EP0780627A1 - Procédé et dispositif de nettoyage d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur depuis l'intérieur du faisceau de l'échangeur de chaleur - Google Patents

Procédé et dispositif de nettoyage d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur depuis l'intérieur du faisceau de l'échangeur de chaleur Download PDF

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EP0780627A1
EP0780627A1 EP96402509A EP96402509A EP0780627A1 EP 0780627 A1 EP0780627 A1 EP 0780627A1 EP 96402509 A EP96402509 A EP 96402509A EP 96402509 A EP96402509 A EP 96402509A EP 0780627 A1 EP0780627 A1 EP 0780627A1
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EP
European Patent Office
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tubes
lance
bundle
cleaning
steam generator
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EP96402509A
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German (de)
English (en)
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EP0780627B1 (fr
Inventor
Bernard Magnin
Alain Vouzelaud
Martin Bourdelet
Catherine Weber-Guevara
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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Publication date
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Publication of EP0780627B1 publication Critical patent/EP0780627B1/fr
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Classifications

    • 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
    • F28G3/00—Rotary appliances
    • F28G3/16—Rotary appliances using jets of fluid for removing debris
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for cleaning a tube plate of a heat exchanger and in particular of a steam generator of a nuclear pressurized water reactor, by liquid jets, from the inside. of the beam.
  • 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.
  • Pressurized water reactors comprise, on each of their primary branches, a steam generator having a primary part in which the water circulates under pressure for cooling the reactor and a secondary part receiving feed water which is heated and gradually 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 producing 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 envelope internal beam disposed in a coaxial position inside the external envelope of the steam generator and delimiting an annular space with the external envelope.
  • 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 into the part secondary 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.
  • the tubes of the bundle are bent in a U and have a central part of substantially semicircular shape whose radius of curvature varies between a minimum value for the tubes located at the central part of the bundle whose straight branches are on both sides. other from the water street and a maximum value for the tubes located at the peripheral part of the beam.
  • the tubes of the bundle folded in a U are arranged in a plurality of plane plies parallel to each other, each comprising a set of tubes whose radii of curvature vary between a minimum value and a maximum value.
  • the sheets of tubes which are perpendicular at the water generator steam street have a decreasing number of tubes from the central part of the bundle, to the peripheral part, in the direction of the central water street.
  • the flat sheets each consisting of a set of U-bent tubes whose radii of curvature are increasing from the internal part to the external part of the sheet are separated from each other by spaces having a substantially constant width, this width may be of the order of 10 mm.
  • 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 bundle envelope circulates from top to bottom in the annular free space, enters the bundle envelope below its lower end. 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 at the top of the steam generator and leaves the enclosure external 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 bundle tubes with the tube plate produces corrosion which can ultimately 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 surface 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 located around the lower part of the bundle on the upper face of the tube plate where they are sucked, for example by a pipe introduced by an opening passing through the external envelope of the steam generator.
  • Such cleaning by liquid jet can be carried out by introducing a lance capable of forming jets of liquid, inside the envelope of the steam generator, through a manhole passing through the external envelope and the envelope of the steam generator harness.
  • a cleaning assembly comprising in particular a cleaning ramp supplied with pressurized water and comprising a nozzle holder mounted oscillating around an axis parallel to the central water street and to the tube plate and carrying a set of nozzles capable of cleaning the tube plate along several paths between the rows of tubes perpendicular to the central water street of the steam generator.
  • the oscillation of the nozzles around an axis parallel to the tube plate and to the central water channel of the steam generator makes it possible to sweep the aisles of the tube plate between the tubes, from a central zone of the tube plate corresponding to the central water street and at least one peripheral zone of the plate tubular, outside the bundle envelope, in which the sludge detached by the jets of water under high pressure sent to the tubular plate from the central water street is recovered.
  • a cleaning device which makes it possible to simultaneously carry out the cleaning of several aisles between the rows of tubes, using a lance carried by a rail fixed in the street of central water and comprising a nozzle holder mounted oscillating on a mobile support which can move on the rail in the central water street.
  • the device also comprises means for precise positioning of the support and of the holder. - nozzles cooperating with a bundle tube, in each of the working positions of the support and of the nozzle holder in the direction of the central water street of the steam generator.
  • the rail and the support of the nozzle holder of the cleaning device can be introduced into the central water street through the openings passing through the external casing and the bundle of the steam generator in the extension of the water street.
  • central steam generator called fist holes.
  • the methods and devices for cleaning the tube plate of a steam generator from the central water street make it possible to sweep a set of aisles of the tube plate each located between two flat layers of tubes and opening into the street of central water.
  • these methods and devices do not allow perfect cleaning of the tube sheet, since the spaces between the tubes of the flat sheets delimiting the aisles cannot be reached by cleaning water jets; deposits in these spaces are generally not effectively lifted off by water jets in adjacent aisles.
  • a flexible cleaning lance is used for this, having a substantially rectangular section and a width less than the width of the space between the plies of tubes of the bundle which is introduced inside the bundle, between two plies of tubes, by a openings passing through the external envelope of the bundle of the steam generator, below the lower end of the bundle envelope, these openings being called eye holes.
  • the eye holes which have a diameter of the order of 50 mm allow access to one or more spaces between the plies of tubes, using a flexible lance whose thickness is less than the width of the space between two plies of bundle tubes, this width being of the order of 10 mm.
  • the lance allows cleaning to be carried out on a single space between two rows of tubes, which not only increases the duration of execution of the cleaning, but also does not allow perfect cleaning of the spaces between the tubes of the these spaces are not attacked simultaneously by adjacent water jets.
  • the arrangement of the tubes of the bundle of a steam generator is defined by the shape of the network of holes passing through the tube plate or alternatively of the networks of holes passing through the spacer plates distributed along the length of the straight branches of the tubes of the bundle of the steam generator.
  • a network commonly used in steam generators has square meshes, the openings receiving the ends of the straight branches of the bundle tubes being aligned in two directions at 90 ° to the tube plate of the steam generator. One of these directions corresponds to the direction of the central water street of the steam generator and the other direction at 90 ° corresponds to the direction of the flat layers of the tubes bent in U and of the spaces between the flat layers.
  • the object of the invention is therefore to propose a method of cleaning by jets of liquid a tubular plate of a heat exchanger comprising a substantially cylindrical outer casing, a transverse tubular plate integral with the outer casing and a bundle of U-folded tubes, the ends of which are fixed in holes passing through the tubular plate, arranged in a plurality of parallel flat sheets each containing a set of juxtaposed U-folded tubes, this cleaning process making it possible to effectively remove deposits located between the tubes constituting the flat layers of the tube bundle and to complete the cleaning action of the aisles the tubular plate between the layers of tubes carried out from the central water street of the bundle of the steam generator.
  • At least two jets of oscillating cleaning liquid are directed successively, from locations located inside the bundle, into a space between two layers of successive tubes, each directed between two rows of successive tubes substantially perpendicular to the layers. of tubes, so as to sweep the tubular plate between a central part plumb with the space between the two plies of tubes and at least one external part located at the periphery of the bundle and along the length of the space between the layers of tubes, with a total flow of cleaning liquid of at least 20 l / min per jet.
  • the invention also relates to 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 whose ends are fixed in holes passing through the tubular plate between an entry face constituting a wall of a water box and an exit face by which the tubes of the bundle exit which are bent in a pin and which have parallel straight branches arranged between them according to parallel flat sheets and according to a regular network in transverse planes parallel to the faces of the tubular plate, at least one opening passing through the external envelope in alignment with at least one space between two layers of successive tubes, the device cleaning device comprising an at least partially flexible lance having a thickness less than the width of an es space between two plies of bundle tubes and comprising means for forming at least one jet of liquid in a plane substantially perpendicular to the plies of tubes, when the lance is introduced between two plies of tubes by the opening of the outer casing, wherein the means for forming jets of liquid from the
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
  • Figure 2 is a partial elevational view in section of the steam generator.
  • Figure 3 is a plan view of the tubular plate of the steam generator which is traversed by a network of square mesh holes.
  • Figure 4 is an elevational view in section of a cleaning device for implementing the method according to the invention.
  • FIG. 5 is a schematic top view of the means for guiding and moving a flexible lance of the device shown in FIG. 4.
  • Figure 6 is a sectional view through a vertical plane of the fixing means of a guide device of a lance at an eye hole of a steam generator.
  • Figure 7 is a schematic top view of the means for moving and positioning the flexible cleaning lance.
  • FIG. 8 is a partial elevation view of the means for guiding the cleaning lance inside the bundle of the steam generator.
  • FIG. 8A is a sectional view along A-A of FIG. 8.
  • Figure 9 is a sectional view of an end portion of the lance of a cleaning device according to the invention comprising an oscillating nozzle holder.
  • FIG. 9A is a sectional view along AA of FIG. 9.
  • Figure 10 is a top view in partial section of a portion of the lance of the cleaning device.
  • Figure 11 is an axial sectional view of the nozzle holder of the lance of the cleaning device.
  • FIG. 11A is a view along A of FIG. 11.
  • FIG. 11B is a rear view of the nozzle holder along B of FIG. 11.
  • FIG. 1 we see the lower part of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor generally designated by the reference 1.
  • the outer casing 2 of the steam generator of generally cylindrical shape is integral, at its lower part, with the tubular plate 4.
  • the tubes of the bundle 3 of the steam generator are bent in a U and each have two straight branches which are fixed by expansion and welding in the openings crossing the tube plate 4.
  • Below the tube plate 4, the cylindrical outer casing 2 of the generator steam is connected to a hemispherical bottom defining a water box 5 in two parts.
  • the tubular plate 4 is pierced with openings arranged in a square mesh network, as can be seen in FIG. 3, over its entire surface, except for a central zone of diametrical direction and a peripheral zone of annular shape.
  • Each of the tubes of bundle 3 folded in a U shape and comprising two parallel straight branches is fixed by a first straight branch in an opening situated on a first side of the central zone of diametrical direction of the tube plate and by its second branch right, in an opening situated on a second side of the diametrical central part of the tube plate.
  • the openings 7 of the tube plate intended to receive the end parts of the straight branches of the tubes of the bundle arranged in a square mesh network are aligned in two directions at 90 °, one directions being parallel to the central space of the tube plate having no openings and the other direction perpendicular to the central part without openings of the tube plate defining rows of openings 7a.
  • the ends of the straight branches of a set of tubes of the bundle bent in a U are engaged and fixed in the openings of a row 7a, on either side of the central part of the tubular plate.
  • the tubes, the end portions of which are fixed in the holes of a row of holes 7a, constitute a flat sheet 8 of adjacent tubes, as shown in FIG. 2.
  • the tubes of the same flat sheet have curved upper parts whose radius of curvature varies from a minimum for the tube located at the central part of the flat sheet, to a maximum for the tube located at the outer part of the flat sheet.
  • the tube located at the central part of the flat sheet with the smallest radius of curvature of the hanger is engaged by its end parts in two holes in a row of holes 7a of the tubular plate located on either side other from the central part of the tube plate.
  • the minimum radius of curvature that it is possible to give to the tubes of the bundle determines the spacing of the straight branches of the tubes having the smallest radii of curvature (small hangers) and therefore the width of the central space of the tube plate.
  • the bundle 3 delimits at its central part a free space or street of water 10 situated directly above the central zone of diametrical direction of the tubular plate having no openings .
  • the straight branches of the bundle tubes are also held in transverse planes perpendicular to the axis of the bundle and of the envelope of the steam generator, according to a regular network with square meshes corresponding to the network of holes in the tube plate, by spacers 9 comprising a network of holes similar to the network of holes in the tube plate.
  • the outer casing 2 of the steam generator and the bundle casing 6 are crossed by openings 11 and 12 having a coaxial arrangement and opening into the central water street 10 of the steam generator harness. These openings constitute the fist holes of the steam generator allowing access to the central water street.
  • the envelope of the steam generator and the bundle envelope are pierced with sets of openings in coaxial arrangements constituting fist holes, in two zones located on the same diameter at the ends of the central water street 10 .
  • the external envelope 2 of the steam generator is crossed by two openings 13, 13 ′ having the same axis parallel to the tube plate 4 and perpendicular to the axis of the fist holes 12, in an area below the lower end of the bundle envelope 6.
  • the axis of the openings 13, 13 ′ called eye holes is substantially parallel to the plies of tubes 8 of the bundle of the steam generator .
  • the eye holes such as 13 and 13 ′ which have a diameter of the order of 50 mm allow access to the bundle 3 of the steam generator, substantially in alignment with a space between two layers of tubes of the generator. vapor located at the central part of the bundle.
  • the tubes of the bundle have a diameter close to 20 mm and are spaced apart by a distance of the order of 10 mm, so that the space between the flat plies of tubes of the bundle has a width of the order of 10 mm.
  • the axis of the eye holes 13 and 13 ′ is generally located at a distance of the order of 250 mm above the tube plate, the lower part of the bundle envelope 6 itself being at a height of the order of 300 mm above the tube plate and the axis of the fist holes 12 at a distance of the order of 500 mm.
  • a cleaning lance preferably comprising a nozzle holder oscillating according to the direction of the axis of the fist holes, so as to be able to sweep the aisles of the tubular plate located between the flat sheets of tubes and perpendicular to the central water street 10, between a point located directly above the launches in the central water street and at least one point located the periphery of the bundle, in the vicinity of the annular water street constituting the bottom of the annular space between the bundle envelope 6 and the external envelope 2 of the steam generator.
  • the method and the device according to the invention made it possible to carry out this cleaning in an optimal manner.
  • FIG 4 there is shown schematically a cleaning device which can be used to implement the method according to the invention.
  • the outer casing 2 of the steam generator secured to the tubular plate 4 is crossed by an eye hole 13 in a position situated slightly above the tubular plate 4.
  • the device according to the invention mainly comprises a cleaning lance 14, a lance support 15 introduced inside the bundle of the steam generator through the eye hole 13 and comprising an assembly 16 for fixing to the envelope of the generator of vapor at the eye hole 13, a device 17 for translational movement of the cleaning lance 14 and a set 18 for supporting and guiding one end of the lance 14 remaining outside the envelope of the generator steam, movable on a rail 19; the assembly 18 further comprises means for driving in rotation a nozzle holder 20 rotatably mounted about an axis parallel to the tubular plate 4 on an end part of the lance introduced inside the bundle of the steam generator.
  • the cleaning lance 14 which is introduced inside the bundle of the steam generator between two flat layers of tubes must be moved in translation in the longitudinal direction of the space between the layers of tubes, so that the nozzles of the holder nozzles 20 can carry out successively the scanning of each of the spaces of the tubular plate arranged between two successive rows of tubes of the bundle perpendicular to the flat sheets of tubes between which the lance 14 is inserted. Therefore, it may be necessary to move the launches over a length corresponding to the inside diameter of the envelope of the steam generator, that is to say over a distance which can be of the order of 4 meters.
  • a curved rail 19 to support the guide assembly 18 from the end of the lance 14.
  • the guide assembly 18 which moves on the rail 19 is connected to at least one pipe 21 supplying the lance with a pressurized liquid and to a electrical supply cable 22, so as to supply the motor for rotating the assembly 18.
  • the assembly 17 for translational driving of the lance 14 comprises pairs of facing drive rollers engaging with the lance 14.
  • the device 17 is placed in the extension of the fixing device 16 of the support and stiffening assembly 15.
  • the end of the support 15 of the lance 14 is fixed at the entrance of the eye hole 13, against the external surface of the envelope 2 of the steam generator, by means of of the fixing device 16 comprising a plate 16a bearing against the outer periphery of the eye hole 13 and pierced with an access opening to the eye hole as well as clamping screws such as 23 and screws stop such as 24 engaged with an assembly 25 integral with the end part of the support 15.
  • the support 15 which has a thickness less than the width of the space between two plies of tubes is introduced through the eye hole 13 , inside the bundle of the steam generator between two layers of tubes, below the lower end of the bundle casing 6.
  • the support 15 consists of successive elements such as 15a, 15b, 15c (figure 4) which are assembled in the longitudinal extension of one another to constitute a support of a desired length making it possible to support and guide the lance 14 on a path corresponding for example to the radius or to the diameter of the beam.
  • the support 15 When the support 15 is fully engaged inside the envelope 2 of the steam generator, it is placed in an arrangement substantially parallel to the axis of the eye hole 13 and to the tube plate 4 so to come into abutment against the upper edge of the eye hole.
  • a notch 26 delimiting an end heel 15d of the element 15a of the stiffening support engages under the lower part of the beam envelope 6.
  • the heel 15d is then interposed between the beam envelope 6 and the surface inside of the external casing 2 of the steam generator, above the eye hole 13.
  • the clamping screws such as 23 coming to bear on the plate 16a and through it on the external surface of the external casing 2 of the steam generator, make it possible to tighten the heel 15d against the inner surface of the casing 2 of the steam generator.
  • stiffening support 15 When the stiffening support 15 has been fixed, it is locked in place by screwing nuts 24 'at the end of the tie rods 24. The screws 23 block the stiffening support 15 in its service position.
  • the stiffening support 15 has at its lower part, over its entire length, a hooking rail 27 on which a head 30 of the lance 14 in which the nozzle holder 20 is mounted can be hooked by engagement of a complementary profiled part of the rail 27 ..
  • the lance is thus supported and guided, by its front part constituted by the head 30, along the length of the rail 27 and of the stiffening support 15.
  • the guide rail 19 for guiding the cleaning lance 14, by means of the guide assembly 18, rests on a concrete block 28 of the casemate of the steam generator, by l intermediate adjustable telescopic feet such as the foot 29. It is thus possible to precisely adjust the height position of the rail 19.
  • the cleaning lance 14 which has a front end constituted by the head 30 in which is mounted the nozzle holder 20.
  • the head 30 of the lance 14 is a rigid piece of metal on which is fixed one end of the body of the lance 14 consisting of a flexible material such as a molded plastic.
  • the head 30 and the body of the lance have a width less than the width of the free space between two flat plies of tubes of the bundle.
  • the head 30 of the lance 14 in which the nozzle holder 20 is mounted has been shown in position inside a space between two plies of tubes 32, 32 ′ of the bundle of the steam generator.
  • the body of the lance 14 is engaged between two sets of motorized rollers 31 of the translational drive assembly 17 making it possible to move the lance 14 in the longitudinal direction of the space between the plies of tubes, as shown diagrammatically by the arrow 33.
  • the rollers 31 whose spacing can be adjusted come in rubbing contact with the flat lateral faces of the body of the lance 14.
  • the head 30 is engaged by the eye hole 13, in the inlet part of the bundle of the steam generator between the layers of tubes 32 and 32 ′, as shown in FIG. 7.
  • the nozzle holder 20 mounted to rotate on the head 30 about an axis parallel to the tube plate in the longitudinal direction of the space between the flat plies of tubes is placed in a raised position in which the nozzles of the nozzle holder slightly protrude into spaces formed between the tubes 32 'of one of the plies of tubes.
  • the head 30 is placed in a first position in which the anterior nozzle of the nozzle holder 20 abuts against a first tube 32 ′ a of the set of tubes 32 ′ of one of the flat layers, in order to mark the 'A first mark 34 on the lance body 14, at an entry face of the drive assembly 17 with motorized rollers 31.
  • the lance is then moved back to abut the first nozzle of the nozzle holder 20 against a second tube 32'b of the tube sheet 32 'adjacent to the tube 32'a.
  • the marking of a second mark 34 ′ is carried out on the lance body 14, opposite the entry face of the drive assembly 17.
  • the position of a mark 35 is deduced therefrom.
  • a position of the lance and the lance head 30 has thus been defined such that the jet from the anterior nozzle of the nozzle holder is directed along the axis of the space between two rows of tubes perpendicular to the flat plies of tubes 32 and 32 '.
  • the nozzle spacing of the nozzle holder 20 corresponds to the exact spacing of the tubes of the bundle defined by the square mesh network of the tubular clad.
  • the lance and the head 30 on which the nozzle holder 20 is mounted are moved, step by step, each of the displacement steps corresponding to a multiple of the distance between two tubes of the beam.
  • the tubular plate is thus successively cleaned in aisles each located between two rows of tubes perpendicular to the flat sheets between which the cleaning lance is introduced.
  • the head 30 of the lance 14 is produced by assembling two metal parts 30a and 30b, by means of screws 36.
  • the part 30a has a rectangular cross section whose shape and dimension are identical to the shape and to the dimension of the section of the lance body 14 shown in FIG. 10A.
  • the width of this section is less than the width of the space between two layers of flat tubes of the steam generator bundle.
  • the piece 30b attached and fixed by the screws 36 against the piece 30a also has a thickness less than the space between two layers of successive tubes.
  • the part 30a is machined to present four substantially parallel internal channels of longitudinal direction 37a, 37b, 37c and 37d, the inlet part of which is enlarged diametrically, to receive the end of a respective conduit 38a, 38b, 38c, 38d which is introduced inside the inlet part of the corresponding channel 37a, 37b, 37c, 37d of the part 30a.
  • the channel 37a is machined in the longitudinal direction of the part 30a up to the vicinity of its front part on which the part 30b is fixed.
  • the front end of the channel 37a is connected via a transverse opening 39, to a channel 40 of longitudinal direction machined in the form of a blind hole inside the part 30b.
  • a bearing 41 in which is rotatably mounted one end of the nozzle holder 20 made in the form of a hollow pin.
  • the channel 37b opens into a notch in the part 30a, behind the nozzle holder 20, that is to say on the side of the nozzle holder opposite the outlet of the nozzles.
  • a steel wire 42 of the piano cord type Inside the conduit 38b received in the end part of the channel 37b is slidably mounted a steel wire 42 of the piano cord type.
  • the steel wire 42 is engaged and fixed at its anterior end inside a tubular part 43 slidably mounted in the end part of the channel 37b and secured at its end to an actuating part 44 of the door - nozzles 20.
  • an oscillating movement is transmitted to the nozzle holder 20, via the steel wire 42, of the sliding part 43 and the actuating part 44 acting as a cam.
  • the channels 37c and 37d are placed in communication, at their front end part, with a channel 45 which opens into a notch in the part 30a, in the axial extension of the channel 40.
  • a bearing 46 is mounted inside the inlet part of the channel 45.
  • the second end of the nozzle holder 20 opposite its end engaged in the bearing 41 and produced in the form of a hollow pin is engaged so rotating inside the bearing 46.
  • the nozzle holder 20 is traversed along its entire length by a channel 47 joining the two hollow end journals.
  • the three nozzles 48a, 48b and 48c fixed on the nozzle holder 20 can be supplied with cleaning liquid via the channel 47.
  • the channel 47 which is separated into two parts by a plug 49 is supplied with cleaning liquid, either by channel 37a and line 38a, or by both channels 37c and 37b and lines 38c and 38d.
  • the part of the channel 47 ensuring the supply of the nozzle 48a is supplied with cleaning liquid through the channel 37a and the line 38a.
  • the part of the channel 47 supplying the nozzles 48b and 48c is itself supplied with cleaning liquid via the channel 45 and the conduits 38c and 38d.
  • each of the nozzles can receive the flow transported by a conduit such as 38a, 38c and 38d.
  • a profiled element 50 intended to cooperate with the rail 27 of the stiffening support 15, to guide, support and maintain the head of the lance 14 on which the door is mounted -buses 20.
  • the support 15 provides, in addition to its support and guiding roles, a role of stiffener of the flexible lance 14, the head of which is held against the stiffener support 15.
  • the stiffener 15 makes it possible to absorb the reaction force of the high-pressure cleaning jets transmitted to the nozzle holder 20 and to the head 30 during cleaning.
  • the conduits 38a, 38b, 38c and 38d are embedded in the lance body 14 which can be produced by overmolding of a flexible plastic material, on the conduits 38a, 38b, 38c and 38d placed in parallel arrangements and in the longitudinal direction of the lance.
  • the body of the lance 14 made of flexible plastic material 51 is stiffened by a strip of stainless steel 52 with a thickness of 0.4 mm which is glued against one of the flat lateral faces of the body of the lance 14.
  • a drive part 53 ' In the frame 53 of the drive device, is mounted movable in translation in the longitudinal direction, a drive part 53 'comprising a rack.
  • the motorization device 54 of the drive assembly 18 comprises a toothed wheel 53'a which meshes with the rack of the part 53 'to which is fixed the end of the steel wire 42 opposite the actuating parts 43 and 44.
  • the steel wire 42 can be moved in translation in the longitudinal direction, inside the conduit 37b, with a certain amplitude in one way or the other.
  • Translation training is transmitted by the wire 42 to the part 43 and to the actuating part 44 which constitutes a cam engaged with a groove machined on the rear part of the nozzle holder 20.
  • FIG. 11A there is shown the nozzle holder 20 whose body is traversed by the channel 47 opening into the end parts of the nozzle holder constituting hollow journals through which the channel 47 can be supplied with cleaning fluid.
  • the nozzles 48a, 48b and 48c (FIG. 9) are fixed in three corresponding threaded openings machined in projecting parts 56a, 56b and 56c of the nozzle holder 20 having an elongated section visible in FIG. 11A.
  • the center distance of the threaded openings for receiving the nozzles is very precisely defined and fixed at a value equal to the center distance of the tubes of the steam generator bundle.
  • the rear face of the nozzle holder 20 opposite the face of the nozzle holder comprising the projecting parts 56a, 56b and 56c is machined, in its central part, under the shape of a groove 58.
  • the groove 58 comprises a central part 58a of longitudinal direction and two end parts 58b and 58c having the shape of helices having for axis the axis of rotation of the nozzle holder 20 and a slope of 20 ° to the axial direction of the nozzle holder.
  • the groove 58 has a section of substantially rectangular shape.
  • the actuating part 44 secured, by means of the part 43, to the steel wire 42 comprises an actuating finger whose section corresponds to the section of the groove 58.
  • the actuating finger of the part 44 is introduced practically without play in the groove 58.
  • the part 44 is mounted sliding inside of the cavity of the part 30a of the lance head 30 so as to move in longitudinal translation.
  • the displacement in translation of the part 44 caused, in one direction, by pushing and, in the other direction, by traction on the part 43 via the steel wire 42, causes the nozzle holder to oscillate between two extreme positions corresponding to an orientation of the liquid jets 55a, 55b and 55c produced by the nozzles, such that the jets strike one or the other of the end parts of an aisle between two rows of tubes of the bundle, at the periphery of the steam generator harness.
  • the jets move between the peripheral ends of the aisles of the tubular plate and an area situated directly above the nozzle holder, between the two plies of tubes, this direction of the jets perpendicular to the tube plate being obtained when the actuating finger of the part 44 is located in the central part 58a of the groove 58.
  • the end part of the conduits 38a, 38c and 38d opposite the head 30, at the level of the support, guide and rotary drive assembly 18 is connected to a source of washing liquid under very high pressure, for example under a pressure of 300 to 400 bars.
  • the total flow rate supplied by the source and transmitted to the nozzles of the nozzle holder 20 via the conduits 38a, 38c and 38d can be set to a high value, insofar as each of the nozzles receives the maximum flow rate which can be sent through one of the conduits.
  • the total flow rate received by the nozzles of the nozzle holder during cleaning is approximately 60 l / min. A very effective cleaning is thus obtained.
  • FIGS. 8 and 8A show two successive elements 15a and 15b of the stiffening support 15 which are assembled by two parts having a profile in the shape of a dovetail. These two parts can slide in the longitudinal direction relative to each other and are connected by means of a screw 58 secured at its end to a blocking rod 58 'whose head is engaged in a groove longitudinal of the part 15a and the rod in a longitudinal groove of the part 15b.
  • the parts 15a and 15b can be moved in translation relative to each other and then separated from each other after having rotated the screw 58 by a quarter of a turn, the relative longitudinal movement of the parts 15a and 15b making it possible to disengage the two dovetail parts relative to one another.
  • the lance 14 is then put in place which is introduced through the eye hole of the steam generator and hung, by means of the profiled part 50 of the head 30, on the rail 27 of the stiffening support 15.
  • the support rail 19 and the drive units in translation 17 and in rotation 18 having been put in place, the position of the nozzles is adjusted as described above.
  • the nozzle holder is placed in a first position in which the jets produced by the three nozzles of the nozzle holder are directed into three adjacent spaces between three first rows of tubes perpendicular to the two flat layers of tubes between which the lance 14 is introduced.
  • the nozzles are supplied with pressurized cleaning liquid at a total flow rate of around 60 l / min.
  • the rotational drive assembly 18 is put into operation, so as to produce an oscillation of the nozzle holder so that the jets produced by the nozzles scan three adjacent aisles of the tubular plate along their entire length, between a position at plumb with the space between the plies of tubes and a first peripheral end of the aisles of the tube plate and between the position plumb with the space between the plies of tubes and a second external peripheral end of the adjacent aisles of the tube plate.
  • the sludge removed by the jets of pressurized cleaning liquid is transported to the peripheral part of the bundle and sucked into this peripheral part.
  • the nozzle holder is then moved through the translational drive assembly 17 by a distance corresponding to three steps of the network of tubes.
  • a complete cleaning cycle of three aisles of the tubular plate of the bundle perpendicular to the flat layers of tubes between which the cleaning lance is introduced is restarted.
  • the method and the device according to the invention therefore make it possible to carry out a complete cleaning of the zones of the tube plate which have not been reached in a prior cleaning operation by a lance introduced into the central water ie of the bundle.
  • the nozzle holder may have a number of nozzles other than three. However, for the implementation of the invention, it is necessary to use at least two nozzles receiving a flow of cleaning liquid at least equal to 20 l / min per nozzle.
  • the means for translational movement of the lance and for driving the nozzle holder in rotation may be different from those which have been described.
  • the stiffener may also have a different shape from the modular embodiment which has been described above.
  • the invention applies to the case of all steam generators comprising a bundle of tubes arranged in a square mesh network in the transverse planes of the bundle.

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Abstract

On envoie, successivement, depuis des emplacements situés à l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur, dans un espace entre deux nappes de tubes successives, au moins deux jets de liquide de nettoyage (55a, 55b, 55c) oscillants, dirigés chacun entre deux rangées de tubes successives sensiblement perpendiculaires aux nappes de tubes, de manière à balayer la plaque tubulaire entre une partie centrale à l'aplomb de l'espace entre les deux nappes de tubes et deux parties externes situées à la périphérie du faisceau et suivant la longueur de l'espace entre les nappes de tubes. Le débit de liquide de nettoyage est au moins égal à 20 l/mn, par jet. L'invention s'applique en particulier au nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne un procédé et un dispositif de nettoyage 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, par jets de liquide, depuis l'intérieur du faisceau.
