FR2713752A1

FR2713752A1 - Echangeur de chaleur à fluide intermédiaire diphasique.

Info

Publication number: FR2713752A1
Application number: FR9314650A
Authority: FR
Inventors: Mathieu Bernard
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1993-12-07
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2013-12-07
Also published as: FR2713752B1; JPH07198277A

Abstract

Un échangeur de chaleur tel qu'un générateur de vapeur utilise un fluide intermédiaire diphasique tel que du mercure pour transférer à un fluide caloporteur secondaire tel que de l'eau/vapeur la chaleur véhiculée par un fluide caloporteur primaire tel que du sodium liquide issu d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides. L'échangeur comprend au moins deux chambres (12) superposées, séparées par des cloisons (14) que traversent avec un jeu calibré des tubes (16, 28) dans lesquels circulent respectivement les fluides caloporteur primaire et secondaire. L'absence de soudure entre les tubes (16, 28) et les cloisons (14) simplifie la fabrication et supprime les risques de fuites découlant de la multiplication des soudures.

Description

ECHANGEUR DE CHALEUR A FLUIDE INTERMEDIAIRE DIPHASIQUE
DESCRIPTION
L'invention concerne un échangeur de chaleur tel qu'un générateur de vapeur, dans lequel l'échange thermique entre le fluide caloporteur primaire et le fluide caloporteur secondaire est assuré par un fluide intermédiaire diphasique selon le principe du thermosiphon.

Un échangeur de chaleur conforme à l'invention peut être utilisé dans différents domaines industriels, mais trouve une application privilégiée dans une centrale nucléaire, pour assurer l'échange thermique entre le fluide caloporteur primaire d'un réacteur nucléaire et l'eau/vapeur alimentant la turbine.

Dans le cadre de cette dernière application, l'utilisation d'un fluide intermédiaire pour assurer l'échange de chaleur entre le fluide caloporteur primaire et l'eau/vapeur formant le fluide caloporteur secondaire est particulièrement adaptée lorsqu'il est nécessaire d'éviter tout risque de contact direct entre le fluide caloporteur primaire et l'eau/vapeur.

Cette situation existe notamment dans les réacteurs à neutrons rapides, dans lesquels le fluide caloporteur primaire est constitué par du sodium liquide.

En effet, le caractère explosif de la réaction sodium/eau a conduit les concepteurs de tels réacteurs à interposer entre le circuit primaire de sodium radioactif et le circuit eau/vapeur un circuit intermédiaire de sodium non radioactif permettant par l'augmentation du nombre de barrières, de diminuer considérablement la probabilité de contact entre le sodium primaire et l'eau.

L'utilisation d'un générateur de vapeur à fluide intermédiaire diphasique permet, en évitant tout risque de contact direct entre le sodium et l'eau, de supprimer ce circuit intermédiaire de sodium et, par conséquent, l'échangeur de chaleur habituellement interposé entre les deux circuits de sodium.

Dans le document FR-A-2 506 498, on a proposé d'équiper un réacteur nucléaire à neutrons rapides d'un dispositif d'évacuation de la puissance résiduelle utilisant un fluide intermédiaire diphasique tel que du mercure pour transférer à un fluide de refroidissement externe tel que de l'air la chaleur résiduelle transmise au sodium primaire par le coeur du réacteur, en cas d'arrêt des pompes primaires assurant la circulation du sodium. Plus précisément, le dispositif décrit dans ce document comprend des tubes en doigt de gant qui plongent dans le sodium et communiquent par leur extrémité haute avec un condenseur placé à l'extérieur de la cuve du réacteur, dans une circulation d'air de refroidissement.

Ce dispositif présente l'avantage de fonctionner en convection naturelle et garantit ainsi l'obtention du résultat désiré, même en cas de panne électrique.

Cependant, le concept décrit dans ce document n'est pas utilisable pour évacuer la puissance nominale, c'est-à-dire pour transférer au circuit eau/vapeur du réacteur la chaleur véhiculée par le sodium primaire en fonctionnement normal. En effet, compte tenu des impératifs dimensionnels auxquels doivent satisfaire les cuves des réacteurs nucléaires à neutrons rapides, la densité de flux thermique traversant la dalle de fermeture de la cuve serait incompatible avec les caractéristiques du dispositif d'évacuation de puissance décrit dans ce document.

Par ailleurs, le document US-A-4 343 763 décrit un échangeur de chaleur intermédiaire destiné à assurer l'échange thermique entre un métal liquide assurant le refroidissement d'un réacteur nucléaire et un circuit eau/vapeur, au moyen d'un fluide intermédiaire diphasique tel que du potassium, du mercure, du césium ou un sel fondu.

Plus précisément, ce document décrit un échangeur de chaleur comprenant plusieurs chambres empilées verticalement les unes au-dessus des autres, ces chambres étant séparées par des couches isolantes et fonctionnant en parallèle. Chacune des chambres contient le fluide intermédiaire diphasique précité qui se trouve à l'état liquide en partie basse et à l'état gazeux en partie haute. Un faisceau de tubes horizontaux, raccordé au circuit primaire du réacteur, est placé dans la partie basse de chaque chambre, de façon à être en contact avec le fluide intermédiaire diphasique à l'état liquide. De façon comparable, un faisceau de tubes horizontaux dans lequel- circule l'eau/vapeur du circuit secondaire du réacteur est placé dans le haut de chacune des chambres, de façon à être en contact avec le fluide intermédiaire diphasique à l'état vapeur.

Afin que le niveau de température de la vapeur sortant de chacune des chambres soit comparable à celui qui est habituellement obtenu dans les réacteurs nucléaires à neutrons rapides, il est proposé de diviser chacune des chambres, dans le sens horizontal, en trois sections adjacentes fonctionnant à trois températures différentes donc à trois pressions différentes du fluide intermédiaire de façon à former successivement un préchauffeur, un évaporateur et un surchauffeur pour 1 l'eau/vapeur circulant dans le circuit secondaire.

A l'inverse de celui qui est décrit dans le document FR-A-2 506 498, le dispositif décrit dans ce document US-A-4 343 763 permet d'évacuer la puissance nominale d'un réacteur nucléaire tel qu'un réacteur nucléaire à neutrons rapides.

Cependant, dans ce dernier document, chacune des chambres constitue une enceinte étanche. La paroi de chacune des chambres doit donc être traversée de façon étanche par les deux faisceaux de tubes, ce qui a pour conséquences un coût de fabrication particulièrement élevé ainsi qu'un risque de fuites non négligeable.

L'invention a précisément pour objet un échangeur de chaleur tel qu'un générateur de vapeur utilisant un principe comparable à celui qui est décrit dans le document US-A-4 343 763, mais dont la conception originale permet de supprimer les inconvénients du dispositif décrit dans ce document, en évitant d'avoir à réaliser une étanchéité totale entre les différentes chambres de l'échangeur.

Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu au moyen d'un échangeur de chaleur à fluide intermédiaire diphasique, comprenant au moins deux chambres d'échange thermique adjacentes, contenant chacune un fluide intermédiaire diphasique à une température de fonctionnement du générateur, un premier faisceau de tubes dans lequel circule un fluide caloporteur primaire relativement chaud, cheminant successivement dans une zone d'ébullition du fluide intermédiaire de chacune des chambres d'échange thermique, et un deuxième faisceau de tubes dans lequel circule un fluide caloporteur secondaire relativement froid, cheminant successivement dans une zone de condensation du fluide intermédiaire de chacune des chambres d'échange thermique, caractérisé par le fait que les chambres d'échange thermique sont superposées verticalement et séparées par des cloisons, traversées avec un jeu calibré par les tubes du premier et du deuxième faisceaux et par le fait que le fluide intermédiaire diphasique présente une masse volumique telle que, pour ledit jeu calibré, une hauteur minimale de ce fluide intermédiaire à l'état liquide est assurée dans chacune des chambres, à ladite température de fonctionnement.

Le compromis qui est assuré entre le jeu calibré formé entre les tubes et les cloisons et la masse volumique du fluide intermédiaire diphasique permet d'assurer, à la température de fonctionnement de l'échangeur, une étanchéité relative entre les chambres. Dans chaque chambre, cette étanchéité relative assure le maintien d'une hauteur de fluide intermédiaire à l'état liquide suffisante pour assurer les échanges thermiques, compte tenu de la différence de pression entre les chambres entraînée par les différences de température de saturation du fluide intermédiaire diphasique dans ces chambres, en régime permanent.

Etant donné que les tubes du premier et du deuxième faisceaux ne sont pas soudés sur les cloisons qui séparent les différentes chambres de l'échangeur, le coût de fabrication de cet appareil ainsi que les risques de fuite inhérents à l'existence de nombreuses soudures s'en trouvent considérablement diminués.

Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, les chambres d'échange thermique sont formées dans une enveloppe extérieure, et séparées par des cloisons horizontales raccordées sur cette enveloppe.

Dans cette forme de réalisation préférentielle, le fluide caloporteur primaire circule de bas en haut dans le premier faisceau de tubes et le fluide caloporteur secondaire circule de haut en bas dans le deuxième faisceau de tubes.

Avantageusement, le premier faisceau de tubes est formé de tubes verticaux traversant une région centrale de chacune des chambres d'échange thermique et le deuxième faisceau de tubes est formé de tubes disposés sensiblement en hélice autour du premier faisceau de tubes.

Afin de séparer la zone de collecte de chacune des chambres, dans laquelle le condensat liquide du fluide intermédiaire diphasique est recueilli, de la zone d'ébullition, cette dernière est délimitée par une virole entourant le premier faisceau de tubes et faisant saillie vers le haut à partir du fond de la chambre d'échange thermique, sur une hauteur supérieure à la hauteur minimale du fluide intermédiaire à l'état liquide, cette virole comportant des ouvertures en partie basse.

Afin que la phase liquide du fluide intermédiaire diphasique, qui se trouve intégralement dans la chambre inférieure lorsque l'échangeur est froid, remonte partiellement vers les autres chambres après le démarrage, au moins une tuyauterie sensiblement verticale fait communiquer les chambres d'échange thermique adjacentes. Plus précisément, une extrémité basse de chaque tuyauterie débouche en dessous d'un niveau défini par la hauteur minimale du fluide intermédiaire diphasique à l'état liquide dans la chambre correspondante et une extrémité haute de chaque tuyauterie débouche au-dessus du même niveau défini dans la chambre correspondante.

Bien qu'il puisse être constitué par d'autres fluides comme l'indique l'art antérieur, le fluide intermédiaire diphasique est avantageusement constitué par du mercure, notamment en raison du caractère élevé de sa masse volumique.

Avantageusement, le fluide caloporteur primaire est issu d'un réacteur nucléaire et peut notamment être constitué par du sodium liquide. Le fluide caloporteur secondaire est alors de l'eau/vapeur alimentant une turbine.

On décrira à présent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation préférentielle de l'invention en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure unique est une vue en coupe verticale illustrant schématiquement un échangeur de chaleur conforme à l'invention.

Sur la figure unique, on a représenté schématiquement un échangeur de chaleur tel qu'un générateur de vapeur permettant de transférer la chaleur véhiculée par un fluide caloporteur primaire tel que du sodium liquide à un fluide caloporteur secondaire tel que de l'eau/vapeur, par l'intermédiaire d'un fluide intermédiaire diphasique tel que du mercure. Un tel générateur de vapeur est avantageusement utilisé, dans une centrale nucléaire à neutrons rapides, pour transférer la chaleur véhiculée par le sodium contenu dans le circuit primaire du réacteur jusqu'à l'eau/vapeur circulant dans un circuit secondaire incorporant une turbine par laquelle l'énergie thermique est transformée en énergie mécanique.

Le générateur de vapeur représenté sur la figure unique comprend une enveloppe extérieure étanche 10, qui présente une configuration sensiblement verticale.

Dans la forme de réalisation représentée, cette enveloppe extérieure 10 est divisée, dans le sens de la hauteur, en trois chambres 12 d'échange thermique, superposées verticalement, par deux cloisons horizontales 14.

Dans sa partie centrale, le générateur de vapeur est traversé sur toute sa hauteur par un premier faisceau de tubes droits 16, orientés verticalement. A leurs extrémités haute et basse, les tubes 16 sont raccordés de façon étanche sur des plaques à tubes horizontales 18, elles-mêmes fixées de façon étanche sur l'enveloppe extérieure 10 du générateur de vapeur.

Pour permettre la dilatation différentielle entre l'enveloppe extérieure 10 et les tubes droits 16, l'enveloppe 10 présente avantageusement une partie 10a déformable verticalement, située immédiatement en dessous de la plaque à tubes 18, supérieure dans la forme de réalisation représentée.

En dessous de la plaque à tubes 18 inférieure, l'enveloppe extérieure 10 forme un collecteur 20 d'entrée de sodium prévu pour étre raccordé par une tubulure 22 au circuit primaire du réacteur.

De façon comparable, au-dessus de la plaque à tubes 18, supérieure, l'enveloppe extérieure 10 du générateur de vapeur forme un collecteur 24 de sortie de sodium également prévu pour être raccordé au circuit primaire du réacteur par une tubulure 26.

Par conséquent, lorsque le générateur de vapeur illustré sur la figure unique est en fonctionnement, le sodium liquide en provenance de la cuve du réacteur circule de bas en haut dans le premier faisceau de tubes 16 traversant le générateur de vapeur.

Un deuxième faisceau de tubes 28 traverse le générateur de vapeur sur toute sa hauteur dans l'espace annulaire délimité entre le faisceau de tubes verticaux 16 et l'enveloppe extérieure 10. Dans chacune des chambres 12 du générateur de vapeur, les tubes 28 cheminent selon une trajectoire sensiblement en hélice et ils traversent les cloisons horizontales 14 par des tronçons de liaison sensiblement verticaux.

Les extrémités hautes et basses des tubes 28 du deuxième faisceau sont raccordées de façon étanche sur des plaques à tubes 30, elles-mêmes raccordées de façon étanche sur l'enveloppe extérieure 10 en des emplacements décalés latéralement par rapport aux plaques à tubes 18.

Au-dessus de la plaque à tubes 30 supérieure, l'enveloppe extérieure 10 forme un collecteur 32 d'entrée d'eau prévu pour être raccordé par une tubulure 34 au circuit eau/vapeur du réacteur.

De façon comparable, l'enveloppe extérieure 10 forme, en dessous de la plaque à tubes 30 inférieure, un collecteur 36 de sortie de vapeur également prévu pour être raccordé par une tubulure 38 au circuit eau/vapeur du réacteur.

Par conséquent, lorsque le générateur de vapeur illustré sur la figure unique est en fonctionnement, l'eau vapeur circulant dans le circuit secondaire du réacteur chemine de haut en bas dans le deuxième faisceau de tubes 28.

Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les tubes 16 et 28 du premier et deuxième faisceaux ne traversent pas les cloisons 14 de façon étanche mais avec un jeu calibré, de faibles dimensions. Ce jeu est aussi faible que possible compte tenu des contraintes techniques. Si les perforations formées dans les cloisons 14 sont cylindriques, il peut par exemple être compris entre 0,1 mm et 0,5 mm. Il peut aussi se présenter sous la forme d'un labyrinthe si cela n'est pas incompatible avec d'autres contraintes.

Quelles que soient ces caractéristiques tECiques, le jeu de faibles dimensions qui est prévu entre chacun des tubes 16 et 28 du premier et du deuxième faisceaux de tubes et les cloisons horizontales 14 permet de créer une perte de charge importante entre les deux côtés de chacune de ces cloisons, principalement lors du trajet descendant du fluide intermédiaire diphasique. En régime nominal, cette perte de charge permet de maintenir, dans chacune des chambres 12 d'échange thermique, une hauteur minimale du fluide intermédiaire diphasique à l'état liquide. Grâce à cette hauteur de liquide, la différence de pression qui s'établit entre les différentes chambres 12 d'échange thermique, du fait des températures de saturation différentes du fluide intermédiaire diphasique dans ces chambres, est maintenue en régime permanent.

Ainsi, lorsque le générateur de vapeur comprend trois chambres 12 d'échange thermique superposées, comme l'illustre la figure unique, la température de saturation du fluide intermédiaire diphasique va en augmentant depuis la chambre supérieure vers la chambre inférieure. Cette caractéristique permet d'obtenir une température de sortie de la vapeur par le collecteur de sortie 36 supérieure à la température de sortie du sodium par le collecteur de sortie 24, comme dans les réacteurs nucléaires à neutrons rapides classiques. A ce gradient de température entre les chambres 12 correspond un gradient de pression, la valeur de la pression pouvant être par exemple de 2 bars dans la chambre 12 supérieure, de 4 bars dans la chambre 12 intermédiaire et de 8 bars dans la chambre 12 inférieure.

Dans la forme de réalisation illustrée sur la figure unique, une virole 40 est raccordée sur le fond de chacune des chambres 12 d'échange thermique, autour du premier faisceau de tubes 16, et s'étend vers le haut jusqu'à un niveau sensiblement supérieur au niveau correspondant à la hauteur minimale du fluide intermédiaire à l'état liquide dans cette chambre.

Chacune des viroles 40 entoure et délimite ainsi une zone d'ébullition 42. Dans cette zone d'ébullition 42, le fluide intermédiaire diphasique à l'état liquide est mis en ébullition au contact des tubes 16 dans lesquels circule le sodium liquide. Les viroles 40 permettent ainsi de séparer dans chacune des chambres 12, cette zone d'ébullition 42 d'une zone annulaire de collecte 44 servant à recueillir le condensat liquide du fluide intermédiaire. Des ouvertures 46 formées dans la partie basse de chacune des viroles 40 permettent ensuite à ce condensat de pénétrer dans la zone d'ébullition 42.

Le fluide intermédiaire diphasique vaporisé dans la zone d'ébullition 42 de chacune des chambres 12 d'échange thermique s'élève au-dessus de la virole 40 et pénètre dans une zone annulaire de condensation 48 formée dans la partie haute de la chambre 12, dans la région annulaire dans laquelle se trouvent les tronçons enroulés en hélice des tubes 28. Dans cette zone de condensation 48, le fluide intermédiaire diphasique vaporisé entre en contact avec les tubes 28. Cela a à la fois pour effet de réchauffer l'eau/vapeur circulant dans ces tubes et de condenser le fluide intermédiaire diphasique, de telle sorte que le condensat liquide chute dans la zone annulaire de collecte 44 de la chambre 12 correspondante.

Dans chacune des chambres 12, le cycle de thermosiphon qui vient d'être décrit se répète indéfiniment par convection naturelle tant qu'il existe une différence de température entre le sodium circulant dans les tubes 16 et l'eau/vapeur circulant dans les tubes 28.

Le générateur de vapeur illustré sur la figure unique comprend en outre au moins une tuyauterie verticale 50 faisant communiquer entre elles chaque paire de chambres 12 d'échange thermique adjacentes.

Ainsi, lorsque le générateur comprend trois chambres 12 superposées comme l'illustre la figure, au moins une tuyauterie 50 fait communiquer la chambre 12 inférieure avec la chambre 12 intermédiaire et au moins une tuyauterie 50 fait communiquer la chambre 12 intermédiaire avec la chambre 12 supérieure.

De façon plus précise, l'extrémité inférieure de chacune des tuyauteries 50 débouche en dessous du niveau défini par la hauteur minimale de fluide intermédiaire diphasique à l'état liquide dans la chambre correspondante. Par ailleurs, 11 extrémité haute de chacune des tuyauteries 50 débouche au-dessus du niveau défini par cette hauteur minimale de fluide intermédiaire à l'état liquide dans la chambre correspondante.

Les tuyauteries 50 contribuent à l'établissement de la hauteur minimale de fluide intermédiaire-à l'état liquide dans chacune des chambres 12.

Lors d'un démarrage à froid du générateur de vapeur illustré sur la figure unique, le sodium chaud circule de bas en haut dans les tubes 16 et l'eau/vapeur circule de haut en bas dans les tubes 28.

Le fluide intermédiaire diphasique se trouve alors à l'état liquide dans la chambre 12 inférieure. C'est donc dans cette chambre inférieure que les échanges thermiques commencent à apparaître et que la pression du fluide intermédiaire augmente en premier.

La chambre inférieure étant en communication par les jeux calibrés définis précédemment avec les chambres 12 intermédiaire et supérieure, la pression augmente dans ces chambres grâce au passage du fluide intermédiaire diphasique par ces jeux ainsi que par les tuyauteries 50.

Au fur et à mesure que les échanges thermiques se réalisent entre le sodium et l'eau/vapeur par l'intermédiaire du fluide intermédiaire diphasique, il s'établit dans la direction verticale des gradients de température aussi bien pour le fluide primaire circulant dans les tubes 16, qui est plus froid vers le haut que vers le bas, que pour l'eau/vapeur circulant dans les tubes 28, qui est plus chaude vers le bas que vers le haut. Un régime de fonctionnement nominal se met donc en place naturellement. Ainsi, le fluide intermédiaire diphasique passé dans les chambres 12 intermédiaire et supérieure y entame le cycle condensation/évaporation décrit précédemment. Comme on l'a déjà décrit, le retour de ce fluide vers les étages inférieurs est alors empêché par les différences de pression qui s'établissent entre les chambres, qui permettent de maintenir dans chacune d'entre elles une hauteur de fluide intermédiaire à l'état liquide satisfaisante pour les échanges thermiques, grâce aux effets combinés de la perte de charge assurée par les faibles jeux calibrés entre les tubes 16, 28 et les cloisons 14 et de la masse volumique élevée du fluide intermédiaire diphasique.

L'échangeur de chaleur qui vient d'être décrit en se référant à la figure unique permet donc d'assurer la fonction désirée, sans qu'il soit nécessaire de réaliser de nombreuses soudures, de sorte que la fabrication de l'échangeur ainsi que les risques de fuite s'en trouvent très sensiblement réduits.

Bien entendu, la forme de réalisation qui vient d'être décrite n'est donnée qu'à titre d'exemple.

Ainsi, la disposition des deux faisceaux de tubes 16 et 28 à l'intérieur de l'enveloppe 10 de l'échangeur peut être différente de celle qui a été décrite, le faisceau de tubes 28 dans lequel circule l'eau/vapeur pouvant notamment être formé de tubes droits. Dans tous les cas, une séparation spatiale entre la zone d'ébullition 42 et la zone de condensation 48 est cependant respectée.

Par ailleurs, le nombre de chambres de l'échangeur peut être différent de trois et dépend essentiellement de la température de sortie désirée pour le fluide secondaire.

Enfin, si l'application aux générateurs de vapeur équipant les centrales nucléaires à neutrons rapides est particulièrement avantageuse, d'autres utilisations de l'échangeur selon l'invention, mettant en oeuvre des fluides primaire et secondaire différents de ceux qui ont été décrits peuvent être envisagées.

Claims

REVENDICATIONS

1. Echangeur de chaleur à fluide intermédiaire diphasique, comprenant au moins deux chambres (12) d'échange thermique adjacentes, contenant chacune un fluide intermédiaire diphasique à une température de fonctionnement du générateur, un premier faisceau de tubes (16) dans lequel circule un fluide caloporteur primaire relativement chaud, cheminant successivement dans une zone d'ébullition (42) du fluide intermédiaire de chacune des chambres (12) d'échange thermique, et un deuxième faisceau de tubes (28) dans lequel circule un fluide caloporteur secondaire relativement froid, cheminant successivement dans une zone de condensation (48) du fluide intermédiaire de chacune des chambres (12) d'échange thermique, caractérisé par le fait que les chambres (12) d'échange thermique sont superposées verticalement et séparées par des cloisons (14), traversées avec un jeu calibré par les tubes (16, 28) du premier et du deuxième faisceaux, et par le fait que le fluide intermédiaire diphasique présente une masse volumique telle que, pour ledit jeu calibré, une hauteur minimale de ce fluide intermédiaire à l'état liquide est assurée dans chacune des chambres, à ladite température de fonctionnement.

2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les chambres (12) d'échange thermique sont formées dans une enveloppe extérieure (10), lesdites cloisons étant des cloisons horizontales (14) raccordées sur cette enveloppe.

3. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le fluide caloporteur primaire circule de bas en haut dans le premier faisceau de tubes (16) et par le fait que le fluide caloporteur secondaire circule de haut en bas dans le deuxième faisceau de tubes (28).

4. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier faisceau de tubes (16) est formé de tubes verticaux traversant une région centrale de chacune des chambres (12) d'échange thermique et par le fait que le deuxième faisceau de tubes (28) est formé de tubes disposés sensiblement en hélice autour du premier faisceau de tubes.

5. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, dans chacune des chambres (12) d'échange thermique, la zone d'ébullition (42) est délimitée par une virole (40) entourant le premier faisceau de tubes (16) et faisant saillie vers le haut à partir d'un fond de la chambre d'échange thermique, sur une hauteur supérieure à ladite hauteur minimale, cette virole (40) comportant des ouvertures (46) en partie basse.

6. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins une tuyauterie (50) sensiblement verticale fait communiquer les chambres (12) d'échange thermique adjacentes, une extrémité basse de chaque tuyauterie débouchant en dessous d'un niveau défini par ladite hauteur minimale, dans la chambre correspondante, et une extrémité haute de chaque tuyauterie débouchant audessus d'un niveau défini par ladite hauteur minimale, dans la chambre correspondante.

7. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le fluide intermédiaire diphasique est du mercure.

8. Echangeur de chaleur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le fluide caloporteur primaire est issu d'un réacteur nucléaire et le fluide caloporteur secondaire de l'eau/vapeur alimentant une turbine.

9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le fluide caloporteur primaire est du sodium liquide issu d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides.