EP0780627B1 - 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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EP0780627B1
EP0780627B1 EP96402509A EP96402509A EP0780627B1 EP 0780627 B1 EP0780627 B1 EP 0780627B1 EP 96402509 A EP96402509 A EP 96402509A EP 96402509 A EP96402509 A EP 96402509A EP 0780627 B1 EP0780627 B1 EP 0780627B1
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EP
European Patent Office
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tubes
lance
cleaning
layers
tube plate
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96402509A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0780627A1 (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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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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 heat and in particular a steam generator a pressurized water nuclear reactor, by jets of liquid, from inside the beam.
  • Pressurized water nuclear reactors have steam generators for heating and the spraying of feed water by the heat transported by water under cooling pressure from the reactor core.
  • Underwater reactors pressure comprise, on each of their primary branches, a steam generator having a primary part in which water circulates under cooling pressure of the reactor and a secondary part receiving feed water which is heated and vaporized gradually and comes out of the secondary part of the steam generator in the form of steam which is sent a turbine associated with the nuclear reactor to ensure the drive of a generator of current production electric.
  • Such steam generators have a generally cylindrical outer casing arranged with its vertical axis and integral with a tubular plate substantially horizontal with the underside or face inlet constitutes a wall of the feed water box of the pressurized water steam generator constituting the primary fluid.
  • the steam generator also has a bundle of bent U-shaped tubes each comprising two straight branches parallel to each other whose ends are fixed in holes passing through the tube plate between the underside of the plate entry tubular and the upper outlet face through which the bundle tubes enter the abutment of the steam generator which is delimited by an envelope internal beam disposed in a position coaxial inside the external envelope of the generator vapor and delimiting an annular space with the outer envelope.
  • the internal envelope has a lower end located some distance above of the upper face of the tube plate, of so as to provide a passage space for the feed water of the steam generator which is introduced into the abutment through the annular space.
  • the passage and fixing holes of the tubes of the bundle in the tube plate are arranged following a regular network over the entire surface of the plate tubular, except for the peripheral part of the tubular plate which constitutes an annular free way directly above the annular space for the supply of water and a central part of diametrical direction constituting a central alley or water street on either side and other of which are arranged the straight branches tubes.
  • the tubes in the central part of the bundle define a free space between their straight branches extending in the axial direction of the tubes and beam, above the central aisle of the plate tubular.
  • the bundle tubes are bent in a U and have a central part of substantially semi-circular shape whose radius of curvature varies between minimum value for the tubes located in the central part of the bundle with straight branches on either side of the water street and a maximum value for tubes located at the peripheral part of the bundle.
  • Beam tubes bent in a U-shape are arranged along a plurality of parallel flat sheets between each comprising a set of tubes, the 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 feature a decreasing number of tubes from the part central beam, to the peripheral part, in the direction of the central water street.
  • the flat sheets each made up of a set of tubes bent in U whose radii of curvature are croissants from the internal part to the part of the water table are separated from each other by spaces with a substantially constant width, this width can be of the order of 10 mm.
  • the pressurized water that constitutes the primary fluid cooling of the heart is brought into a compartment of the water box, so as to be distributed under the entry face of the tube plate, in the inlet ends of the bundle tubes. Water under high temperature pressure then flows through bundle tubes to protrude through the ends of outlet of these tubes in a second compartment of the water box connected to the primary circuit of the reactor for return cooling water to the tank.
  • the feed water which is brought in and distributed in the annular free space around the envelope of beam travels up and down in free space annular, enters the bundle envelope below from its lower end then comes into contact with the beam tubes through the wall of which heat exchange takes place between the primary fluid and feed water.
  • the feed water is heated gradually then vaporized during its journey in contact with the beam tubes in the direction vertical and from bottom to top.
  • the steam produced is dried in the part upper part of the steam generator and leaves the enclosure external by a tube connected to the upper end of the outer envelope.
  • the steam produced which is used in the turbine of the reactor is condensed and recovered at the level a condenser and then returned to the steam generator, so that the secondary part of the steam generator in which the feed water circulates works in closed circuit.
  • feed water is treated and has chemical characteristics that minimize its corrosion power.
  • feed water is loaded with corrosion products such as oxides which tend to deposit as sludge in parts of the secondary circuit where water feed circulates at low speed and in particular on the upper outlet face of the tube plate of the steam generator, between the bundle tubes.
  • corrosion products such as oxides which tend to deposit as sludge in parts of the secondary circuit where water feed circulates at low speed and in particular on the upper outlet face of the tube plate of the steam generator, between the bundle tubes.
  • the sludge deposited on the tube plate at the level of the joining the bundle tubes with the tube plate produce corrosion which can eventually lead to decrease in tube thickness, the formation of cracks in their wall and possibly their rupture.
  • the steam generator tubes must be cleaned regularly during shutdown phases to maintenance and recharging of the nuclear reactor and even before industrial commissioning.
  • This cleaning can be done by sending water jets on the upper outlet surface of the tube plate between the rows of tubes of the bundle, in the direction from the center to the periphery of the beam.
  • the sludge is detached from the outlet face of the tubular plate and directed towards the peripheral free space located around the bottom of the beam on the upper face of the tube plate where they are sucked in, for example through piping through an opening passing through the outer envelope of the steam generator.
  • Such liquid jet cleaning can be carried out by introducing a lance capable of forming liquid jets, inside the envelope of the steam generator, through a manhole the outer envelope and the generator beam envelope steam.
  • a cleaning assembly comprising particularly a cleaning ramp supplied with water under pressure and comprising an oscillating mounted nozzle holder around an axis parallel to the central water street and to the tube plate and carrying a set of nozzles capable cleaning the tube plate along several aisles between the rows of perpendicular tubes to the central water street of the generator steam.
  • the oscillation of the nozzles around a parallel axis to the tube plate and to the central water channel of the generator steam sweeps the aisles of the tube plate between the tubes, from a central area of the tube plate corresponding to the water street central and at least one peripheral zone of the plate tubular, outside the bundle envelope, in which are recovered the sludge detached by the jets water under high pressure sent to the tube plate from the central water street.
  • a cleaning device has been described allowing simultaneous cleaning of multiple aisles between rows of tubes, using a lance carried by a rail fixed in the water street central and comprising a nozzle holder mounted oscillating on a mobile support that can move on the rail in the central water street.
  • the device further comprises means of precise positioning of the support and the nozzle holder cooperating with a beam tube, in each support and nozzle holder working positions following the direction of the central water street of the generator steam.
  • the rail and the holder of the nozzle holder of the device cleaning can be brought on the street central water through the openings through the enclosure external and the generator envelope beam steam in the extension of the central water street of steam generator, called fist holes.
  • a flexible cleaning lance having a cross section substantially rectangular and a width less than the width of the space between the bundles of tube bundles which is introduced inside the bundle, between two layers of tubes, through one of the openings passing through the envelope outside of the steam generator harness, below from the lower end of the bundle envelope, these openings being called eye holes.
  • Eyeholes which have a diameter of around 50 mm allow access one or more spaces between the layers of tubes, using a flexible lance whose thickness is less than the width of the space between two layers of beam tubes, this width being of the order of 10 mm.
  • the lance allows cleaning a single space between two rows of tubes, this which not only increases the cleaning time but still does not allow cleaning perfect spaces between the tubes because these spaces are not attacked simultaneously by jets adjacent water.
  • the arrangement of the tubes of the generator beam of steam is defined by the shape of the network of holes through the tube plate or networks of holes passing through the spacer plates distributed along the length of the straight branches of the steam generator harness tubes.
  • a network commonly used in steam generators this square meshes, the openings receiving the ends of straight branches of bundle tubes being aligned in two directions at 90 ° to the plate steam generator tubular.
  • One of these directions corresponds to the direction of the central water street from the steam generator and the other direction at 90 ° corresponds to the direction of the flat layers of the tubes folded into a U and spaces between the flat sheets.
  • a device for cleaning a generator comprising a lance fitted with a launching head which can be inserted between two plies of tubes in the square mesh bundle of the steam generator for cleaning in two interstices between two rows of tubes perpendicular to the layers of tubes.
  • the head is integral with the lance which is rotatably mounted with an amplitude of ⁇ 45 ° and has jets forming jets oriented on both sides of a plane of symmetry of the head which is placed along the median planes of spaces between the plies of tubes during launching. So we train simultaneously in each of the interstices between the rows of perpendicular tubes to the plies a plurality of oscillating jets. With such a device, we cannot ensure a sufficient flow of each of the cleaning jets than by providing a very high flow pump. In addition, several jets come simultaneously strike the tube plate directly above each of the gaps between two rows of tubes.
  • the object of the invention is therefore to propose a cleaning process by liquid jets from a tube plate of a heat exchanger comprising a substantially cylindrical outer shell, a tubular plate transverse integral with the outer casing and a bundle of tubes bent in U whose ends are fixed in holes crossing the plate tubular, arranged in a plurality of parallel flat plies each containing a set of juxtaposed U-shaped tubes.
  • this process cleaning to effectively remove deposits located between the tubes constituting the flat layers of the tube bundle and of complete the action of cleaning the aisles of the tube plate between the plies of tubes carried out from the central water street of the generator harness steam, with a moderate cleaning liquid flow.
  • the invention also relates to a device for cleaning by jet of liquid from a tube plate of a heat exchanger comprising a substantially cylindrical outer shell. a transverse tubular plate integral with the external envelope, a bundle of tubes whose ends are fixed in holes crossing the tube plate between a inlet face constituting a wall of a water box and an outlet face by which the tubes of the bundle come out which are bent into a pin and which have straight branches parallel to one another arranged in a parallel flat sheets and following a regular network in planes transverse parallel to the faces of the tube plate, at least one opening crossing the outer shell in alignment with at least one space between two layers of successive tubes, the cleaning device comprising an at least partially flexible lance having a thickness less than the width of a 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 layers of tubes through the opening of the external envelope, characterized by the fact that it comprises a stiffening support for the
  • Figure 1 is an exploded perspective view of a generator steam from a pressurized water nuclear reactor.
  • Figure 2 is a partial view in elevation and in section of the generator steam.
  • Figure 3 is a plan view of the generator tubular plate of steam which is crossed by a network of square mesh holes.
  • FIG. 4 is a view in elevation and in section of a device for cleaning allowing the method according to the invention to be implemented.
  • Figure 5 is a schematic top view of the guide means and displacement of a flexible lance of the device shown in the figure 4.
  • Figure 6 is a sectional view through a vertical plane of means of fixing of a device for guiding a lance at an eye hole of a steam generator.
  • Figure 7 is a schematic top view of means for moving and setting up the lance flexible cleaning.
  • Figure 8 is a partial elevational view means for guiding the cleaning lance inside of the steam generator harness.
  • FIG. 8A is a sectional view along A-A of Figure 8.
  • Figure 9 is a sectional view of a portion end 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 Figure 9.
  • Figure 10 is a top view and in section partial, of part of the lance of the cleaning.
  • Figure 11 is an axial sectional view of the nozzle holder of the lance of the cleaning device.
  • Figure 11A is a view along A of the figure 11.
  • Figure 11B is a rear view of the nozzle holder along B in Figure 11.
  • the outer casing 2 of the steam generator generally cylindrical shape is integral, to its part lower, of the tube plate 4.
  • the bundle tubes 3 of the steam generator are folded in U and each have two straight branches which are fixed by expansion and welding in the through openings the tube plate 4.
  • Below the tube plate 4, the cylindrical outer casing 2 of the generator steam is connected to a hemispherical bottom delimiting a water box 5 in two parts.
  • the tubular plate 4 is pierced with openings arranged in a square mesh network, as it is visible in Figure 3, over its entire surface, except for a central diametral direction zone and a peripheral zone of annular shape.
  • Each of the bundle tubes 3 bent into a U shape and having two parallel straight branches is fixed by a first straight branch in an opening located on the first side of the central diametral direction area of the tubular plate and by its second straight branch, in an opening located on a second side of the part central diametral 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 beam arranged in a square mesh network are aligned in two directions at 90 °, one of directions being parallel to the central space of the tubular plate with 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 beam tubes bent into a U are engaged and fixed in the openings of a row 7a, on both sides of the central part of the tube plate.
