EP0117191A1 - Steam generator for a liquid metal-cooled nuclear reactor - Google Patents

Steam generator for a liquid metal-cooled nuclear reactor Download PDF

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EP0117191A1
EP0117191A1 EP84400260A EP84400260A EP0117191A1 EP 0117191 A1 EP0117191 A1 EP 0117191A1 EP 84400260 A EP84400260 A EP 84400260A EP 84400260 A EP84400260 A EP 84400260A EP 0117191 A1 EP0117191 A1 EP 0117191A1
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EP
European Patent Office
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steam generator
tubes
envelope
tube
double
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Application number
EP84400260A
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German (de)
French (fr)
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EP0117191B1 (en
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Michel Soucille
Laurent Castelnau
René Marcel Traiteur
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Framatome Te Courbevoie Frankrijk
Original Assignee
Novatome SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0117191A1 publication Critical patent/EP0117191A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0117191B1 publication Critical patent/EP0117191B1/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/003Multiple wall conduits, e.g. for leak detection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/06Methods 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
    • F22B1/063Methods 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
    • F22B1/066Methods 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 with double-wall tubes having a third fluid between these walls, e.g. helium for leak detection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/26Arrangements for connecting different sections of heat-exchange elements, e.g. of radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0054Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for nuclear applications

Definitions

  • the invention relates to a steam generator for a nuclear reactor cooled by liquid metal, such as a fast neutron nuclear reactor cooled by sodium.
  • Such a reactor comprises a tank containing the core of the reactor constituted by fuel assemblies immersed in liquid sodium filling the tank called primary sodium.
  • the heat taken from the reactor core by the primary sodium which comes into direct contact with the fuel assemblies is used to vaporize drinking water, the vapor then being sent to the turbine of the nuclear power plant.
  • the heat transfer between this sodium and the drinking water can be done using an intermediate exchange fluid which is often liquid sodium called secondary sodium.
  • the primary sodium coming into contact with the reactor core raises the temperature of the secondary sodium in sodium-sodium heat exchangers called intermediate exchangers.
  • the nuclear reactor therefore generally comprises a secondary circuit comprising at least one intermediate exchanger, a pump, a steam generator for the pipes and various control devices.
  • This secondary circuit is therefore complex and costly, whether it is partially integrated into the reactor vessel or whether it is entirely disposed outside of this vessel.
  • the intermediate circuit avoids direct heat exchange between the primary sodium contaminated by radioactive products and drinking water.
  • sodium and water can come into contact, which causes the appearance of a violent chemical reaction which can eventually lead to a leak in the sodium outwards.
  • the spaces between internal and external tubes constituting the double-walled tubes are placed in communication with a leakage control space making it possible to detect, for example by pressure measurement, a possible leak in the wall of one of the tubes, during the operation of the steam generator.
  • the steam generator consists of a bundle of tubes contained in an envelope, each of the internal tubes of the double-walled tubes being placed in communication at one of its ends with a water distribution system and at its other end with a vapor collection system.
  • the liquid sodium heated up in contact with the reactor core is brought into the envelope of the steam generator, at its upper part, and flows in this envelope from top to bottom in contact with the external tubes of the double-walled tubes constituting the beam.
  • annular chambers arranged outside the envelope of the steam generator, through which pass the portions of internal tubes allowing the connection of the double-walled tubes, by sealed crossings in the envelope of the steam generator.
  • Such a device is complex and requires particular manufacturing operations which are difficult to implement.
  • the object of the invention is therefore to provide a steam generator for a nuclear reactor cooled by liquid metal comprising a generally cylindrical envelope disposed with its vertical axis, enclosing a bundle of double-walled tubes each consisting of two coaxial tubes of which an internal tube communicating at one of its ends with a water distribution device or collector and at its other end with a vapor collector and an external tube in contact by its external wall with the liquid metal circulating from bottom to up in the casing of the steam generator, said steam generator having no pla - a double tubular connecting chamber or tubes outside of the shell and enabling a highly sensitive and reliable detection of leaks of double-walled tubes, while being of a design allowing a simplified and relatively inexpensive construction.
  • FIG. 1 we see the envelope of a steam generator 1 constituted by a cylindrical bundle envelope over the greatest height of the steam generator and by two enlarged zones, also of cylindrical shape, 2 and 3 each. of the ends of the beam.
  • the envelope 1 also comprises an enlarged central zone 4 of toroidal shape.
  • the upper enlarged zone 3 communicates with the sodium inlet 5 in the steam generator and the lower enlarged zone 2 communicates with the sodium outlet 6. Between these two ends, the sodium circulates from top to bottom in contact with the tubes of the bundle 10 arranged inside the bundle envelope la-over the entire height of the envelope of the steam generator.
  • the casing 1 is connected to a tubular plate 11 secured to a water collector 12 supplied with water by a pipe 13.
  • the casing 1 is connected to a tubular plate 14 secured to a vapor collector 15 comprising an outlet pipe 16.
  • the water collectors 12 and the steam collectors 15 are hemispherical in shape.
  • the tubular plates 11 and 14 are crossed by the tubes of the bundle 10 inside which circulates the food water supplied by the tubing 13 of the water collector 12, this food water gradually vaporizes during its circulation from bottom to high inside the bundle tubes in thermal contact with the hot sodium arriving in the steam generator via the sodium inlet pipe 5.
  • the very high beam consists of substantially straight and parallel tubes, the spacing of which is maintained by spacer plates such as 18 and 19. At each of the ends of the beam inside the enlarged zones 2 and 3 are arranged heat shields 21 and 22 respectively protecting the tubular plates against the heat flow from the sodium.
  • a leak detection chamber 25 At the central part of the bundle 10 is disposed a leak detection chamber 25, the structure of which will be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • the internal volume of this collecting and leak detection chamber is connected by a tube 26 passing through the casing 1 at the level of the toric widening 4 to a pressure measuring device.
  • the tubes 20 of the bundle are double-walled and constituted by two successive sections 20a and 20b connected at the level of the leakage collecting chamber 25.
  • the upper section 20a of the tube 20 is itself constituted by an external tube 27a and an internal tube 28a coaxial and threaded one on the other with very little play, without metallurgical connection between the internal surface of the tube 27a and the external surface of the tube 28g.
  • a space of very small width therefore exists between the tubes over the entire length of the section 20 a.
  • the internal surface of the tube 27a is also machined to form therein longitudinal grooves allowing the pressurization of the space between the two tubes.
  • the lower section 20b of the tube 20 is also constituted by an outer tube 27 b and an inner tube 28 b identical to the tubes 27a and 28a respectively.
  • the upper section 20a of the tube crosses the tubular plate 14 at its upper part so that the inner tube 28a opens into the vapor collector 15.
  • a weld 29 inside the collector 15, on the outlet face of the tubular plate 14, allows to close her metric the space between the tubes 27a and 28a.
  • the lower section 20 b of the tube crosses at its lower part the tubular plate 11, so that the inner tube 28 b opens into the water collector 12.
  • a weld 30 on the entry face of the tubular plate 11 makes it possible to hermetically seal the leakage space between the tubes 28b and 27b .
  • the outer tubes 20a and 20b are also fixed by welds on the other faces of the tubular plates 11 and 14.
  • the collecting chamber leak 25 is constituted by two circular plates 25a and 25b having a ring edge following which they are connected by a weld 32.
  • Each of the half-walls 25a and 25 b comprises a large number of pipe penetrations such as 34a and 34 b for the passage sections 20a and 20b of the tube 20 respectively.
  • the two sections 28a and 28b of the inner tube are connected via a solder 35.
  • the two sections of the outer tube 27a and 27 b are not connected and simply open into the internal volume of the leakage collector box 25, on either side of the connection weld 35 between the two sections of the internal tube 28.
  • the leakage collecting chamber 25 is disposed entirely inside the casing 1 - of the steam generator, at the level of the toric enlargement 4. This collecting chamber 25 is not fixed inside the generator. steam only by the double-walled tubes 20 on which it is welded.
  • the internal volume of the chamber 25 and all of the spaces between the two walls of the tubes 20 are filled with helium at a pressure intermediate between the pressure of the sodium circulating in the steam generator in contact with the external wall of the tubes 20 and the water or steam circulating inside the tubes 28.
  • FIGS. 3 and 4 an alternative embodiment of the water or vapor collector 15 shown in FIG. 1 is shown.
  • This vapor collector consists of a tubular plate 44, the internal face of which has a concave spherical shape and an envelope in the form of a portion of a sphere 45 which is connected by a weld 46 to the tubular plate 44.
  • the spherical casing 45 is connected to a steam outlet pipe 47.
  • the tubular plate 44 is connected to the enlarged zone 43 of the generator casing corresponding to the enlarged part 2 or 3 shown in the figure 1.
  • FIG. 4 it can be seen that the outer tube 27 of a double-walled tube 20 is welded to the sodium side face 48 and inside the passage hole 49 passing through the tubular plate 44, while the inner tube 28 is welded to the inside of the outer tube 27, which secures it and closes the leakage space between the two tubes 27 and 28.
  • FIGS. 5 and 6 a second alternative embodiment of the water or steam collectors is seen, the collector being constituted, in this alternative, by a very thick spherical envelope 50 completely separated from the envelope 1 of the generator. steam.
  • the envelope 1 is welded at its upper or lower part to a tubular plate 52 allowing the passage through the double-walled tubes 20 for their passage outside the steam generator.
  • the main advantages of the device according to the invention are to allow leakage detection of double-walled tubes by means of a simple device, distinct and distant from the tube plates of the water and steam collectors of the steam generator. There is therefore no presence of a significant weld concentration in the region of the tubular plates.
  • the leak detection chambers allow the connection of successive sections of the tube bundle, inside the envelope of the steam generator but in an area isolated from liquid sodium.
  • the overall structure of the steam generator is extremely simple since it only has straight tubes formed by successive sections whose connection is made inside the leak detection chamber.
  • This leak detection chamber is moreover practically part of the beam structure and has no connection with the envelope of the steam generator.
  • the bundle can be made up of more than two successive sections.
  • the tubes of the central section will be connected at each of their ends to a leakage collecting chamber.
  • n - 1 leakage collecting chambers arranged inside the envelope of the steam generator will be used.
  • Each of these leakage collecting chambers will be associated with a manometric device allowing the monitoring of the corresponding tube sections. It will thus be possible to have redundant data for certain sections connected to two successive chambers by each of their ends.
  • the steel grades chosen for the constitution of the tubes may be different.
  • the shape and arrangement of the leakage collecting chambers may be different from what has been described.
  • an enlarged toric part of the envelope is provided to allow the circulation of sodium around the leakage collecting chamber.
  • the circulation of sodium at the level of the upper face of this leakage collecting chamber becomes radial, which is favorable since the sweeping of the upper face of the leakage detection chamber avoids any deposit of impurities.
  • the enlarged toric portion 4 of the envelope allows longitudinal deformations of the latter making it possible to absorb differential thermal expansions. This is particularly important in the case of very high structures necessary for the constitution of generators of high power.
  • leakage collecting chamber or chambers and the envelope may have different shapes from those which have been described.
  • the water and steam collectors can have a shape not only spherical but also toric or cylindrical, when they are completely independent of the envelope (1) of the steam generator and arranged as shown in FIG. 5.
  • the steam generator according to the invention can be associated with all fast neutron nuclear reactors cooled by a liquid metal whether they are of the semi-integrated or loop type.

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Abstract

L'invention concerne un générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire refroidi par du métal liquide. Le générateur de vapeur comporte un faisceau constitué par des tubes (20) à double paroi, disposé à l'intérieur d'une enveloppe dans laquelle circule le métal liquide. Les tubes (20) sensiblement droits et dirigés suivant la direction axiale de l'enveloppe du générateur de vapeur sont formés chacun d'au moins deux tronçons successifs (20a et 20b) dans la direction axile. Chaque tronçon (20a ou 20b) comporte un tube externe (27a ou 27b) soudé à l'une de ses extrémités au moins à une chambre collectrice de fuite (25) disposée entièrement à l'intérieur de l'enveloppe. Les tronçons adjacents de tubes externes (27a, 27b) ne sont pas reliés entre eux. Chaque tronçon comporte également un tube interne (28a ou 28b) soudé au tube interne adjacent, à l'intérieur de la chambre (25). L'espace de fuite entre les tubes (27 et 28) est en communication uniquement avec l'espace intérieur d'au moins une chambre collectrice (25). L'invention s'applique en particulier, aux réacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis par du sodium liquide.The invention relates to a steam generator for a nuclear reactor cooled by liquid metal. The steam generator comprises a bundle consisting of double-walled tubes (20), placed inside an envelope in which the liquid metal circulates. The tubes (20) substantially straight and directed in the axial direction of the envelope of the steam generator are each formed of at least two successive sections (20a and 20b) in the axial direction. Each section (20a or 20b) comprises an external tube (27a or 27b) welded at one of its ends at least to a leakage collecting chamber (25) disposed entirely inside the envelope. The adjacent sections of external tubes (27a, 27b) are not interconnected. Each section also includes an internal tube (28a or 28b) welded to the adjacent internal tube, inside the chamber (25). The leakage space between the tubes (27 and 28) is in communication only with the interior space of at least one collecting chamber (25). The invention applies in particular to fast neutron nuclear reactors cooled by liquid sodium.

Description

L'invention concerne un générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire refroidi par du métal liquide, tel qu'un réacteur nucléaire à neutrons rapides refroidi par du sodium.The invention relates to a steam generator for a nuclear reactor cooled by liquid metal, such as a fast neutron nuclear reactor cooled by sodium.

Un tel réacteur comporte une cuve renfermant le coeur du réacteur constitué par des assemblages combustibles plongés dans du sodium liquide remplissant la cuve dit sodium primaire.Such a reactor comprises a tank containing the core of the reactor constituted by fuel assemblies immersed in liquid sodium filling the tank called primary sodium.

La chaleur prélevée dans le coeur du réacteur par le sodium primaire qui vient en contact direct avec les assemblages combustibles est utilisée pour vaporiser de l'eau alimentaire, la vapeur étant ensuite envoyée à la turbine de la centrale nucléaire. Pour éviter tout contact entre le sodium primaire radio-actif et l'eau, le transfert de chaleur entre ce sodium et l'eau alimentaire peut se faire en utilisant un fluide d'échange intermédiaire qui est souvent du sodium liquide dit sodium secondaire.The heat taken from the reactor core by the primary sodium which comes into direct contact with the fuel assemblies is used to vaporize drinking water, the vapor then being sent to the turbine of the nuclear power plant. To avoid any contact between the radioactive primary sodium and the water, the heat transfer between this sodium and the drinking water can be done using an intermediate exchange fluid which is often liquid sodium called secondary sodium.

Le sodium primaire venant en contact avec le coeur du réacteur élève la température du sodium secondaire dans des échangeurs de chaleur sodium-sodium appelés échangeurs intermédiaires.The primary sodium coming into contact with the reactor core raises the temperature of the secondary sodium in sodium-sodium heat exchangers called intermediate exchangers.

Le sodium secondaire est ensuite utilisé pour vaporiser l'eau alimentaire à l'intérieur de générateurs de vapeur.Secondary sodium is then used to vaporize drinking water inside steam generators.

Le réacteur nucléaire comporte donc en général un circuit secondaire comportant au moins un échangeur intermédiaire, une pompe, un générateur de vapeur des tuyauteries et des appareils divers de contrôle.The nuclear reactor therefore generally comprises a secondary circuit comprising at least one intermediate exchanger, a pump, a steam generator for the pipes and various control devices.

Ce circuit secondaire est donc complexe et coûteux, qu'il soit partiellement intégré à la cuve du réacteur ou qu'il soit entièrement disposé à l'extérieur de cette cuve.This secondary circuit is therefore complex and costly, whether it is partially integrated into the reactor vessel or whether it is entirely disposed outside of this vessel.

Le circuit intermédiaire permet d'éviter des échanges de chaleur directs entre le sodium primaire contaminé par des produits radio-actifs et l'eau alimentaire. En cas de fuite dans la paroi du dispositif d'échange de chaleur, le sodium et l'eau peuvent venir en contact, ce qui provoque l'apparition d'une réaction chimique violente qui peut éventuellement conduire à une rupture d'étanchéité du sodium vers l'extérieur.The intermediate circuit avoids direct heat exchange between the primary sodium contaminated by radioactive products and drinking water. In the event of a leak in the wall of the heat exchange device, sodium and water can come into contact, which causes the appearance of a violent chemical reaction which can eventually lead to a leak in the sodium outwards.

' Dans le cas d'utilisation de sodium secondaire propre, on évite une libération de sodium radio-actif. ' When using clean secondary sodium, radioactive sodium release is avoided.

Pour simplifier les dispositifs d'échange de chaleur associés aux réacteurs refroidis par du métal liquide, et se prémunir contre toute réaction entre le sodium actif et l'eau, il est nécessaire de rétablir une double séparation entre les deux fluides. Pour celà, on a proposé d'utiliser des générateurs de vapeur d'un type spécial comportant des tubes d'échange de chaleur à double paroi, avec interposition d'un fluide d'échange qui peut être du sodium liquide entre les deux parois du tube.To simplify the heat exchange devices associated with reactors cooled by liquid metal, and to protect against any reaction between active sodium and water, it is necessary to re-establish a double separation between the two fluids. For this, we proposed to use steam generators of a special type comprising double wall heat exchange tubes, with the interposition of an exchange fluid which may be liquid sodium between the two walls of the tube.

On a proposé également, dans le cas de tubes à double paroi constitués par un tube interne et un tube externe enfilés l'un sur l'autre, de remplir l'espace de faible dimension subsistant entre les tubes par un gaz neutre tel que l'hélium sous pression.It has also been proposed, in the case of double-walled tubes constituted by an internal tube and an external tube threaded one on the other, to fill the small space remaining between the tubes with a neutral gas such as l helium under pressure.

Les espaces entre tubes interne et externe constituant les tubes à double paroi sont mis en communication avec un espace de contrôle de fuite permettant de détecter, par exemple par mesure de pression, une fuite éventuelle dans la paroi de l'un des tubes, pendant le fonctionnement du générateur de vapeur.The spaces between internal and external tubes constituting the double-walled tubes are placed in communication with a leakage control space making it possible to detect, for example by pressure measurement, a possible leak in the wall of one of the tubes, during the operation of the steam generator.

Le générateur de vapeur est constitué par un faisceau de tubes contenus dans une enveloppe, chacun des tubes internes des tubes à double paroi étant mis en communication à l'une de ses extrémités avec un système de distribution de l'eau et à son autre extrémité avec un système de collectage de la vapeur.The steam generator consists of a bundle of tubes contained in an envelope, each of the internal tubes of the double-walled tubes being placed in communication at one of its ends with a water distribution system and at its other end with a vapor collection system.

Le sodium liquide échauffé au contact du coeur du réacteur est amené dans l'enveloppe du générateur de vapeur, à sa partie supérieure, et s'écoule dans cette enveloppe de haut en bas en contact avec les tubes externes des tubes à double paroi constituant le faisceau.The liquid sodium heated up in contact with the reactor core is brought into the envelope of the steam generator, at its upper part, and flows in this envelope from top to bottom in contact with the external tubes of the double-walled tubes constituting the beam.

Il existe une différence de pression entre le sodium primaire s'écoulant en contact avec la surface externe des tubes et l'eau ou la vapeur circulant à l'intérieur des tubes du faisceau. L'hélium remplissant les espaces de contrôle de fuite est à une pression intermédiaire entre ces deux pressions.There is a pressure difference between the primary sodium flowing in contact with the outer surface of the tubes and the water or vapor circulating inside the bundle tubes. The helium filling the leakage control spaces is at an intermediate pressure between these two pressures.

