FR2778223A1 - Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionne - Google Patents
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Abstract
Le générateur de vapeur comporte une enveloppe externe (2) de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical, une enveloppe de faisceau (4) dans une disposition coaxiale par rapport à l'enveloppe externe et un espace (9) de circulation d'eau d'alimentation entre l'enveloppe de faisceau (4) et l'enveloppe externe (2) ou une jupe de guidage (8, 8a). Un dispositif de fourniture d'eau (10) est placé à la partie supérieure de l'espace (9) de circulation d'eau d'alimentation. Le dispositif de fourniture d'eau (10) comporte un collecteur (12) de forme torique ayant une paroi supérieure traversée par une pluralité d'ouvertures d'écoulement (18) réparties suivant la direction circonférentielle du collecteur (12). Une conduite d'alimentation (13) débouche dans le collecteur à un niveau inférieur au niveau des ouvertures (18) et des moyens (14) de guidage d'eau d'alimentation vers le bas en direction de l'espace annulaire de circulation (9) sont disposés autour du collecteur (12). Des parois radiales de séparation (19a, 19b, 19c, 19d) sont disposées transversalement dans un espace d'écoulement d'eau délimité entre le collecteur (12) et les moyens de guidage (14).
Description
L'invention concerne un générateur de vapeur et en particulier un
générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression compor-
tant un dispositif d'alimentation en eau perfectionné.
Les générateurs de vapeur tels que les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau sous pression comportent une enveloppe externe de forme générale cylindrique disposée verticalement dans le bâtiment du réacteur nucléaire, c'est-à-dire avec l'axe de l'enveloppe
externe vertical.
Les générateurs de vapeur des réacteurs nucléaires à eau sous pres-
sion permettent d'assurer l'échauffement et la vaporisation d'eau d'alimenta-
tion, par échange de chaleur avec l'eau de refroidissement sous pression du
réacteur nucléaire qui circule à l'intérieur de tubes d'un faisceau d'échange.
Le faisceau de tubes est disposé à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau de forme générale cylindrique qui est disposée coaxialement à l'intérieur de
I'enveloppe externe.
Les tubes du faisceau sont fixés à leurs extrémités dans une plaque tubulaire, de manière qu'ils débouchent à une première extrémité, dans une
première partie d'une boîte à eau du générateur de vapeur et, à une se-
conde extrémité, dans une seconde partie de la boîte à eau du générateur de vapeur. La boîte à eau du générateur de vapeur permet de répartir l'eau sous pression provenant de la cuve du réacteur nucléaire dans laquelle est disposé le coeur constitué d'assemblages de combustible et de récupérer
l'eau sous pression ayant circulé à l'intérieur des tubes d'échange, pour ren-
voyer l'eau sous pression récupérée dans la cuve du réacteur nucléaire.
De l'eau d'alimentation du générateur de vapeur est introduite dans l'enveloppe externe et canalisée, de manière à parvenir dans une partie d'entrée du faisceau d'échange, à la partie inférieure du faisceau et de l'enveloppe de faisceau. L'eau d'alimentation circule ensuite de bas en haut à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau, en contact avec la surface externe des tubes, de telle sorte qu'elle s'échauffe puis se vaporise et se retrouve sous forme de vapeur dans la partie supérieure de l'enveloppe externe du générateur de vapeur. La vapeur récupérée dans la partie supérieure du
générateur de vapeur est envoyée à la turbine du réacteur.
L'eau d'alimentation est généralement introduite dans la partie supé-
rieure d'un espace annulaire ménagé entre l'enveloppe du faisceau de tubes
et l'enveloppe externe ou entre l'enveloppe du faisceau et une jupe délimi-
tant un espace de circulation communiquant avec une partie d'extrémité du faisceau constituée par les extrémités des branches froides des tubes, c'est- à-dire des branches des tubes par lesquelles sort l'eau de refroidissement du réacteur ayant servi à l'échauffement et à la vaporisation de l'eau d'alimentation. En utilisant un espace d'alimentation délimité par une jupe, on réalise un préchauffage de l'eau d'alimentation par circulation au contact de l'enveloppe de faisceau et au contact des branches froides des tubes qui sont séparées des branches chaudes par une paroi de séparation verticale
de direction diamétrale, sur une partie de la hauteur du faisceau.
Dans tous les cas, l'eau d'alimentation introduite dans l'enveloppe du générateur de vapeur circule de haut en bas dans un espace annulaire de
direction axiale verticale, jusqu'à la partie inférieure de l'enveloppe de fais-
ceau.
Pour obtenir un bon rendement du générateur de vapeur et des con-
ditions de fonctionnement satisfaisantes, il est nécessaire de répartir le flux
d'eau d'alimentation, suivant la direction circonférentielle de l'espace annu-
laire d'alimentation du générateur de vapeur.
Pour cela, on a proposé d'utiliser un collecteur de forme générale to-
rique qui est disposé à l'intérieur de l'enveloppe externe du générateur de
vapeur, à l'aplomb de la partie supérieure de l'espace annulaire d'alimenta-
tion en eau. Le collecteur est relié à une conduite d'alimentation en eau tra-
versant l'enveloppe externe du générateur de vapeur et comporte des moyens de distribution et de guidage de l'eau d'alimentation répartis dans la direction circonférentielle de l'espace annulaire d'alimentation en eau. Les moyens de distribution et de guidage de l'eau d'alimentation peuvent être
constitués par des tubes en forme de J renversé dont la branche droite verti-
cale est fixée sur le collecteur et dont la boucle est dirigée vers le bas, en
direction de la partie supérieure de l'espace annulaire d'alimentation. La ré-
partition dans la direction circonférentielle et le débit traversant chacun des tubes en forme de J permet d'obtenir une répartition satisfaisante de l'eau
d'alimentation dans la direction circonférentielle de l'espace annulaire. Ce-
pendant, ce dispositif présente l'inconvénient que les jets sortant des tubes en forme de J ont des vitesses importantes, ce qui perturbe l'écoulement de I'eau se dirigeant vers l'espace annulaire d'alimentation. On a également proposé d'adapter ce dispositif d'alimentation au cas des générateurs de vapeur à préchauffage comportant un économiseur constitué par une jupe de guidage de l'eau d'alimentation communiquant avec l'extrémité des branches froides des tubes du faisceau. Dans ce cas, la jupe de guidage qui présente la forme d'un secteur cylindrique délimite avec l'enveloppe de faisceau, un espace annulaire s'étendant sur un arc de cercle
de moins de 180 autour de l'enveloppe de faisceau du générateur de va-
peur. Le collecteur est alors constitué par une portion de tore s'étendant sur moins de 180 autour de l'enveloppe de faisceau, à l'aplomb de la partie supérieure de l'espace annulaire d'alimentation. Ce dispositif présente les mêmes inconvénients que le dispositif dont le collecteur est constitué par une enveloppe torique complète entourant complètement l'enveloppe de
faisceau, du fait que la distribution de l'eau d'alimentation à la sortie du col-
lecteur est également assurée par des tubes en forme de J. On a proposé de prolonger les tubes en forme de J dans la direction verticale, dans
l'espace annulaire d'alimentation en eau. Cette disposition ne permet ce-
pendant pas de résoudre complètement les problèmes de turbulence et complique la conception mécanique du générateur de vapeur, du fait de la longueur des branches de sortie des tubes en forme de J. On a proposé, dans le brevet français FR-2.700.383 (EP-0607.071) de réaliser le collecteur d'alimentation en eau sous la forme d'un déversoir constitué par une gouttière ayant la forme générale d'un tore ouvert à sa partie supérieure ou d'une portion de tore ouvert, à laquelle sont associées des parois de guidage de l'eau d'alimentation dirigées vers le bas, dans la partie supérieure de l'espace annulaire. L'eau d'alimentation est amenée à l'intérieur du collecteur par une conduite d'alimentation traversant
l'enveloppe externe du générateur de vapeur et débouchant dans le collec-
teur. L'eau d'alimentation remplit le collecteur en forme de gouttière, jus-
qu'au niveau d'un bord de déversement au-dessus duquel l'eau d'alimentation s'écoule dans un espace d'écoulement délimité par les parois de guidage. Le déversoir assure une certaine répartition de l'écoulement d'eau d'alimentation suivant la circonférence de l'espace annulaire, mais il est très difficile de déterminer de manière précise quelle sera cette réparti-
tion, en fonction des conditions d'alimentation du déversoir.
Un autre inconvénient du dispositif comportant un déversoir est qu'il n'est pas facile d'assurer une tenue mécanique satisfaisante du déversoir, lors de sollicitations mécaniques importantes, du type coups de bélier, ou en situation accidentelle, dans l'hypothèse d'une rupture de la tuyauterie d'eau alimentaire. Il est donc nécessaire de concevoir des éléments constituant le
dispositif de distribution qui soient extrêmement résistants et qui sont réali-
sés à partir de tôles de forte épaisseur.