  • 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 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 du générateur de vapeur et délimitant un espace annulaire avec l'enveloppe externe. 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 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.
  • Les tubes du faisceau sont pliés en U et comportent une partie centrale de forme sensiblement semi-circulaire dont le rayon de courbure varie entre une valeur minimale pour les tubes situés à la partie centrale du faisceau dont les branches droites se trouvent de part et d'autre de la rue d'eau et une valeur maximale pour les tubes situés à la partie périphérique du faisceau. Les tubes du faisceau pliés en U sont disposés suivant une pluralité de nappes planes parallèles entre elles comportant chacune un ensemble de tubes dont les rayons de courbure varient entre une valeur minimale et une valeur maximale. Les nappes de tubes qui sont perpendiculaires à la rue d'eau du générateur de vapeur comportent un nombre de tubes décroissant depuis la partie centrale du faisceau, jusqu'à la partie périphérique, dans la direction de la rue d'eau centrale.
  • Les nappes planes constituées chacune d'un ensemble de tubes pliés en U dont les rayons de courbure sont croissants depuis la partie interne jusqu'à la partie externe de la nappe sont séparées les unes des autres par des espaces ayant une largeur sensiblement constante, cette largeur pouvant être de l'ordre de 10 mm.
  • 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 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 avec la plaque tubulaire 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 surface 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.
  • Un tel nettoyage par jet de liquide peut être effectué en introduisant une lance susceptible de former des jets de liquide, à l'intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur, par un trou de visite traversant l'enveloppe externe et l'enveloppe du faisceau du générateur de vapeur.
  • On a proposé en particulier d'introduire une lance de nettoyage de la plaque tubulaire du faisceau du générateur de vapeur dans la rue d'eau centrale du faisceau du générateur, à travers des ouvertures de l'enveloppe du générateur de vapeur appelées trous de poing situées dans l'alignement de la rue d'eau centrale du faisceau.
  • De manière à améliorer le nettoyage de la plaque tubulaire, on a proposé d'introduire par les trous de poing, dans la rue d'eau centrale du faisceau du générateur de vapeur, un ensemble de nettoyage comportant en particulier une rampe de nettoyage alimentée en eau sous pression et comportant un porte-buses monté oscillant autour d'un axe parallèle à la rue d'eau centrale et à la plaque tubulaire et portant un ensemble de buses susceptibles d'effectuer le nettoyage de la plaque tubulaire suivant plusieurs allées entre les rangées de tubes perpendiculaires à la rue d'eau centrale du générateur de vapeur. L'oscillation des buses autour d'un axe parallèle à la plaque tubulaire et à la rue d'eau centrale du générateur de vapeur permet de balayer les allées de la plaque tubulaire entre les tubes, depuis une zone centrale de la plaque tubulaire correspondant à la rue d'eau centrale et au moins une zone périphérique de la plaque tubulaire, à l'extérieur de l'enveloppe de faisceau, dans laquelle sont récupérées les boues détachées par les jets d'eau sous forte pression envoyés sur la plaque tubulaire depuis la rue d'eau centrale.
  • Dans le brevet français 94-10008 déposé par la société FRAMATOME, on a décrit un dispositif de nettoyage permettant d'effectuer simultanément le nettoyage de plusieurs allées entre les rangées de tubes, en utilisant une lance portée par un rail fixé dans la rue d'eau centrale et comportant un porte-buses monté oscillant sur un support mobile pouvant se déplacer sur le rail dans la rue d'eau centrale. De manière à assurer une mise en place des différentes buses du porte-buses dans l'alignement exact d'un ensemble d'allées entre les tubes des générateurs de vapeur, le dispositif comporte de plus des moyens de positionnement précis du support et du porte-buses coopérant avec un tube du faisceau, dans chacune des positions de travail du support et du porte-buses suivant la direction de la rue d'eau centrale du générateur de vapeur.
  • Le rail et le support du porte-buses du dispositif de nettoyage peuvent être introduits dans la rue d'eau centrale par les ouvertures traversant l'enveloppe externe et l'enveloppe de faisceau du générateur de vapeur dans le prolongement de la rue d'eau centrale du générateur de vapeur, appelées trous de poing.
  • Les procédés et dispositifs de nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur depuis la rue d'eau centrale permettent de balayer un ensemble d'allées de la plaque tubulaire situées chacune entre deux nappes planes de tubes et débouchant dans la rue d'eau centrale. Ces procédés et dispositifs ne permettent cependant pas d'obtenir un nettoyage parfait de la plaque tubulaire, du fait que les espaces entre les tubes des nappes planes délimitant les allées ne peuvent pas être atteints par les jets d'eau sous pression de nettoyage ; les dépôts situés dans ces espaces ne sont généralement pas décollés de manière efficace par les jets d'eau dans les allées adjacentes.
  • On a donc proposé, en particulier dans le FR-A-2.514.108 déposé par la société FRAMATOME et la Société de Travaux en Milieux Ionisants (STMI), de réaliser le nettoyage non seulement en utilisant une lance introduite dans la rue d'eau centrale du générateur de vapeur mais également une lance introduite à l'intérieur même du faisceau entre deux nappes planes de tubes du faisceau pliés en U, de manière à atteindre les parties de la plaque tubulaire correspondant aux espaces entre les rangées de tubes débouchant dans l'espace entre les deux nappes planes de tubes à l'intérieur duquel est introduite la lance de nettoyage. On utilise pour cela une lance de nettoyage souple ayant une section sensiblement rectangulaire et une largeur inférieure à la largeur de l'espace entre les nappes de tubes du faisceau qui est introduite à l'intérieur du faisceau, entre deux nappes de tubes, par une des ouvertures traversant l'enveloppe externe du faisceau du générateur de vapeur, en-dessous de l'extrémité inférieure de l'enveloppe de faisceau, ces ouvertures étant appelées trous d'oeil. Les trous d'oeil qui présentent un diamètre de l'ordre de 50 mm permettent d'accéder à un ou plusieurs espaces entre les nappes de tubes, en utilisant une lance souple dont l'épaisseur est inférieure à la largeur de l'espace entre deux nappes de tubes du faisceau, cette largeur étant de l'ordre de 10 mm.
  • Dans le FR-A-2.514.108, on utilise successivement plusieurs lances ayant des buses fixes dont l'inclinaison permet d'atteindre un point de la plaque tubulaire situé entre deux rangées de tubes et à une certaine distance de la zone de la plaque tubulaire située à l'aplomb de l'espace séparant les deux nappes de tubes entre lesquelles est introduite la lance de nettoyage. En utilisant successivement des lances permettant d'atteindre des points ayant un éloignement croissant par rapport à la partie centrale du faisceau du générateur de vapeur, il est possible de repousser les boues vers la périphérie du générateur de vapeur. Cependant, l'opération de nettoyage qui nécessite l'utilisation de plusieurs lances successives à l'intérieur du faisceau est une opération longue à exécuter, du fait du grand nombre de tubes du faisceau du générateur de vapeur.
  • En outre, la lance permet d'effectuer le nettoyage d'un seul espace entre deux rangées de tubes, ce qui non seulement accroît la durée d'exécution du nettoyage mais encore ne permet pas de réaliser un nettoyage parfait des espaces entre les tubes du fait que ces espaces ne sont pas attaqués simultanément par des jets d'eau adjacents.
  • La disposition des tubes du faisceau d'un générateur de vapeur est définie par la forme du réseau de trous traversant la plaque tubulaire ou encore des réseaux de trous traversant les plaques-entretoises réparties suivant la longueur des branches droites des tubes du faisceau du générateur de vapeur. Un réseau couramment utilisé dans les générateurs de vapeur présente des mailles carrées, les ouvertures recevant les extrémités des branches droites des tubes du faisceau étant alignées suivant deux directions à 90° de la plaque tubulaire du générateur de vapeur. L'une de ces directions correspond à la direction de la rue d'eau centrale du générateur de vapeur et l'autre direction à 90° correspond à la direction des nappes planes des tubes pliés en U et des espaces entre les nappes planes. Dans ce cas, en introduisant une lance de nettoyage dans la rue d'eau centrale du générateur de vapeur, par les trous de poing traversant l'enveloppe externe et l'enveloppe de faisceau du générateur de vapeur, il est possible de réaliser un nettoyage de chacune des allées de la plaque tubulaire situées entre deux nappes planes successives de tubes pliés en U, ce nettoyage pouvant être réalisé de préférence en utilisant un porte-buses oscillant équipé de plusieurs buses susceptibles d'effectuer simultanément le nettoyage de plusieurs allées adjacentes. Cependant, les espaces de la plaque tubulaire situés entre les tubes des nappes planes ne peuvent être atteints que par une lance introduite entre deux nappes planes de tubes successives, par un trou d'oeil du générateur de vapeur. Le nettoyage par la lance introduite par un trou d'oeil est alors réalisé dans des directions parallèles à la rue d'eau centrale du générateur de vapeur.
  • Il est apparu qu'en utilisant une simple lance munie d'une buse fixe introduite dans le faisceau entre deux nappes de tubes, il n'est pas possible de réaliser un nettoyage efficace, du fait d'un balayage insuffisant et des possibilités réduites de la lance, quant au débit total d'eau de nettoyage envoyée entre les nappes de tubes.
  • Le but de l'invention est donc de proposer un procédé de nettoyage par jets 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 et un faisceau de tubes pliés en U dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire, disposés suivant une pluralité de nappes planes parallèles contenant chacune un ensemble de tubes pliés en U juxtaposés, ce procédé de nettoyage permettant d'éliminer de manière efficace, des dépôts situés entre les tubes constituant les nappes planes du faisceau de tubes et de compléter l'action de nettoyage des allées de la plaque tubulaire entre les nappes de tubes effectuée depuis la rue d'eau centrale du faisceau du générateur de vapeur.
  • Dans ce but, on envoie successivement, depuis des emplacements situés à l'intérieur du faisceau, dans un espace entre deux nappes de tubes successives, au moins deux jets de liquide de nettoyage oscillants dirigés chacun entre deux rangées de tubes successives sensiblement perpendiculaires aux nappes de tubes, de manière à balayer la plaque tubulaire entre une partie centrale à l'aplomb de l'espace entre les deux nappes de tubes et au moins une partie externe située à la périphérie du faisceau et suivant la longueur de l'espace entre les nappes de tubes, avec un débit total de liquide de nettoyage d'au moins 20 l/mn par jet.
  • L'invention concerne également 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 constituant une paroi d'une boîte à eau et une face de sortie par laquelle sortent les tubes du faisceau qui sont pliés en épingle et qui comportent des branches droites parallèles entre elles disposées suivant des nappes planes parallèles et suivant un réseau régulier dans des plans transversaux parallèles aux faces de la plaque tubulaire, au moins une ouverture traversant l'enveloppe externe dans l'alignement d'au moins un espace entre deux nappes de tubes successives, le dispositif de nettoyage comportant une lance au moins partiellement souple ayant une épaisseur inférieure à la largeur d'un espace entre deux nappes de tubes du faisceau et comprenant des moyens de formation d'au moins un jet de liquide dans un plan sensiblement perpendiculaire aux nappes de tubes, lorsque la lance est introduite entre deux nappes de tubes par l'ouverture de l'enveloppe externe,
    dans lequel les moyens de formation de jets de liquide de la lance comportent au moins deux buses de formation d'un jet de liquide montées rotatives sur la lance, autour d'un axe parallèle aux nappes de tubes et à la plaque tubulaire.
  • 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, la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention dans un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, en utilisant un dispositif de nettoyage comportant une lance souple introduite par un trou d'oeil du générateur de vapeur.
  • La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
  • La figure 2 est une vue partielle en élévation et en coupe du générateur de vapeur.
  • La figure 3 est une vue en plan de la plaque tubulaire du générateur de vapeur qui est traversée par un réseau de trous à mailles carrées.
  • La figure 4 est une vue en élévation et en coupe d'un dispositif de nettoyage permettant de mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention.
  • La figure 5 est une vue de dessus schématique des moyens de guidage et de déplacement d'une lance souple du dispositif représenté sur la figure 4.
  • La figure 6 est une vue en coupe par un plan vertical de moyens de fixation d'un dispositif de guidage d'une lance au niveau d'un trou d'oeil d'un générateur de vapeur.
  • La figure 7 est une vue de dessus schématique des moyens de déplacement et de mise en place de la lance souple de nettoyage.
  • La figure 8 est une vue partielle en élévation des moyens de guidage de la lance de nettoyage à l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur.
  • La figure 8A est une vue en coupe suivant A-A de la figure 8.
  • La figure 9 est une vue en coupe d'une partie d'extrémité de la lance d'un dispositif de nettoyage suivant l'invention comportant un porte-buses oscillant.
  • La figure 9A est une vue en coupe suivant AA de la figure 9.
  • La figure 10 est une vue de dessus et en coupe partielle, d'une partie de la lance du dispositif de nettoyage.
  • La figure 11 est une vue en coupe axiale du porte-buses de la lance du dispositif de nettoyage.
  • La figure 11A est une vue suivant A de la figure 11.
  • La figure 11B est une vue arrière du porte-buses suivant B de la figure 11.
  • Sur la figure 1, on voit la partie inférieure d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression désigné de manière générale par le repère 1.
  • L'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur de forme globalement cylindrique est solidaire, à sa partie inférieure, de la plaque tubulaire 4. Les tubes du faisceau 3 du générateur de vapeur sont pliés en U et comportent chacun deux branches droites qui sont fixées par dudgeonnage et soudage dans les ouvertures traversant la plaque tubulaire 4. En dessous de la plaque tubulaire 4, l'enveloppe externe 2 cylindrique du générateur de vapeur est raccordée à un fond hémisphérique délimitant une boîte à eau 5 en deux parties.
  • La plaque tubulaire 4 est percée d'ouvertures disposées suivant un réseau à mailles carrées, comme il est visible sur la figure 3, sur toute sa surface, à l'exception d'une zone centrale de direction diamétrale et d'une zone périphérique de forme annulaire. Chacun des tubes du faisceau 3 plié en forme d'U et comportant deux branches droites parallèles est fixé par une première branche droite dans une ouverture située d'un premier côté de la zone centrale de direction diamétrale de la plaque tubulaire et par sa seconde branche droite, dans une ouverture située d'un second côté de la partie centrale diamétrale de la plaque tubulaire.
  • Comme il est visible sur la figure 3, les ouvertures 7 de la plaque tubulaire destinées à recevoir les parties d'extrémité des branches droites des tubes du faisceau disposées suivant un réseau à mailles carrées sont alignées suivant deux directions à 90°, l'une des directions étant parallèle à l'espace central de la plaque tubulaire ne comportant pas d'ouvertures et l'autre direction perpendiculaire à la partie centrale sans ouvertures de la plaque tubulaire définissant des rangées d'ouvertures 7a.
  • Les extrémités des branches droites d'un ensemble de tubes du faisceau pliés en U sont engagées et fixées dans les ouvertures d'une rangée 7a, de part et d'autre de la partie centrale de la plaque tubulaire. Les tubes dont les parties d'extrémité sont fixées dans les trous d'une rangée de trous 7a constituent une nappe plane 8 de tubes adjacents, comme représenté sur la figure 2.
  • Les tubes d'une même nappe plane comportent des parties supérieures cintrées dont le rayon de courbure varie depuis un minimum pour le tube situé à la partie centrale de la nappe plane, jusqu'à un maximum pour le tube situé à la partie externe de la nappe plane. Le tube situé à la partie centrale de la nappe plane dont le rayon de courbure du cintre est le plus faible est engagé par ses parties d'extrémité dans deux trous d'une rangée de trous 7a de la plaque tubulaire situés de part et d'autre de la partie centrale de la plaque tubulaire. Le rayon de courbure minimum qu'il est possible de donner aux tubes du faisceau détermine l'écartement des branches droites des tubes présentant les plus faibles rayons de courbure (petits cintres) et donc la largeur de l'espace central de la plaque tubulaire.
  • Comme il est visible sur les figures 1 et 2, le faisceau 3 délimite à sa partie centrale un espace libre ou rue d'eau 10 situé à l'aplomb de la zone centrale de direction diamétrale de la plaque tubulaire ne comportant pas d'ouvertures.
  • Les branches droites des tubes du faisceau sont également maintenues dans des plans transversaux perpendiculaires à l'axe du faisceau et de l'enveloppe du générateur de vapeur, suivant un réseau régulier à mailles carrées correspondant au réseau de trous de la plaque tubulaire, par des entretoises 9 comportant un réseau de trous analogue au réseau de trous de la plaque tubulaire.
  • Comme il est visible sur les figures 1 et 2, l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur et l'enveloppe de faisceau 6 sont traversées par des ouvertures 11 et 12 ayant une disposition coaxiale et débouchant dans la rue d'eau centrale 10 du faisceau du générateur de vapeur. Ces ouvertures constituent les trous de poing du générateur de vapeur permettant d'accéder à la rue d'eau centrale. Généralement, l'enveloppe du générateur de vapeur et l'enveloppe de faisceau sont percées de jeux d'ouvertures dans des dispositions coaxiales constituant des trous de poing, dans deux zones situées sur un même diamètre aux extrémités de la rue d'eau centrale 10.
  • De plus, comme il est visible sur la figure 2, l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur est traversée par deux ouvertures 13, 13' ayant un même axe parallèle à la plaque tubulaire 4 et perpendiculaire à l'axe des trous de poing 12, dans une zone située en-dessous de l'extrémité inférieure de l'enveloppe de faisceau 6. L'axe des ouvertures 13, 13' appelées trous d'oeil est sensiblement parallèle aux nappes de tubes 8 du faisceau du générateur de vapeur. Les trous d'oeil tels que 13 et 13' qui présentent un diamètre de l'ordre de 50 mm permettent d'accéder au faisceau 3 du générateur de vapeur, sensiblement dans l'alignement d'un espace entre deux nappes de tubes du générateur de vapeur situées à la partie centrale du faisceau.
  • Généralement, les tubes du faisceau ont un diamètre voisin de 20 mm et sont espacés d'une distance de l'ordre de 10 mm, de sorte que l'espace entre les nappes planes de tubes du faisceau a une largeur de l'ordre de 10 mm.
  • L'axe des trous d'oeil 13 et 13' est généralement situé à une distance de l'ordre de 250 mm au-dessus de la plaque tubulaire, la partie inférieure de l'enveloppe de faisceau 6 étant elle-même à une hauteur de l'ordre de 300 mm au-dessus de la plaque tubulaire et l'axe des trous de poing 12 à une distance de l'ordre de 500 mm.
  • Pour réaliser le nettoyage d'une plaque tubulaire d'un faisceau de générateur de vapeur, il est connu d'introduire par un trou de poing 12 des enveloppes du générateur de vapeur, une lance de nettoyage comportant de préférence un porte-buses oscillant suivant la direction de l'axe des trous de poing, de manière à pouvoir balayer les allées de la plaque tubulaire situées entre les nappes planes de tubes et perpendiculaires à la rue d'eau centrale 10, entre un point situé à l'aplomb de la lance dans la rue d'eau centrale et au moins un point situé à la périphérie du faisceau, au voisinage de la rue d'eau annulaire constituant le fond de l'espace annulaire entre l'enveloppe de faisceau 6 et l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur. On réalise ainsi, grâce à des jets à forte pression (plusieurs centaines de bars), le décollement et l'entraînement des dépôts qui se sont fixés sur la plaque tubulaire vers la rue d'eau annulaire périphérique où ces dépôts peuvent être éliminés, par exemple par aspiration. Le procédé connu de nettoyage par une lance introduite dans la rue d'eau du générateur de vapeur permet d'éliminer les dépôts dans chacune des allées de la plaque tubulaire comprises entre deux nappes planes de tubes. En revanche, le procédé connu ne permet pas d'éliminer les dépôts entre les tubes successifs d'une nappe plane, c'est-à-dire des dépôts situés dans des zones de la plaque tubulaire entre les trous successifs 7 des rangées de trous 7a.
  • Le procédé et le dispositif suivant l'invention ont permis de réaliser ce nettoyage de manière optimale.
  • Sur la figure 4, on a représenté de manière schématique un dispositif de nettoyage qui peut être utilisé pour mettre en oeuvre le procédé suivant l'invention.
  • L'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur solidaire de la plaque tubulaire 4 est traversée par un trou d'oeil 13 dans une position située légèrement au-dessus de la plaque tubulaire 4.
  • Le dispositif suivant l'invention comporte principalement une lance de nettoyage 14, un support de lance 15 introduit à l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur par le trou d'oeil 13 et comportant un ensemble 16 de fixation sur l'enveloppe du générateur de vapeur au niveau du trou d'oeil 13, un dispositif 17 de déplacement en translation de la lance de nettoyage 14 et un ensemble 18 de support et de guidage d'une extrémité de la lance 14 restant à l'extérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur, mobile sur un rail 19 ; l'ensemble 18 comporte de plus des moyens d'entraînement en rotation d'un porte-buses 20 monté rotatif autour d'un axe parallèle à la plaque tubulaire 4 sur une partie d'extrémité de la lance introduite à l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur.
  • La lance de nettoyage 14 qui est introduite à l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur entre deux nappes planes de tubes doit être déplacée en translation suivant la direction longitudinale de l'espace entre les nappes de tubes, de manière que les buses du porte-buses 20 puissent réaliser successivement le balayage de chacun des espaces de la plaque tubulaire disposés entre deux rangées successives de tubes du faisceau perpendiculaires aux nappes planes de tubes entre lesquelles est introduite la lance 14. De ce fait, il peut être nécessaire de déplacer la lance sur une longueur correspondant au diamètre intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur, c'est-à-dire sur une distance qui peut être de l'ordre de 4 mètres.
  • Il est également possible d'utiliser simultanément deux lances introduites par les trous d'oeil 13 et 13', respectivement.
  • Du fait que les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pression sont disposés à l'intérieur de casemates en béton, on dispose généralement d'un espace libre d'une longueur réduite, à l'extérieur des générateurs de vapeur, dans le prolongement du trou d'oeil 13.
  • Comme il est visible sur la figure 5, il peut être nécessaire d'utiliser un rail courbe 19 pour supporter l'ensemble de guidage 18 de l'extrémité de la lance 14. L'ensemble de guidage 18 qui se déplace sur le rail 19 est relié à au moins une canalisation 21 d'alimentation de la lance en un liquide sous pression et à un câble d'alimentation électrique 22, de manière à assurer l'alimentation du moteur d'entraînement en rotation de l'ensemble 18.
  • L'ensemble 17 d'entraînement en translation de la lance 14 comporte des paires de galets d'entraînement en vis-à-vis venant en prise avec la lance 14. Le dispositif 17 est placé dans le prolongement du dispositif de fixation 16 de l'ensemble de support et de raidissement 15.
  • Dans certains cas, on dispose de suffisamment d'espace dans le prolongement de l'axe du trou d'oeil du générateur de vapeur pour utiliser un rail rectiligne 19'.
  • Comme il est visible sur la figure 6, l'extrémité du support 15 de la lance 14 est fixée à l'entrée du trou d'oeil 13, contre la surface extérieure de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur, par l'intermédiaire du dispositif de fixation 16 comportant une plaque 16a venant en appui contre la périphérie extérieure du trou d'oeil 13 et percée d'une ouverture d'accès au trou d'oeil ainsi que des vis de serrage telles que 23 et des vis d'arrêt telles que 24 en prise avec un équipage 25 solidaire de la partie d'extrémité du support 15. Le support 15 qui présente une épaisseur inférieure à la largeur de l'espace entre deux nappes de tubes est introduit par le trou d'oeil 13, à l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur entre deux nappes de tubes, en-dessous de l'extrémité inférieure de l'enveloppe de faisceau 6. Comme il sera expliqué plus loin, le support 15 est constitué d'éléments successifs tels que 15a, 15b, 15c (figure 4) qui sont assemblés dans le prolongement longitudinal l'un de l'autre pour constituer un support d'une longueur voulue permettant de supporter et de guider la lance 14 sur un trajet correspondant par exemple au rayon ou au diamètre du faisceau.
  • Lorsque le support 15 se trouve entièrement engagé à l'intérieur de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur, il est mis en place dans une disposition sensiblement parallèle à l'axe du trou d'oeil 13 et à la plaque tubulaire 4 de manière à venir en appui contre le bord supérieur du trou d'oeil. Une encoche 26 délimitant un talon d'extrémité 15d de l'élément 15a du support raidisseur vient s'engager sous la partie inférieure de l'enveloppe de faisceau 6. Le talon 15d est alors intercalé entre l'enveloppe de faisceau 6 et la surface intérieure de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, au-dessus du trou d'oeil 13. Les vis de serrage telles que 23 venant en appui sur la plaque 16a et par son intermédiaire sur la surface extérieure de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, permettent de réaliser le serrage du talon 15d contre la surface intérieure de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur. On réalise ainsi une fixation en porte-à-faux du support raidisseur 15 à l'intérieur de l'enveloppe du générateur de vapeur. Le serrage du talon 15d du support raidisseur 15 est réalisé par l'intermédiaire de l'équipage 35 solidaire de l'extrémité du support raidisseur 15, dans lequel les vis 23 sont engagées dans des trous taraudés. Les tirants 24 fixés dans des ouvertures taraudées de la plaque d'appui 16a permettent de guider et de maintenir l'équipage 35.
  • Lorsque la fixation du support raidisseur 15 a été réalisée, on le verrouille en place en vissant des écrous 24' à l'extrémité des tirants 24. Les vis 23 assurent le blocage du support raidisseur 15 dans sa position de service.
  • Le support raidisseur 15 comporte à sa partie inférieure, sur toute sa longueur, un rail d'accrochage 27 sur lequel une tête 30 de la lance 14 dans laquelle est monté le porte-buses 20 peut venir s'accrocher par engagement d'une partie profilée complémentaire du rail 27.. La lance est ainsi supportée et guidée, par sa partie antérieure constituée par la tête 30, suivant la longueur du rail 27 et du support raidisseur 15.
  • Au lieu d'une fixation en porte-à-faux du support raidisseur 15, on pourrait éventuellement envisager une fixation des extrémités du support raidisseur 15 au niveau des trous d'oeil 13 et 13' du générateur de vapeur situés dans des positions diamétralement opposées.
  • Comme il est visible sur la figure 4, le rail 19 de guidage de la lance de nettoyage 14, par l'intermédiaire de l'ensemble de guidage 18, repose sur un massif en béton 28 de la casemate du générateur de vapeur, par l'intermédiaire de pieds télescopiques réglables tels que le pied 29. On peut ainsi régler de manière précise la position en hauteur du rail 19.
  • Sur la figure 7, on a représenté la lance de nettoyage 14 qui comporte une extrémité antérieure constituée par la tête 30 dans laquelle est monté le porte-buses 20. La tête 30 de la lance 14 est une pièce rigide en métal sur laquelle est fixée une extrémité du corps de la lance 14 constitué par une matière souple telle qu'une matière plastique moulée. La tête 30 et le corps de la lance ont une largeur inférieure à la largeur de l'espace libre entre deux nappes planes de tubes du faisceau.
  • Sur la figure 7, la tête 30 de la lance 14 dans laquelle est monté le porte-buses 20 a été représentée en position à l'intérieur d'un espace entre deux nappes de tubes 32, 32' du faisceau du générateur de vapeur. Le corps de la lance 14 est engagé entre deux jeux de galets motorisés 31 de l'ensemble d'entraînement en translation 17 permettant de déplacer la lance 14 dans la direction longitudinale de l'espace entre les nappes de tubes, comme représenté schématiquement par la flèche 33. Les galets 31 dont l'écartement peut être réglé viennent en contact frottant avec les faces latérales planes du corps de la lance 14.
  • Avant de commencer une opération de nettoyage de la plaque tubulaire du générateur de vapeur, on réalise un réglage de position des buses du porte-buses 20. La tête 30 est engagée par le trou d'oeil 13, dans la partie d'entrée du faisceau du générateur de vapeur entre les nappes de tubes 32 et 32', comme représenté sur la figure 7. Le porte-buses 20 monté mobile en rotation sur la tête 30 autour d'un axe parallèle à la plaque tubulaire dans la direction longitudinale de l'espace entre les nappes planes de tubes est placé dans une position relevée dans laquelle les buses du porte-buses viennent légèrement en saillie dans des espaces ménagés entre les tubes 32' de l'une des nappes de tubes.
  • La tête 30 est placée dans une première position dans laquelle la buse antérieure du porte-buses 20 vient en butée contre un premier tube 32'a de l'ensemble de tubes 32' de l'une des nappes planes, pour effectuer le marquage d'un premier repère 34 sur le corps de lance 14, au niveau d'une face d'entrée de l'ensemble d'entraînement 17 à galets motorisés 31. On effectue ensuite le recul de la lance pour mettre en butée la première buse du porte-buses 20 contre un second tube 32'b de la nappe de tubes 32' voisin du tube 32'a. On effectue le marquage d'un second repère 34' sur le corps de lance 14, en vis-à-vis de la face d'entrée de l'ensemble d'entraînement 17. On en déduit la position d'un repère 35 sur le corps de lance 14 correspondant à la position de la première buse du porte-buses 20, dans un plan transversal perpendiculaire à la direction longitudinale 33 de l'espace entre les nappes planes de tubes, équidistant des tubes 32'a et 32'b. On a ainsi défini une position de la lance et de la tête de lance 30 telle que le jet de la buse antérieure du porte-buses soit dirigé suivant l'axe de l'espace entre deux rangées de tubes perpendiculaires aux nappes planes de tubes 32 et 32'.
  • L'espacement des buses du porte-buse 20 correspond à l'espacement exact des tubes du faisceau défini par le réseau à mailles carrées de la plaqué tubulaire.
  • Afin de régler la position de la tête de la lance et du porte-buses 20 au cours de son déplacement dans l'espace entre les deux nappes planes de tubes 32 et 32', on effectue le même réglage pour des tubes voisins de la nappe de tubes 32 ou 32' situés à différents endroits espacés suivant la longueur de l'espace entre les nappes de tubes 32 et 32'.
  • Entre les positions prédéfinies et marquées sur le corps de lance 14, on déplace la lance et la tête 30 sur laquelle est monté le porte-buses 20, pas par pas, chacun des pas de déplacement correspondant à un multiple de la distance entre deux tubes du faisceau. On réalise ainsi successivement le nettoyage de la plaque tubulaire dans des allées situées chacune entre deux rangées de tubes perpendiculaires aux nappes planes entre lesquelles est introduite la lance de nettoyage.
  • Sur la figure 9, on voit la tête 30 d'une lance de nettoyage 14 sur laquelle est monté pivotant le porte-buses 20 qui sera décrit plus en détail en se reportant aux figures 11, 11A et 11B.
  • La tête 30 de la lance 14 est réalisée par assemblage de deux pièces métalliques 30a et 30b, par l'intermédiaire de vis 36.
  • La pièce 30a présente une section transversale rectangulaire dont la forme et la dimension sont identiques à la forme et à la dimension de la section du corps de lance 14 représenté sur la figure 10A. La largeur de cette section est inférieure à la largeur de l'espace entre deux nappes de tubes planes du faisceau du générateur de vapeur.
  • La pièce 30b rapportée et fixée par les vis 36 contre la pièce 30a présente également une épaisseur inférieure à l'espace entre deux nappes de tubes successives.
  • La pièce 30a est usinée pour présenter quatre canaux internes sensiblement parallèles de direction longitudinale 37a, 37b, 37c et 37d dont la partie d'entrée est élargie diamétralement, pour recevoir l'extrémité d'un conduit respectif 38a, 38b, 38c, 38d qui est introduit à l'intérieur de la partie d'entrée du canal correspondant 37a, 37b, 37c, 37d de la pièce 30a.
  • Le canal 37a est usiné dans la direction longitudinale de la pièce 30a jusqu'au voisinage de sa partie antérieure sur laquelle est fixée la pièce 30b. L'extrémité antérieure du canal 37a est reliée par l'intermédiaire d'une ouverture transversale 39, à un canal 40 de direction longitudinale usiné sous la forme d'un trou borgne à l'intérieur de la pièce 30b. Dans la partie d'entrée à diamètre élargi du canal 40 est introduit un palier 41 dans lequel est montée rotative une extrémité du porte-buses 20 réalisée sous la forme d'un tourillon creux.
  • Le canal 37b débouche dans une échancrure de la pièce 30a, à l'arrière du porte-buses 20, c'est-à-dire du côté du porte-buses opposé à la sortie des buses.
  • A l'intérieur du conduit 38b reçu dans la partie d'extrémité du canal 37b est monté glissant un fil d'acier 42 du type corde à piano. Le fil d'acier 42 est engagé et fixé à son extrémité antérieure à l'intérieur d'une pièce tubulaire 43 montée glissante dans la partie d'extrémité du canal 37b et solidaire à son extrémité d'une pièce d'actionnement 44 du porte-buses 20.
  • Comme il est sera expliqué plus loin, un mouvement d'oscillation est transmis au porte-buses 20, par l'intermédiaire du fil d'acier 42, de la pièce glissante 43 et de la pièce d'actionnement 44 agissant comme une came.
  • Les canaux 37c et 37d sont mis en communication, à leur partie d'extrémité antérieure, avec un canal 45 qui débouche dans une échancrure de la pièce 30a, dans le prolongement axial du canal 40.
  • Un palier 46 est monté à l'intérieur de la partie d'entrée du canal 45. La seconde extrémité du porte-buses 20 opposée à son extrémité engagée dans le palier 41 et réalisée sous la forme d'un tourillon creux est engagée de manière rotative à l'intérieur du palier 46.
  • Le porte-buses 20 est traversé suivant toute sa longueur par un canal 47 joignant les deux tourillons creux d'extrémité. Les trois buses 48a, 48b et 48c fixées sur le porte-buses 20 peuvent être alimentées en liquide de nettoyage par l'intermédiaire du canal 47. Le canal 47 qui est séparé en deux parties par un bouchon 49 est alimenté en liquide de nettoyage, soit par le canal 37a et la conduite 38a, soit à la fois par les canaux 37c et 37b et les conduits 38c et 38d.
  • La partie du canal 47 assurant l'alimentation de la buse 48a est alimentée en liquide de nettoyage par le canal 37a et la conduite 38a.
  • La partie du canal 47 alimentant les buses 48b et 48c est elle-même alimentée en liquide de nettoyage par l'intermédiaire du canal 45 et des conduits 38c et 38d.
  • De cette manière, chacune des buses peut recevoir le débit transporté par un conduit tel que 38a, 38c et 38d.
  • Sur la surface supérieure de la pièce 30a, est fixé un élément profilé 50 destiné à coopérer avec le rail 27 du support raidisseur 15, pour assurer le guidage, le support et le maintien de la tête de la lance 14 sur laquelle est monté le porte-buses 20. Le support 15 assure, en plus de ses rôles de support et de guidage, un rôle de raidisseur de la lance souple 14 dont la tête se trouve maintenue contre le support raidisseur 15. En particulier, le raidisseur 15 permet d'absorber la force de réaction des jets de nettoyage à haute pression transmis au porte-buses 20 et à la tête 30 pendant le nettoyage.
  • Comme il est visible sur les figures 9, 10 et 10A, les conduits 38a, 38b, 38c et 38d sont noyés dans le corps de lance 14 qui peut être réalisé par surmoulage d'une matière plastique souple, sur les conduits 38a, 38b, 38c et 38d placés dans des dispositions parallèles et suivant la direction longitudinale de la lance.
  • De plus, le corps de la lance 14 en matière plastique souple 51 est rigidifié par un feuillard en acier inoxydable 52 d'une épaisseur de 0,4 mm qui est collé contre l'une des faces latérales planes du corps de la lance 14.
  • Sur la figure 10, on a représenté l'extrémité du corps de lance 14 opposée à la tête 30, qui est fixée par des vis à l'intérieur du bâti 53 du dispositif de guidage et d'entraînement en rotation 18 du porte-buses 20.
  • Dans le bâti 53 du dispositif d'entraînement, est montée mobile en translation dans la direction longitudinale, une pièce d'entraînement 53' comportant une crémaillère. Le dispositif de motorisation 54 de l'ensemble d'entraînement 18 comporte une roue dentée 53'a venant engrener avec la crémaillère de la pièce 53' à laquelle est fixée l'extrémité du fil d'acier 42 opposée aux pièces d'actionnement 43 et 44.
  • Par l'intermédiaire du dispositif de motorisation et de la pièce 53' comportant la crémaillère d'entraînement, le fil d'acier 42 peut être déplacé en translation dans la direction longitudinale, à l'intérieur du conduit 37b, avec une certaine amplitude dans un sens ou dans l'autre. L'entraînement en translation est transmis par le fil 42 à la pièce 43 et à la pièce d'actionnement 44 qui constitue une came en prise avec une rainure usinée sur la partie postérieure du porte-buses 20.
  • Sur les figures 11, 11A et 11B, on a représenté le porte-buses 20 dont le corps est traversé par le canal 47 débouchant dans les parties d'extrémité du porte-buses constituant des tourillons creux par l'intermédiaire desquels le canal 47 peut être alimenté en liquide de nettoyage. Les buses 48a, 48b et 48c (figure 9) sont fixées dans trois ouvertures taraudées correspondantes usinées dans des parties en saillie 56a, 56b et 56c du porte-buses 20 ayant une section de forme allongée visible sur la figure 11A.
  • L'entraxe des ouvertures taraudées de réception des buses est défini avec une très grande précision et fixé à une valeur égale à l'entraxe des tubes du faisceau du générateur de vapeur.
  • Comme il est visible sur la figure 11 et sur la figure 11B, la face arrière du porte-buses 20 opposée à la face du porte-buses comportant les parties en saillie 56a, 56b et 56c est usinée, dans sa partie centrale, sous la forme d'une rainure 58. La rainure 58 comporte une partie centrale 58a de direction longitudinale et deux parties d'extrémité 58b et 58c présentant la forme d'hélices ayant pour axe l'axe de rotation du porte-buses 20 et une pente de 20° par rapport à la direction axiale du porte-buses.
  • Comme il est visible sur la figure 11, la rainure 58 présente une section de forme sensiblement rectangulaire. La pièce d'actionnement 44 solidaire, par l'intermédiaire de la pièce 43, du fil d'acier 42 comporte un doigt d'actionnement dont la section correspond à la section de la rainure 58. Le doigt d'actionnement de la pièce 44 est introduit pratiquement sans jeu dans la rainure 58. La pièce 44 est montée glissante à l'intérieur de la cavité de la pièce 30a de la tête de lance 30 de manière à se déplacer en translation longitudinale.
  • Le déplacement en translation de la pièce 44 provoqué, dans un sens, par poussée et, dans l'autre sens, par traction sur la pièce 43 par l'intermédiaire du fil d'acier 42, provoque une oscillation du porte-buses entre deux positions extrêmes correspondant à une orientation des jets de liquide 55a, 55b et 55c produits par les buses, telle que les jets viennent frapper l'une ou l'autre des parties d'extrémité d'une allée entre deux rangées de tubes du faisceau, à la périphérie du faisceau du générateur de vapeur.
  • Entre ces deux positions extrêmes obtenues lorsque le doigt d'actionnement de la pièce 44 est parvenu à l'extrémité de la rainure 58, les jets se déplacent entre les extrémités périphériques des allées de la plaque tubulaire et une zone située à l'aplomb du porte-buses, entre les deux nappes de tubes, cette direction des jets perpendiculairement à la plaque tubulaire étant obtenue lorsque le doigt d'actionnement de la pièce 44 se trouve dans la partie centrale 58a de la rainure 58.
  • La partie d'extrémité des conduits 38a, 38c et 38d opposée à la tête 30, au niveau de l'ensemble de support, de guidage et d'entraînement en rotation 18 est reliée à une source de liquide de lavage sous très forte pression, par exemple sous une pression de 300 à 400 bars.
  • En outre, le débit total fourni par la source et transmis aux buses du porte-buses 20 par l'intermédiaire des conduits 38a, 38c et 38d peut être fixé à une valeur élevée, dans la mesure où chacune des buses reçoit le débit maximal qui peut être envoyé par l'un des conduits. Le débit total reçu par les buses du porte-buses pendant le nettoyage est de 60 l/mn environ. On obtient ainsi un nettoyage très efficace. On a montré qu'il est nécessaire d'utiliser un débit de nettoyage d'au moins 40 l/mn en alimentant simultanément au moins deux buses pour réaliser un nettoyage efficace de deux allées de la plaque tubulaire adjacentes perpendiculaires à un espace entre deux nappes planes de tubes entre lesquelles est introduite la lance de nettoyage.
  • Sur les figures 8 et 8A, on a représenté deux éléments successifs 15a et 15b du support raidisseur 15 qui sont assemblés par deux parties ayant un profil en forme de queue d'aronde. Ces deux parties peuvent glisser dans la direction longitudinale l'une par rapport à l'autre et sont reliées par l'intermédiaire d'une vis 58 solidaire à son extrémité d'une tige de blocage 58' dont la tête est engagée dans une rainure longitudinale de la pièce 15a et la tige dans une rainure longitudinale de la pièce 15b. Les pièces 15a et 15b peuvent être déplacées en translation l'une par rapport à l'autre puis séparées l'une de l'autre après avoir fait tourner la vis 58 d'un quart de tour, le déplacement longitudinal relatif des pièces 15a et 15b permettant de désengager les deux parties en queue d'aronde l'une par rapport à l'autre.
  • On peut ainsi réaliser le montage du support raidisseur 15 de manière simple et rapide au moment de l'engagement du support raidisseur à l'intérieur du générateur de vapeur, entre deux nappes planes de tubes.
  • Après avoir réalisé l'engagement du support raidisseur 15 assemblé suivant une structure de longueur voulue, à l'intérieur du générateur de vapeur, on réalise sa mise en place et son maintien par bridage, en utilisant le dispositif de fixation 16, comme il a été décrit précédemment.
  • On met alors en place la lance 14 qui est introduite par le trou d'oeil du générateur de vapeur et accrochée, par l'intermédiaire de la partie profilée 50 de la tête 30, sur le rail 27 du support raidisseur 15. Le rail support 19 et les ensembles d'entraînement en translation 17 et en rotation 18 ayant été mis en place, on réalise le réglage de position des buses comme décrit précédemment.
  • On place le porte-buses dans une première position dans laquelle les jets produits par les trois buses du porte-buses sont dirigés dans trois espaces adjacents entre trois premières rangées de tubes perpendiculaires aux deux nappes planes de tubes entre lesquelles est introduite la lance 14. Les buses sont alimentées en liquide de nettoyage sous pression à un débit total de l'ordre de 60 l/mn environ. L'ensemble d'entraînement en rotation 18 est mis en fonctionnement, de manière à produire une oscillation du porte-buses de sorte que les jets produits par les buses balayent trois allées adjacentes de la plaque tubulaire suivant toute leur longueur, entre une position à l'aplomb de l'espace entre les nappes de tubes et une première extrémité périphérique des allées de la plaque tubulaire et entre la position à l'aplomb de l'espace entre les nappes de tubes et une seconde extrémité périphérique externe des allées adjacentes de la plaque tubulaire.
  • Les boues décollées par les jets de liquide de nettoyage sous pression sont transportées vers la partie périphérique du faisceau et aspirées dans cette partie périphérique.
  • On déplace alors le porte-buses par l'intermédiaire de l'ensemble d'entraînement en translation 17 d'une distance correspondant à trois pas du réseau de tubes. On recommence un cycle de nettoyage complet de trois allées de la plaque tubulaire du faisceau perpendiculaires aux nappes planes de tubes entre lesquelles est introduite la lance de nettoyage.
  • On effectue ainsi le nettoyage complet de la plaque tubulaire du générateur de vapeur par déplacement de la tête de la lance de nettoyage suivant toute la longueur de l'espace entre les deux nappes planes de tubes.
  • Le procédé et le dispositif suivant l'invention permettent donc de réaliser un nettoyage complet des zones de la plaque tubulaire qui n'ont pas été atteintes dans une opération préalable de nettoyage par une lance introduite dans la ie d'eau centrale du faisceau.
  • L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
  • C'est ainsi qu'on peut concevoir une lance de nettoyage présentant une forme de réalisation différente de celle qui a été décrite.
  • Le porte-buses peut comporter un nombre de buses différent de trois. Cependant pour la mise en oeuvre de l'invention, il est nécessaire d'utiliser au moins deux buses recevant un débit de liquide de nettoyage au moins égal à 20 l/mn par buse.
  • Les moyens de déplacement en translation de la lance et d'entraînement en rotation du porte-buses peuvent être différents de ceux qui ont été décrits.
  • Le raidisseur peut également présenter une forme différente du mode de réalisation modulaire qui a été décrit plus haut.
  • L'invention s'applique au cas de tous les générateurs de vapeur comportant un faisceau de tubes disposés suivant un réseau à mailles carrées dans les plans transversaux du faisceau.

Claims (11)

  1. Procédé de nettoyage par jet de liquide (55a, 55b, 55c) d'une plaque tubulaire (4) d'un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe externe sensiblement cylindrique (2), une plaque tubulaire (4) transversale solidaire de l'enveloppe externe (2) et un faisceau (3) de tubes (32) pliés en U dont les extrémités sont fixées dans des trous (7) raversant la plaque tubulaire (4), disposés suivant une pluralité de nappes planes parallèles contenant chacune un ensemble de tubes (32, 32') pliés en U juxtaposés, caractérisé par le fait qu'on envoie successivement, depuis des emplacements situés à l'intérieur du faisceau, dans un espace entre deux nappes de tubes successives, au moins deux jets de liquide de nettoyage (55a, 55b, 55c) oscillants, dirigés chacun entre deux rangées de tubes successives sensiblement perpendiculaires aux nappes de tubes, de manière à balayer la plaque tubulaire entre une partie centrale à l'aplomb de l'espace entre les nappes de tubes (32, 32') et au moins une partie externe située à la périphérie du faisceau (3) et suivant la longueur de l'espace entre les nappes de tubes (32, 32'), avec un débit de liquide de nettoyage d'au moins 20 l/mn par jet.
  2. Procédé de nettoyage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on envoie simultanément trois jets de liquide de nettoyage (55a, 55b, 55c) suivant trois allées de la plaque tubulaire (4), délimitées par des rangées de tubes successives.
  3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le débit de liquide de nettoyage est voisin de 60 l/mn.
  4. Dispositif de nettoyage par jets de liquide d'une plaque tubulaire (4) d'un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe externe (2) sensiblement cylindrique, une plaque tubulaire transversale (4) solidaire de l'enveloppe externe (2), un faisceau de tubes (3) dont les extrémités sont fixées dans des trous (7) traversant la plaque tubulaire (4) entre une face d'entrée constituant une paroi d'une boîte à eau (5) et une face de sortie par laquelle sortent les tubes du faisceau qui sont pliés en épingle et qui comportent des branches droites parallèles entre elles, disposés suivant des nappes planes para èles et suivant un réseau régulier dans des plans transversaux parallèles aux faces de la plaque tubulaire (4), au moins une ouverture (13, 13') traversant l'enveloppe externe dans l'alignement d'au moins un espace entre deux nappes de tubes successives, le dispositif de nettoyage comportant une lance (14) au moins partiellement souple ayant une épaisseur inférieure à la largeur d'un espace entre deux nappes de tubes du faisceau (3) et comprenant des moyens de formation d'au moins un jet de liquide dans un plan sensiblement perpendiculaire aux nappes de tubes, lorsque la lance (14) est introduite entre deux nappes de tubes par l'ouverture (13) de l'enveloppe externe (2), caractérisé par le fait que les moyens de formation de jet de liquide (55a, 55b, 55c) de la lance (14) comportent au moins deux buses (48a, 48b, 48c) de formation d'un jet de liquide montées rotatives sur la lance (14), autour d'un axe parallèle aux nappes de tubes (32, 32') et à la plaque tubulaire (4).
  5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la lance (14) comporte un corps de lance souple en matière plastique et une tête (50) rigide solidaire d'une extrémité du corps de lance (14) sur laquelle est monté oscillant un porte-buses (20) comportant au moins deux buses (48a, 48b, 48c) disposées avec un espacement correspondant à l'espacement des tubes du faisceau (3).
  6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le corps de lance (14) comporte des conduits (38a, 38c, 38d) d'alimentation des buses (48a, 48b, 48c) en liquide de nettoyage de direction longitudinale, le nombre de conduits (38a, 38c, 38d) d'alimentation en liquide de nettoyage étant égal au nombre de buses du porte-buse (20).
  7. Disposi f suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que trois buses (48a, 48b, 48c) sont montées sur le porte-buses (20) et que le corps de lance (14) comporte trois conduits d'alimentation (38a, 38c, 38d) en liquide de nettoyage.
  8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que les conduits d'alimentation (38a, 38c, 38d) sont fixés à l'une de leurs extrémités sur la tête (30) sur laquelle est monté le porte-buses (20) et que le corps de lance (14) est constitué par une matière plastique (51) souple surmoulée sur les conduits d'alimentation (38a, 38c, 38d), suivant toute leur longueur.
  9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que le corps de lance (14) comporte un conduit longitudinal (38b) dans lequel est monté mobile en translation dans la direction longitudinale, un fil d'acier (42) solidaire à l'une de ses extrémités d'une pièce d'actionnement (43, 44) et coopérant à son autre extrémité avec des moyens (53, 18) permettant de le déplacer en translation dans un sens et dans l'autre avec une amplitude limitée et que le porte-buses (20) comporte sur une face opposée aux buses (48a, 48b, 48c) une rainure (58) dans laquelle est engagé un doigt d'actionnement de la pièce d'actionnement (44), la rainure (58) ayant des parties en hélice autour d'un axe longitudinal de rotation du porte-buses, de manière que le déplacement en translation du fil d'acier (42) et de la pièce d'actionnement (44) produise une mise en oscillation du porte-buses (20).
  10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un support raidisseur (15) de la lance (14) dont l'épaisseur est inférieure à la largeur d'un espace entre deux nappes lanes de tubes et qui comporte des moyens (16) de fi tion à l'intérieur de l'enveloppe externe (2) du générateur de vapeur, disposés au niveau de l'ouverture (13, 13') de l'enveloppe externe (2) du générateur de vapeur.
  11. Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que le support raidisseur comporte au moins deux éléments (15a, 15b, 15c) qui peuvent être assemblés dans le prolongement longitudinal l'un de l'autre.
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