Toute fuite à travers le tube interne ou à travers le tube externe constituant le tube à double paroi se traduit par une modification de pression dans l'espace de contrôle de fuite.Any leakage through the inner tube or through the outer tube constituting the double-walled tube results in a change in pressure in the leakage control space.

Dans les dispositifs de l'art antérieur, décrits par exemple dans les brevets français 2.371.655 et 2.379.881, on prévoit des espaces de contrôle de fuite à chacune des extrémités du générateur de vapeur, à proximité des collecteurs d'eau et de vapeur. Ceci oblige à prévoir des plaques tubulaires doubles qui nécessitent de nombreuses soudures dans une zone fortement sollicitée, en particulier par des contraintes thermiques.In the devices of the prior art, described for example in French patents 2,371,655 and 2,379,881, leakage control spaces are provided at each end of the steam generator, near the water collectors and steam. This requires the provision of double tubular plates which require numerous welds in a highly stressed area, in particular by thermal stresses.

D'autre part, pour des générateurs de vapeur de grande puissance, il est nécessaire d'utiliser des tubes à double paroi de très grande longueur éventuellement enroulés pour constituer des faisceaux de longueur acceptable.On the other hand, for large power steam generators, it is necessary to use double-walled tubes of very long length, possibly coiled to form bundles of ac length. ceptable.

Il n'est généralement pas possible de produire des tubes à double paroi d'une longueur suffisante et il est donc nécessaire de raccorder bout à bout plusieurs tronçons de tubes à double paroi. Ce raccordement bout à bout ne peut se faire bien entendu que pour le tube interne, dans une zone où celui-ci n'est pas protégé par le tube périphérique. Ces portions de tube simple intercalées entre deux portions de tube à double paroi doivent être disposées dans le générateur de vapeur de façon à ne pas venir en contact avec le sodium liquide.It is generally not possible to produce double-walled tubes of sufficient length and it is therefore necessary to connect end to end several sections of double-walled tubes. This end-to-end connection can of course only be made for the internal tube, in an area where the latter is not protected by the peripheral tube. These portions of single tube inserted between two portions of double-walled tube must be placed in the steam generator so as not to come into contact with the liquid sodium.

On prévoit pour celà des chambres annulaires disposées à l'extérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur, dans lesquelles passent les portions de tubes internes permettant le raccord des tubes à double paroi, par des traversées étanches dans l'enveloppe du générateur de vapeur.For this, provision is made for annular chambers arranged outside the envelope of the steam generator, through which pass the portions of internal tubes allowing the connection of the double-walled tubes, by sealed crossings in the envelope of the steam generator. .

Un tel dispositif est complexe et demande des opératioûs de fabrication particulières difficiles à mettre en oeuvre.Such a device is complex and requires particular manufacturing operations which are difficult to implement.

Le but de l'invention est donc de proposer un générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire refroidi par du métal liquide comportant une enveloppe de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical, renfermant un faisceau de tubes à double paroi constitués chacun par deux tubes coaxiaux dont un tube interne communiquant à l'une de ses extrémités avec un dispositif de distribution d'eau ou collecteur et à son autre extrémité avec un collecteur de vapeur et un tube externe en contact par sa paroi externe avec le métal liquide circulant de bas en haut dans l'enveloppe du générateur de vapeur, ce générateur de vapeur ne comportant pas de pla- que tubulaire double ni de chambre de raccordement des tubes à l'extérieur de son enveloppe et permettant une détection très sensible et très sûre des fuites éventuelles des tubes à double paroi-, tout en étant d'une conception permettant une construction simplifiée et relativement peu coûteuse.The object of the invention is therefore to provide a steam generator for a nuclear reactor cooled by liquid metal comprising a generally cylindrical envelope disposed with its vertical axis, enclosing a bundle of double-walled tubes each consisting of two coaxial tubes of which an internal tube communicating at one of its ends with a water distribution device or collector and at its other end with a vapor collector and an external tube in contact by its external wall with the liquid metal circulating from bottom to up in the casing of the steam generator, said steam generator having no pla - a double tubular connecting chamber or tubes outside of the shell and enabling a highly sensitive and reliable detection of leaks of double-walled tubes, while being of a design allowing a simplified and relatively inexpensive construction.

Dans ce but, le faisceau est constitué par des tubes sensiblement droits dirigés suivant la direction axiale de l'enveloppe du générateur de vapeur formés chacun d'au moins deux tronçons successifs dans la direction axiale comportant chacun :

  • - un tube externe soudé à l'une de ses extrémités au moins à la paroi d'une chambre collectrice de fuite disposée entièrement à l'intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur dans une zone éloignée de ses extrémités, traversant cette paroi et n'étant pas relié au tube externe du tronçon adjacent soudé à la même chambre collectrice,
  • - et un tube interne soudé au tube interne du tronçon adjacent, la soudure de raccord étant placée à l'intérieur de la chambre collectrice,
  • - l'espace de fuite de très faible largeur entre les parois en vis-à-vis des tubes interne et externe d'un tronçon de tube quelconque étant uniquement en communication avec l'espace intérieur d'au moins une chambre collectrice.
For this purpose, the bundle is constituted by substantially straight tubes directed in the axial direction of the envelope of the steam generator each formed from at least two successive sections in the axial direction each comprising:
  • an external tube welded at one of its ends at least to the wall of a leakage collecting chamber disposed entirely inside the envelope of the steam generator in a zone remote from its ends, passing through this wall and not being connected to the external tube of the adjacent section welded to the same collecting chamber,
  • - and an inner tube welded to the inner tube of the adjacent section, the weld of connection being placed inside the collecting chamber,
  • - The very small leakage space between the walls facing the internal and external tubes of any tube section being only in communication with the interior space of at least one collecting chamber.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un générateur de vapeur suivant l'invention associé à un réacteur nucléaire à neutrons ra-pides refroidi par du sodium liquide.In order to clearly understand the invention, a description will now be given, by way of nonlimiting example, of an embodiment of a steam generator according to the invention associated with a r a-pid neutron nuclear reactor cooled by liquid sodium.

  • La figure 1 représente, dans une vue en coupe par un plan vertical, un générateur de vapeur suivant l'invention.Figure 1 shows, in a sectional view through a vertical plane, a steam generator according to the invention.
  • La figure 2 représente une vue très agrandie des zones de raccord des tubes du faisceau avec les plaques tubulaires et avec la chambre collectrice de fuite du générateur représenté à la figure 1.FIG. 2 represents a very enlarged view of the zones of connection of the tubes of the bundle with the tubular plates and with the leak collecting chamber of the generator represented in FIG. 1.
  • La figure 3 représente une première variante de réalisation d'un collecteur d'un générateur suivant l'invention.FIG. 3 represents a first alternative embodiment of a collector of a generator according to the invention.
  • La figure 4 représente, dans une vue très agrandie, le détail A de la figure 3.FIG. 4 represents, in a very enlarged view, the detail A of FIG. 3.
  • La figure 5 représente une seconde variante de réalisation d'un collecteur d'un générateur de vapeur suivant l'invention.FIG. 5 represents a second alternative embodiment of a manifold of a steam generator according to the invention.
  • La figure 6 représente le détail B de la figure 5, très agrandi.Figure 6 shows detail B of Figure 5, greatly enlarged.

Sur la figure 1, on voit l'enveloppe d'un générateur de vapeur 1 constituée par une enveloppe de faisceau la cylindrique sur la plus grande hauteur du générateur de vapeur et par deux zones élargies, également de forme cylindrique, 2 et 3 à chacune des extrémités du faisceau. L'enveloppe 1 comporte également une,zone centrale élargie 4 de forme torique.In FIG. 1, we see the envelope of a steam generator 1 constituted by a cylindrical bundle envelope over the greatest height of the steam generator and by two enlarged zones, also of cylindrical shape, 2 and 3 each. of the ends of the beam. The envelope 1 also comprises an enlarged central zone 4 of toroidal shape.

La zone élargie supérieure 3 communique avec l'entrée de sodium 5 dans le générateur de vapeur et la zone élargie inférieure 2 communique avec la sortie de sodium 6. Entre ces deux extrémités, le sodium circule de haut en bas en contact avec les tubes du faisceau 10 disposés à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau la-sur toute la hauteur de l'enveloppe du générateur de vapeur.The upper enlarged zone 3 communicates with the sodium inlet 5 in the steam generator and the lower enlarged zone 2 communicates with the sodium outlet 6. Between these two ends, the sodium circulates from top to bottom in contact with the tubes of the bundle 10 arranged inside the bundle envelope la-over the entire height of the envelope of the steam generator.

A sa partie inférieure, l'enveloppe 1 est reliée à une plaque tubulaire 11 solidaire d'un collecteur d' eau 12 alimenté en eau par une tubulure 13.At its lower part, the casing 1 is connected to a tubular plate 11 secured to a water collector 12 supplied with water by a pipe 13.

A sa partie supérieure, l'enveloppe 1 est reliée à une plaque tubulaire 14 solidaire d'un collecteur de vapeur 15 comportant une tubulure de sortie 16.At its upper part, the casing 1 is connected to a tubular plate 14 secured to a vapor collector 15 comprising an outlet pipe 16.

Les collecteurs d'eau 12 et de vapeur 15 sont de forme hémisphérique.The water collectors 12 and the steam collectors 15 are hemispherical in shape.

Les plaques tubulaires 11 et 14 sont traversées par les tubes du faisceau 10 à l'intérieur desquels circule l'eau alimentaire apportée par la tubulure 13 du collecteur d'eau 12, cette eau alimentaire se vaporisant progressivement au cours de sa circulation de bas en haut à l'intérieur des tubes du faisceau en contact thermique avec le sodium chaud arrivant dans le générateur de vapeur par la tubulure d'entrée de sodium 5.The tubular plates 11 and 14 are crossed by the tubes of the bundle 10 inside which circulates the food water supplied by the tubing 13 of the water collector 12, this food water gradually vaporizes during its circulation from bottom to high inside the bundle tubes in thermal contact with the hot sodium arriving in the steam generator via the sodium inlet pipe 5.

Le faisceau de très grande hauteur est constitué par des tubes sensiblement droits et parallèles dont l'espacement est maintenu par des plaques entretoises telles que 18 et 19. A chacune des extrémités du faisceau à l'intérieur des zones élargies 2 et 3 sont disposés des écrans thermiques 21 et 22 respectivement protégeant les plaques tubulaires contre le flux thermique provenant du sodium.The very high beam consists of substantially straight and parallel tubes, the spacing of which is maintained by spacer plates such as 18 and 19. At each of the ends of the beam inside the enlarged zones 2 and 3 are arranged heat shields 21 and 22 respectively protecting the tubular plates against the heat flow from the sodium.

A la partie centrale du faisceau 10 est disposée une chambre de détection de fuite 25 dont la structure sera décrite plus en détail en se référant à la figure 2. Le volume interne de cette chambre collectrice et détectrice de fuite est relié par un tube 26 traversant l'enveloppe 1 au niveau de l'élargissement torique 4 à un appareil de mesure de pression.At the central part of the bundle 10 is disposed a leak detection chamber 25, the structure of which will be described in more detail with reference to FIG. 2. The internal volume of this collecting and leak detection chamber is connected by a tube 26 passing through the casing 1 at the level of the toric widening 4 to a pressure measuring device.

En se reportant à la figure 2, on voit que les tubes 20 du faisceau sont à double paroi et constitués par deux tronçons 20a et 20b successifs reliés au niveau de la chambre collectrice de fuite 25.Referring to FIG. 2, it can be seen that the tubes 20 of the bundle are double-walled and constituted by two successive sections 20a and 20b connected at the level of the leakage collecting chamber 25.

Le tronçon supérieur 20a du tube 20 est lui-même constitué par un tube externe 27a et un tube interne 28a coaxiaux et enfilés l'un sur l'autre avec un très faible jeu, sans liaison métallurgique entre la surface interne du tube 27a et la surface externe du tube 28g. Un espace de très faible largeur existe donc entre les tubes sur toute la longueur du tronçon 20a.The upper section 20a of the tube 20 is itself constituted by an external tube 27a and an internal tube 28a coaxial and threaded one on the other with very little play, without metallurgical connection between the internal surface of the tube 27a and the external surface of the tube 28g. A space of very small width therefore exists between the tubes over the entire length of the section 20 a.

La surface interne du tube 27a est également usinée pour y constituer des rainures longitudinales permettant une mise en pression de gaz de l'espace compris entre les deux tubes.The internal surface of the tube 27a is also machined to form therein longitudinal grooves allowing the pressurization of the space between the two tubes.

Le tronçon inférieur 20b du tube 20 est également constitué par un tube externe 27b et un tube interne 28b identiques respectivement aux tubes 27a et 28a.The lower section 20b of the tube 20 is also constituted by an outer tube 27 b and an inner tube 28 b identical to the tubes 27a and 28a respectively.

Le tronçon supérieur 20a du tube traverse la plaque tubulaire 14 à sa partie supérieure de façon que le tube intérieur 28a débouche dans le collecteur de vapeur 15. Une soudure 29 à l'intérieur du collecteur 15, sur la face de sortie de la plaque tubulaire 14, permet de fermer de façon hermétique l'espace entre les tubes 27a et 28a.The upper section 20a of the tube crosses the tubular plate 14 at its upper part so that the inner tube 28a opens into the vapor collector 15. A weld 29 inside the collector 15, on the outlet face of the tubular plate 14, allows to close her metric the space between the tubes 27a and 28a.

De la même façon, le tronçon inférieur 20b du tube traverse à sa partie inférieure la plaque tubulaire 11, de façon que le tube intérieur 28b débouche dans le collecteur d'eau 12. Une soudure 30 sur la face d'entrée de la plaque tubulaire 11 permet de fermer hermétiquement l'espace de fuite entre les tubes 28b et 27b.In the same way, the lower section 20 b of the tube crosses at its lower part the tubular plate 11, so that the inner tube 28 b opens into the water collector 12. A weld 30 on the entry face of the tubular plate 11 makes it possible to hermetically seal the leakage space between the tubes 28b and 27b .

Les tubes extérieurs 20a et 20b sont également fixés par des soudures sur les autres faces des plaques tubulaires 11 et 14.The outer tubes 20a and 20b are also fixed by welds on the other faces of the tubular plates 11 and 14.

La chambre collectrice de fuite 25 est constituée par deux plaques circulaires 25a et 25b comportant un bord torique suivant lequel on les raccorde par une soudure 32.The collecting chamber leak 25 is constituted by two circular plates 25a and 25b having a ring edge following which they are connected by a weld 32.

Chacune des demi-parois 25a et 25b comporte un grand nombre de traversées de tube telles que 34a et 34b permettant le passage des tronçons 20a et 20b du tube 20 respectivement.Each of the half-walls 25a and 25 b comprises a large number of pipe penetrations such as 34a and 34 b for the passage sections 20a and 20b of the tube 20 respectively.

On voit que le tube externe du tube à double paroi est fixé par soudure sur chacune des traversées 34.It can be seen that the outer tube of the double-walled tube is fixed by welding to each of the bushings 34.

A l'intérieur de la chambre collectrice de fuite 25, les deux tronçons 28a et 28b du tube interne sont raccordés par une soudure 35. En revanche, les deux tronçons du tube externe 27a et 27b ne sont pas raccordés et débouchent simplement dans le volume intérieur de la boite collectrice de fuite 25, de part et d'autre de la soudure de raccord 35 entre les deux tronçons du tube interne 28.Inside the collection chamber 25 leaks, the two sections 28a and 28b of the inner tube are connected via a solder 35. In contrast, the two sections of the outer tube 27a and 27 b are not connected and simply open into the internal volume of the leakage collector box 25, on either side of the connection weld 35 between the two sections of the internal tube 28.

Tous les espaces entre les tubes internes et externes des tubes à double paroi 20, sont en communication avec le volume interne de cette chambre collectrice de fuite.All the spaces between the internal and external tubes of the double-walled tubes 20 are in communication with the internal volume of this leakage collecting chamber.

La chambre col-lectrice de fuite 25 est disposée entièrement à l'intérieur de l'enveloppe 1-du générateur de vapeur, au niveau de l'élargissement torique 4. Cette chambre collectrice 25 n'est fixée à l'intérieur du générateur de vapeur que par les tubes à double paroi 20 sur lesquels elle est soudée.The leakage collecting chamber 25 is disposed entirely inside the casing 1 - of the steam generator, at the level of the toric enlargement 4. This collecting chamber 25 is not fixed inside the generator. steam only by the double-walled tubes 20 on which it is welded.

Le volume intérieur de la chambre 25 et l'ensemble des espaces entre les deux parois des tubes 20 sont remplis par de l'hélium à une pression intermédiaire entre la pression du sodium en circulation dans le générateur de vapeur en contact avec la paroi externe des tubes 20 et l'eau ou la vapeur en circulation à l'intérieur des tubes 28.The internal volume of the chamber 25 and all of the spaces between the two walls of the tubes 20 are filled with helium at a pressure intermediate between the pressure of the sodium circulating in the steam generator in contact with the external wall of the tubes 20 and the water or steam circulating inside the tubes 28.

Dans le cas d'une fuite provoquée par une fissuration d'un des tubes 27 ou 28 constituant les tubes double paroi 20, il se produit donc une élévation de pression ou une chute de pression dans le volume interne de la boite collectrice 25 qui peut être enregistrée par le dispositif manométrique relié au tube 26, à l'extérieur de l'enveloppe 1. Toute fuite à travers l'un des tubes 27 ou 28 des tubes à double paroi 20 est donc ainsi détectée.In the case of a leak caused by a cracking of one of the tubes 27 or 28 constituting the double-walled tubes 20, there is therefore a rise in pressure or a drop in pressure in the internal volume of the manifold 25 which can be recorded by the pressure gauge connected to the tube 26, outside of the envelope 1. Any leakage through one of the tubes 27 or 28 of the double-walled tubes 20 is therefore thus detected .

Sur les figures 3 et 4, on a représenté une variante de réalisation du collecteur d'eau ou de vapeur 15 représenté à la figure 1.In FIGS. 3 and 4, an alternative embodiment of the water or vapor collector 15 shown in FIG. 1 is shown.

Ce collecteur de vapeur est constitué par une plaque tubulaire 44 dont la face interne à une forme sphérique concave et une enveloppe en forme de portion de sphère 45 venant se raccorder par une soudure 46 à la plaque tubulaire 44.This vapor collector consists of a tubular plate 44, the internal face of which has a concave spherical shape and an envelope in the form of a portion of a sphere 45 which is connected by a weld 46 to the tubular plate 44.

A sa partie supérieure, l'enveloppe sphérique 45 est reliée à une tubulure de sortie de vapeur 47. La plaque tubulaire 44 est reliée à la zone élargie 43 de l'enveloppe du générateur correspondant à la partie élargie 2 ou 3 représentée à la figure 1.At its upper part, the spherical casing 45 is connected to a steam outlet pipe 47. The tubular plate 44 is connected to the enlarged zone 43 of the generator casing corresponding to the enlarged part 2 or 3 shown in the figure 1.

Sur la figure 4, on voit que le tube extérieur 27 d'un tube à double paroi 20 est soudé à la face côté sodium 48 et à l'intérieur du trou de passage 49 traversant la plaque tubulaire 44, cependant que le tube intérieur 28 est soudé à l'intérieur du tube extérieur 27, ce qui assure sa fixation et la fermeture de l'espace de fuite entre les deux tubes 27 et 28.In FIG. 4, it can be seen that the outer tube 27 of a double-walled tube 20 is welded to the sodium side face 48 and inside the passage hole 49 passing through the tubular plate 44, while the inner tube 28 is welded to the inside of the outer tube 27, which secures it and closes the leakage space between the two tubes 27 and 28.

Sur les figures 5 et 6, on voit une seconde variante de réalisation des collecteurs d'eau ou de vapeur, le collecteur étant constitué, dans cette variante, par une enveloppe sphérique de grande épaisseur 50 totalement séparée de l'enveloppe 1 du générateur de vapeur. L'enveloppe 1 est soudée à sa partie supérieure ou inférieure à une plaque tubulaire 52 permettant la traversée des tubes à double paroi 20 pour leur passage à l'extérieur du générateur de vapeur.In FIGS. 5 and 6, a second alternative embodiment of the water or steam collectors is seen, the collector being constituted, in this alternative, by a very thick spherical envelope 50 completely separated from the envelope 1 of the generator. steam. The envelope 1 is welded at its upper or lower part to a tubular plate 52 allowing the passage through the double-walled tubes 20 for their passage outside the steam generator.

Sur la. figure 6, on voit que le tube extérieur 27 est fixé par soudure sur la face d'entrée 'de la plaque tubulaire 52 et que les tubes externe 27 et interne 28 sont fixés l'un à l'autre par une soudure 53 qui permet 'également la fermeture de l'espace de fuite entre les tubes 27 et 28, la soudure 53 étant à l'extérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur.On the. Figure 6, we see that the outer tube 27 is fixed by welding to the input face 'of the tube plate 52 and that the outer 27 and inner tubes 28 are fixed to each other by a weld 53 which allows 'also the closure of the leakage space between the tubes 27 and 28, the weld 53 being outside of the envelope of the steam generator.

Seuls les tubes internes 28 sont reliés au collecteur 50.Only the internal tubes 28 are connected to the manifold 50.

On voit que les principaux avantages du dispositif suivant l'invention sont de permettre une détection de fuite des tubes à double paroi grâce à un dispositif simple, distinct et éloigné des plaques tubulaires des collecteurs d'eau et de vapeur du générateur de vapeur. On ne se trouve donc pas en présence d'une concentration de soudure importante dans la zone des plaques tubulaires.It can be seen that the main advantages of the device according to the invention are to allow leakage detection of double-walled tubes by means of a simple device, distinct and distant from the tube plates of the water and steam collectors of the steam generator. There is therefore no presence of a significant weld concentration in the region of the tubular plates.

D'autre part, les chambres de détection de fuite permettent le raccord des tronçons successifs du faisceau tubulaire, à l'intérieur de L'enveloppe du générateur de vapeur mais dans une zone isolée du sodium liquide.On the other hand, the leak detection chambers allow the connection of successive sections of the tube bundle, inside the envelope of the steam generator but in an area isolated from liquid sodium.

La strueture d'ensemble du générateur de vapeur est extrêmement simple puisque celui-ci ne comporte que des tubes droits constitués par des tronçons successifs dont le raccord se fait à l'intérieur de la chambre de iétection de fuite. Cette chambre de détection de fuite fait d'ailleurs partie pratiquement de la structure du faisceau et ne comporte aucune liaison avec l'enveloppe du générateur de vapeur.The overall structure of the steam generator is extremely simple since it only has straight tubes formed by successive sections whose connection is made inside the leak detection chamber. This leak detection chamber is moreover practically part of the beam structure and has no connection with the envelope of the steam generator.

Il est possible de choisir pour les tubes interne et externe des tubes à double paroi des nuances d'acier différentes, dont l'une présentant une bonne résistance au sodium liquide et l'autre une résistance accrue à l'eau à haute température ou à la vapeur. On choisira par exemple un acier inoxydable austénitique pour constituer le tube externe et un acier inoxydable ferritique pour constituer le tube interne. Ces deux nuances d'acier doivent bien entendu avoir des coefficients de dilatation pas trop éloignés pour la zone de température de fonctionnement du générateur de vapeur.It is possible to choose for the internal and external tubes of the double-walled tubes of different steel grades, one of which has good resistance to liquid sodium and the other an increased resistance to water at high temperature or steam. For example, choose an austenitic stainless steel to form the outer tube and a ferritic stainless steel to form the inner tube. These two grades of steel must of course have expansion coefficients not too far apart for the operating temperature zone of the steam generator.

On pourra également choisir des nuances d'acier différentes pour constituer les tronçons 28a et 28b du tube intérieur, en choisissant une nuance adaptée à la vapeur pour le tronçon supérieur 28a et une nuance adaptée à l'eau pour la partie 28b.It may also choose different steel grades to form the sections 28a and 28 b of the inner tube, selecting a shade adapted to steam to the upper portion 28a and a shade adapted to water for the part 28b.

Mais l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits ; elle en comporte au contraire toutes les variantes.However, the invention is not limited to the embodiments which have been described; on the contrary, it includes all variants.

C'est ainsi que le faisceau peut être constitué par plus de deux tronçons successifs. Par exemple, dans le cas d''un faisceau constitué par trois tronçons successifs, les tubes du tronçon central seront reliés à chacune de leurs extrémités à une chambre collectrice de fuite.This is how the bundle can be made up of more than two successive sections. For example, in the case of a bundle consisting of three successive sections, the tubes of the central section will be connected at each of their ends to a leakage collecting chamber.

De manière générale, dans le cas de n tronçons successifs, on utilisera n - 1 chambres collectrices de fuite disposées à l'intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur.In general, in the case of n successive sections, n - 1 leakage collecting chambers arranged inside the envelope of the steam generator will be used.

A chacune de ces chambres collectrices de fuite sera associé un dispositif manométrique permettant la surveillance des tronçons de tube correspondants. On pourra ainsi avoir des données redondantes pour certains tronçons reliés à deux chambres successives par chacune de leurs extrémités.Each of these leakage collecting chambers will be associated with a manometric device allowing the monitoring of the corresponding tube sections. It will thus be possible to have redundant data for certain sections connected to two successive chambers by each of their ends.

Dans le cas de plusieurs tronçons successifs, comme il a été décrit plus haut, les nuances d'acier choisies pour la constitution des tubes peuvent être différentes.In the case of several successive sections, as described above, the steel grades chosen for the constitution of the tubes may be different.

La forme et la disposition des chambres collectrices de fuite peuvent être différentes de ce qui a été décrit. Dans l'exemple de réalisation, on a prévu une partie élargie torique de l'enveloppe pour permettre la circulation du sodium autour de la chambre collectrice de fuite. La circulation du sodium au niveau de la face supérieure de cette chambre collectrice de fuite devient radiale, ce qui est favorable puisque le balayage de la face supérieure de la chambre de détection de fuite évite tout dépôt d'impuretés.The shape and arrangement of the leakage collecting chambers may be different from what has been described. In the exemplary embodiment, an enlarged toric part of the envelope is provided to allow the circulation of sodium around the leakage collecting chamber. The circulation of sodium at the level of the upper face of this leakage collecting chamber becomes radial, which is favorable since the sweeping of the upper face of the leakage detection chamber avoids any deposit of impurities.

D'autre part, la portion torique élargie 4 de l'enveloppe permet des déformations longitudinales de celle-ci permettant d'absorber les dilatations thermiques différentielles. Ceci est particulièrement important dans le cas de structures de très grande hauteur nécessaires pour la constitution de générateurs de grande puissance.On the other hand, the enlarged toric portion 4 of the envelope allows longitudinal deformations of the latter making it possible to absorb differential thermal expansions. This is particularly important in the case of very high structures necessary for the constitution of generators of high power.

Cependant, la ou les chambres collectrices de fuite et l'enveloppe peuvent avoir des formes différentes de celles qui ont été décrites.However, the leakage collecting chamber or chambers and the envelope may have different shapes from those which have been described.

Les collecteurs d'eau et de vapeur peuvent avoir une forme non seulement sphérique mais encore torique ou cylindrique, lorsqu'ils sont totalement indépendants de l'enveloppe (1) du générateur de vapeur et disposés comme représenté à la figure 5.The water and steam collectors can have a shape not only spherical but also toric or cylindrical, when they are completely independent of the envelope (1) of the steam generator and arranged as shown in FIG. 5.

Enfin, le générateur de vapeur suivant l'invention peut être associé à tous les réacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis par un métal liquide qu'ils soient du type semi-intégré ou à boucles.Finally, the steam generator according to the invention can be associated with all fast neutron nuclear reactors cooled by a liquid metal whether they are of the semi-integrated or loop type.

Claims (7)

1.- Générateur de vapeur pour un réacteur nucléaire refroidi par du métal liquide comportant une enveloppe (1) de forme générale cylindrique, disposée avec son axe vertical, renfermant un faisceau de tubes (10) à double paroi constitués chacun par deux tubes coaxiaux (27, 28) dont un tube interne (28), communiquant à l'une de ses extrémités avec un dispositif de distribution d'eau (12) ou collecteur et à son autre extrémité avec un collecteur de vapeur (15) et un tube externe (27) en contact par sa paroi externe avec le métal liquide circulant de haut en bas dans l'enveloppe (1) du générateur de vapeur, caractérisé par le fait que le faisceau (10) est constitué par des tubes (20) sensiblement droits dirigés suivant la direction axiale de l'enveloppe (1) du générateur de vapeur formés chacun d'au moins deux tronçons successifs (20a et 20b) dans la direction axiale comportant chacun : - un tube externe (27a ou 27b) soudé à l'une de ses extrémités au moins à la paroi d'une chambre collectrice de fuite (25) disposée entièrement à l'intérieur de l'enveloppe (1) du générateur de vapeur en une zone éloignée de ses extrémités, traversant cette paroi et n'étant pas relié au tube externe du tronçon adjacent (27a, ou 27b) soudé à la même chambre collectrice (25), - et un tube interne (28a ou 28b) soudé au tube interne du tronçon adjacent (28a ou 28b), la soudure de raccord (35) étant placée à l'intérieur de la chambre collectrice (25), l'espace de fuite de faible largeur entre les parois en vis-à-vis des tubes interne et externe (27 et 28) d'un tronçon de tube quelconque (20a ou 20b) étant uniquement en communication avec l'espace intérieur d'au moins une chambre collectrice (25). 1.- Steam generator for a nuclear reactor cooled by liquid metal comprising an envelope (1) of generally cylindrical shape, arranged with its vertical axis, enclosing a bundle of double-walled tubes (10) each consisting of two coaxial tubes ( 27, 28) including an internal tube (28), communicating at one of its ends with a water distribution device (12) or collector and at its other end with a vapor collector (15) and an external tube (27) in contact by its outer wall with the liquid metal flowing from top to bottom in the envelope (1) of the steam generator, characterized in that the bundle (10) consists of substantially straight tubes (20) directed in the axial direction of the envelope (1) of the steam generator each formed from at least two successive sections (20a and 20 b ) in the axial direction each comprising: - an external tube (27a or 27 b ) welded at one of its ends at least to the wall of a leakage collecting chamber (25) disposed entirely inside the envelope (1) of the steam generator in a zone remote from its ends, passing through this wall and not being connected to the external tube of the adjacent section (27a, or 27 b ) welded to the same collecting chamber (25), - and an internal tube (28a or 28 b ) welded to the internal tube of the adjacent section (28a or 28 b ), the connection weld (35) being placed inside the collecting chamber (25), the leakage space of small width between the walls facing the inner and outer tubes (27 and 28) of any length of tube (20a or 20b ) being only in communication with the interior space d '' at least one collecting chamber (25). 2.- Générateur de vapeur suivant la revendication (1), caractérisé par le fait que la chambre collectrice de fuite (25) est reliée uniquement aux tubes (20) du faisceau (10) et ne comporte aucun point de contact avec l'enveloppe (1) du générateur de vapeur.2.- Steam generator according to claim (1), characterized in that the leakage collecting chamber (25) is connected only to the tubes (20) of the bundle (10) and has no point of contact with the envelope (1) of the steam generator. 3.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'enveloppe (1) comporte dans au moins une zone éloignée de ses extrémités, au moins un élargissement (4) à l'intérieur duquel est disposée une boite collectrice (25).3.- Steam generator according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the envelope (1) comprises in at least one zone remote from its ends, at least one widening (4) inside which is arranged a manifold (25). 4.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que les tubes internes (28) d'une part et les tubes externes (27) d'autre part constituant les tubes à double paroi sont en des nuances d'acier différentes.4.- Steam generator according to any one of claims 1, 2 and 3, characterized by the fact that the internal tubes (28) on the one hand and the external tubes (27) on the other hand constituting the double-walled tubes are made of different steel grades. 5.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que les tronçons (28a, 28b) successifs constituant le tube interne (28) des tubes à double paroi (20) sont constitués par des nuances d'acier différentes.5.- Steam generator according to any one of claims 1, 2 and 3, characterized in that the successive sections (28a, 28 b ) constituting the internal tube (28) of the double-walled tubes (20) are formed by different steel grades. 6.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que l'un au moins des collecteurs d'eau et de vapeur (45) est constitué par une plaque tubulaire (44) fermant une des extrémités du générateur de vapeur et par une paroi complémentaire (45).6.- Steam generator according to any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that at least one of the water and steam collectors (45) is constituted by a tubular plate (44) closing one of the ends of the steam generator and by a complementary wall (45). 7.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que l'un au moins des collecteurs d'eau et de vapeur (50) est totalement indépendant de l'enveloppe (1) du générateur de vapeur et que seuls les tubes internes (28) des tubes à double paroi sont.ré- liés à ce collecteur (50).7.- Steam generator according to any one of claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that at least one of the water and steam collectors (50) is completely independent of the casing (1) of the steam generator and that only the internal tubes (28) of the double-walled tubes are connected to this collector (50).
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