EP0696719A1 - Dispositif de nettoyage par jet de liquide d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur et utilisation - Google Patents

Dispositif de nettoyage par jet de liquide d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur et utilisation Download PDF

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EP0696719A1
EP0696719A1 EP95401587A EP95401587A EP0696719A1 EP 0696719 A1 EP0696719 A1 EP 0696719A1 EP 95401587 A EP95401587 A EP 95401587A EP 95401587 A EP95401587 A EP 95401587A EP 0696719 A1 EP0696719 A1 EP 0696719A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzles
cleaning
tubes
bundle
support
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP95401587A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Martin Bourdelet
Bernard Magnin
Alain Vouzellaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Areva NP SAS
Original Assignee
Framatome SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Framatome SA filed Critical Framatome SA
Publication of EP0696719A1 publication Critical patent/EP0696719A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G15/00—Details
    • F28G15/04—Feeding and driving arrangements, e.g. power operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00—Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02—Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
    • F22B37/48—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers
    • F22B37/483—Devices for removing water, salt, or sludge from boilers; Arrangements of cleaning apparatus in boilers; Combinations thereof with boilers specially adapted for nuclear steam generators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/16—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris
    • F28G1/166—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances using jets of fluid for removing debris from external surfaces of heat exchange conduits

Definitions

  • the invention relates to a device for cleaning by liquid jet of a tube plate of a heat exchanger and in particular of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
  • Pressurized water nuclear reactors include steam generators which heat and vaporize feed water using the heat transported by pressurized water to cool the reactor core.
  • the pressurized water nuclear reactors comprise, on each of their primary branches, a steam generator having a primary part in which the pressurized water circulates for cooling the reactor and a secondary part receiving feed water which is gradually heated and vaporized and leaves the secondary part of the steam generator in the form of steam which is sent to a turbine associated with the nuclear reactor to drive an alternator for the production of electric current.
  • Such steam generators comprise an outer casing of generally cylindrical shape arranged with its vertical axis and integral with a substantially horizontal tubular plate whose lower face or inlet face constitutes a wall of the water supply box for the generator of pressurized water vapor constituting the primary fluid.
  • the steam generator also comprises a bundle of bent U-shaped tubes each comprising two straight branches parallel to each other, the ends of which are fixed in holes passing through the tube plate between the lower face of entry of the tube plate and the upper face of exit by which the bundle tubes enter the secondary part of the steam generator which is delimited by an internal bundle envelope arranged in a position coaxial with inside the external envelope, so that an annular space is formed between the external wall and the internal envelope of the bundle.
  • the internal envelope has a lower end situated at a certain distance above the upper face of the tube plate, so as to provide a passage space for the steam generator feed water which is introduced. in the secondary part comprising the bundle disposed inside the internal envelope, through the annular space.
  • the passage and fixing holes of the bundle tubes in the tube plate are arranged in a regular network over the entire surface of the tube plate, with the exception of the peripheral part of the tube plate which constitutes an annular free path to the plumb of the annular space for supplying water and a central portion of diametrical direction constituting a central aisle or street of water on either side of which are arranged the straight branches of the tubes.
  • the tubes in the central part of the bundle delimit, between their straight branches, a free space extending in the axial direction of the tubes and of the bundle, above the central aisle of the tube plate.
  • a beam partition plate is generally placed inside the free space at the central part of the beam, in an arrangement parallel to the axis of the straight branches of the tubes and to the central aisle.
  • This plate can rest on the tube plate or have a lower edge disposed at a certain distance above the upper face of the tube plate.
  • the external envelope and the internal envelope of the bundle are generally pierced with openings arranged in diametrically opposite positions opening into the central free space of the steam generator harness.
  • the pressurized water which constitutes the primary coolant for the core is brought into a compartment of the water box, so as to be distributed under the inlet face of the tube plate, in the inlet ends of the bundle tubes.
  • Pressurized water at high temperature then circulates in the bundle tubes to exit through the outlet ends of these tubes in a second compartment of the water box connected to the primary circuit of the reactor to ensure the return of the cooling water. in the tank.
  • the feed water which is brought and distributed in the annular free space around the internal bundle envelope circulates from top to bottom in the annular free space, enters the bundle envelope below its end. lower then comes into contact with the bundle tubes through the wall of which the heat exchange takes place between the primary fluid and the feed water.
  • the feed water is gradually heated and then vaporized during its journey in contact with the bundle tubes in the vertical direction and from bottom to top.
  • the steam produced is dried in the upper part of the steam generator and leaves the external envelope by a tube connected to the upper end of the external envelope.
  • the steam produced which is used in the turbine of the reactor is condensed and recovered at the level of a condenser then returned to the steam generator, so that the secondary part of the steam generator in which the feed water circulates operates in circuit closed.
  • the feed water is treated and has chemical characteristics which limit its corrosion power as much as possible.
  • the supply water is loaded with corrosion products such as oxides which tend to deposit in the form of sludge in the parts of the secondary circuit where the water supply circulates at low speed and in particular on the upper outlet face of the steam generator tube plate between the bundle tubes.
  • the sludge deposited on the tube plate at the junction of the tubes of the bundle produces corrosion which can eventually lead to a reduction in the thickness of the tubes, the formation of cracks in their wall and possibly their rupture.
  • tubular plates of the steam generators must be cleaned regularly during the shutdown phases for maintenance and recharging of the nuclear reactor and even before industrial commissioning.
  • This cleaning can be carried out by sending water jets on the upper exit face of the tube plate, between the rows of tubes of the bundle, in the direction from the center towards the periphery of the bundle.
  • the sludge is detached from the outlet face of the tube plate and directed towards the peripheral free space situated around the lower part of the bundle on the upper face of the tube plate where it is sucked, for example by a pipe introduced by a opening through the outer casing of the steam generator.
  • the tubes of the bundle are arranged in rows in which the tubes constitute flat sheets parallel to the axis of the bundle. Between two successive parallel rows of bundle tubes, a rectilinear free space is provided which is plumb with a zone of the tubular plate opening, at one of its ends, in the central space of the tubular plate constituting the central aisle and, at its other end, in the peripheral space where the sludge separated by the jets of liquid is collected during cleaning.
  • the cleaning operation consists in directing a jet of liquid under high pressure, along each of the aisles of the tube plate between two rows of tubes, so as to carry out a sweeping of the aisle between the rows of tubes, from the aisle central to the peripheral space in which the sludge is collected. In this way, the sludge is drawn towards the peripheral space.
  • These cleaning devices are generally introduced into the envelope of the steam generator, through a pair of openings passing through the envelope of the steam generator and placed in diametrically opposite arrangements.
  • a carriage is movably mounted on the rail which is designed to provide flexibility in a direction perpendicular to the partition plate and to the axes of the tubes and a rigidity in the direction of the axis of the tubes sufficient to support the mobile carriage.
  • the carriage carries one or more cleaning ramps which each comprise a set of nozzles whose axes are directed along planes parallel to the rows of tubes of the bundle and which can be supplied with liquid under high pressure, so as to form jets which are led successively, during the movement of the carriage on the rail, in each of the aisles between the rows of tubes.
  • the sweeping of each of the aisles is carried out by oscillating the nozzles around an axis parallel to the guide rail of the carriage, so as to move the jet between a position making it possible to reach the central aisle and a position inclined towards the outside to reach the peripheral space of the steam generator.
  • Such a device is complex, insofar as it is necessary to provide means for moving the carriage which can be introduced into the envelope of the steam generator by a manhole and means making it possible to oscillate the nozzles between two positions extremes.
  • the rows of tubes and the aisles between the rows that open into the central aisle have three different directions.
  • the aisles of a first set are directed perpendicular to the water street and to the rail of the cleaning device, a second set has aisles directed at 30 ° and a third set has aisles directed at 150 ° to the street central water and to the guide rail of the cleaning device.
  • the cleaning device must therefore include ramps having sets of nozzles directed in the three directions of the aisles between the tubes, which complicates the production and the positioning of the device in each of its working positions.
  • the object of the invention is therefore to propose a device for cleaning by liquid jet of a tube plate of a heat exchanger comprising a substantially cylindrical external envelope, a transverse tube plate integral with the external envelope, a bundle of tubes, the ends of which are fixed in holes passing through the tube plate between an entry face of the tube plate constituting a wall of a water box and an exit face through which exit the tubes of the bundle which have parallel straight branches between them and which are arranged in a regular network in the transverse planes parallel to the faces of the tube plate, the bundle delimiting a central free space in the axial direction of the straight branches of the tubes, above a central aisle of diametrical direction on the exit face of the plate tubular, in which is disposed a separation plate parallel to the axial direction of the tubes, the cleaning device comprising a semi-rigid rail provided with fixing means inside the steam generator, between two diametrically opposed openings passing through the outer casing and against the partition plate, a support mounted movable on the rail in a diametrical direction of
  • the cleaning device further comprises means for positioning the support and the nozzle holder in any position for cleaning a set of aisles between the rows of tubes opening into the central aisle , comprising a support and centering means intended to cooperate with at least one tube of the bundle and an actuation means controlled by the cleaning liquid, for the application of the support and centering means against the tube, with resumption of effort by the separation plate.
  • the cleaning device comprises, in the case of cleaning a tubular plate of a steam generator comprising a bundle of tubes arranged in a triangular mesh network, a first set of cleaning nozzles mounted oscillating on the support and directed perpendicular to the guide rail of the support, and at least one set of cleaning nozzles mounted fixed on the support, aligned along an elliptical line having for axis the axis of oscillation of the nozzles of the first set and directed at 60 ° relative to the axis of the nozzles of the first set as well as means for supplying cleaning liquid constituted by a tubular support for the nozzles of the first assembly mounted to oscillate and comprising at least one successive supply opening for the nozzles of the second set arranged along the elliptical line, during the oscillation of the nozzles of the first set and their support.
  • Figure 1 is an exploded perspective view of the lower part of a steam generator in which is carried out an operation of cleaning the tube plate and the lower part of the bundle using a device according to the invention.
  • Figure 2 is a half-view in section through a transverse plane of the steam generator into which is introduced a cleaning device according to the invention.
  • Figure 3 is a top view of a part of the cleaning device constituted in the form of a launching ramp.
  • FIG. 4 is an elevation view along 4 of FIG. 3.
  • FIG. 5 is a view in section through an axial plane of a first longitudinal part of the ramp shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 6 is a view in section through an axial plane of a second longitudinal part of the ramp shown in FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 7 is a sectional view along 7-7 of FIG. 4.
  • FIG. 8 is a sectional view along 8-8 of FIG. 4.
  • FIG. 9 is a sectional view along 9-9 of FIG. 4.
  • FIG. 1 there is shown the lower part 1 of a steam generator comprising an outer casing 2 of substantially cylindrical shape arranged with its vertical axis, a bundle of tubes 3 inside a bundle casing 4 disposed coaxially inside the outer casing 2 and a tubular plate 5 delimiting a water box 6 of hemispherical shape constituting the lower part of the steam generator.
  • the tubular plate 5 is traversed by a network of openings having a regular arrangement, in each of which is fixed one end of a tube of the bundle 3.
  • Each of the tubes of the bundle 3 has the shape of a U and has two straight branches parallel to each other which are engaged at their end in two holes in the tube plate opening into the water box 6, on either side of a partition wall of the water box separating the latter into a hot collector into which enters the reactor cooling water coming from the tank and heated by the heat released by the core and a cold collector in which the cooling water having circulated in the tubes of the bundle 3 so as to ensure, by thermal transfer, the heating and vaporization of the feed water introduced in the envelope of the generator 2 by means of pipes 9.
  • Tubing 7 opening into the hot manifold of the water box ensures the junction of the water box with a pipe from the primary circuit of the reactor connected to the tank.
