainly to overcome the various drawbacks of known steam generators.
- the reservoir permanently forms a total passage in the elongated enclosure. slightly free without any restriction in both directions favoring the propagation of an acoustic wave towards the free level of liquid-gas sodium where it is reflected with a significant loss of energy, in order to avoid in the whole of the steam generator the propagation of this acoustic wave resulting from a brutal accidental chemical reaction between sodium and water, a tube bringing in the upper part of the tank the inert gas and a tube extending vertically inside the tank, its end lower being located relatively low in said tank, so that the level of the free surface of the liquid sodium does not fall below the lowest point of the tube at the time of introduction of the neutral gas through the tube into the tank.
- a secondary cooling circuit for nuclear power plants can be distinguished, the general diagram of which is entirely conventional.
- a set of pipes 1, 2, 3 which transport liquid sodium in a closed circuit.
- the liquid sodium circulates so as to take the calories in the intermediate exchanger 5 to give them to the steam generator 6 by causing, in this steam generator, the transformation of water into steam in the secondary circuit, this steam being used to conventional way to turn the power station turbines.
- the liquid sodium After passing through the steam generator, the liquid sodium returns via line 3 to the circulation pump 4, before starting its cycle again.
- the steam generator 6 is therefore a heat exchanger, the primary circuit of which contains liquid sodium and the secondary circuit of which contains water. If a rupture occurs in this steam generator causing a mixture of a certain quantity of sodium with water, it follows a violent chemical reaction which has the effects of an explosion inside the steam generator, and which causes a sudden rise in pressure in the sodium circuit. On a conventional installation, the pressure wave which results from this explosion can propagate through line 3 then through line 1, arrive in the intermediate exchanger 5 and cause it to break. To protect this intermediate exchanger 5 which constitutes a barrier between the radioactive liquid sodium passing through the reactor core and the uncontaminated liquid sodium passing through the steam generator, it has already been proposed to have a bypass on the pipe bringing the sodium to the intermediate exchanger 5 an expansion tank of large size.
- the present invention aims to overcome these drawbacks by designing a steam generator 6 comprising certain new provisions which make it possible to avoid the connection of the expansion tank 7 to the circuit by means of a large diameter pipe 24 intended to limit the propagation of a pressure wave.
- FIG. 2 The steam generator specific to our invention, making it possible to avoid such a connection, is shown in FIG. 2 in more detail.
- This steam generator comprises a cylindrical enclosure 1 of elongated shape and arranged vertically, filled with circulating liquid sodium constituting the primary circuit. Liquid sodium arrives at the steam generator 6 through the pipes 2, is introduced into the inlet chamber 8 located at the top of the steam generator, flows from top to bottom inside the cylindrical enclosure 1, reaches to the outlet zone 9 located at the bottom of the steam generator from where it is discharged via the pipe 11.
- the steam generator shown in this exemplary embodiment comprises a secondary circuit consisting of a multitude of tubes arranged helically 12 and in which circulates water introduced by the lower part 13 of the tubes and emerging from the upper part 14 of the tubes in the form of vapor.
- the cylindrical casing 15 is arranged longitudinally in the center of the steam generator, vertically, is closed at its upper part 16 and has openings 17 at its lower part.
- the interior of this envelope 15 is filled with a certain amount of an inert gas 18 which forms a pocket at the upper part of the envelope 15 and which defines a free surface 19 of the liquid sodium.
- a tube 20 brings the necessary inert gas into the upper part of the envelope 15, and a tube 21 extends vertically inside the enclosure 15, its lower end being situated relatively low in the envelope 15, so that, when the inert gas is introduced into the chamber 18 through the tube 20, the level of the free surface 19 of the liquid sodium does not drop below the lowest point of the tube 21.
- the resulting pressure wave is considerably damped, inside the steam generator, due to the elasticity of the pocket gas 18, thus preventing this pressure wave from propagating in significant proportions through the sodium outlet pipe 11, towards the other devices located in this circuit, that is to say mainly the circulation pumps and especially the intermediate exchangers.
- the volume occupied by the cylindrical envelope 15 which sometimes exists in certain known steam generators is arranged according to the present invention so as to constitute an expansion tank inside the steam generator, produced economically since it is made up largely of elements that exist anyway, which takes no additional space, and which strictly limits the steam generator mechanical stress caused by an accidental sodium-water reaction therein.