  • the tubes the end parts of which are fixed in the holes a row of holes 7a constitute a flat sheet 8 of adjacent tubes, as shown in Figure 2.
  • the tubes of the same flat sheet have curved upper parts with radius of curvature varies from a minimum for the tube located at the part center of the flat water table, up 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 tablecloth whose radius of curvature of the hanger is the smallest is engaged by its end portions in two holes of a row holes 7a on the tube plate located on either side on the other side of the central part of the tube plate.
  • the minimum radius of curvature that can be given to the beam tubes determines the spacing of the branches straight lines with the smallest radii of curvature (small hangers) and therefore the width of the space central of the tube plate.
  • the beam 3 defines a free space at its central part or water street 10 located directly above the central area of diametrical direction of the tube plate not comprising no openings.
  • the straight branches of the bundle tubes are also maintained in perpendicular transverse planes to the axis of the beam and the generator envelope steam, following a regular mesh network squares corresponding to the array of holes in the plate tubular, 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 casing of beam 6 are crossed by openings 11 and 12 having a coaxial arrangement and opening into the central water street 10 of the generator beam steam.
  • These openings constitute the fist holes of the steam generator providing access to the water street central.
  • the generator envelope vapor and the bundle envelope are pierced with games openings in coaxial arrangements constituting punched holes, in two zones located on the same diameter at the ends of the central water street 10.
  • the outer casing 2 of the steam generator is crossed by two openings 13, 13 'having the same parallel axis to the tube plate 4 and perpendicular to the axis 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. Eye holes such as 13 and 13 'which have a diameter of about 50 mm allow to access harness 3 of the steam generator, substantially in alignment with a space between two layers of steam generator tubes located at the central part of the beam.
  • the bundle tubes have a diameter close to 20 mm and are spaced a distance of around 10 mm, so that the space between the layers beam tube planes have 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 envelope beam 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.
  • the method and the device according to the invention enabled this cleaning to be carried out optimally.
  • FIG 4 there is shown schematically a cleaning device that can be used to implement the method according to the invention.
  • the outer casing 2 of the steam generator integral with the tubular plate 4 is crossed by a eye hole 13 in a position slightly above of the tube plate 4.
  • the device according to the invention mainly comprises a cleaning lance 14, a lance support 15 introduced inside the beam of the generator vapor through the eye hole 13 and comprising an assembly 16 fixing on the envelope of the steam generator eye hole level 13, a movement device 17 in translation 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; set 18 includes plus 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 generator beam steam.
  • the cleaning lance 14 which is introduced at inside the steam generator harness enters two flat layers of tubes must be moved in translation along the longitudinal direction of space between the plies of tubes, so that the nozzles of the nozzle holders 20 can successively carry out the scanning of each of the spaces of the tube plate arranged between two successive rows of tubes of the beam perpendicular to the flat layers of tubes between which the lance 14 is inserted. It may be necessary to move the lance on a length corresponding to the inside diameter of the envelope of the steam generator, i.e. on a distance which can be of the order of 4 meters.
  • a curved rail 19 to support the guide assembly 18 of the end of the lance 14.
  • the guide assembly 18 which moves on the rail 19 is connected to at least one supply pipe 21 of the lance in a liquid under pressure and at a power supply cable 22, so as to ensure the power of the rotary drive motor the set 18.
  • the set 17 for translational training of the lance 14 comprises pairs of drive rollers in vis-à-vis engaging 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 hole eye 13, against the outer surface of the casing 2 of the steam generator, via the device fixing 16 comprising a plate 16a coming in support against the outer periphery of the eye hole 13 and opening an access hole to the eye hole as well as clamping screws such as 23 and stop screws such as 24 engaged with a crew 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 hole of eye 13, inside the beam of the generator steam between two layers of tubes, below the end bottom of the bundle envelope 6.
  • the support 15 is constituted successive elements such as 15a, 15b, 15c ( Figure 4) which are assembled in the longitudinal extension one on the other to form a support of a length wanted to support and guide the lance 14 on a path corresponding for example to the radius or to the beam diameter.
  • the support 15 When the support 15 is completely engaged inside the casing 2 of the generator steam it is set up in a layout substantially parallel to the axis of the eyehole 13 and to the tubular plate 4 so as to bear against the upper edge of the eye hole.
  • the heel 15d is then inserted between the beam envelope 6 and the surface inside of the outer casing 2 of the generator steam, above the eye hole 13.
  • the clamping screws such as 23 coming to bear on the plate 16a and by its intermediary on the outer surface of the envelope external 2 of the steam generator, allow tightening the heel 15d against the surface inside of the envelope 2 of the steam generator.
  • the stiffener support 15 has in its part lower, over its entire length, a hanging rail 27 on which a head 30 of the lance 14 in which is mounted the nozzle holder 20 can be hooked by engagement of a complementary profiled part of the rail 27.
  • the lance is thus supported and guided, by its part anterior formed by the head 30, along the length rail 27 and stiffener support 15.
  • the rail 19 guide the cleaning lance 14, via of the guide assembly 18, rests on a solid concrete 28 of the steam generator casemate, by via adjustable telescopic legs such as foot 29. It is thus possible to precisely regulate the height position of the rail 19.
  • the cleaning lance 14 which has a front end formed by the head 30 in which the nozzle holder is mounted 20.
  • the head 30 of the lance 14 is a rigid part 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 space free between two flat layers of bundle tubes.
  • the head 30 of the lance 14 in which is mounted the nozzle holder 20 has been shown in position inside a space between two layers of tubes 32, 32 'of the steam generator harness.
  • the body of lance 14 is engaged between two sets of rollers motorized 31 of the drive unit in translation 17 allowing the lance 14 to be moved in the direction longitudinal of the space between the plies of tubes, as shown schematically by arrow 33.
  • the rollers 31 whose spacing can be adjusted come in rubbing contact with the flat side faces of the body lance 14.
  • the steam generator tube plate Before starting a cleaning operation the steam generator tube plate, we realize a position adjustment of the nozzles of the nozzle holder 20.
  • the head 30 is engaged by the eye hole 13, in the part of the steam generator harness between the plies of tubes 32 and 32 ', as shown in the figure 7.
  • the nozzle holder 20 mounted mobile in rotation on the head 30 around an axis parallel to the tube plate in the longitudinal direction of the space between the layers tube planes is placed in a raised position in which the nozzles of the nozzle holder come slightly in protrusion in 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 front nozzle of the nozzle holder 20 comes in abutment against a first tube 32'a of the assembly of tubes 32 'from one of the flat sheets, to carry out the marking of a first mark 34 on the lance body 14, at an entry face of the drive assembly 17 with motorized rollers 31.
  • the recoil of the lance to stop the first nozzle of the nozzle holder 20 against a second tube 32'b of the sheet of tubes 32 ′ adjacent to tube 32 ′ a.
  • the nozzle spacing of the nozzle holder 20 corresponds at the exact spacing of the tubes of the defined beam by the square mesh network of the tubular cladding.
  • the lance and the head 30 are moved on which the nozzle holder 20 is mounted, step by step, each of the displacement steps corresponding to a multiple the distance between two beam tubes.
  • the head 30 of the lance 14 is produced by assembly of two metal parts 30a and 30b, via screws 36.
  • the part 30a has a cross section rectangular with identical shape and size to the shape and size of the body section lance 14 shown in Figure 10A.
  • the width of this section is less than the width of the space between two layers of flat tubes in the generator harness steam.
  • the part 30b added and fixed by the screws 36 against the part 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 including the entry part is enlarged diametrically, to receive the end a respective conduit 38a, 38b, 38c, 38d which is introduced inside the entrance part of the corresponding channel 37a, 37b, 37c, 37d of Exhibit 30a.
  • Channel 37a is machined in the longitudinal direction from room 30a to the vicinity of its part front on which the part 30b is fixed.
  • the end anterior canal 37a is connected via from a transverse opening 39, to a channel 40 of longitudinal direction machined in the form of a hole blind inside room 30b.
  • a bearing 41 in which one end is rotatably mounted of the nozzle holder 20 produced in the form of a pin hollow.
  • Channel 37b opens into a notch in the part 30a, behind the nozzle holder 20, that is to say of the side of the nozzle holder opposite the nozzle outlet.
  • a movement oscillation is transmitted to the nozzle holder 20, by steel wire 42, the sliding part 43 and the actuating part 44 acting as a cam.
  • Channels 37c and 37d are put in communication, at their anterior end part, with a channel 45 which opens into a notch in the part 30a, in the axial extension of channel 40.
  • a bearing 46 is mounted inside the part inlet of channel 45.
  • the second end of the nozzle holder 20 opposite its end engaged in the bearing 41 and made in the form of a hollow pin is engaged rotatably inside the bearing 46.
  • the nozzle holder 20 is traversed along its entire length by a channel 47 joining the two trunnions end hollow.
  • the three nozzles 48a, 48b and 48c fixed on the nozzle holder 20 can be supplied with liquid cleaning via channel 47.
  • Channel 47 which is separated into two parts by a plug 49 is supplied with cleaning liquid, either via channel 37a and the pipe 38a, that is to say both via the channels 37c and 37b and the conduits 38c and 38d.
  • the part of channel 47 ensuring the supply of the nozzle 48a is supplied with cleaning liquid by the channel 37a and pipe 38a.
  • the part of the channel 47 supplying the nozzles 48b and 48c is itself supplied with cleaning liquid by through channel 45 and conduits 38c and 38d.
  • each of the nozzles can receive the flow carried by a conduit such as 38a, 38c and 38d.
  • a profiled element 50 intended to cooperate with the rail 27 of the stiffener support 15, for guiding, supporting and maintaining the head of the lance 14 on which the nozzle holder 20 is mounted.
  • the support 15 ensures, in addition to its support and guiding roles, a role of stiffener of the flexible lance 14 whose head is found held against the stiffening support 15.
  • the stiffener 15 makes it possible to absorb the force reaction of 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 plastic flexible 51 is stiffened by a steel strip stainless steel 52 with a thickness of 0.4 mm which is glued against one of the flat side faces of the body of the spear 14.
  • the motorization device 54 of the assembly drive 18 has a toothed wheel 53'a coming to mesh with the rack of the room 53 'to which is fixed the opposite end of the steel wire 42 actuation parts 43 and 44.
  • the steel wire 42 can be moved in translation in the longitudinal direction, inside the duct 37b, with a certain amplitude in one direction or in the other.
  • the translation drive is transmitted by the wire 42 to the part 43 and to the actuating part 44 which constitutes a cam engaged with a machined groove on the rear part of the nozzle holder 20.
  • FIGs 11, 11A and 11B there is shown the nozzle holder 20 whose body is crossed by the channel 47 opening into the end parts of the nozzle holder constituting hollow journals through of which channel 47 can be supplied with liquid cleaning.
  • Nozzles 48a, 48b and 48c ( Figure 9) are fixed in three corresponding tapped openings machined in projecting parts 56a, 56b and 56c of the nozzle holder 20 having an elongated section visible in Figure 11A.
  • the center of threaded receiving openings nozzles is very precisely defined and fixed at a value equal to the center distance of the beam tubes of the steam generator.
  • 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 has a central part 58a of longitudinal direction and two end portions 58b and 58c having the shape of helices having as axis the axis of rotation of the nozzle holder 20 and a slope of 20 ° from the axial direction of the nozzle holders.
  • the groove 58 has a section of substantially rectangular shape.
  • the actuating part 44 secured, via of part 43, steel wire 42 has a actuating finger whose cross section corresponds to the section of the groove 58.
  • the actuating finger of the part 44 is inserted 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 translational movement of the part 44 caused, in one direction, by push and, in the other sense, by pulling on the part 43 via the steel wire 42, causes the nozzle holder to oscillate between two extreme positions corresponding to an orientation liquid jets 55a, 55b and 55c produced by the nozzles, such as the jets strike one or the other end of an aisle between two rows of bundle tubes, at the periphery of the bundle of the steam generator.
  • the jets move between the peripheral ends of the plate aisles tubular and an area directly above the nozzle holder, between the two layers of tubes, this direction of the jets perpendicular to the tube plate being obtained when the actuating finger of the piece 44 is 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 assembly of support, guide and rotational drive 18 is connected to a very strong source of washing liquid pressure, for example under a pressure of 300 to 400 bars.
  • the total flow provided by the source and transmitted to the nozzles of the nozzle holder 20 via conduits 38a, 38c and 38d can be set to a value high, since each of the nozzles receives the maximum flow that can be sent through one of the conduits.
  • the total flow received by the nozzles of the nozzle holder during cleaning is approximately 60 l / min. We thus obtain a very effective cleaning. We have shown that it is necessary use a cleaning flow of at least 40 l / min in simultaneously supplying at least two nozzles to produce efficient cleaning of two plate aisles tubular adjacent perpendicular to a space between two flat layers of tubes between which is introduced the cleaning lance.
  • FIGS 8 and 8A two are shown successive elements 15a and 15b of the stiffener support 15 which are assembled by two parts having a profile in dovetail shape. These two parts can slide in the longitudinal direction one with respect to each other and are connected via a screw 58 secured at its end to a blocking rod 58 'of which the head is engaged in a longitudinal groove of the part 15a and the rod in a longitudinal groove of the Exhibit 15b. Parts 15a and 15b can be moved in translation relative to each other and then separated each other after turning screw 58 one quarter turn, the relative longitudinal displacement of parts 15a and 15b allowing to disengage the two dovetailed parts relative to each other.
  • the nozzle holder is placed in a first position in which the jets produced by the three nozzles nozzle holders are directed into three adjacent spaces between the first three rows of perpendicular tubes to the two flat layers of tubes between which is introduced the lance 14.
  • the nozzles are supplied with pressurized cleaning fluid at a total flow of around 60 l / min approximately.
  • the training set in rotation 18 is put into operation, so that produce an oscillation of the nozzle holder so that the jets produced by the nozzles sweep three adjacent aisles of the tubular plate along their entire length, between a position directly above the space between the plies of tubes and a first peripheral end aisles of the tube plate and between the position directly above the space between the plies of tubes and a second external peripheral end of the aisles adjacent to the tube plate.
  • the sludge taken off by the jets of liquid from pressure cleaning are transported to the part beam device and sucked in this part peripheral.
  • the nozzle holder is then moved via of the translational drive assembly 17 a distance corresponding to three steps from the network of tubes.
  • the method and the device according to the invention therefore allow a complete cleaning of the tubular plate areas that have not been reached in a prior cleaning operation with a lance introduced into the central water street of the beam.
  • the invention is not limited to the embodiment that has been described.
  • the nozzle holder can have a number of nozzles different from three. However for the implementation of the invention it is necessary to use at least two nozzles receiving at least a flow of cleaning liquid equal to 20 l / min per nozzle.
  • the means of translational movement of the lance and rotational drive of the nozzle holder may be different from those which have been described.
  • the stiffener may also have a shape different from the modular embodiment that was described above.
  • the invention applies to the case of all generators of steam comprising a bundle of tubes arranged following a square mesh network in the transverse planes of the beam.

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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'entraínement 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 boíte 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 boíte 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 boíte 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 entraíner 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 2723634 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 accroít 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.
Dans le EP-0.307.961 on a décrit un dispositif de nettoyage d'un générateur de vapeur comportant une lance munie d'une tête de lançage qui peut être introduite entre deux nappes de tubes du faisceau à mailles carrées du générateur de vapeur pour réaliser un nettoyage dans deux interstices entre deux rangées de tubes perpendiculaires aux nappes de tubes. La tête est solidaire de la lance qui est montée rotative avec une amplitude de ± 45° et comporte des buses de formation de jets orientées de part et d'autre d'un plan de symétrie de la tête qui est placé suivant les plans médians des espaces entre les nappes de tubes pendant le lançage. On forme donc simultanément dans chacun des interstices entre les rangées de tubes perpendiculaires aux nappes une pluralité de jets oscillants. Avec un tel dispositif, on ne peut assurer un débit suffisant de chacun des jets de nettoyage qu'en prévoyant une pompe à très grand débit. En outre, plusieurs jets viennent frapper simultanément la plaque tubulaire à l'aplomb de chacun des interstices entre deux rangées 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, avec un débit de liquide de nettoyage modéré.
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 dans un interstice entre deux rangées de tubes successives sensiblement perpendiculaires aux nappes de tubes, de manière à balayer la plaque tubulaire à l'aplomb de chacun des interstices entre deux rangées de tubes entre une partie centrale à l'aplomb de l'espace entre les 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 seul jet ayant un débit de liquide de nettoyage d'au moins 20 I/mn, en utilisant une lance au moins partiellement souple introduite entre deux nappes de tubes par l'ouverture de l'enveloppe externe et supportée par un support raidisseur dont l'épaisseur est inférieure à la largeur d'un espace entre deux nappes planes de tubes qui est introduit suivant la longueur de l'espace et qui est fixé sur l'enveloppe externe du générateur de vapeur au niveau de l'ouverture.
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 boíte 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, caractérisé par le fait qu'il comporte un support raidisseur de la lance dont l'épaisseur est inférieure à la largeur d'un espace entre deux nappes planes de tubes et qui comporte des moyens de fixation à l'intérieur de l'enveloppe externe du générateur de vapeur, disposés au niveau de l'ouverture de l'enveloppe externe du générateur de vapeur et que les moyens de formation de jet 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, disposées de manière que, dans la position de service de la lance à l'intérieur du faisceau de tubes, on puisse effectuer le nettoyage d'interstices délimités chacun entre deux rangées de tubes successives perpendiculaires aux nappes de tubes. en utilisant une seule buse par interstice.
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 d'un 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 boíte 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'entraínement 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'entraínement 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'entraínement en rotation de l'ensemble 18.
L'ensemble 17 d'entraínement en translation de la lance 14 comporte des paires de galets d'entraínement 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'entraínement 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'entraínement 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'entraínement 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'entraínement en rotation 18 du porte-buses 20.
Dans le bâti 53 du dispositif d'entraínement, est montée mobile en translation dans la direction longitudinale, une pièce d'entraínement 53' comportant une crémaillère. Le dispositif de motorisation 54 de l'ensemble d'entraínement 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'entraínement, 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'entraínement 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'entraínement 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'entraínement 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'entraínement 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'entraínement 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 rue 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'entraínement 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 (10)

  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) traversant la plaque tubulaire (4), disposés suivant une pluralité de nappes planes parallèles contenant chacune un ensemble de tubes (32, 32') pliés en U juxtaposés, procédé dans lequel 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 dans un interstice entre deux rangées de tubes successives sensiblement perpendiculaires aux nappes de tubes, de manière à balayer la plaque tubulaire à l'aplomb de chacun des interstices entre deux rangées de tubes 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 seul jet ayant un débit de liquide de nettoyage d'au moins 20 I/mn, en utilisant une lance au moins partiellement souple introduite entre deux nappes de tubes par l'ouverture (13) de l'enveloppe externe (2) et supportée par un support raidisseur (15) dont l'épaisseur est inférieure à la largeur d'un espace entre deux nappes planes de tubes qui est introduit suivant la longueur de l'espace et qui est fixé sur l'enveloppe externe (2) du générateur de vapeur au niveau de l'ouverture (13, 13').
  2. Procédé de nettoyage suivant la revendication 1, caractérisé par le ait 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 I/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 boíte 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 parallèles 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 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 planes de tubes et qui comporte des moyens (16) de fixation 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 et 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), disposées de manière que, dans la position de service de la lance (14) à l'intérieur du faisceau de tubes (3), on puisse effectuer le nettoyage d'interstices délimités chacun entre deux rangées de tubes successives perpendiculaires aux nappes de tubes, en utilisant une seule buse (48a, 48b, 48c) par interstice.
  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-buses (20).
  7. Dispositif 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 5 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 (20), de manière que le dépiacement 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 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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