  • a second tube 8 opening into the cold collector of the water box 6 ensures the connection of the water box to a second pipe of the primary circuit by which the water is returned to the vessel of the nuclear reactor.
  • the steam generator feed water penetrating inside the external envelope 2 via the pipes 9 flows from top to bottom in an annular space formed between the external envelope 2 and the bundle envelope 4 to come into contact with the bundle tubes 3 at the lower part of the bundle casing 4 which is situated at a certain distance above the upper face of the tube plate 5.
  • the tubular plate 5 comprises a central aisle of diametral direction 12 which is not pierced with holes for crossing tubes and which separates the tubular plate into two parts in which the plate is crossed by holes arranged in a regular network.
  • the U-shaped bundle tubes are mounted on the tube plate, so that one of their straight branches is fixed at its end on one side of the central aisle 12 of the tube plate and their second straight branch of the other side of the central aisle 12 or water street along which the steam generator water is collected, when it is emptied.
  • the tubes are fixed, the curved part of which has the smallest radius of curvature, which are aligned to form two rows of straight branches on either side of the water street and delimit, at the central part of the bundle, a free space 13 parallel to the straight branches of the tubes and located directly above the street d central water 12.
  • a beam separation plate 10 having a vertical and diametral arrangement inside the beam and separating the beam into two parts, each of the parts of the beam comprising all of the first branches or seconds bundle tube branches 3.
  • the separation plate 10 is fixed inside the bundle over a certain height and passes through each of the spacer plates 11 ensuring the maintenance of the tubes of the bundle 3 according to a regular network, each of the spacer plates being made up of two half-plates between which the separation plate 10 passes.
  • Openings 14 called fist holes passing through the external envelope 2 of the steam generator are arranged in two diametrically opposite locations on the external envelope 2 of the steam generator, on either side of the central free space 13 in which is placed the vertical separation plate 10 resting by its lower part on the tubular plate 5, at the level of the water street 12 of the steam generator.
  • the bundle envelope is also pierced with openings, facing the fist holes 14, so that it is possible, through the fist holes 14, to access each of the parts of the bundle, on either side of the separation plate 10.
  • the tubular plate 5 also comprises an annular peripheral part 15 disposed directly above the annular space, between the external envelope 2 of the steam generator and the bundle envelope 4, which is not pierced with openings of passage and fixing of tubes from beam, this zone being outside the envelope 4 in which the beam 3 is arranged.
  • the supply water circulating in the secondary circuit of the steam generator comprising the interior space of the external envelope 2 of the steam generator, above the tube plate 5, becomes progressively charged with corrosion products such as oxides which constitute sludge tending to settle in areas where the supply water of the secondary circuit has a low speed.
  • the sludge accumulates on the upper face of the tube plate 5, between the tubes of the bundle 3.
  • the deposit of sludge on the tube plate can cause some corrosion of the tubes of the bundle, in the exit zone of the tubular plate.
  • FIGS. 1 and 2 Such a device 16 produced according to the invention has been shown in FIGS. 1 and 2.
  • the device 16 comprises a straight rail 17 which is introduced into the free space 13 through the fist holes 14, fixed at its ends to the envelope of the steam generator, so as to be in tension and pressed against the plate separation 10 of the beam, in an area located above the upper face of the tube plate 5 and below the spacer plate 11 located lowest in the bundle 3.
  • the rail 17 guides a support 18 which can be moved by sliding on the rail 17, above the water street 12 in diametrical direction and along its entire length, thanks to a flexible conduit 20 by the through which one can ensure a thrust on the support 18 mounted sliding on the rail 17, from outside the envelope of the steam generator, manually or by using a displacement device 21 comprising a puller-pusher.
  • the support 18 of the cleaning device 16 comprises at least one cleaning ramp 19 comprising nozzles which can be inclined so that jets of cleaning liquid coming from the nozzles of the ramp 19 reach the upper face of the tube plate 5 in the aisles between rows of bundle tubes 3.
  • the flexible conduit 20 is also connected to the ramp 19 at one of its ends and to a means for distributing liquid under cleaning pressure at its other end, such as a pump, so as to supply the ramp 19, a pressurized liquid which is ejected by the nozzles of the boom 19 in the form of rectilinear jets with a strong impact effect.
  • the openings passing through the tube plate 5 and the tubes 22 of the bundle 3 are arranged in a triangular mesh network, so that the aisles between the rows rectilinear tubes 22 have three different directions 23a, 23b and 23c respectively making an angle of 90 °, 30 ° and 150 ° with an oriented axis 24 disposed longitudinally in the central water street 12.
  • Efficient cleaning of the tube plate and of the lower part of the tubes 22 can be achieved by successively sending jets of water with a strong impact effect towards the tube plate 5, in the free spaces between the rows of the tubes located perpendicular to the aisles directed along at least one of the directions 23a, 23b and 23c.
  • the support 18 of the launching ramp 19 of the cleaning device 16 according to the invention makes it possible to move the ramp 19 step by step, so as to successively ensure the sweeping and cleaning of all the aisles between the tubes of the generator bundle of steam located in at least one of directions 23a, 23b and 23c.
  • the scanning will be carried out successively along a set of two aisles of directions 23a and 23b or 23a and 23c or alternatively along a set of three aisles directed along the three directions 23a, 23b and 23c.
  • each of the radial direction aisles of the tubular plate 5 of the steam generator causes the sludge to become detached and to be entrained in the peripheral free space 15 inside which the sludge is sucked up by a device 25 constituted for example by one or more pipes connected to a suction means on which are arranged suction strainers resting on the tubular plate, at the level of the central peripheral space 15.
  • the suction device 25 can be introduced into the envelope of the steam generator through the fist holes 14.
  • the movable support 18 of the ramp 19 is produced in the form of a plate comprising on its rear face a dovetail opening 26 intended to come to engage on the rail 17 whose profile has a dovetail profile corresponding to the profile of the opening 26.
  • the rail 17 is produced in the form of a semi-rigid strip made of a material such as a plastic material whose lateral edges are inclined; the rail 17 has a section whose length / width ratio is such that the rail 17 has a certain flexibility when stressed in a direction perpendicular to the large faces of the rail and is perfectly rigid in a direction parallel to these large faces.
  • the support 18 of the ramp 19 can be engaged on one of the ends of the rail which provides its support and moved along the length of the rail 17.
  • the rigidity of the rail 17 in the transverse directions parallel to the large faces of the rail makes it possible to maintain the support 18 and to resume the forces exerted in reaction on the ramp 19, during the formation of the cleaning jets.
  • the ramp 19 comprises two end parts 27 and 28 fixed by screws, respectively 27 'and 28', on the support 18 and a part 30 of generally tubular shape with circular section mounted to rotate around its axis in parts 27 and 28 of the ramp constituting a nozzle holder and comprising a central part 29 on which are mounted three nozzles 31 directed in a direction perpendicular to the axis of the nozzle holder 30 of the ramp, itself parallel to the rail 17.
  • the nozzles 31, the spacing of which corresponds to a multiple of the distance between the rows of tubes of the bundle, for example the distance of which is equal to twice the distance between the rows of tubes, make it possible to clean the aisles between the rows of tubes perpendicular to the separation plate 10, that is to say the aisles of direction 23a perpendicular to the longitudinal direction 24 of the water street 12 disposed at the central part of the tube plate of the steam generator.
  • the direction 33b corresponds to an inactive position of the nozzles, the effective action of which begins when the nozzles pass along the vertical, this action extending during the pivoting of the nozzle holder 30 carrying the nozzles 31, until the axes nozzles have reached in direction 33a.
  • the position of the axis of the nozzles along the vertical corresponds to an impact of the jet of the nozzles on the central aisle 12 of the tubular plate corresponding to the water street and the position of the nozzles with their axis along the direction 33a corresponds to an impact of the jet of nozzles in the vicinity of the peripheral space 15 of the tube plate.
  • the nozzle holder 30 has a recess 30a having an angular amplitude slightly greater than 90 °, along its periphery.
  • a stop 32 is fixed on the fixed part 27 of the body of the ramp 19 slightly projecting inside the central part movable in rotation 29, so as to come to engage in the recess 30a.
  • FIG. 9 shows a nozzle 31 which is fixed in the wall of the nozzle holder 30, so that the channel for forming a jet of liquid from the nozzle is arranged in a radial direction of the nozzle holder 30 and in communication with the central bore of the nozzle holder.
  • FIG. 9 also shows the extreme positions 33a and 33b of the axis of the jet forming channel of the nozzle 31 arranged on either side of the vertical 33 passing through the axis of the nozzle holder 30 .
  • the end portions 27 and 28 of the ramp 19 fixed on the mobile support 18 each have two recesses of elliptical shape respectively 34a and 34b as regards the part 27 and 35a and 35b as regards the part 28, having as axis the axis common to the two bores of the parts 27 and 28 along which the nozzle holder is rotatably mounted 30.
  • the recesses 34a, 34b, 35a and 35b have, as can be seen in FIGS. 5 and 6, sections by an axial plane, substantially in the form of an asymmetrical V, the two sides of which are inclined differently with respect to the axial direction.
  • the sides of the V-shaped cross sections of the elliptical recesses 34a, 34b, 35a and 35b most inclined with respect to the axis of rotation of the part 30 make an angle of 30 ° or 150 ° with the axial direction.
  • each of the elliptical recesses are crossed by successive openings arranged along an elliptical line constituting sets of openings 36a, 36b, 37a and 37b disposed respectively on the recesses 34a, 34b, 35a and 35b.
  • the openings of the sets of openings 36a, 36b, 37a, 37b pass through a wall of the fixed parts 27 and 28 of the ramp 19, between the bore in which the nozzle holder 30 is rotatably mounted and the most inclined outer surface of the corresponding recess, in a direction perpendicular to the most inclined face of the recess, this direction making an angle of 30 ° with the axis of rotation of the tubular part 30, that is to say an angle of 60 ° with the axial direction of the nozzles 31 along which jets of cleaning liquid are directed in the aisles between the rows of tubes directed by the direction 23a shown in FIG. 2.
  • the openings of the sets of openings 36a and 36b whose axis is directed at 60 ° relative to the axis of the nozzles 31 are therefore directed along the direction aisles 23b making an angle of 60 ° with the direction 23a.
  • the openings of the sets of openings 37a and 37b machined in the fixed part 28 of the ramp 19 have axes directed along spaces between the rows of direction tubes 23c at 150 ° relative to direction 24.
  • the sets of openings 36a and 36b on the one hand and 37a and 37b on the other hand constitute fixed nozzles capable of sending jets of liquid into free spaces between the rows of tubes.
  • the successive openings arranged on an elliptical line constituting a set of openings such as 36a, 36b, 37a or 37b have an increasing inclination relative to the vertical, along each of the elliptical lines on which the openings are arranged.
  • the first opening is directed practically along the vertical, so as to form a jet whose point of impact on the tube plate is located substantially at the level of the water street 12 of the tube plate.
  • the opening of the set of openings disposed at the other end of the helical line has an inclination relative to the vertical such that the jet formed by this opening constituting a cleaning nozzle strikes the tubular plate in the vicinity of the space free peripheral 15.
  • the intermediate openings also constituting cleaning nozzles have inclinations with respect to the vertical intermediate between the inclinations of the two end nozzles, so as to direct a cleaning jet along zones of an aisle between two rows of intermediate tubes between the street central water and peripheral free space.
  • the wall of the tubular part 30 is crossed, at each of the sets of openings 36a, 36b, 37a, 37b by a light of substantially rectangular shape, respectively 38a, 38b, 39a, 39b.
  • the slots 38a, 38b, 39a and 39b move relative to the openings of the sets of openings 36a, 36b, 37a , 37b, so as to bring the openings of the sets of openings into communication, successively and gradually with the internal bore of the part 30 by means of which the nozzles are supplied with cleaning liquid under very high pressure.
  • the aisles are swept between the rows of tubes aligned in the inclined directions 23b and 23c.