- the heat transfer circuit comprising a steam generator in accordance with the present invention, as shown in FIG. 1, can advantageously be supplemented by a deviation, close to the outlet of liquid sodium from the steam generator, this deviation being closed in regime normal by a rupture membrane intended to rupture when the liquid sodium pressure at the outlet of the steam generator exceeds a predetermined value, in order to put this outlet of the steam generator into communication with the storage tank 30.
- this arrangement of rupture membrane and storage tank is known per se and plays here a role entirely identical to that which it plays in installations comprising a conventional steam generator. It can also be noted that it is known that such a rupture membrane 31 only partially attenuates the amplitude of the pressure wave during a possible sodium-water reaction in the steam generator.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
La présente invention concerne un perfectionnement aux générateurs de vapeur du type sodium-eau utilisés notamment dans les centrales nucléaires.The present invention relates to an improvement to sodium-water type steam generators used in particular in nuclear power plants.
Dans les centrales électriques, une chaudière apporte de la chaleur au fluide d'un circuit en boucle fermée, ce fluide échauffé circulant alors dans un générateur de vapeur afin de céder sa chaleur à de l'eau qui est transformée en vapeur, cette vapeur étant alors envoyée dans les turbines de la centrale.In power plants, a boiler provides heat to the fluid in a closed loop circuit, this heated fluid then circulates in a steam generator in order to transfer its heat to water which is transformed into steam, this steam being then sent to the power station turbines.
Dans certaines centrales nucléaires, notamment du type à neutrons rapides, il est connu d'utiliser comme fluide servant au transport des calories depuis la chaudière vers le générateur de vapeur, du sodium liquide. Dans ce cas, le générateur de vapeur est constitué d'un échangeur de chaleur dont le circuit primaire renferme du sodium liquide et dont le circuit secondaire renferme de l'eau transformée en vapeur.In certain nuclear power plants, in particular of the fast neutron type, it is known to use liquid sodium as a fluid for transporting calories from the boiler to the steam generator. In this case, the steam generator consists of a heat exchanger, the primary circuit of which contains liquid sodium and the secondary circuit of which contains water transformed into vapor.
Dans de tels générateurs de vapeur, des précautions toutes particulières sont prises pour éviter tout contact entre le sodium liquide du circuit primaire et l'eau du circuit secondaire. En effet, il est connu que le mélange de sodium et d'eau à haute température provoque des réactions chimiques très violentes, avec dégagement de gaz et augmentation brutale de la pression régnant dans le sodium liquide. Ces réactions chimiques brutales, accidentelles qui peuvent s'apparenter à une explosion à l'intérieur du générateur de vapeur, peuvent provoquer la détérioration partielle de certaines parties du générateur de vapeur, mais aussi, du fait de la propagation de l'onde de pression dans les canalisations du circuit primaire provoquée par l'explosion accidentelle dans le générateur de vapeur, peuvent provoquer l'endommagement du coeur du réacteur ou des échangeurs intermédiaires, ou l'endommagement des pompes de circulation ou toute autre installation située sur ce circuit primaire.In such steam generators, special precautions are taken to avoid contact between the liquid sodium in the primary circuit and the water in the secondary circuit. Indeed, it is known that the mixture of sodium and water at high temperature causes very violent chemical reactions, with release of gas and sudden increase in the pressure prevailing in liquid sodium. These brutal, accidental chemical reactions which can resemble an explosion inside the steam generator, can cause the partial deterioration of certain parts of the steam generator, but also, due to the propagation of the pressure wave in the primary circuit pipes caused by the accidental explosion in the steam generator, can cause damage to the reactor core or intermediate exchangers, or damage to the circulation pumps or any other installation located on this primary circuit.
Il est connu de disposer dans différentes parties du circuit de sodium divers appareils permettant de limiter les effets de la réaction sodium-eau. Il est connu par exemple de brancher en dérivation sur la sortie du sodium du générateur de vapeur une liaison vers un réservoir de stockage obturée par une membrane de rupture, cette membrane étant prévue pour se rompre rapidement aussitôt que la pression du sodium dépasse une valeur prédéterminée, afin d'établir une dérivation du sodium en surpression vers un réservoir de stockage. Il est connu aussi de brancher en dérivation sur la tuyauterie du circuit primaire parvenant aux pompes de circulation et aux échangeurs intermédiaires un réservoir d'expansion permettant d'atténuer fortement l'intensité de l'onde de pression, avant qu'elle ne se propage dans ces pompes et ces échangeurs intermédiaires.It is known to have various devices in different parts of the sodium circuit making it possible to limit the effects of the sodium-water reaction. It is known, for example, to connect a connection to the sodium outlet of the steam generator in a connection to a storage tank closed by a rupture membrane, this membrane being designed to rupture quickly as soon as the sodium pressure exceeds a predetermined value. , in order to establish a bypass of the overpressure sodium to a storage tank. It is also known to connect a bypass to the piping of the primary circuit reaching the circulation pumps and the intermediate exchangers, an expansion tank making it possible to greatly attenuate the intensity of the pressure wave, before it propagates. in these pumps and these intermediate exchangers.
Il est d'autre part connu de disposer le générateur de vapeur de façon que dans sa zone supérieure on enferme une poche de gaz inerte, ce qui permet de créer un niveau libre qui atténue très fortement les ondes de pression émises dans les tuyauteries d'arrivée de sodium.It is also known to arrange the steam generator so that in its upper zone encloses a pocket of inert gas, which creates a free level which very strongly attenuates the pressure waves emitted in the pipes. arrival of sodium.
Lorsqu'un circuit primaire contenant du sodium liquide comprend un générateur de vapeur dont la partie supérieure enferme une poche de gaz et comprend d'autre part un réservoir d'expansion branché sur le circuit par une tuyauterie de grand diamètre, situé à une certaine distance du générateur de vapeur, il a été constaté un phénomène d'oscillations en masse entre les deux poches de gaz lors des réactions accidentelles sodium-eau ou lors des simultations de ces réactions qui sont faites pour tester l'installation.When a primary circuit containing liquid sodium includes a steam generator, the upper part of which encloses a gas pocket and also includes an expansion tank connected to the circuit by large-diameter piping, located at a certain distance of the steam generator, a mass oscillation phenomenon has been observed between the two gas pockets during accidental sodium-water reactions or during the simultaneous reactions which are carried out to test the installation.
Ce phénomène de balancement est similaire à celui qui existerait dans un système de vases communicants fermés à leur partie supérieure et où l'on injecterait brutalement un très fort débit gazeux dans l'un des deux vases. De la même façon, dans une installation classique comprenant un générateur de vapeur muni d'un niveau libre et un réservoir d'expansion branché dans le circuit, plus l'inertie de la masse de sodium liquide qui se situe entre les deux niveaux libres est importante, plus les amplitudes des oscillations sont importantes. Alors que le réservoir d'expansion est destiné à limiter les effets de l'onde de pression, on voit qu'il ne peut supprimer des surpressions importantes dans le circuit, néfastes pour l'ensemble de l'installation et notamment pour les échangeurs intermédiaires qui sont fréquemment installés pour isoler un premier circuit de sodium liquide passant dans le coeur du réacteur du circuit de sodium liquide passant dans les générateurs de vapeur.This rocking phenomenon is similar to that which would exist in a system of communicating vessels closed at their upper part and into which a very high gas flow is suddenly injected into one of the two vessels. Likewise, in a conventional installation comprising a steam generator provided with a free level and an expansion tank connected to the circuit, the more the inertia of the mass of liquid sodium which is located between the two free levels important, the larger the amplitudes of the oscillations. While the expansion tank is intended to limit the effects of the pressure wave, it can be seen that it cannot eliminate significant overpressures in the circuit, harmful for the entire installation and in particular for the intermediate exchangers which are frequently installed to isolate a first liquid sodium circuit passing through the reactor core from the liquid sodium circuit passing through the steam generators.
On connait aussi du document US-A-3 924 675 un générateur de vapeur comprenant un réservoir d'expansion interne constitué par un cylindre intérieur creux muni d'un clapet anti-retour.Also known from document US-A-3 924 675 is a steam generator comprising an internal expansion tank constituted by a hollow internal cylinder provided with a non-return valve.
La présente invention vise à pallier principalement les différents inconvénients des générateurs de vapeur connus.The present invention aims mainly to overcome the various drawbacks of known steam generators.
La présente invention concerne donc un générateur de vapeur du type sodium-eau, notamment pour centrales nucléaires, comprenant:
- - un circuit primaire constitué d'une enceinte allongée remplie de sodium liquide,
- - une zone d'entrée de l'enceinte dans laquelle est introduit le sodium liquide,
- - une zone de sortie de l'enceinte allongée dans laquelle est évacué le sodium liquide,
- - un réservoir rempli partiellement d'un gaz inerte et communiquant à sa partie inférieure avec l'enceinte allongée pour définir un niveau libre du sodium liquide,
- - et un circuit secondaire constitué d'une pluralité de tubes de circulation d'eau s'étendant à l'intérieur de l'enceinte allongée.