Le but de l'invention est donc de proposer un générateur de vapeur comportant une enveloppe externe de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical, un faisceau de tubes d'échange fixés à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau de forme générale cylindrique disposée coaxialement à l'intérieur de l'enveloppe externe, de manière à délimiter avec l'enveloppe externe ou avec une jupe de guidage coaxiale à I'enveloppe externe, un espace annulaire de circulation d'eau d'alimentation du générateur de vapeur dans la direction axiale et un dispositif de fourniture d'eau d'alimentation à une extrémité axiale supérieure de l'espace annulaire
comportant un collecteur de forme générale torique disposé suivant une par-
tie au moins de la circonférence de l'espace annulaire, au moins une con-
duite d'alimentation du collecteur traversant l'enveloppe externe et des moyens de guidage de l'eau d'alimentation vers le bas, en direction de l'espace annulaire, le dispositif de fourniture d'eau d'alimentation assurant une alimentation régulière parfaitement contrôlée de l'espace annulaire et
avec une répartition circonférentielle bien définie, tout en étant d'une struc-
ture mécanique lui permettant de résister à des à-coups de l'alimentation en eau.
Dans ce but, le collecteur de forme torique comporte une paroi supé-
rieure traversée par une pluralité d'ouvertures d'écoulement réparties sui-
vant la direction circonférentielle du collecteur, la conduite d'alimentation
débouche dans le collecteur à un niveau inférieur au niveau de la paroi su-
périeure et les moyens de guidage de l'eau d'alimentation comportent une enveloppe disposée autour d'une partie au moins du collecteur, de manière à délimiter avec le collecteur un espace d'écoulement d'eau, au moins une
paroi de guidage prolongeant l'enveloppe vers le bas et une pluralité de pa-
rois de séparation de direction radiale séparant l'espace d'écoulement d'eau en une pluralité de tronçons successifs dans la direction circonférentielle du collecteur. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de
réalisation d'un générateur de vapeur suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle par un plan
vertical d'un générateur de vapeur suivant l'invention.
La figure 2 est une demi-vue en coupe par un plan horizontal du gé-
nérateur de vapeur, suivant 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la figure 2.
La figure 4 est une vue en coupe suivant 4-4 de la figure 2.
La figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 2.
La figure 6 est une vue en coupe suivant 6-6 de la figure 2.
La figure 7 est une vue en coupe suivant 7-7 de la figure 6.
Sur la figure 1, on voit un générateur de vapeur d'un réacteur nu-
cléaire à eau sous pression désigné de manière générale par le repère 1.
Le générateur de vapeur 1 comporte une enveloppe externe 2 de forme générale cylindrique comportant une partie inférieure ayant un premier diamètre et une partie supérieure ayant un second diamètre supérieur au premier diamètre, les deux parties de l'enveloppe externe étant reliées entre
elles par une virole tronconique 2a.
Lorsqu'il est en service dans le bâtiment du réacteur nucléaire, le gé-
nérateur de vapeur est disposé verticalement, c'est-à-dire de telle manière
que l'axe de l'enveloppe externe 2 soit vertical.
Le générateur de vapeur 1 comporte un faisceau de tubes d'échange de chaleur 3 disposé à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau 4 de forme
générale cylindrique placée coaxialement à l'intérieur de l'enveloppe ex-
terne 2 du générateur de vapeur.
Le faisceau de tubes 3 est constitué de tubes cintrés ayant la forme d'U renversés dont les branches droites sont fixées à leurs extrémités dans une plaque tubulaire 5 solidaire de l'enveloppe externe 2.
En-dessous de la plaque tubulaire 5 traversée par les tubes du fais-
ceau 3, est disposée une boite à eau 6 de forme hémisphérique comportant
deux compartiments 6a et 6b séparés l'un de l'autre par une cloison.
De l'eau sous pression de refroidissement du réacteur venant de la
cuve contenant le coeur du réacteur nucléaire est introduite dans le compar-
timent 6a et distribuée dans les branches des tubes du faisceau 3 débou-
chant dans le compartiment 6a, ces branches constituant les branches
chaudes du faisceau 3.
L'eau sous pression de refroidissement du réacteur circule à I'intérieur des tubes du faisceau pour parvenir dans le compartiment 6b de la
boite à eau dans lequel débouchent les branches froides des tubes du fais-
ceau 3. L'eau de refroidissement ayant circulé dans les tubes du faisceau 3
est renvoyée dans la cuve du réacteur nucléaire.
Une plaque 7 de séparation entre les parties inférieures des branches
chaudes et des branches froides des tubes du faisceau 3 est disposée verti-
calement entre les branches du faisceau et fixée à sa partie inférieure sur la
plaque tubulaire 5, dans une direction diamétrale de la plaque tubulaire.
Entre l'enveloppe de faisceau 4 et l'enveloppe externe 2 du généra-
teur de vapeur disposées coaxialement l'une par rapport à l'autre, est placée
une jupe de guidage d'eau d'alimentation 8 ayant la forme d'un secteur cy-
lindrique d'une amplitude d'environ 180 dans la direction circonférentielle.
La partie supérieure 8a de la jupe 8 est évasée vers le haut et présente la
forme d'un secteur tronconique.
L'extrémité inférieure de la jupe 8 est en contact avec la face supé-
rieure de la plaque tubulaire 5.
Entre l'enveloppe de faisceau 4 et la jupe de guidage 8 de l'eau d'alimentation du générateur de vapeur est ménagé un espace annulaire 9
de circulation d'eau d'alimentation du générateur de vapeur. L'espace an-
nulaire 9 de circulation d'eau d'alimentation de direction axiale est fermé à
sa partie inférieure par la plaque tubulaire 5.
L'extrémité inférieure de l'enveloppe de faisceau 4 est disposée à une certaine hauteur au-dessus de la face supérieure de la plaque tubulaire 5, de telle sorte que l'espace de circulation d'eau d'alimentation 9 communique
avec la partie de l'enveloppe de faisceau 4 renfermant les extrémités infé-
rieures des branches froides des tubes du faisceau 3, délimitée par la pla-
que de séparation verticale 7.
Dans la partie supérieure de l'espace annulaire 9 de circulation d'eau d'alimentation, entre la partie tronconique 8a de la jupe 8 et l'enveloppe de faisceau 4, est placé un dispositif 10 de fourniture et de répartition d'eau d'alimentation assurant l'introduction d'un courant d'eau d'alimentation du générateur de vapeur qui est réparti suivant la direction circonférentielle de
l'espace annulaire 9 entourant une partie de l'enveloppe de faisceau 4.
Le dispositif 10 d'introduction et de répartition d'eau d'alimentation,
qui est réalisé conformément à l'invention, sera décrit par la suite.
L'eau d'alimentation introduite dans la partie supérieure de l'espace annulaire 9 circule de haut en bas, dans la direction verticale, c'est-àdire dans la direction axiale du générateur de vapeur, jusqu'à la face supérieure
de la plaque tubulaire 5 constituant l'extrémité inférieure de l'espace annu-
laire 9. L'eau d'alimentation pénètre alors dans l'enveloppe de faisceau 4,
pour venir en contact avec la partie d'extrémité inférieure des branches froi-
des des tubes du faisceau 3. L'eau d'alimentation est préchauffée pendant sa circulation dans l'espace annulaire et au contact des parties d'extrémité des branches froides dans lesquelles circule l'eau de refroidissement du
réacteur qui est récupérée dans le compartiment 6b de la boîte à eau.
L'eau d'alimentation du générateur de vapeur parvenant au niveau du
bord supérieur de la plaque de séparation 7 vient en contact avec les bran-
ches chaudes des tubes du faisceau 3 dans lesquelles circule l'eau sous pression de refroidissement provenant de la cuve du réacteur. Le contact avec les branches chaudes et la partie supérieure des branches froides du faisceau produit un échauffement supplémentaire de l'eau d'alimentation qui
s'élève à l'intérieur du faisceau, tout en s'échauffant et en se vaporisant.
La vapeur formée à partir de l'eau d'alimentation échauffée au contact
du faisceau sort de l'enveloppe du faisceau par sa partie supérieure et pé-
nètre dans la partie supérieure à grand diamètre de l'enveloppe externe 2 du
générateur de vapeur dans laquelle sont disposés des séparateurs et sé-
cheurs de vapeur. La vapeur asséchée est envoyée à la turbine associée au réacteur
nucléaire par l'intermédiaire d'une conduite reliée à la tubulure 11 consti-
tuant la partie supérieure de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur.
Le dispositif 10 d'introduction et de répartition d'eau d'alimentation
doit assurer une répartition satisfaisante de l'eau d'alimentation dans la di-
rection circonférentielle de l'espace annulaire 9.
Sur la figure 2, on a représenté un dispositif 10 d'introduction et de répartition d'eau selon l'invention qui comporte principalement un collecteur
12 ayant la forme d'une portion de tore s'étendant sur un arc de cercle légè-
rement inférieur à 180 , un conduit 13 d'introduction d'eau d'alimentation dans le collecteur 12 et un ensemble 14 en deux parties de guidage de l'eau d'alimentation vers le bas, en direction de l'espace annulaire 9 délimité entre
la jupe 8 et l'enveloppe de faisceau 4 du générateur de vapeur.
Le conduit 13 d'introduction d'eau d'alimentation est relié d'une part à
une tubulure 15 de traversée de l'enveloppe externe du générateur de va-
peur et d'autre part à un tronçon central 16 du collecteur 12 en forme de portion de tore. Le collecteur 12 est constitué par une portion de conduite
torique à grand diamètre fixée par l'intermédiaire de supports 17 sur la sur-
face interne de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, au-dessus
de la partie 8a de la jupe 8 en forme de secteur tronconique.
Le collecteur 12, en forme de portion de tore, comporte, dans la partie supérieure de sa paroi, des ouvertures 18 dont les centres sont alignés sur un cercle centré sur l'axe du générateur de vapeur commun à l'enveloppe
externe 2, à l'enveloppe de faisceau 4 et au collecteur 12. Le plus généra-
lement, les ouvertures 18 successives dont les sections peuvent être diffé-
renciées sont espacées l'une de l'autre d'une distance sensiblement cons-
tante, de manière à permettre une répartition homogène d'eau d'alimenta-
tion suivant la direction circonférentielle du collecteur 12 en forme de portion
de tore.
Bien entendu, selon la distribution souhaitée de l'eau suivant la direc-
tion circonférentielle du collecteur et de l'espace annulaire 9, on peut prévoir des ouvertures 18 dont les dimensions et répartitions sont adaptées a la distribution particulière d'eau d'alimentation à obtenir. Ceci est vrai même
lorsque l'on désire obtenir une distribution homogène.
Comme il est visible sur les figures 3 et 4, chacune des deux parties
du dispositif de guidage 14 de l'eau d'alimentation comporte une paroi ex-
terne 14a comportant une partie en forme de portion de tore dont la section
correspond sensiblement à un quart de section circulaire et une partie tron-
conique prolongeant vers le bas la partie torique, sensiblement parallèle à la partie tronconique 8a de la jupe 8. Le dispositif de guidage 14 comporte de plus une partie interne 14b de forme cylindrique située en vis-à-vis de la
partie inférieure tronconique de la paroi externe 14a du dispositif de gui-
dage. Les deux parties 14a et 14b du dispositif de guidage sont fixées sur le collecteur 12. Les ouvertures 18 traversant la paroi supérieure du collecteur torique 12 débouchent dans un espace 20 d'écoulement d'eau délimité entre la surface du collecteur 12 et la partie torique 14a du dispositif de guidage
disposé autour de la paroi du collecteur 12.
L'ensemble de guidage 14 est placé dans une disposition coaxiale par rapport au collecteur 12 et au générateur de vapeur. L'espace d'écoulement 20, délimité entre deux portions de surface torique parallèles, présente une forme tubulaire et annulaire. L'espace 20 débouche dans un espace de sortie d'eau d'alimentation délimité entre la partie tronconique
externe 14a et la partie cylindrique interne 14b du dispositif de guidage 14.
L'espace de sortie de fluide débouche lui-même à l'aplomb de l'espace an-
nulaire 9 d'alimentation du générateur de vapeur.
Comme il est visible sur les figures 2 et 4, les deux portions du dispo-
sitif de guidage 14 sont séparées chacune en plusieurs tronçons successifs (trois tronçons 26a, 26b et 26c dans le cas représenté sur les figures 2 et 4)
par des parois radiales telles que 19a, 19b, 19c et 19d.
Les parois 19b et 19c sont des parois de séparation entre deux sec-
teurs successifs du dispositif de guidage et les parois 19a et 19d sont des
parois de fermeture des extrémités de la portion de dispositif de guidage 14.
Les deux portions de dispositif de guidage 14 disposées de manière symé-
trique par rapport au conduit d'alimentation 13 du collecteur 12 sont réali-
sées de la même manière.
On voit sur la figure 4 que la paroi de séparation 19c présente la
forme de la section des espaces d'écoulement et de sortie d'eau d'alimenta-
tion du dispositif de guidage. Les parois telles que 19c sont soudées sur les
parois du dispositif de guidage.
Comme il est visible sur la figure 5, le conduit 13 d'alimentation du
collecteur 12 relié au tronçon central 16 du collecteur débouche dans le col-
lecteur, en-dessous de la partie supérieure du collecteur comportant les ou-
vertures 18, de manière à assurer la fourniture d'eau d'alimentation au col-
lecteur 12. Comme il est visible sur la figure 2, deux dispositifs de filtration 21a et 21b sont placés sur le tronçon central du collecteur de part et d'autre
de la zone de raccordement du conduit d'alimentation 13. Les deux disposi-
tifs de filtration 21a et 21b sont réalisés de manière identique, si bien qu'on ne décrira que le dispositif de filtration 21b représenté sur les figures 5, 6 et
7.
Les dispositifs de filtration sont montés sur la partie supérieure du collecteur 12, au niveau d'ouvertures découpées dans la paroi du collecteur torique dont la forme correspond à la section d'un cylindre avec la surface torique du collecteur. Le dispositif de filtration 21 b comporte une structure de
support constituée d'une paroi cylindrique 23 comportant une bride périphé-
rique 22 qui vient reposer sur le collecteur torique 12, dans une disposition
coaxiale par rapport à une ouverture traversant la paroi du collecteur torique.
L'élément de filtration du dispositif de filtration est constitué par une plaque plane 24 en treillis maintenue dans l'enveloppe du collecteur torique 12, au niveau de l'ouverture suivant laquelle est placée la paroi cylindrique 23 de la structure de support. Les moyens de maintien de la plaque plane 24
de l'élément de filtration comportent un rail de guidage de forme sensible-
ment semi-circulaire fixé sur la surface interne de la paroi torique et un tam-
pon 25 de fermeture ayant un contour circulaire et présentant une fente diamétrale dans laquelle est engagé le bord supérieur de la plaque 24. Le tampon de fermeture 25 comporte une bride périphérique permettant sa fixation par des vis sur la bride périphérique 22 de l'ensemble de support. De plus, le tampon 25 présente une forme telle qu'il remplit le volume intérieur de la paroi cylindrique 23 de l'ensemble de support, afin d'éviter la présence d'un volume mort en partie haute de l'ensemble de support. La plaque de filtration 24 présente une partie d'extrémité semi-circulaire dont la forme et la
dimension correspondent à la demi-section du tore 12.
Lorsque le dispositif de filtration 21b est mis en place sur la partie su-
périeure du tore, au niveau d'une ouverture de traversée, la plaque de filtra-
tion 24 pénètre à l'intérieur du tore, de manière à obturer totalement la sec-
tion méridienne du tore, comme il est visible sur les figures 5 et 6.
De cette manière, I'eau d'alimentation introduite par le conduit d'alimentation 13, qui pénètre dans le tronçon central 16 du collecteur 12, doit traverser les parois de filtration 24 des dispositifs de filtration 21 a et 21 b avant de remplir les deux parties de distribution du collecteur situées de part et d'autre du tronçon central 16. De cette manière, I'eau d'alimentation est filtrée, de telle manière que les corps migrants éventuellement contenus dans l'eau d'alimentation sont arrêtés dans l'espace central d'introduction du collecteur et ne peuvent être entraînés dans les deux parties de distribution du collecteur et dans l'espace annulaire 9 d'alimentation du générateur de vapeur. L'eau d'alimentation remplissant les deux parties de distribution du
tore de part et d'autre du tronçon central 16 s'écoule par les ouvertures su-
périeures 18 du collecteur 12, dans l'espace d'écoulement 20 puis dans
l'espace de sortie situé dans le prolongement de l'espace d'écoulement 20.
L'eau d'alimentation est ainsi guidée vers le bas, en direction de l'espace
annulaire 9 d'alimentation du générateur de vapeur.
Le dispositif suivant l'invention permet d'obtenir à la fois une réparti-
tion optimale de l'eau d'alimentation suivant la direction circonférentielle de l'espace annulaire d'alimentation du générateur de vapeur et un écoulement dont les turbulences sont très limitées à la sortie du dispositif d'alimentation du fait de la distribution de l'eau par des ouvertures traversant l'enveloppe torique du collecteur à sa partie supérieure et de la présence du dispositif de
guidage segmenté.
En outre, la tenue mécanique du collecteur constitué par une enve-
loppe torique fermée est meilleure que la tenue mécanique d'un déversoir
en forme de gouttière.
On évite également tout risque de formation de tourbillons à la sortie
du dispositif d'alimentation, dans l'espace annulaire du générateur de va-
peur. Les ouvertures de passage d'eau du collecteur torique sont réalisées de manière à éviter tout risque de dénoyage du collecteur torique, en cas de
baisse de niveau dans le générateur de vapeur qui se traduirait par une ac-
cumulation de vapeur dans la partie supérieure du collecteur torique. Une telle accumulation de vapeur serait préjudiciable, au moment de la remise en fonctionnement de l'installation d'alimentation d'eau alimentaire, après une
période d'arrêt. La conception du dispositif de guidage sous forme de secteurs suc-
cessifs séparés par des plaques de séparation radiales permet de faciliter la
réalisation de ce dispositif de guidage. La présence de plaques de sépara-
tion radiales permet de créer des courants d'eau d'alimentation successifs dans la direction circonférentielle et contribue à une meilleure stabilité de
l'écoulement. La présence de secteurs séparés permet également de con-
server à la sortie de chacun des secteurs élémentaires la même répartition
de débit que celle existant à la sortie des ouvertures du collecteur.
La dimension de la maille du treillis ou de la grille constituant l'élément de filtration 24 est choisie de manière à retenir les corps migrants
ayant une dimension supérieure à une dimension prédéterminée. De préfé-
rence, la dimension prédéterminée est inférieure à la distance qui sépare les
tubes du faisceau du générateur de vapeur, afin d'éviter que des corps mi-
grants en provenance du circuit secondaire ne viennent se coincer entre les
tubes du faisceau et ne risquent de les détériorer.
Pour améliorer le pouvoir de filtration du treillis ou grille, il est possible de placer une toile métallique sur la face amont de la grille ou du treillis, c'est-à-dire sur la face de la grille ou du treillis dirigée vers l'arrivée d'eau d'alimentation. L'utilisation de deux grilles de filtration placées de part et d'autre de la zone centrale d'alimentation du collecteur présente l'avantage que les deux grilles n'assurent chacune que la filtration de la moitié du débit d'eau d'ali- mentation apportée au générateur de vapeur, ce qui réduit la perte de
charge par rapport à une grille unique. D'autre part, la disposition de l'élé-
ment de filtration à l'intérieur du générateur de vapeur permet à l'ensemble de support 22, 23 et au tampon 25 de fermeture de l'élément de filtration de
travailler sous une faible pression, une faible fuite qui peut apparaître au ni-
veau de la bride ne présentant aucune conséquence dommageable, du fait que l'eau d'alimentation de la fuite tombe alors directement dans l'espace
annulaire d'alimentation du générateur de vapeur.
* L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
C'est ainsi qu'on peut imaginer des dispositifs de fourniture d'eau d'alimentation du générateur de vapeur ayant une forme différente de celle
qui a été décrite.
En particulier, le collecteur peut présenter une forme et une structure
différentes de celles qui ont été décrites.
Dans le cas d'un générateur de vapeur à préchauffage du type décrit, le collecteur présente la forme d'une portion de tore alors que dans le cas d'un générateur de vapeur n'utilisant pas de préchauffage, le collecteur peut
présenter la forme d'un tore complet placé au-dessus de l'espace d'alimen-
tation du générateur de vapeur, sur toute sa circonférence.
La'disposition et la taille des ouvertures de sortie d'eau d'alimentation
du collecteur peuvent être différentes de celles qui ont été décrites.
Le dispositif de guidage peut également présenter une forme diffé-
rente de la forme décrite et peut être réalisé en une seule pièce ou sous la forme de plusieurs tronçons successifs. De même, la répartition des parois de séparation radiales suivant la direction circonférentielle du dispositif de
guidage peut être quelconque.
L'invention s'applique à tout générateur de vapeur comportant un es-
pace annulaire de circulation d'eau d'alimentation et un dispositif de fourni-
ture d'eau d'alimentation à une extrémité axiale supérieure de l'espace an-
nulaire de circulation d'eau d'alimentation.
Claims (6)
1.- Générateur de vapeur comportant une enveloppe externe (2) de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical, un faisceau de tubes d'échange (3) fixés à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau (4) de forme générale cylindrique disposée coaxialement à l'intérieur de l'enveloppe externe (2) de manière à délimiter avec l'enveloppe externe (2) ou une jupe de guidage (8) coaxiale à l'enveloppe externe (2), un espace annulaire (9) de circulation d'eau d'alimentation du générateur de vapeur (1), dans la direction axiale et un dispositif de fourniture d'eau d'alimentation (10) à une extrémité axiale supérieure de l'espace annulaire (9) comportant un collecteur (12) de forme générale torique disposé suivant une partie au moins de la circonférence de l'espace annulaire (9), au moins une conduite d'alimentation (13) du collecteur (12) traversant l'enveloppe externe (2) et des moyens de guidage (14) de l'eau d'alimentation vers le bas, en direction de l'espace annulaire (9), caractérisé par le fait que le collecteur (12) de forme torique comporte une paroi supérieure traversée par une pluralité d'ouvertures (18) d'écoulement réparties suivant la direction circonférentielle du collecteur (12), que la conduite d'alimentation (13) débouche dans le collecteur (12) à un niveau inférieur au niveau de la paroi supérieure et que
les moyens de guidage (14) de l'eau d'alimentation comportent une enve-
loppe (14a) disposée autour d'une partie au moins du collecteur (12) de ma-
nière à délimiter avec le collecteur un espace (20) d'écoulement d'eau, au moins une paroi de guidage prolongeant l'enveloppe (14a) vers le bas et
une pluralité de parois de séparation (19a, 19b, 19c, 19d) de direction ra-
diale, séparant l'espace (20) d'écoulement d'eau en une pluralité de tron-
çons successifs (14a, 14b, 14c, 14d) dans la direction circonférentielle du
collecteur (12).
2.- Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de guidage (14) de l'eau d'alimentation comportent de plus une paroi cylindrique (14b) disposée en vis-à-vis de la paroi de guidage, vers l'intérieur du générateur de vapeur, prolongeant l'enveloppe (14a) vers
le bas.
3.- Générateur de vapeur à préchauffage selon l'une quelconque des
revendications 1 et 2, comportant une jupe (8) de guidage d'eau d'alimenta-
tion coaxiale à l'enveloppe externe (2) et à l'enveloppe de faisceau (4) du générateur de vapeur, disposée entre l'enveloppe externe (2) et l'enveloppe de faisceau (4), délimitant avec l'enveloppe de faisceau (4) l'espace annu- laire (9) de circulation d'eau d'alimentation, sur une partie de la périphérie de l'enveloppe de faisceau (4), caractérisé par le fait que le collecteur (12) est constitué par une portion de tore disposée au-dessus de l'espace annulaire
de circulation d'eau d'alimentation.
4.- Générateur de vapeur suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'espace annulaire d'alimentation (9), le collecteur (2) et les moyens de guidage (14) d'eau d'alimentation s'étendent sur un arc de cercle un peu
inférieur à 180 .
5.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendica-
tions 3 et 4, caractérisé par le fait que la conduite d'alimentation (13) du col-
lecteur (12) est fixée sur un tronçon médian (16) du collecteur, de manière à introduire de l'eau d'alimentation dans le tronçon central (16) du collecteur
(12), I'eau d'alimentation étant alors répartie dans deux parties de distribu-
tion d'eau du collecteur (12) situées de part et d'autre du tronçon central
(16).
6.- Générateur de vapeur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que deux dispositifs de filtration (21a, 21b) sont disposés dans le tronçon central (16) du collecteur (12) de part et d'autre de la zone de raccordement de la conduite d'alimentation (13) avec le tronçon central (16) du collecteur
(12).
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9805620A FR2778223A1 (fr) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionne |
| FR9805843A FR2778224B1 (fr) | 1998-05-04 | 1998-05-07 | Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionne |
| ES99400893T ES2194423T3 (es) | 1998-05-04 | 1999-04-12 | Generador de vapor, que comprende un dispositivo de perfeccionado de alimentacion de agua. |
| EP99400893A EP0955498B1 (fr) | 1998-05-04 | 1999-04-12 | Générateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionné |
| DE69905792T DE69905792T2 (de) | 1998-05-04 | 1999-04-12 | Dampferzeuger mit verbesserter Wasserzufuhrvorrichtung |
| US09/300,405 US6173680B1 (en) | 1998-05-04 | 1999-04-27 | Steam generator comprising an improved feedwater supply device |
| CN99105288.9A CN1127738C (zh) | 1998-05-04 | 1999-04-30 | 包括改进的给水装置的蒸汽发生器 |
| JP12503099A JP4671454B2 (ja) | 1998-05-04 | 1999-04-30 | 改良給水装置を備えた蒸気発生器 |
| CA002270781A CA2270781C (fr) | 1998-05-04 | 1999-05-03 | Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionne |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9805620A FR2778223A1 (fr) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionne |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2778223A1 true FR2778223A1 (fr) | 1999-11-05 |
Family
ID=9525999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9805620A Pending FR2778223A1 (fr) | 1998-05-04 | 1998-05-04 | Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau perfectionne |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2778223A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2851031A1 (fr) * | 2003-02-12 | 2004-08-13 | Framatome Anp | Generateur de vapeur comportant un dispositif de fourniture d'eau d'alimentation realisant le piegeage de corps etrangers |
-
1998
- 1998-05-04 FR FR9805620A patent/FR2778223A1/fr active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2851031A1 (fr) * | 2003-02-12 | 2004-08-13 | Framatome Anp | Generateur de vapeur comportant un dispositif de fourniture d'eau d'alimentation realisant le piegeage de corps etrangers |
| US7178485B2 (en) | 2003-02-12 | 2007-02-20 | Framatome Anp | Steam generator that includes a feedwater delivery device |
| CN100338688C (zh) * | 2003-02-12 | 2007-09-19 | 法玛通Anp公司 | 包括用于捕获外来杂质的给水传送装置的蒸汽发生器 |
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