  • the lights 38a, 38b, 39a, 39b are provided so that, when the axis of the nozzles 31 is directed in the direction 33b, that is to say in a direction making an angle of less than 10 ° with the vertical 33 (see FIG. 9), none of the openings of the sets of openings 36a, 36b, 37a, 37b is in communication via a light, with the bore of the tubular part 30.
  • the first opening of each of the sets of openings is brought into communication with the corresponding light, then the following openings, so as to carry out a progressive scanning along the aisles inclined in the directions 23b and 23c.
  • the ramp 19 is fixed to one end of the flexible conduit 20 by means of which the ramp is moved from outside the envelope of the steam generator.
  • an additional device is therefore used for precise positioning of the ramp relative to the rows of tubes.
  • the device 40 comprises a support and centering piece 41 comprising an opening 41a of trapezoidal shape or any shape adapted to the external shape and to the diameter of the tubes, flared in the direction of the external part of the ramp 19 directed towards the tube 22 of bundle 3 and open to the outside.
  • the part 41 is connected to the end parts of two rods 42 and 42 'constituting two guide and return rods engaged in two transverse openings machined in the body 43 of the device fixed to the body of the ramp 19, as can be seen in FIG. 8.
  • Each of the guide and return rods 42 and 42 ' has an enlarged head bearing on a helical return spring 44 or 44' mounted inside the transverse opening of the body 43 of the positioning device.
  • the body 43 of the positioning device comprises a cylindrical opening 45 constituting a cylinder in which a sliding actuating piston 45 ′ is mounted slidingly bearing by a part end on the support and centering piece 41.
  • the cylinder 45 communicates, via a first channel 46 and a second channel 46 'machined in the support 43 and in the ramp body 19, with the internal bore of the tubular part 30, via a light 47 passing through the wall of the tubular part 30 and extending over an arc of an amplitude substantially equal to 90 °.
  • the position of the light 47 relative to the channel 46 ' is such that the cylinder 45 is in communication with the bore of the tubular part 30 by which the cleaning liquid under pressure reaches the nozzle, as soon as the tubular part 30 is in an orientation such that the axis of the oscillating nozzles 31 is along the vertical 33.
  • the cylinder 45 then remains in communication with the bore of the tubular part 30, during the pivoting movement of the tubular part 30 to direct the nozzles 31 so as to carry out the scanning of a set of aisles between the tubes over all their length.
  • the support and centering device 41 being in its retracted position shown in FIG. 3, the ramp 19 fixed to the end of the conduit 20 can be moved inside the central space of the bundle, above the water street 12 of the tubular plate, by pushing or pulling on the tube 20, from outside the steam generator.
  • the displacement of the ramp 19 which is integral with the movable support 18 is guided by the rail 17.
  • the positioning of the nozzles 31 is identified in the extension of three aisles between the rows of tubes which must be perform cleaning. This positioning of the ramp 19 by identifying the position or the displacement of the duct 20 is carried out approximately.
  • the tubular part 30 is then made to pivot, via the conduit 20, so as to return to a position where the axis of the nozzles 31 is directed substantially along the vertical 33 (see FIG. 9).
  • Cleaning liquid sent under pressure by the pumping installation in the conduit 20 enters the bore of the tubular part 30 and via the lumen 47 of the tubular part 30 which is placed in coincidence with the channel 46 'in the cylinder 45; the piston 45 ′ is pushed back by the pressurized liquid in the direction of the support and centering piece 41.
  • the exit of the piston 45 ′ under the effect of the pressurized liquid causes a displacement of the part 41 which engages with a tube 22 of a row of tubes, as shown in FIG. 5.
  • the cooperation of the inclined surfaces of the cavity 41a of the part 41 with the tube produces a slight axial displacement of the ramp 19, so that its position is adjusted extremely precisely relative to the aisles of tubes in which the cleaning is carried out.
  • the part 41 exerts a force on the tube and thus ensures the maintenance of the ramp 19 and of the support 18 during cleaning by the jets of liquid from the nozzles, the forces being taken up by the separation plate 10, via the ramp 19 of the mobile support 18 and of the rail 17.
  • the adapter 48 is produced in the form of an assembly comprising a cylinder 48a fixed on an end part of the ramp 19 and of the support 18 and a piston 48b mounted in the cylinder 48a with a certain latitude of axial movement.
  • the flexible conduit 20 is connected to the end part of the piston 48b produced in a tubular form and mounted leaktight inside the cylinder 48a.
  • the tubular part 30 is integral with a stop ring 49 by means of pins 49 '.
  • the stop ring 49 has a grooved part which is engaged inside a diametrically widened part of the bore of the piston 48b comprising internal grooves corresponding to the grooves of the stop ring 49.
  • the tubular part 30 is integral in rotation with the tubular piston 48b and has a certain latitute of displacement in axial translation relative to the piston 48b.
  • This latitude of axial movement allows the adaptation of the position of the ramp by using the device 41 without exerting push or pull on the conduit 20.
  • tubular part 30 can be rotated about its axis through the conduit 20 and the piston 48b.
  • the tubular piece 30 integral with the ramp 19 moves in the axial direction relative to the conduit 20 and the piston 48b integral with this conduit.
  • the end of the tubular part 30 and the ring 49 move by sliding inside the bore of the piston 48b and the cylinder 48a moves by sliding on the external surface of the piston 48b.
  • the pressurized cleaning fluid supplying the conduit 20 can reach the interior of the bore of the tubular part 30 via the bore of the piston 48b. It is thus possible to supply the nozzles 31 and, via the lights 38a, 38b, 39a, 39b, successive fixed nozzles of the sets of inclined nozzles arranged along elliptical lines.
  • the end of the tubular part 30 opposite the end engaged inside the adaptation device 48 is closed in a leaktight manner by a plug 50 which is fixed inside 'a threaded end portion of the tubular part 30 and which comes to bear via a shoulder 50a and a sealing washer 52, on an end flange of a sleeve 51 bearing on the end of the tubular part 30 and engaged around the external surface of the part 30, with the interposition of a seal 51a.
  • the ends of the tubular part 30 are identical and both comprise a tapped part for the engagement of a closure plug such as the plug 50 and a stop sleeve 49 fixed by screws playing the role of pins.
  • This reversibility of the ramp 19 also makes it possible to successively treat the two parts of the tube plate and the two half-bundles arranged on either side of the separation plate 10 of the steam generator.
  • a flexible rail 17 which is stretched, pressed against the beam separation plate 10 and fixed by its clips, is put in place, through the fist holes located in diametrically opposite positions on the bundle envelope. ends on the outer casing of the steam generator, at the level of the fixing flanges for the closing flaps of the fist holes 14. It is possible, for example, to use clamping plates for the ends of the rail which are fixed and tightened by means of engaged screws in threaded holes of the flanges fixing the taps of the fist holes.
  • the rail is arranged on one side of the separation plate, so that one of the two parts of the tube plate and the lower part of the tubes of the corresponding half-beam can be cleaned.
  • the support 18 of the ramp 19 is engaged on the rail to which is connected, by means of the adapter 48, the displacement and supply duct 20.
  • the conduit 20 is associated with the displacement device 21 comprising a puller-pusher for the displacement of the conduit in the axial direction and a device for alternating rotation in one direction and in the other of the conduit 20 around its axis.
  • the movements in translation and in rotation of the ramp 19 can also be carried out manually.
  • the ramp 19 is moved to a first position which has been identified which corresponds to a position for launching a set of aisles between the tubes 22 of the bundle.
  • Pressure cleaning liquid is sent into the conduit 20 and the tubular part 30 of the nozzle 19 is pivoted, via the conduit 20.
  • the cylinder 45 of the device 40 for precise positioning of the ramp is supplied with liquid under pressure.
  • the piston 45 'and the support and centering piece 41 move in the direction of a tube 22 of the bundle 3, so that the flared surface 41a of the piece support and centering 41 cooperates with the outer surface of the tube to achieve the precise positioning of the ramp 19 in the axial direction.
  • the axial displacement is absorbed by the adaptation device 48, in the manner which has been explained above.
  • the sets of oscillating nozzles 31 and the sets of inclined fixed nozzles 36a, 36b, 37a, 37b are directed into free spaces located above the aisles between the rows of head tubes 23a, 23b and 23c
  • the pivoting of the tubular part 30 makes it possible to carry out the sweeping by the jets formed by the nozzles 31 of three aisles having the direction 23a.
  • the communication of the central bore of the part 30 successively with each of the openings constituting the fixed nozzles arranged on an elliptical line, during the rotation of the tubular part 30, makes it possible to carry out the scanning of two aisles directed in the direction 23b and two aisles directed in direction 23c.
  • the sludge detached from the tube plate and entrained in the peripheral free space 15 of the tube plate is sucked up by the suction device 25.
  • the tubular part 30 comes into contact with the stop 32 which stops the displacement by pivoting of the tubular part 30.
  • the tubular part 30 is then rotated to return it to its initial position, which results in a return to its rest position as shown in FIG. 3 of the device 40 for positioning the ramp 19.
  • the ramp 19 is then again free to move in the axial direction to a new cleaning position.
  • the supply of line 20 with pressurized cleaning liquid is interrupted and the ramp is moved to a new cleaning position.
  • the cleaning device which is taken out of the steam generator is then dismantled, then replaced in the second part of the steam generator, by means of the fist holes, as explained above.
  • the device according to the invention therefore makes it possible to carry out an extremely effective cleaning of the straight paths between the rows of tubes, without the cleaning jets under high pressure striking the tubes of the bundle.
  • the tubes of the two rows located on either side of an aisle simply guide the jet along the length of the aisle.
  • the means for positioning the ramp and the movable support with respect to the tubes of the bundle can be produced in a form different from that which has been described.
  • the support and centering means may for example be fixed relative to the ramp 19 and to the support 18.
  • any number of successive oscillating nozzles can be placed on the ramp, directed in a direction perpendicular to the water course of the steam generator plate and fixed on the pivoting tubular part of the ramp.
  • the displacement in translation and in rotation of the cleaning ramp can be achieved by means different from the supply duct of the ramp.
  • the invention preferably applies to heat exchangers, the tubes of which are arranged in a triangular mesh network but, however, the device according to the invention can also be applied to heat exchangers comprising tubes arranged in a regular network. different from a triangular mesh network.
  • the device according to the invention could be used in the case of a heat exchanger different from a steam generator and having a structure similar to the structure of a pressurized water nuclear reactor steam generator.

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Abstract

Le dispositif comporte un rail (17) placé dans une direction diamétrale à l'intérieur du générateur de vapeur contre une plaque (10) de séparation du faisceau, un support (18) monté mobile sur le rail (17) et un porte-buses (30) monté pivotant autour d'un axe parallèle au rail (17) sur le support (18). Le positionnement précis du porte-buses (30) par rapport aux tubes du faisceau est réalisé par un dispositif de positionnement (40) comportant une pièce (41) qui peut être déplacée dans une direction perpendiculaire au rail (17) pour venir en contact avec la surface extérieure d'un tube (22) du faisceau. Une partie de la rampe (19) fixe en rotation sur le support (18) comporte des buses ayant une inclinaison différente de l'inclinaison des buses (31) du porte-buses (30). Le dispositif est utilisé en particulier pour le nettoyage de la plaque tubulaire et du faisceau d'un générateur de vapeur. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne un dispositif de nettoyage par jet de liquide d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur et en particulier d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
  • Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent des générateurs de vapeur qui assurent l'échauffement et la vaporisation d'eau d'alimentation par la chaleur transportée par l'eau sous pression de refroidissement du coeur du réacteur.
  • Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent, sur chacune de leurs branches primaires, un générateur de vapeur ayant une partie primaire dans laquelle circule l'eau sous pression de refroidissement du réacteur et une partie secondaire recevant de l'eau d'alimentation qui est échauffée et vaporisée progressivement et ressort de la partie secondaire du générateur de vapeur sous forme de vapeur qui est envoyée à une turbine associée au réacteur nucléaire pour assurer l'entraînement d'un alternateur de production du courant électrique.
  • De tels générateurs de vapeur comportent une enveloppe externe de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical et solidaire d'une plaque tubulaire sensiblement horizontale dont la face inférieure ou face d'entrée constitue une paroi de la boîte à eau d'alimentation du générateur de vapeur en eau sous pression constituant le fluide primaire.
  • Le générateur de vapeur comporte également un faisceau de tubes cintrés en U comportant chacun deux branches droites parallèles entre elles dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire entre la face inférieure d'entrée de la plaque tubulaire et la face supérieure de sortie par laquelle les tubes du faisceau pénètrent dans la partie secondaire du générateur de vapeur qui est délimitée par une enveloppe interne de faisceau disposée dans une position coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe externe, de manière qu'un espace annulaire soit ménagé entre la paroi externe et l'enveloppe interne du faisceau. En outre, l'enveloppe interne comporte une extrémité inférieure située à une certaine distance au-dessus de la face supérieure de la plaque tubulaire, de manière à ménager un espace de passage pour l'eau d'alimentation du générateur de vapeur qui est introduite dans la partie secondaire comportant le faisceau disposé à l'intérieur de l'enveloppe interne, par l'espace annulaire.
  • Les trous de passage et de fixation des tubes du faisceau dans la plaque tubulaire sont disposés suivant un réseau régulier sur toute la surface de la plaque tubulaire, à l'exception de la partie périphérique de la plaque tubulaire qui constitue une voie libre annulaire à l'aplomb de l'espace annulaire d'amenée d'eau d'alimentation et d'une partie centrale de direction diamétrale constituant une allée centrale ou rue d'eau de part et d'autre de laquelle sont disposées les branches droites des tubes. Les tubes à la partie centrale du faisceau délimitent, entre leurs branches droites, un espace libre s'étendant suivant la direction axiale des tubes et du faisceau, au-dessus de l'allée centrale de la plaque tubulaire.
  • Une plaque de partition du faisceau est généralement disposée à l'intérieur de l'espace libre à la partie centrale du faisceau, dans une disposition parallèle à l'axe des branches droites des tubes et à l'allée centrale.
  • Cette plaque peut reposer sur la plaque tubulaire ou comporter un bord inférieur disposé à une certaine distance au-dessus de la face supérieure de la plaque tubulaire.
  • L'enveloppe externe et l'enveloppe interne du faisceau sont généralement percées d'ouvertures disposées dans des positions diamétralement opposées débouchant dans l'espace libre central du faisceau du générateur de vapeur.
  • Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, l'eau sous pression qui constitue le fluide primaire de refroidissement du coeur est amenée dans un compartiment de la boîte à eau, de façon à être répartie sous la face d'entrée de la plaque tubulaire, dans les extrémités d'entrée des tubes du faisceau. L'eau sous pression à haute température circule ensuite dans les tubes du faisceau pour ressortir par les extrémités de sortie de ces tubes dans un second compartiment de la boîte à eau relié au circuit primaire du réacteur pour assurer le retour de l'eau de refroidissement dans la cuve.
  • L'eau d'alimentation qui est amenée et répartie dans l'espace libre annulaire autour de l'enveloppe interne de faisceau circule de haut en bas dans l'espace libre annulaire, pénètre dans l'enveloppe de faisceau en-dessous de son extrémité inférieure puis vient en contact avec les tubes du faisceau à travers la paroi desquels s'effectue l'échange thermique entre le fluide primaire et l'eau d'alimentation. L'eau d'alimentation est échauffée progressivement puis vaporisée pendant son parcours en contact avec les tubes du faisceau dans la direction verticale et de bas en haut.
  • La vapeur produite est asséchée dans la partie supérieure du générateur de vapeur et sort de l'enveloppe externe par une tubulure reliée à l'extrémité supérieure de l'enveloppe externe.
  • La vapeur produite qui est utilisée dans la turbine du réacteur est condensée et récupérée au niveau d'un condenseur puis renvoyée au générateur de vapeur, de sorte que la partie secondaire du générateur de vapeur dans laquelle circule l'eau d'alimentation fonctionne en circuit fermé.
  • L'eau d'alimentation est traitée et présente des caractéristiques chimiques qui limitent au maximum son pouvoir de corrosion. Cependant, après une période de fonctionnement du réacteur nucléaire, l'eau d'alimentation se trouve chargée en produits de corrosion tels que des oxydes qui ont tendance à se déposer sous forme de boues dans les parties du circuit secondaire où l'eau d'alimentation circule à basse vitesse et en particulier sur la face supérieure de sortie de la plaque tubulaire du générateur de vapeur entre les tubes du faisceau.
  • Les boues déposées sur la plaque tubulaire au niveau de la jonction des tubes du faisceau produisent une corrosion qui peut entraîner à terme une diminution de l'épaisseur des tubes, la formation de fissures dans leur paroi et éventuellement leur rupture.
  • Pour éviter ces phénomènes de corrosion, les plaques tubulaires des générateurs de vapeur doivent être nettoyées régulièrement pendant les phases d'arrêt pour entretien et rechargement du réacteur nucléaire et même avant la mise en service industrielle.
  • Ce nettoyage peut être effectué en envoyant des jets d'eau sur la face supérieure de sortie de la plaque tubulaire, entre les rangées de tubes du faisceau, dans le sens allant du centre vers la périphérie du faisceau.
  • Les boues sont détachées de la face de sortie de la plaque tubulaire et dirigées vers l'espace libre périphérique situé autour de la partie inférieure du faisceau sur la face supérieure de la plaque tubulaire où elles sont aspirées, par exemple par une tuyauterie introduite par une ouverture traversant l'enveloppe externe du générateur de vapeur.
  • Les tubes du faisceau sont disposés suivant des rangées dans lesquelles les tubes constituent des nappes planes parallèles à l'axe du faisceau. Entre deux rangées successives parallèles entre elles de tubes du faisceau, est ménagé un espace libre rectiligne qui se trouve à l'aplomb d'une zone de la plaque tubulaire débouchant, à l'une de ses extrémités, dans l'espace central de la plaque tubulaire constituant l'allée centrale et, à son autre extrémité, dans l'espace périphérique où sont récupérées les boues décollées par les jets de liquide pendant le nettoyage.
  • L'opération de nettoyage consiste à diriger un jet de liquide sous forte pression, suivant chacune des allées de la plaque tubulaire entre deux rangées de tubes, de manière à réaliser un balayage de l'allée entre les rangées de tubes, depuis l'allée centrale jusqu'à l'espace périphérique dans lequel sont récupérées les boues. De cette manière, les boues sont entraînées en direction de l'espace périphérique.
  • On a proposé des dispositifs tels que des lances ou des rampes qui peuvent être déplacées à l'intérieur de l'espace central du générateur de vapeur, au-dessus de l'allée centrale, de manière à réaliser successivement, dans chacune des allées entre les tubes, le décollage et l'entraînement des boues vers la périphérie du générateur de vapeur.
  • Ces dispositifs de nettoyage sont généralement introduits dans l'enveloppe du générateur de vapeur, par une paire d'ouvertures traversant l'enveloppe du générateur de vapeur et placées dans des dispositions diamétralement opposées.
  • On a par exemple proposé d'introduire et de fixer contre la plaque de partition du faisceau, un rail de guidage placé dans une direction diamétrale du générateur de vapeur, entre deux ouvertures traversant l'enveloppe externe du générateur de vapeur.
  • Un chariot est monté mobile sur le rail qui est conçu de manière à présenter une certaine flexibilité dans une direction perpendiculaire à la plaque de partition et aux axes des tubes et une rigidité dans la direction de l'axe des tubes suffisante pour supporter le chariot mobile.
  • Le chariot porte une ou plusieurs rampes de nettoyage qui comportent chacune un ensemble de buses dont les axes sont dirigés suivant des plans parallèles aux rangées de tubes du faisceau et qui peuvent être alimentées en liquide sous forte pression, de manière à former des jets qui sont dirigés successivement, pendant le déplacement du chariot sur le rail, dans chacune des allées entre les rangées de tubes.
  • Le balayage de chacune des allées est réalisé en faisant osciller les buses autour d'un axe parallèle au rail de guidage du chariot, de manière à déplacer le jet entre une position permettant d'atteindre l'allée centrale et une position inclinée vers l'extérieur permettant d'atteindre l'espace périphérique du générateur de vapeur.
  • Un tel dispositif est complexe, dans la mesure où il est nécessaire de prévoir des moyens de déplacement du chariot qui peuvent être introduits dans l'enveloppe du générateur de vapeur par un trou de visite et des moyens permettant de faire osciller les buses entre deux positions extrêmes.
  • En outre, il est très difficile de réaliser, lors du déplacement pas à pas du chariot, un positionnement précis des rampes et des buses, de manière que les jets soient dirigés parfaitement suivant les allées entre les rangées de tubes. Dans le cas où les rampes et les buses ne sont pas positionnées de manière parfaite, les jets peuvent venir frapper les tubes du faisceau, au détriment de l'efficacité du nettoyage et avec un certain risque de détérioration des tubes.
  • En outre, dans le cas où les tubes sont disposés suivant un réseau à mailles triangulaires, ce qui est une disposition fréquente dans le cas des faisceaux des générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression, les rangées de tubes et les allées entre les rangées qui débouchent dans l'allée centrale présentent trois directions différentes.
  • Les allées d'un premier ensemble sont dirigées perpendiculairement à la rue d'eau et au rail du dispositif de nettoyage, un second ensemble comporte des allées dirigées à 30° et un troisième ensemble comporte des allées dirigées à 150° par rapport à la rue d'eau centrale et au rail de guidage du dispositif de nettoyage.
  • Le dispositif de nettoyage doit donc comporter des rampes ayant des jeux de buses dirigées suivant les trois directions des allées entre les tubes, ce qui complique la réalisation et la mise en place du dispositif dans chacune de ses positions de travail.
  • Il est également difficile de réaliser un balayage parfait des allées entre les tubes, sur toute leur longueur, dans les trois directions principales du réseau.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de nettoyage par jet de liquide d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe externe sensiblement cylindrique, une plaque tubulaire transversale solidaire de l'enveloppe externe, un faisceau de tubes dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire entre une face d'entrée de la plaque tubulaire constituant une paroi d'une boîte à eau et une face de sortie par laquelle sortent les tubes du faisceau qui comportent des branches droites parallèles entre elles et qui sont disposés suivant un réseau régulier dans les plans transversaux parallèles aux faces de la plaque tubulaire, le faisceau délimitant un espace libre central dans la direction axiale des branches droites des tubes, au-dessus d'une allée centrale de direction diamétrale sur la face de sortie de la plaque tubulaire, dans lequel est disposée une plaque de séparation parallèle à la direction axiale des tubes, le dispositif de nettoyage comportant un rail semi-rigide muni de moyens de fixation à l'intérieur du générateur de vapeur, entre deux ouvertures opposées diamétralement traversant l'enveloppe externe et contre la plaque de séparation, un support monté mobile sur le rail dans une direction diamétrale de l'enveloppe du générateur de vapeur, au moins un porte-buses de nettoyage monté rotatif autour d'un axe parallèle au rail sur le support et des moyens reliés au porte-buses pour son déplacement commandé depuis l'extérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur et pour l'alimentation des buses en liquide de nettoyage, le dispositif de nettoyage étant d'une réalisation simple et permettant une mise en place et une orientation précises des buses de nettoyage par rapport aux rangées de tubes du faisceau quelle que soit la forme du réseau régulier sur lequel sont disposés les tubes du faisceau.
  • Dans ce but, le dispositif de nettoyage suivant l'invention comporte de plus des moyens de positionnement du support et du porte-buses dans une position quelconque de nettoyage d'un ensemble d'allées entre les rangées de tubes débouchant dans l'allée centrale, comprenant un moyen d'appui et de centrage destiné à coopérer avec au moins un tube du faisceau et un moyen d'actionnement commandé par le liquide de nettoyage, pour l'application du moyen d'appui et de centrage contre le tube, avec reprise d'effort par la plaque de séparation.
  • De préférence, le dispositif de nettoyage suivant l'invention comporte, dans le cas du nettoyage d'une plaque tubulaire d'un générateur de vapeur comprenant un faisceau de tubes disposés suivant un réseau à mailles triangulaires, un premier ensemble de buses de nettoyage montées oscillantes sur le support et dirigées perpendiculairement au rail de guidage du support, et au moins un ensemble de buses de nettoyage montées fixes sur le support, alignées suivant une ligne elliptique ayant pour axe l'axe d'oscillation des buses du premier ensemble et dirigées à 60° par rapport à l'axe des buses du premier ensemble ainsi que des moyens d'alimentation en liquide de nettoyage constitués par un support tubulaire des buses du premier ensemble monté oscillant et comportant au moins une ouverture d'alimentation successive des buses du second ensemble disposées suivant la ligne elliptique, lors de l'oscillation des buses du premier ensemble et de leur support.
  • Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de nettoyage suivant l'invention utilisé pour le nettoyage d'une plaque tubulaire d'un générateur de vapeur ayant un faisceau dont les tubes sont disposés dans des plans transversaux, suivant un réseau à maille triangulaire.
  • La figure 1 est une vue en perspective éclatée de la partie inférieure d'un générateur de vapeur dans lequel est réalisée une opération de nettoyage de la plaque tubulaire et de la partie inférieure du faisceau en utilisant un dispositif suivant l'invention.
  • La figure 2 est une demi-vue en coupe par un plan transversal du générateur de vapeur dans lequel est introduit un dispositif de nettoyage suivant l'invention.
  • La figure 3 est une vue de dessus d'une partie du dispositif de nettoyage constitué sous la forme d'une rampe de lançage.
  • La figure 4 est une vue en élévation suivant 4 de la figure 3.
  • La figure 5 est une vue en coupe par un plan axial d'une première partie longitudinale de la rampe représentée sur les figures 3 et 4.
  • La figure 6 est une vue en coupe par un plan axial d'une seconde partie longitudinale de la rampe représentée sur les figures 3 et 4.
  • La figure 7 est une vue en coupe suivant 7-7 de la figure 4.
  • La figure 8 est une vue en coupe suivant 8-8 de la figure 4.
  • La figure 9 est une vue en coupe suivant 9-9 de la figure 4.
  • Sur la figure 1, on a représenté la partie inférieure 1 d'un générateur de vapeur comportant une enveloppe externe 2 de forme sensiblement cylindrique disposée avec son axe vertical, un faisceau de tubes 3 à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau 4 disposée de manière coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe externe 2 et une plaque tubulaire 5 délimitant une boîte à eau 6 de forme hémisphérique constituant la partie inférieure du générateur de vapeur.
  • La plaque tubulaire 5 est traversée par un réseau d'ouvertures ayant une disposition régulière, dans chacune desquelles est fixée une extrémité d'un tube du faisceau 3.
  • Chacun des tubes du faisceau 3 présente la forme d'un U et comporte deux branches droites parallèles entre elles qui sont engagées à leur extrémité dans deux trous de la plaque tubulaire débouchant dans la boîte à eau 6, de part et d'autre d'une cloison de partition de la boîte à eau séparant celle-ci en un collecteur chaud dans lequel pénètre l'eau de refroidissement du réacteur provenant de la cuve et échauffée par la chaleur dégagée par le coeur et un collecteur froid dans lequel est récupérée l'eau de refroidissement ayant circulé dans les tubes du faisceau 3 de manière à assurer, par transfert thermique, l'échauffement et la vaporisation d'eau d'alimentation introduite dans l'enveloppe du générateur 2 par l'intermédiaire de tubulures 9.
  • Une tubulure 7 débouchant dans le collecteur chaud de la boîte à eau assure la jonction de la boîte à eau avec une canalisation du circuit primaire du réacteur reliée à la cuve.
  • Une seconde tubulure 8 débouchant dans le collecteur froid de la boîte à eau 6 assure la liaison de la boîte à eau à une seconde canalisation du circuit primaire par laquelle l'eau est renvoyée dans la cuve du réacteur nucléaire.
  • L'eau d'alimentation du générateur de vapeur pénétrant à l'intérieur de l'enveloppe externe 2 par l'intermédiaire des tubulures 9 circule de haut en bas dans un espace annulaire ménagé entre l'enveloppe externe 2 et l'enveloppe de faisceau 4 pour venir en contact avec les tubes du faisceau 3 à la partie inférieure de l'enveloppe de faisceau 4 qui est située à une certaine distance au-dessus de la face supérieure de la plaque tubulaire 5.
  • La plaque tubulaire 5 comporte une allée centrale de direction diamétrale 12 qui n'est pas percée de trous de traversée de tubes et qui sépare la plaque tubulaire en deux parties dans lesquelles la plaque est traversée par des trous disposés suivant un réseau régulier.
  • Les tubes du faisceau en forme d'U sont montés sur la plaque tubulaire, de manière qu'une de leurs branches droites soit fixée à son extrémité d'un côté de l'allée centrale 12 de la plaque tubulaire et leur seconde branche droite de l'autre côté de l'allée centrale 12 ou rue d'eau suivant laquelle est récupérée l'eau du générateur de vapeur, lors de sa vidange.
  • De part et d'autre de l'allée centrale 12 du générateur de vapeur, sont fixés les tubes dont la partie cintrée présente le plus faible rayon de courbure qui sont alignés pour constituer deux rangées de branches droites de part et d'autre de la rue d'eau et délimiter, à la partie centrale du faisceau, un espace libre 13 parallèle aux branches droites des tubes et situé à l'aplomb de la rue d'eau centrale 12.
  • Dans l'espace libre 13 est disposée une plaque 10 de séparation du faisceau ayant une disposition verticale et diamétrale à l'intérieur du faisceau et séparant le faisceau en deux parties, chacune des parties du faisceau comportant l'ensemble des premières branches ou des secondes branches des tubes du faisceau 3.
  • La plaque de séparation 10 est fixée à l'intérieur du faisceau sur une certaine hauteur et traverse chacune des plaques-entretoise 11 assurant le maintien des tubes du faisceau 3 suivant un réseau régulier, chacune des plaques-entretoises étant constituée de deux demi-plaques entre lesquelles passe la plaque de séparation 10.
  • Des ouvertures 14 appelées trous de poing traversant l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur sont disposées en deux emplacements diamétralement opposés sur l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, de part et d'autre de l'espace libre central 13 dans lequel est placée la plaque de séparation verticale 10 reposant par sa partie inférieure sur la plaque tubulaire 5, au niveau de la rue d'eau 12 du générateur de vapeur.
  • L'enveloppe de faisceau est également percée d'ouvertures, en vis-à-vis des trous de poing 14, de manière qu'il est possible, à travers les trous de poing 14, d'accéder à chacune des parties du faisceau, de part et d'autre de la plaque de séparation 10.
  • La plaque tubulaire 5 comporte également une partie périphérique annulaire 15 disposée à l'aplomb de l'espace annulaire, entre l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur et l'enveloppe de faisceau 4, qui n'est pas percée d'ouvertures de passage et de fixation de tubes du faisceau, cette zone se trouvant à l'extérieur de l'enveloppe 4 dans laquelle est disposé le faisceau 3.
  • L'eau d'alimentation en circulation dans le circuit secondaire du générateur de vapeur comportant l'espace intérieur de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, au-dessus de la plaque tubulaire 5, se charge progressivement de produits de corrosion tels que des oxydes qui constituent des boues ayant tendance à se déposer dans les zones où l'eau d'alimentation du circuit secondaire présente une vitesse faible. En particulier, les boues s'accumulent sur la face supérieure de la plaque tubulaire 5, entre les tubes du faisceau 3. Le dépôt de boues sur la plaque tubulaire peut entraîner une certaine corrosion des tubes du faisceau, dans la zone de sortie de la plaque tubulaire.
  • Pendant certains arrêts du réacteur nucléaire pour rechargement, entretien ou réparation, il peut être nécessaire ou souhaitable de nettoyer la face supérieure de la plaque tubulaire 5 et la partie inférieure des tubes du faisceau à l'endroit où ces tubes pénètrent dans les trous de traversée de la plaque tubulaire 5.
  • Pour réaliser le nettoyage de la plaque tubulaire et de la partie inférieure des tubes du faisceau, on peut utiliser un dispositif de nettoyage par jet de liquide sous forte pression dont une partie constituant une rampe de lançage est introduite dans l'espace libre 13 par les trous de poing 14.
  • Un tel dispositif 16 réalisé suivant l'invention a été représenté sur les figures 1 et 2.
  • Le dispositif 16 comporte un rail 17 rectiligne qui est introduit dans l'espace libre 13 par les trous de poing 14, fixé à ses extrémités sur l'enveloppe du générateur de vapeur, de manière à se trouver en tension et plaqué contre la plaque de séparation 10 du faisceau, dans une zone située au-dessus de la face supérieure de la plaque tubulaire 5 et en-dessous de la plaque entretoise 11 située le plus bas dans le faisceau 3.
  • Le rail 17 assure le guidage d'un support 18 qui peut être déplacé par glissement sur le rail 17, au-dessus de la rue d'eau 12 de direction diamétrale et suivant toute sa longueur, grâce à un conduit flexible 20 par l'intermédiaire duquel on peut assurer une poussée sur le support 18 monté glissant sur le rail 17, depuis l'extérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur, de manière manuelle ou en utilisant un dispositif de déplacement 21 comportant un tireur-pousseur.
  • Le support 18 du dispositif de nettoyage 16 comporte au moins une rampe de nettoyage 19 comportant des buses qui peuvent être inclinées de manière que des jets de liquide de nettoyage issus des buses de la rampe 19 atteignent la face supérieure de la plaque tubulaire 5 dans les allées entre les rangées de tubes du faisceau 3.
  • On peut également réaliser un mouvement de pivotement de la rampe 19, par l'intermédiaire du conduit flexible 20 qui est mis en rotation successivement dans un sens et dans l'autre, par le dispositif 21 ou de manière manuelle, pour réaliser un balayage des allées entre les tubes, entre la rue d'eau centrale 12 et l'espace périphérique 15.
  • Le conduit flexible 20 est également relié à la rampe 19 à l'une de ses extrémités et à un moyen de distribution de liquide sous pression de nettoyage à son autre extrémité, tel qu'une pompe, de manière à fournir à la rampe 19, un liquide sous pression qui est éjecté par les buses de la rampe 19 sous forme de jets rectilignes à fort effet d'impact.
  • Comme il est visible sur la figure 2, les ouvertures traversant la plaque tubulaire 5 et les tubes 22 du faisceau 3 sont disposées suivant un réseau à maille triangulaire, de sorte que les allées entre les rangées rectilignes de tubes 22 présentent trois directions différentes 23a, 23b et 23c faisant respectivement un angle de 90°, 30° et 150° avec un axe orienté 24 disposé longitudinalement dans la rue d'eau centrale 12.
  • Un nettoyage efficace de la plaque tubulaire et de la partie inférieure des tubes 22 peut être réalisé en envoyant successivement des jets d'eau à fort effet d'impact en direction de la plaque tubulaire 5, dans les espaces libres entre les rangées des tubes situés à l'aplomb des allées dirigées suivant l'une au moins des directions 23a, 23b et 23c.
  • Le support 18 de la rampe de lançage 19 du dispositif de nettoyage 16 suivant l'invention permet de déplacer pas à pas la rampe 19, de manière à assurer sucessivement le balayage et le nettoyage de toutes les allées entre les tubes du faisceau du générateur de vapeur situées dans l'une au moins des directions 23a, 23b et 23c.
  • De préférence, le balayage sera effectué successivement suivant un ensemble de deux allées de directions 23a et 23b ou 23a et 23c ou encore suivant un ensemble de trois allées dirigées suivant les trois directions 23a, 23b et 23c.
  • Le balayage de chacune des allées de direction radiale de la plaque tubulaire 5 du générateur de vapeur provoque le décollement des boues et leur entraînement dans l'espace libre périphérique 15 à l'intérieur duquel les boues sont aspirées par un dispositif 25 constitué par exemple par une ou plusieurs conduites reliées à un moyen d'aspiration sur laquelle sont disposées des crépines d'aspiration reposant sur la plaque tubulaire, au niveau de l'espace périphérique central 15.
  • Le dispositif d'aspiration 25 peut être introduit dans l'enveloppe du générateur de vapeur par les trous de poing 14.
  • On va maintenant décrire, en se référant à l'ensemble des figures 3 à 9, le support 18 de la rampe 19 du dispositif de nettoyage 16 suivant l'invention, monté mobile sur le rail 17, fixé à l'intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur et plaqué contre la plaque de séparation 10.
  • Comme il est visible en particulier sur la figure 7, le support mobile 18 de la rampe 19 est réalisé sous la forme d'une plaque comportant sur sa face arrière une ouverture en queue d'aronde 26 destinée à venir s'engager sur le rail 17 dont le profil présente un profil en queue d'aronde correspondant au profil de l'ouverture 26.
  • Le rail 17 est réalisé sous la forme d'une bande semi-rigide en un matériau tel qu'une matière plastique dont les bords latéraux sont inclinés ; le rail 17 présente une section dont le rapport longueur/largeur est tel que le rail 17 présente une certaine flexibilité lors de sollicitations dans une direction perpendiculaire aux grandes faces du rail et soit parfaitement rigide dans une direction parallèle à ces grandes faces.
  • De cette manière, il est possible d'introduire facilement le rail 17 à l'intérieur de l'espace libre 13 à la partie centrale du faisceau, par les trous de poing 14, avant de mettre le rail en tension et de le plaquer contre la plaque de séparation 10, du fait de sa flexibilité.
  • Lorsque le rail est en place, le support 18 de la rampe 19 peut être engagé sur l'une des extrémités du rail qui assure son support et déplacé suivant la longueur du rail 17.
  • La rigidité du rail 17 dans les directions transversales parallèles aux grandes faces du rail permet d'assurer un maintien du support 18 et une reprise des efforts exercés en réaction sur la rampe 19, lors de la formation des jets de nettoyage.
  • La rampe 19 comporte deux parties d'extrémité 27 et 28 fixées par des vis, respectivement 27' et 28', sur le support 18 et une partie 30 de forme générale tubulaire à section circulaire montée rotative autour de son axe dans les parties 27 et 28 de la rampe constituant un porte-buses et comportant une partie centrale 29 sur laquelle sont montées trois buses 31 dirigées dans une direction perpendiculaire à l'axe du porte-buses 30 de la rampe, lui-même parallèle au rail 17.
  • Les buses 31 dont l'écartement correspond à un multiple de la distance entre les rangées de tubes du faisceau, par exemple dont la distance est égale au double de la distance entre les rangées de tubes, permettent de réaliser le nettoyage des allées entre les rangées de tubes perpendiculaires à la plaque de séparation 10, c'est-à-dire les allées de direction 23a perpendiculaire à la direction longitudinale 24 de la rue d'eau 12 disposée à la partie centrale de la plaque tubulaire du générateur de vapeur.
  • En outre, il est possible de faire pivoter le porte-buses 30 autour de son axe, de manière que les buses 31 puissent osciller entre deux positions extrêmes assurant le balayage des rangées de direction 23a suivant toute leur longueur entre la rue d'eau 12 et l'espace périphérique 15.
  • Sur la figure 9, on voit le porte-buses 30 portant les buses 31 monté rotatif sur le support de la rampe 19, de manière à pouvoir pivoter entre deux positions extrêmes correspondant à une inclinaison de l'axe des buses 31 suivant une première direction 33a faisant un angle de l'ordre de 80° avec la verticale et une seconde direction 33b faisant un angle de l'ordre de 10° avec la verticale et orientée dans le sens inverse de l'angle d'orientation de la direction 33a.
  • La direction 33b correspond à une position inactive des buses dont l'action effective commence au moment du passage des buses suivant la verticale, cette action se prolongeant pendant le pivotement du porte-buses 30 portant les buses 31, jusqu'au moment où les axes des buses sont parvenus dans la direction 33a.
  • La position de l'axe des buses suivant la verticale correspond à un impact du jet des buses sur l'allée centrale 12 de la plaque tubulaire correspondant à la rue d'eau et la position des buses avec leur axe suivant la direction 33a correspond à un impact du jet des buses au voisinage de l'espace périphérique 15 de la plaque tubulaire.
  • Le porte-buses 30 comporte un embrèvement 30a ayant une amplitude angulaire un peu supérieure à 90°, suivant sa périphérie.
  • Une butée d'arrêt 32 est fixée sur la partie fixe 27 du corps de la rampe 19 légèrement en saillie à l'intérieur de la partie centrale mobile en rotation 29, de manière à venir s'engager dans l'embrèvement 30a.
  • On réalise ainsi une limitation du pivotement du porte-buses 30 entre les deux positions extrêmes correspondant aux directions 33a et 33b des axes des buses 31.
  • Sur la figure 9, on a représenté une buse 31 qui est fixée dans la paroi du porte-buses 30, de manière que le canal de formation d'un jet de liquide de la buse soit disposé dans une direction radiale du porte-buses 30 et en communication avec l'alésage central du porte-buses.
  • Sur la figure 9, on a également représenté les positions extrêmes 33a et 33b de l'axe du canal de formation du jet de la buse 31 disposées de part et d'autre de la verticale 33 passant par l'axe du porte-buses 30.
  • Comme il est visible sur les figures 4, 5 et 6, les parties d'extrémité 27 et 28 de la rampe 19 fixées sur le support mobile 18 comportent chacune deux embrèvements de forme elliptique respectivement 34a et 34b en ce qui concerne la pièce 27 et 35a et 35b en ce qui concerne la pièce 28, ayant pour axe l'axe commun aux deux alésages des pièces 27 et 28 suivant lequel est monté rotatif le porte-buses 30.
  • Les embrèvements 34a, 34b, 35a et 35b présentent, comme il est visible sur les figures 5 et 6, des sections par un plan axial, sensiblement en forme de V dissymétrique dont les deux côtés sont inclinés différemment par rapport à la direction axiale.
  • Les côtés des sections transversales en V des embrèvements elliptiques 34a, 34b, 35a et 35b les plus inclinés par rapport à l'axe de rotation de la pièce 30 font un angle de 30° ou 150° avec la direction axiale.
  • Les faces correspondantes de chacun des embrèvements elliptiques sont traversées par des ouvertures successives disposées suivant une ligne elliptique constituant des jeux d'ouvertures 36a, 36b, 37a et 37b disposés respectivement sur les embrèvements 34a, 34b, 35a et 35b.
  • Les ouvertures des jeux d'ouvertures 36a, 36b, 37a, 37b traversent une paroi des parties fixes 27 et 28 de la rampe 19, entre l'alésage dans lequel est monté rotatif le porte-buses 30 et la surface extérieure la plus inclinée de l'embrèvement correspondant, dans une direction perpendiculaire à la face la plus inclinée de l'embrèvement, cette direction faisant un angle de 30° avec l'axe de rotation de la pièce tubulaire 30, c'est-à-dire un angle de 60° avec la direction axiale des buses 31 suivant lesquelles sont dirigés des jets de liquide de nettoyage dans les allées entre les rangées de tubes ayant pour direction la direction 23a représentée sur la figure 2.
  • Les ouvertures des jeux d'ouvertures 36a et 36b dont l'axe est dirigé à 60° par rapport à l'axe des buses 31 sont donc dirigées suivant les allées de direction 23b faisant un angle de 60° avec la direction 23a.
  • Les ouvertures des jeux d'ouvertures 37a et 37b usinées dans la pièce fixe 28 de la rampe 19 ont des axes dirigés suivant des espaces entre les rangées de tubes de direction 23c à 150° par rapport à la direction 24.
  • Les jeux d'ouvertures 36a et 36b d'une part et 37a et 37b d'autre part constituent des buses fixes susceptibles d'envoyer des jets de liquide dans des espaces libres entre les rangées de tubes.
  • En outre, les ouvertures successives disposées sur une ligne elliptique constituant un jeu d'ouvertures telles que 36a, 36b, 37a ou 37b présentent une inclinaison croissante par rapport à la verticale, suivant chacune des lignes elliptiques sur lesquelles sont disposées les ouvertures.
  • La première ouverture est dirigée pratiquement suivant la verticale, de façon à former un jet dont le point d'impact sur la plaque tubulaire se trouve sensiblement au niveau de la rue d'eau 12 de la plaque tubulaire.
  • L'ouverture du jeu d'ouvertures disposée à l'autre extrémité de la ligne hélicoïdale présente une inclinaison par rapport à la verticale telle que le jet formé par cette ouverture constituant une buse de nettoyage vienne frapper la plaque tubulaire au voisinage de l'espace libre périphérique 15.
  • Les ouvertures intermédiaires constituant également des buses de nettoyage ont des inclinaisons par rapport à la verticale intermédiaires entre les inclinaisons des deux buses extrêmes, de façon à diriger un jet de nettoyage suivant des zones d'une allée entre deux rangées de tubes intermédiaires entre la rue d'eau centrale et l'espace libre périphérique.
  • La paroi de la pièce tubulaire 30 est traversée, au niveau de chacun des jeux d'ouvertures 36a, 36b, 37a, 37b par une lumière de forme sensiblement rectangulaire, respectivement 38a, 38b, 39a, 39b.
  • Lors d'un pivotement de la pièce tubulaire 30 autour de son axe, entre les positions extrêmes définies par la butée 32, les lumières 38a, 38b, 39a et 39b se déplacent par rapport aux ouvertures des jeux d'ouvertures 36a, 36b, 37a, 37b, de manière à réaliser la mise en communication des ouvertures des jeux d'ouvertures, successivement et progressivement avec l'alésage intérieur de la pièce 30 par l'intermédiaire duquel les buses sont alimentées en liquide de nettoyage sous très haute pression. On réalise ainsi, par alimentation progressive des buses disposées suivant les lignes elliptiques, un balayage des allées entre les rangées de tubes alignées suivant les directions inclinées 23b et 23c.
  • Les lumières 38a, 38b, 39a, 39b sont prévues de manière que, lorsque l'axe des buses 31 est dirigé suivant la direction 33b, c'est-à-dire suivant une direction faisant un angle de moins de 10° avec la verticale 33 (voir figure 9), aucune des ouvertures des jeux d'ouvertures 36a, 36b, 37a, 37b n'est en communication par l'intermédiaire d'une lumière, avec l'alésage de la pièce tubulaire 30.
  • Par déplacement progressif en rotation de la pièce tubulaire 30, on met en communication la première ouverture de chacun des jeux d'ouvertures avec la lumière correspondante, puis les ouvertures suivantes, de manière à réaliser un balayage progressif le long des allées inclinées suivant les directions 23b et 23c.
  • L'utilisation d'une rampe 19 telle que représentée sur les figures 4 à 6 permet donc de réaliser simultanément le nettoyage d'un ensemble d'allées disposées suivant les trois directions principales du réseau 23a, 23b et 23c.
  • Cependant, pour réaliser simultanément le balayage et le nettoyage d'un ensemble d'allées disposées dans les trois directions principales du réseau, il est nécessaire de positionner parfaitement la rampe 19 par rapport aux rangées de tubes entre lesquelles sont ménagées les allées dont on effectue le nettoyage.
  • La rampe 19 est fixée à une extrémité du conduit flexible 20 par l'intermédiaire duquel on réalise le déplacement de la rampe depuis l'extérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur.
  • En mesurant le déplacement du conduit 30 dans la direction axiale, on peut déterminer la position de la rampe 19 et de son support 18 suivant la longueur du rail 17 et donc, par rapport aux rangées de tubes du faisceau 3. Cependant, ce repérage n'est pas suffisamment précis pour permettre un positionnement parfait des jeux de buses de la rampe 19.
  • Selon l'invention, on utilise donc un dispositif complémentaire de positionnement précis de la rampe par rapport aux rangées de tubes.
  • Sur la figure 3, on voit le dispositif de positionnement précis de la rampe 19 désigné de manière générale par le repère 40.
  • Le dispositif 40 comporte une pièce d'appui et de centrage 41 comportant une ouverture 41a de forme trapézoïdale ou toute forme adaptée à la forme extérieure et au diamètre des tubes, évasée dans la direction de la partie externe de la rampe 19 dirigée vers le tube 22 du faisceau 3 et ouverte vers l'extérieur.
  • La pièce 41 est reliée aux parties d'extrémité de deux tiges 42 et 42' constituant deux tiges de guidage et de rappel engagées dans deux ouvertures transversales usinées dans le corps 43 du dispositif fixé sur le corps de la rampe 19, comme il est visible sur la figure 8.
  • Chacune des tiges de guidage et de rappel 42 et 42' comporte une tête élargie venant en appui sur un ressort hélicoïdal de rappel 44 ou 44' monté à l'intérieur de l'ouverture transversale du corps 43 du dispositif de positionnement.
  • Entre les ouvertures transversales dans lesquelles sont montées les tiges de guidage 42 et 42', le corps 43 du dispositif de positionnement comporte une ouverture cylindrique 45 constituant un cylindre dans lequel est monté glissant un piston d'actionnement 45' venant en appui par une partie d'extrémité sur la pièce d'appui et de centrage 41.
  • Comme il est visible sur la figure 8, le cylindre 45 communique, par l'intermédiaire d'un premier canal 46 et d'un second canal 46' usiné dans le support 43 et dans le corps de rampe 19, avec l'alésage interne de la pièce tubulaire 30, par l'intermédiaire d'une lumière 47 traversant la paroi de la pièce tubulaire 30 et s'étendant sur un arc d'une amplitude sensiblement égale à 90°.
  • La position de la lumière 47 par rapport au canal 46' est telle que le cylindre 45 est en communication avec l'alésage de la pièce tubulaire 30 par laquelle le liquide de nettoyage sous pression parvient à la buse, dès que la pièce tubulaire 30 se trouve dans une orientation telle que l'axe des buses oscillantes 31 se trouve suivant la verticale 33.
  • Le cylindre 45 reste ensuite en communication avec l'alésage de la pièce tubulaire 30, pendant le déplacement en pivotement de la pièce tubulaire 30 pour diriger les buses 31 de manière à réaliser le balayage d'un ensemble d'allées entre les tubes sur toute leur longueur.
  • Lorsque la pièce 30 est dans une position telle que l'axe des buses 31 fasse un angle négatif avec la verticale 33, le cylindre 45 ne peut être alimenté en liquide sous pression. Le dispositif 41 rappelé par les tiges 42 et 42' et les ressorts 44 et 44' est alors dans sa position rétractée représentée sur la figure 3.
  • Le dispositif d'appui et de centrage 41 étant dans sa position rétractée représentée sur la figure 3, la rampe 19 fixée à l'extrémité du conduit 20 peut être déplacée à l'intérieur de l'espace central du faisceau, au-dessus de la rue d'eau 12 de la plaque tubulaire, par poussée ou traction sur le tube 20, depuis l'extérieur du générateur de vapeur. Le déplacement de la rampe 19 qui est solidaire du support mobile 18 est guidé par le rail 17. On repère par mesure de la longueur de déplacement du conduit le positionnement des buses 31 dans le prolongement de trois allées entre les rangées de tubes dont on doit effectuer le nettoyage. Cette mise en position de la rampe 19 par repérage de la position ou du déplacement du conduit 20 est réalisée de manière approximative.
  • On fait alors pivoter la pièce tubulaire 30, par l'intermédiaire du conduit 20, de manière à revenir dans une position où l'axe des buses 31 est dirigé sensiblement suivant la verticale 33 (voir figure 9). Du liquide de nettoyage envoyé sous pression par l'installation de pompage dans le conduit 20 pénètre dans l'alésage de la pièce tubulaire 30 et par l'intermédiaire de la lumière 47 de la pièce tubulaire 30 qui est mise en coïncidence avec le canal 46' dans le cylindre 45 ; le piston 45' est repoussé par le liquide sous pression en direction de la pièce d'appui et de centrage 41.
  • La sortie du piston 45' sous l'effet du liquide sous pression provoque un déplacement de la pièce 41 qui vient en prise avec un tube 22 d'une rangée de tubes, comme représenté sur la figure 5. La coopération des surfaces inclinées de la cavité 41a de la pièce 41 avec le tube produit un léger déplacement axial de la rampe 19, de manière que sa position se trouve réglée de manière extrêmement précise par rapport aux allées de tubes dans lesquels on réalise le nettoyage. La pièce 41 exerce un effort sur le tube et assure ainsi le maintien de la rampe 19 et du support 18 pendant le nettoyage par les jets de liquide des buses, les efforts étant repris par la plaque de séparation 10, par l'intermédiaire de la rampe 19 du support mobile 18 et du rail 17.
  • Sur la figure 5, on voit un adaptateur 48 par l'intermédiaire duquel le conduit flexible 20 est relié à la rampe 19 ; l'adaptateur 48 permet d'absorber le petit déplacement de la rampe 19, au moment de sa mise en position par rapport aux allées de tubes, par manoeuvre du dispositif d'appui et de centrage 41.
  • L'adaptateur 48 est réalisé sous la forme d'un ensemble comportant un cylindre 48a fixé sur une partie d'extrémité de la rampe 19 et du support 18 et un piston 48b monté dans le cylindre 48a avec une certaine latitude de déplacement axial.
  • Le conduit flexible 20 est relié à la partie d'extrémité du piston 48b réalisé sous une forme tubulaire et monté étanche à l'intérieur du cylindre 48a.
  • D'autre part, la partie d'extrémité de la pièce tubulaire 30 de la rampe est engagée à l'intérieur de l'alésage du piston tubulaire 48b sur une certaine longueur.
  • La pièce tubulaire 30 est solidaire d'une bague d'arrêt 49 par l'intermédiaire de goupilles 49'.
  • La bague d'arrêt 49 comporte une partie cannelée qui est engagée à l'intérieur d'une partie élargie diamétralement de l'alésage du piston 48b comportant des cannelures internes correspondant aux cannelures de la bague d'arrêt 49.
  • De cette manière, la pièce tubulaire 30 est solidaire en rotation du piston tubulaire 48b et présente une certaine latitute de déplacement en translation axiale par rapport au piston 48b. Cette latitude de déplacement axial permet l'adaptation de la position de la rampe en utilisant le dispositif 41 sans exercer de poussée ou de traction sur le conduit 20.
  • En outre, la pièce tubulaire 30 peut être entraînée en rotation autour de son axe par l'intermédiaire du conduit 20 et du piston 48b.
  • Lors du réglage de la position axiale de la rampe 19 par manoeuvre du dispositif de réglage 40, la pièce tubulaire 30 solidaire de la rampe 19 se déplace dans la direction axiale par rapport au conduit 20 et au piston 48b solidaire de ce conduit. L'extrémité de la pièce tubulaire 30 et la bague 49 se déplacent par glissement à l'intérieur de l'alésage du piston 48b et le cylindre 48a se déplace par glissement sur la surface extérieure du piston 48b.
  • En outre, le fluide de nettoyage sous pression alimentant le conduit 20 peut parvenir à l'intérieur de l'alésage de la pièce tubulaire 30 par l'intermédiaire de l'alésage du piston 48b. On peut ainsi réaliser l'alimentation des buses 31 et, par l'intermédiaire des lumières 38a, 38b, 39a, 39b, des buses fixes successives des jeux de buses inclinées disposées suivant des lignes elliptiques.
  • Comme il est visible sur la figure 6, l'extrémité de la pièce tubulaire 30 opposée à l'extrémité engagée à l'intérieur du dispositif d'adaptation 48 est fermée de manière étanche par un bouchon 50 qui est fixé à l'intérieur d'une partie d'extrémité filetée de la pièce tubulaire 30 et qui vient en appui par l'intermédiaire d'un épaulement 50a et d'une rondelle d'étanchéité 52, sur un rebord d'extrémité d'un manchon 51 en appui sur l'extrémité de la pièce tubulaire 30 et engagé autour de la surface extérieure de la pièce 30, avec interposition d'un joint d'étanchéité 51a.
  • Les extrémités de la pièce tubulaire 30 sont identiques et comportent toutes deux une partie taraudée pour l'engagement d'un bouchon de fermeture tel que le bouchon 50 et un manchon d'arrêt 49 fixé par des vis jouant le rôle de goupilles.
  • De cette manière, il est possible de monter indifféremment le dispositif d'adaptation 48 à une extrémité ou à l'autre de la pièce tubulaire 30, la seconde extrémité étant munie d'un bouchon de fermeture.
  • On peut ainsi relier la rampe 19, par l'une quelconque de ses extrémités, à un conduit d'entraînement et d'alimentation 20, par l'intermédiaire du dispositif d'adaptation 48 pour introduire la lance par l'un ou l'autre des trous de poing traversant l'enveloppe du générateur de vapeur en plaçant le dispositif d'adaptation 48 assurant le raccordement du conduit 20 à l'extrémité voulue de la rampe et en plaçant le dispositif de fermeture étanche comportant le bouchon 50 et le manchon 51 à la seconde extrémité de la rampe.
  • Cette réversibilité de la rampe 19 permet également de traiter successivement les deux parties de la plaque tubulaire et les deux demi-faisceaux disposés de part et d'autre de la plaque de séparation 10 du générateur de vapeur.
  • On va maintenant décrire, en se référant à l'ensemble des figures, le mode de fonctionnement du dispositif de nettoyage suivant l'invention.
  • Dans un premier temps, on met en place, à travers les trous de poing situés dans des positions diamétralement opposées sur l'enveloppe de faisceau, un rail souple 17 qui est tendu, plaqué contre la plaque de séparation 10 du faisceau et fixé par ses extrémités sur l'enveloppe externe du générateur de vapeur, au niveau des brides de fixation des tapes de fermeture des trous de poing 14. On peut utiliser par exemple des plaques de serrage des extrémités du rail qui sont fixées et serrées par l'intermédiaire de vis engagées dans des trous taraudés des brides de fixation des tapes des trous de poing.
  • Le rail est disposé d'un côté de la plaque de séparation, de manière à pouvoir réaliser le nettoyage d'une des deux parties de la plaque tubulaire et de la partie inférieure des tubes du demi-faisceau correspondant.
  • On engage sur le rail le support 18 de la rampe 19 à laquelle est relié, par l'intermédiaire de l'adaptateur 48, le conduit de déplacement et d'alimentation 20.
  • Le conduit 20 est associé au dispositif de déplacement 21 comportant un tireur-pousseur pour le déplacement du conduit dans la direction axiale et un dispositif de mise en rotation alternative dans un sens et dans l'autre du conduit 20 autour de son axe.
  • Les déplacements en translation et en rotation de la rampe 19 peuvent également être réalisés manuellement.
  • On déplace la rampe 19 vers une première position qui a été repérée qui correspond à une position de lançage d'un ensemble d'allées entre les tubes 22 du faisceau.
  • On envoie du liquide de nettoyage sous pression dans le conduit 20 et on fait pivoter la pièce tubulaire 30 de la buse 19, par l'intermédiaire du conduit 20.
  • Après un certain angle de pivotement de l'ordre de 10°, le cylindre 45 du dispositif 40 de positionnement précis de la rampe est alimenté en liquide sous pression.
  • Le piston 45' et la pièce d'appui et de centrage 41 se déplacent en direction d'un tube 22 du faisceau 3, de telle sorte que la surface évasée 41a de la pièce d'appui et de centrage 41 coopère avec la surface extérieure du tube pour réaliser le positionnement précis de la rampe 19 dans la direction axiale.
  • Le déplacement axial est absorbé par le dispositif d'adaptation 48, de la manière qui a été expliqué plus haut.
  • Les efforts exercés par la pièce 41 sont repris par la plaque de séparation 10, de sorte que la rampe est maintenue en place par des forces s'exerçant entre le tube 22 et la plaque 10.
  • Lorsque le positionnement et l'immobilisation de la rampe 19 ont été réalisés, les jeux de buses oscillantes 31 et les jeux de buses fixes inclinées 36a, 36b, 37a, 37b se trouvent dirigés dans des espaces libres situés au-dessus des allées entre les rangées de tubes de direction 23a, 23b et 23c
  • Le pivotement de la pièce tubulaire 30 permet de réaliser le balayage par les jets formés par les buses 31 de trois allées ayant la direction 23a.
  • La mise en communication de l'alésage central de la pièce 30 successivement avec chacune des ouvertures constituant les buses fixes disposées sur une ligne elliptique, pendant la rotation de la pièce tubulaire 30, permet de réaliser le balayage de deux allées dirigées suivant la direction 23b et de deux allées dirigées suivant la direction 23c.
  • Les boues décollées de la plaque tubulaire et entraînées dans l'espace libre périphérique 15 de la plaque tubulaire sont aspirées par le dispositif d'aspiration 25.
  • A la fin du balayage, la pièce tubulaire 30 vient en contact avec la butée 32 qui arrête le déplacement par pivotement de la pièce tubulaire 30.
  • On fait alors tourner la pièce tubulaire 30 pour la ramener à sa position initiale, ce qui entraîne un retour vers sa position de repos telle que représentée sur la figure 3 du dispositif 40 de positionnement de la rampe 19.
  • La rampe 19 est alors de nouveau libre de se déplacer dans la direction axiale vers une nouvelle position de nettoyage. On interrompt l'alimentation du conduit 20 en liquide de nettoyage sous pression et on déplace la rampe vers une nouvelle position de nettoyage.
  • On peut ainsi réaliser par déplacements successifs un nettoyage extrêmement efficace de la moitié de la plaque tubulaire située d'un côté de la plaque de séparation et de la partie inférieure des tubes du demi-faisceau correspondant.
  • Pour effectuer le nettoyage de la seconde partie de la plaque tubulaire et du demi-faisceau correspondant, on réalise le démontage du dispositif de nettoyage qui est sorti du générateur de vapeur puis replacé dans la seconde partie du générateur de vapeur, par l'intermédiaire des trous de poing, comme expliqué plus haut.
  • Le dispositif suivant l'invention permet donc de réaliser un nettoyage extrêmement efficace des allées rectilignes entre les rangées de tubes, sans que les jets de nettoyage sous forte pression viennent frapper les tubes du faisceau. Les tubes des deux rangées situées de part et d'autre d'une allée réalisent simplement le guidage du jet suivant la longueur de l'allée.
  • L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
  • C'est ainsi que les moyens de positionnement de la rampe et du support mobile par rapport aux tubes du faisceau peuvent être réalisés sous une forme différente de celle qui a été décrite. Le moyen d'appui et de centrage peut être par exemple fixe par rapport à la rampe 19 et au support 18.
  • On peut imaginer d'utiliser un rail et un chariot ayant des formes différentes de celles qui ont été décrites et une rampe comportant des jeux de buses différents de ceux qui ont été décrits.
  • En particulier, on peut disposer sur la rampe un nombre quelconque de buses successives oscillantes, dirigées suivant une direction perpendiculaire à la rue d'eau de la plaque du générateur de vapeur et fixées sur la pièce tubulaire pivotante de la rampe.
  • On peut également prévoir des jeux de buses fixes inclinées disposées différemment des buses décrites plus haut.
  • On peut utiliser seulement un ensemble de buses disposées sur une ligne elliptique dans chacune des directions à 30 et à 150° du faisceau de tubes du générateur de vapeur.
  • On peut également prévoir uniquement l'utilisation d'une rampe inclinée, par exemple dans la direction des rangées à 30 ou 150°, concurremment à l'utilisation de la rampe oscillante dirigées à 90°.
  • Le déplacement en translation et en rotation de la rampe de nettoyage peut être réalisé par l'intermédiaire de moyens différents du conduit d'alimentation de la rampe.
  • L'invention s'applique de préférence aux échangeurs de chaleur dont les tubes sont disposés suivant un réseau à mailles triangulaires mais cependant, le dispositif suivant l'invention peut également s'appliquer à des échangeurs de chaleur comportant des tubes disposés suivant un réseau régulier différent d'un réseau à mailles triangulaires.
  • De manière plus générale, le dispositif suivant l'invention pourrait être utilisé dans le cas d'un échangeur de chaleur différent d'un générateur de vapeur et présentant une structure analogue à la structure d'un générateur de vapeur de réacteur nucléaire à eau sous pression.

Claims (14)

1.- Dispositif de nettoyage par jet de liquide d'une plaque tubulaire (5) d'un échangeur de chaleur (1) comprenant une enveloppe externe (2) sensiblement cylindrique, une plaque tubulaire (5) transversale solidaire de l'enveloppe externe(2), un faisceau de tubes (3) dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire (5) entre une face d'entrée de la plaque tubulaire constituant une paroi d'une boîte à eau (6) et une face de sortie par laquelle sortent les tubes (22) du faisceau (3) qui comportent des branches droites parallèles entre elles et qui sont disposés suivant un réseau régulier dans des plans transversaux parallèles aux faces de la plaque tubulaire (5), le faisceau (3) délimitant un espace libre central (13) dans la direction axiale des branches droites des tubes, au-dessus d'une allée centrale (12) de direction diamétrale sur la face de sortie de la plaque tubulaire (5), dans lequel est disposée une plaque de séparation (10) parallèle à la direction axiale des tubes (22), le dispositif de nettoyage (16) comportant un rail semi-rigide (17) muni de moyens de fixation sur l'enveloppe externe (2) du générateur de vapeur (1), entre deux ouvertures (14) opposées diamétralement traversant l'enveloppe externe et contre la plaque de séparation (10), un support (18) monté mobile sur le rail (17) dans une direction diamétrale de l'enveloppe (2) du générateur de vapeur (1), au moins un porte-buses (30) monté rotatif autour d'un axe parallèle au rail (17) sur le support (18) et des moyens (20, 21) reliés au porte-buses (30), pour son déplacement en translation axiale et en rotation commandé depuis l'extérieur de l'enveloppe (3) du générateur de vapeur (1) et pour l'alimentation des buses (31) en liquide de nettoyage, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus des moyens (40) de positionnement du support (18) et du porte-buses (30) dans une position quelconque de nettoyage d'un ensemble d'allées entre des rangées de tubes (22) débouchant dans l'espace libre central (13), comprenant un moyen d'appui et de centrage (41) destiné à coopérer avec au moins un tube (22) du faisceau (3) et un moyen d'actionnement (45, 45') commandé par le liquide de nettoyage, pour l'application du moyen d'appui et de centrage (41) contre le tube (22), avec reprise d'effort par la plaque de séparation (10).
2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen d'appui et de centrage est monté mobile sur le support (18) pour être déplacé par le moyen d'actionnement entre une position inactive et une position active de blocage du support (18) par rapport aux tubes du faisceau.
3.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comporte une rampe de nettoyage (19) comprenant une partie fixe en rotation solidaire du support (18) dans laquelle est monté rotatif autour de son axe, le porte-buses (30) réalisé sous forme tubulaire portant des buses de nettoyage (31), de manière que l'axe du porte-buses rotatif (30) soit parallèle au rail (17).
4.- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que la partie fixe en rotation de la rampe (19) porte au moins un jeu de buses (36a, 36b, 37'a, 37'b) ayant une orientation différente de l'orientation des buses (31) du porte-buses (30) monté rotatif.
5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le jeu de buses (36a, 36b, 37a, 37b) est constitué par des ouvertures alignées suivant une ligne elliptique ayant pour axe l'axe du porte-buses rotatif (30).
6.- Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que les buses du jeu (36a, 36b, 37a, 37b) sont alimentées par l'intermédiaire du porte-buses rotatif (30) de forme tubulaire qui comporte un alésage central d'alimentation et au moins une lumière (38a, 38b, 39a, 39b) traversant sa paroi susceptible de venir en coïncidence successivement avec chacune des buses du jeu (36a, 36b, 37a, 37b) pour son alimentation, de manière à former des jets successifs de balayage avec les buses disposées successivement sur la ligne elliptique du jeu (36a, 36b, 37a, 37b).
7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que les buses successives de chacun des jeux de buses constitués par des ouvertures (36a, 36b, 37a, 37b) présentent une inclinaison progressivement variable par rapport à une ligne verticale perpendiculaire à la plaque tubulaire (5).
8.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que la partie fixe en rotation de la rampe de nettoyage (19) comporte au moins deux ensembles de buses (36a, 36b, 37a, 37b) disposés, dans la direction axiale, de part et d'autre du jeu de buses de nettoyage (31) solidaire du porte-buses rotatif (30).
9.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que le moyen d'appui et de centrage (41) du dispositif de positionnement de l'ensemble de buses de nettoyage (31) et de son support (18) est constitué par une pièce ayant une ouverture (41a) évasée dans une direction perpendiculaire à l'axe du porte-buses (30) et au rail (17) dirigé vers le faisceau de tubes (3) du générateur de vapeur, de manière à coopérer avec la surface extérieure d'un tube (22) pour réaliser le positionnement dans la direction de l'axe de l'ensemble de buses de nettoyage (30).
10.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que les moyens de positionnement (40) de l'ensemble de buses de nettoyage (30) comportent un cylindre (45) à l'intérieur d'un bloc (43) solidaire du support (18) pouvant être mis en communication pour son alimentation avec une partie du porte-buses rotatif (30) recevant du liquide de nettoyage sous pression et un piston (45') susceptible d'être déplacé par le fluide de nettoyage sous pression pour venir en contact avec le moyen d'appui et de centrage (41) pour son déplacement en direction d'un tube (22) du faisceau.
11.- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que le porte-buses (30) de forme tubulaire et monté rotatif comporte une lumière (47) de mise en communication de son alésage interne recevant du liquide de nettoyage sous pression avec un canal d'alimentation (46', 46) du cylindre (44), pendant un déplacement en rotation de l'ensemble rotatif (30) autour de son axe.
12.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement et d'alimentation en liquide de nettoyage du porte-buses (30) sont constitués par un conduit flexible (20) relié à une extrémité axiale du porte-buses (30) à buses de nettoyage (31).
13.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le conduit flexible (20) est relié au porte-buses (30), par l'intermédiaire d'un adaptateur (48) permettant un déplacement axial relatif entre le porte-buses (30) et le conduit d'alimentation (20), lors du positionnement du porte-buses (30) par les moyens de positionnement (40).
14.- Utilisation d'un dispositif de nettoyage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, pour le nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur comportant un faisceau de tubes disposés suivant un réseau à mailles triangulaires.
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