- - a primary circuit consisting of an elongated enclosure filled with liquid sodium,
- - an enclosure entry zone into which the liquid sodium is introduced,
- - an exit zone from the elongated enclosure into which the liquid sodium is discharged,
- - a tank partially filled with an inert gas and communicating at its lower part with the elongated enclosure to define a free level of liquid sodium,
- - And a secondary circuit consisting of a plurality of water circulation tubes extending inside the elongated enclosure.
Selon l'invention, le réservoir forme en permanence dans l'enceinte allongée un passage totalement libre sans aucune restriction dans les deux sens favorisant la propagation d'une onde acoustique vers le niveau libre du sodium liquide-gaz où elle est réfléchie avec une perte importante d'énergie, afin d'éviter dans l'ensemble du générateur de vapeur la propagation de cette onde acoustique résultant d'une réaction chimique accidentelle brutale entre le sodium et l'eau, un tube amenant dans la partie supérieure du réservoir le gaz inerte et un tube s'étendant verticalement à l'intérieur du réservoir, son extrémité inférieure étant située relativement bas dans ledit réservoir, pour que le niveau de la surface libre du sodium liquide ne descende pas en-dessous du point le plus bas du tube au moment de l'introduction du gaz neutre par le tube dans le réservoir.According to the invention, the reservoir permanently forms a total passage in the elongated enclosure. slightly free without any restriction in both directions favoring the propagation of an acoustic wave towards the free level of liquid-gas sodium where it is reflected with a significant loss of energy, in order to avoid in the whole of the steam generator the propagation of this acoustic wave resulting from a brutal accidental chemical reaction between sodium and water, a tube bringing in the upper part of the tank the inert gas and a tube extending vertically inside the tank, its end lower being located relatively low in said tank, so that the level of the free surface of the liquid sodium does not fall below the lowest point of the tube at the time of introduction of the neutral gas through the tube into the tank.
On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférée de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels:
- - la figure 1 représente schématiquement un circuit de refroidissement pour centrales nucléaires conforme à l'invention,
- - la figure 2 représente schématiquement en coupe longitudinale un générateur de vapeur conforme à la présente invention.
- FIG. 1 diagrammatically represents a cooling circuit for nuclear power plants according to the invention,
- - Figure 2 shows schematically in longitudinal section a steam generator according to the present invention.
En se reportant à la figure 1, on distingue un circuit secondaire de refroidissement pour centrales nucléaires dont le schéma général est tout-à-fait classique. On y retrouve, de façon connue, un ensemble de canalisations 1, 2, 3 qui transportent en circuit fermé du sodium liquide. Le sodium liquide circule de façon à prendre les calories dans l'échangeur intermédiaire 5 pour les céder au générateur de vapeur 6 en provoquant, dans ce générateur de vapeur, la transformation d'eau en vapeur dans le circuit secondaire, cette vapeur étant utilisée de façon classique pour faire tourner les turbines de la centrale. Après être passé dans le générateur de vapeur, le sodium liquide retourner par la canalisation 3 à la pompe de circulation 4, avant de recommencer son cycle.Referring to FIG. 1, a secondary cooling circuit for nuclear power plants can be distinguished, the general diagram of which is entirely conventional. There are, in known manner, a set of
Le générateur de vapeur 6 est donc un échangeur de chaleur dont le circuit primaire contient du sodium liquide et dont le circuit secondaire contient de l'eau. Si une rupture se produit dans ce générateur de vapeur entrainant un mélange d'une certaine quantité de sodium avec l'eau, il s'ensuit une réaction chimique brutale qui a les effets d'une explosion à l'intérieur du générateur de vapeur, et qui entraine une élévation brutale de la pression dans le circuit de sodium. Sur une installation classique, l'onde de pression qui résulte de cette explosion peut se propager par la canalisation 3 puis par la canalisation 1, arriver dans l'échangeur intermédiaire 5 et provoquer sa rupture. Pour protéger cet échangeur intermédiaire 5 qui constitue une barrière entre le sodium liquide radioactif traversant le coeur du réacteur et le sodium liquide non contaminé traversant le générateur de vapeur, il a déjà été proposé de disposer en dérivation sur la canalisation amenant le sodium à l'échangeur intermédiaire 5 un réservoir d'expansion de grande ça- . pacité, relié à la canalisation par une tubulure de grand diamètre. Nous avons, pour illustrer cette solution connue, disposé en pointillés sur la figure 1 un tel branchement en dérivation d'un réservoir d'expansion 7. D'autre part, nous avons représenté un générateur de vapeur 6 dont la chambre d'introduction 8 du sodium est disposée de façon classique à la partie supérieure du générateur de vapeur et renferme une poche de gaz inerte 9 qui détermine un niveau libre du sodium. Nous avons remarqué que lorsqu'on disposait ainsi de façon connue l'ensemble de ce générateur de vapeur 6 relié par les canalisations 1, 2 et 3 à ce réservoir d'expansion 7, lors des simulations des réactions sodium-eau qui ont été faites pour tester l'installation, les masses de sodium contenues dans les canalisations sont entrainées dans des oscillations de grandes amplitudes associées à des variations importantes de pression dans le circuit qui peuvent être du même ordre de grandeur que les ondes de pression qui existeraient s'il n'y avait pas de réservoir d'expansion. On remarque donc que ce réservoir d'expansion 7 n'est pas très efficace.The steam generator 6 is therefore a heat exchanger, the primary circuit of which contains liquid sodium and the secondary circuit of which contains water. If a rupture occurs in this steam generator causing a mixture of a certain quantity of sodium with water, it follows a brutal chemical reaction which has the effects of an explosion inside the steam generator, and which causes a sudden rise in pressure in the sodium circuit. On a conventional installation, the pressure wave which results from this explosion can propagate through
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en concevant un générateur de vapeur 6 comportant certaines dispositions nouvelles qui permettent d'éviter le branchement du réservoir d'expansion 7 au circuit par l'intermédiaire d'une tuyauterie de grand diamètre 24 destiné à limiter la propagation d'une onde de pression.The present invention aims to overcome these drawbacks by designing a steam generator 6 comprising certain new provisions which make it possible to avoid the connection of the
Le générateur de vapeur propre à notre invention, permettant d'éviter un tel branchement, est représenté en figure 2 de façon plus détaillée. Ce générateur de vapeur comporte une enceinte cylindrique 1 de forme allongée et disposée verticalement, remplie de sodium liquide en circulation constituant le circuit primaire. Le sodium liquide arrive au générateur de vapeur 6 par les canalisations 2, est introduit dans la chambre d'entrée 8 située à la partie supérieure du générateur de vapeur, circule de haut en bas à l'intérieur de l'enceinte cylindrique 1, parvient à la zone de sortie 9 située à la partie inférieure du générateur de vapeur d'où il est évacué par la canalisation 11. Le générateur de vapeur représenté dans cet exemple de réalisation comporte un circuit secondaire constitué d'une multitude de tubes disposés hélicoïdalement 12 et dans lesquels circule de l'eau introduite par la partie inférieure 13 des tubes et ressortant par la partie supérieure 14 des tubes sous forme de vapeur. Comme les tubes 12 ne peuvent pas être enroulés hélicoïdalement avec un rayon trop petit, la partie centrale du générateur de vapeur n'est pas occupée par les tubes 12 et il est donc prévu d'y installer un cylindre 15 de forme allongée. Cette enveloppe cylindrique 15 s'étendant longitudinalement au centre du générateur de vapeur n'est pas complètement inutile puisqu'elle contribue avantageusement à la rigidité de l'ensemble et/ou au maintien en place des tubes 12. Mais dans le générateur de vapeur 6 conforme à la présente invention cette enveloppe cylindrique 15 comporte en outre divers aménagements qui lui permettent de remplir d'autres fonctions que nous allons décrire par la suite et qui constituent la particularité essentielle de cette invention.The steam generator specific to our invention, making it possible to avoid such a connection, is shown in FIG. 2 in more detail. This steam generator comprises a
L'enveloppe cylindrique 15 est disposée longitudinalement au centre du générateur de vapeur, verticalement, est fermée à sa partie supérieure 16 et comporte des ouvertures 17 à sa partie inférieure. D'autre part, l'intérieur de cette enveloppe 15 est remplie d'une certaine quantité d'un gaz inerte 18 qui forme à la partie supérieure de l'enveloppe 15 une poche et qui définit une surface libre 19 du sodium liquide. Un tube 20 amène dans la partie supérieure de l'enveloppe 15 le gaz inerte nécessaire, et un tube 21 s'étend verticalement à l'intérieur de l'enceinte 15, son extrémité inférieure étant située relativement bas dans l'enveloppe 15, de façon que, lorsque l'on introduit le gaz inerte dans la chambre 18 par le tube 20, le niveau de la surface libre 19 du sodium liquide ne descende pas en-dessous du point le plus bas du tube 21. Si dans le générateur de vapeur 6 tel que décrit précédemment une explosion due à une réaction violente sodium-eau se produit, l'onde de pression qui en résulte est considérablement amortie, à l'intérieur même du générateur de vapeur, du fait de l'élasticité de la poche de gaz 18, évitant ainsi que cette onde de pression ne se propage dans des proportions importantes par la canalisation de sortie du sodium 11, en direction des autres appareils situés dans ce circuit, c'est-à-dire principalement les pompes de circulation et surtout les échangeurs intermédiaires. Autrement dit, le volume occupé par l'enveloppe cylindrique 15 qui existe parfois dans certains générateurs de vapeur connus est aménagé selon la présente invention de façon à constituer un réservoir d'expansion intérieur au générateur de vapeur, réalisé de façon économique puisqu'il est constitué en grande partie par des éléments qui existent de toutes façons, qui ne prend aucune place supplémentaire, et qui limite strictement au générateur de vapeur les sollicitations mécaniques occasionnées par une réaction accidentelle sodium-eau dans celui-ci.The
Bien sûr le circuit caloporteur comprenant un générateur de vapeur conforme à la présente invention, tel que représenté en figure 1, peut être complété avantageusement par une déviation, à proximité de la sortie de sodium liquide de générateur de vapeur, cette déviation étant obturée en régime normal par une membrane de rupture destinée à se rompre lorsque la pression de sodium liquide en sortie du générateur de vapeur dépasse une valeur prédéterminée, afin de mettre en communication cette sortie du générateur de vapeur vers le réservoir de stockage 30. On peut remarquer que cet agencement de membrane de rupture et de réservoir de stockage est connu en soi et joue ici un rôle tout-à-fait identique à celui qu'elle joue dans les installations comprenant un générateur de vapeur classique. On peut remarquer aussi qu'il est connu qu'une telle membrane de rupture 31 ne permet d'atténuer que partiellement l'amplitude de l'onde de pression lors d'une éventuelle réaction sodium-eau dans le générateur de vapeur.Of course, the heat transfer circuit comprising a steam generator in accordance with the present invention, as shown in FIG. 1, can advantageously be supplemented by a deviation, close to the outlet of liquid sodium from the steam generator, this deviation being closed in regime normal by a rupture membrane intended to rupture when the liquid sodium pressure at the outlet of the steam generator exceeds a predetermined value, in order to put this outlet of the steam generator into communication with the
Par ailleurs, il est avantageux de disposer dans l'installation propre à l'invention (figure 1), au niveau de la pompe de circulation 4, un vase d'expansion 22 relié à la canalisation 3 par une tubulure de faible diamètre 23, ce vase d'expansion 22 permettant seulement de compenser les variations de dilatation du sodium. Bien sûr sa liaison par une tubulure de faible dimension à la canalisation 3 n'est pas du tout adaptée à la fonction de limitation de propagation de l'onde de pression.Furthermore, it is advantageous to have, in the installation specific to the invention (FIG. 1), at the level of the
On pourrait penser que, dans le générateur de vapeur 6 propre à notre invention, l'existence simultanée de deux surfaces libres 10 et 19 surmontées par une poche de gaz inerte 9 et 18 est susceptible de provoquer aussi un système d'oscillations du niveau de ces deux surfaces libres. En fait, le phénomène d'oscillations ne peut prendre une ampleur notable que lorsque les distances qui séparent les deux surfaces libres sont assez grandes, impliquant une masse de sodium liquide déplacée assez importante. Or, dans le générateur de vapeur 6, la distance séparant les deux surfaces libre 10 et 19 est très faible puisque ces deux surfaces sont situées dans le même appareil, et par conséquent la masse de sodium liquide existant entre ces deux surfaces libres est sensiblement la masse de sodium liquide contenue dans l'enceinte cylindrique 1 du générateur de vapeur, ce qui est trop faible pour produire des oscillations d'ampleur notable.One would think that, in the steam generator 6 specific to our invention, the simultaneous existence of two
Il est possible d'appliquer les dispositions propres à la présente invention à un générateur de vapeur dont les tubes du circuit secondaire seraient disposés autrement que hélicoïdalement, ou dont les entrées et sorties de sodium liquide seraient disposées autrement.It is possible to apply the provisions specific to the present invention to a steam generator whose tubes of the secondary circuit would be arranged other than helically, or whose inputs and outputs of liquid sodium would be arranged otherwise.
Claims (1)
- Steam generator of the sodium/water type especially for nuclear installations comprising:- a primary circuit comprising an elongated container (1) filled with liquid sodium,- an inlet manifold (8) for the elongated container into which the liquid sodium is introduced,- an outlet manifold (9) for the elongated container (1) into which the liquid sodium is evacuated,- a reservoir (15) partially filled with inert gas and communicating at its lower end with the elongated container (1) to define a free level (19) of liquid sodium, and- a secondary circuit comprising a plurality of water circulation tubes (12) extending in the interior of the elongated container,
characterized by the fact that the reservoir (15) permanently forms in the elongated container (1) a totally free passage without any restriction in the two senses favouring propagation of an acoustic wave towards the free level (19) of liquid sodium/gas at which it is reflected with a considerable loss of energy, whereby to avoid in the steam generator assembly, propagation of said acoustic wave resulting from a violent accidental chemical reaction between sodium and water, a tube (20) leading the inert gas into the upper part of the reservoir (15) and a tube (21) extending vertically in the interior of the reservoir (15), its lower end being located relatively low in said reservoir whereby the level of the free surface (19) of liquid sodium does not descend below the lowest point of tube (21) at the moment of introduction of the inert gas through the tube (20) into the reservoir (15).
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8113941A FR2509841B1 (en) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | IMPROVEMENT ON SODIUM-WATER STEAM GENERATORS |
FR8113941 | 1981-07-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP0070775A1 EP0070775A1 (en) | 1983-01-26 |
EP0070775B1 true EP0070775B1 (en) | 1985-12-27 |
Family
ID=9260597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP82401331A Expired EP0070775B1 (en) | 1981-07-17 | 1982-07-16 | Water-sodium steam generator |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4452182A (en) |
EP (1) | EP0070775B1 (en) |
JP (1) | JPS5845401A (en) |
DE (1) | DE3268118D1 (en) |
FR (1) | FR2509841B1 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2523268A1 (en) * | 1982-03-11 | 1983-09-16 | Novatome | DEVICE FOR PRODUCING STEAM BY EXCHANGING HEAT BETWEEN A LIQUID-COOLED METAL AND FOOD WATER COMPRISING SEVERAL INTERFACES METAL LIQUID-NEUTRAL GAS |
JPS58158498A (en) * | 1982-03-15 | 1983-09-20 | Hitachi Ltd | Heat exchanger |
FR2533355B1 (en) * | 1982-09-22 | 1988-07-08 | Commissariat Energie Atomique | SECONDARY HEATER CIRCUIT FOR A NUCLEAR REACTOR COOLED BY A LIQUID METAL AND STEAM GENERATOR SUITABLE FOR SUCH A CIRCUIT |
FR2563895B1 (en) * | 1984-05-04 | 1986-10-31 | Novatome | IMPROVEMENT IN SODIUM-WATER-TYPE CENTRAL BODY STEAM GENERATORS |
JPH07116014B2 (en) * | 1985-12-05 | 1995-12-13 | 三資堂製薬株式会社 | Hair treatment agent and hair treatment method |
US4983353A (en) * | 1989-03-13 | 1991-01-08 | General Electric Company | Novel passive approach to protecting the primary containment barrier formed by the intermediate heat exchanger from the effects of an uncontrolled sodium water reaction |
JP4405787B2 (en) * | 2003-11-12 | 2010-01-27 | 倉敷紡績株式会社 | Method for coloring tangible material having polyamide bond and tangible material colored by the method |
DE102011005481A1 (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-20 | Siemens Aktiengesellschaft | heat exchangers |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3187807A (en) * | 1961-05-03 | 1965-06-08 | Babcock & Wilcox Co | Heat exchanger |
US3398789A (en) * | 1965-01-25 | 1968-08-27 | Foster Wheeler Corp | Heat exchangers for pressure reacting fluids |
US3812825A (en) * | 1971-03-08 | 1974-05-28 | Foster Wheeler Corp | Sodium heated helical coil arrangement |
US3888212A (en) * | 1972-10-24 | 1975-06-10 | Foster Wheeler Corp | Liquid metal steam generator |
US3924675A (en) * | 1973-05-03 | 1975-12-09 | Us Energy | Energy absorber for sodium-heated heat exchanger |
JPS5844921B2 (en) * | 1974-08-19 | 1983-10-06 | 株式会社日立製作所 | joukihatsuseiki |
JPS6027492B2 (en) * | 1975-09-04 | 1985-06-29 | 斉藤 清徳 | Method for promoting mycelial growth of mushrooms |
FR2363772A1 (en) * | 1976-09-03 | 1978-03-31 | Commissariat Energie Atomique | HEAT EXCHANGER, IN PARTICULAR LIQUID SODIUM HEATED STEAM GENERATOR |
US4284134A (en) * | 1978-09-05 | 1981-08-18 | General Atomic Company | Helically coiled tube heat exchanger |
-
1981
- 1981-07-17 FR FR8113941A patent/FR2509841B1/en not_active Expired
-
1982
- 1982-06-24 US US06/391,742 patent/US4452182A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-07-16 JP JP57124288A patent/JPS5845401A/en active Pending
- 1982-07-16 EP EP82401331A patent/EP0070775B1/en not_active Expired
- 1982-07-16 DE DE8282401331T patent/DE3268118D1/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0070775A1 (en) | 1983-01-26 |
US4452182A (en) | 1984-06-05 |
JPS5845401A (en) | 1983-03-16 |
FR2509841A1 (en) | 1983-01-21 |
DE3268118D1 (en) | 1986-02-06 |
FR2509841B1 (en) | 1986-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0070775B1 (en) | Water-sodium steam generator | |
EP0147304B1 (en) | Sodium-water steam generator with concentric straight tubes and gas circulation in the annular space | |
EP0026705B1 (en) | Emergency cooling device for a pressurized-water reactor core | |
EP0163564A1 (en) | Fast neutron nuclear reactor with a steam generator integrated in the vessel | |
EP0105781B1 (en) | Secondary thermal carrier circuit for a liquid metal-cooled nuclear reactor, and steam generator for such a circuit | |
EP0297968B1 (en) | Steam generator with a feedwater tube with a device for inhibiting thermal stratification | |
EP0026714B1 (en) | Pressure discharging device for the primary circuit of a pressurised water reactor | |
EP0007822B1 (en) | Transfer device for materials immersed in a liquid and use of this device for transferring radioactive wastes | |
FR2466515A1 (en) | Prodn. of gas by electrolysis under pressure - in installation having control maintaining pressure in electrolyser at fixed level below pressure of gas in enclosure contg. electrolyser | |
BE665355A (en) | ||
EP0089869B1 (en) | Liquid-metal heated steam generator having several liquid metal-neutral gas interfaces | |
EP0202967A1 (en) | Feed water heater for a steam generator | |
EP0104994B1 (en) | Secondary thermal carrier circuit for a liquid metal-cooled nuclear reactor | |
EP1774215B1 (en) | Active thermal insulating device for gas piping | |
EP0024985B1 (en) | Fission product calibration device for calibrating a system that detects cladding tube ruptures in nuclear reactors | |
EP0216667B1 (en) | Apparatus to retain liquid in a substantially horizontal conduit, open at one end, when the liquid flow rate drops below a given level | |
EP0167417B1 (en) | Sodium-water steam generators with a central body | |
WO2015091553A1 (en) | Thermal-treatment vessel for a liquid contaminated by pathogenic agents, decontamination facility comprising such a vessel and associated decontamination method | |
WO2023174682A1 (en) | Liquid hydrogen degassing device | |
FR2555794A1 (en) | Fast-neutron nuclear reactor fitted with emergency cooling means | |
EP0053068B1 (en) | Detecting device for the gaseous state in a nuclear reactor | |
CN118408102A (en) | Floating ball-based passive system steam condensation induction water hammer eliminating device | |
FR2561811A1 (en) | Fast breeder reactor with liquid metal cooling | |
Robin | Steam generator development in France for the Super Phenix project | |
FR2713752A1 (en) | Heat exchanger using intermediate fluid in divided vessel |
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): BE DE GB IT NL |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 19830204 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
RAP1 | Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred) |
Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ETABLISSEMENT D Owner name: NOVATOME |
|
AK | Designated contracting states |
Designated state(s): BE DE GB IT NL |
|
REF | Corresponds to: |
Ref document number: 3268118 Country of ref document: DE Date of ref document: 19860206 |
|
ITF | It: translation for a ep patent filed | ||
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
26N | No opposition filed | ||
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Payment date: 19870731 Year of fee payment: 6 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Effective date: 19890716 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: BE Effective date: 19890731 |
|
BERE | Be: lapsed |
Owner name: COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ETABLISSEMENT D Effective date: 19890731 Owner name: NOVATOME Effective date: 19890731 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: NL Effective date: 19900201 |
|
NLV4 | Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee | ||
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Effective date: 19900403 |
|
GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |