FR2853047A1 - Generateur de vapeur comportant un dispositif d'alimentation en eau de secours - Google Patents

Abstract

Le générateur de vapeur (1) comporte un premier dispositif (8) d'alimentation normale en eau et un second dispositif (16) d'alimentation en eau de secours du générateur de vapeur comportant, respectivement, un premier collecteur torique (10) et un second collecteur torique (17) disposés coaxialement par rapport à l'enveloppe externe (2b) du générateur de vapeur. Le second collecteur torique (17) du second dispositif d'alimentation (16) en eau de secours placé à l'intérieur de la partie supérieure cylindrique (2b) de l'enveloppe externe comporte, fixé suivant chacune d'un ensemble d'ouvertures traversant une partie supérieure de sa paroi torique, un tube d'injection d'eau (22) présentant une partie d'extrémité inférieure ouverte fixée suivant l'ouverture de la paroi torique, une partie rectiligne inclinée par rapport à la direction axiale verticale en direction d'une partie centrale du générateur de vapeur et une extrémité supérieure ouverte à l'extrémité de la partie rectiligne du tube (22) pour l'injection d'eau de secours à l'intérieur du générateur de vapeur.

Description

L'invention concerne un générateur de vapeur et notamment un générateur de

vapeur d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression

comportant un dispositif d'alimentation en eau de secours.

Les générateurs de vapeur tels que les générateurs de vapeur des 5 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 pres10 sion permettent d'assurer l'échauffement et la vaporisation d'eau d'alimentation, par échange de chaleur avec l'eau de refroidissement sous pression du réacteur nucléaire constituant le fluide primaire d'échange thermique 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 cylindri15 que qui est disposée coaxialement à l'intérieur de l'enveloppe externe.

L'enveloppe externe du générateur de vapeur comporte généralement une partie inférieure cylindrique renfermant le faisceau de tubes d'échange thermique disposés à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau, une partie supérieure cylindrique ayant un diamètre supérieur au diamètre de la partie infé20 rieure renfermant en particulier des séparateurs et sécheurs de vapeur et une partie de jonction tronconique entre la partie inférieure et la partie supérieure de l'enveloppe externe.

De l'eau d'alimentation du générateur de vapeur est introduite dans l'enveloppe externe et canalisée, de manière à parvenir dans le faisceau 25 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. 30 La vapeur récupérée dans la partie supérieure est séparée des gouttelettes d'eau qu'elle peut contenir et séchée puis envoyée à la turbine du réacteur.

L'eau d'alimentation est généralement introduite dans la partie supérieure d'un espace annulaire ménagé entre l'enveloppe de faisceau de tubes et l'enveloppe externe du générateur de vapeur ou une jupe de guidage de l'eau d'alimentation et circule dans l'espace annulaire jusqu'à la partie inférieure du faisceau. L'espace annulaire communique à sa partie inférieure avec l'espace interne de l'enveloppe de faisceau renfermant le faisceau de tubes.

Pour obtenir un bon rendement du générateur de vapeur et des conditions de fonctionnement satisfaisantes, il est nécessaire de répartir le flux d'eau d'alimentation, suivant la direction circonférentielle de l'espace annulaire d'alimentation du générateur de vapeur. Pour cela, le dispositif 10 d'alimentation en eau du générateur de vapeur comporte un collecteur ayant une paroi de forme générale torique qui est disposée à l'intérieur de l'enveloppe externe du générateur de vapeur, dans une disposition coaxiale, à l'aplomb de la partie supérieure de l'espace annulaire d'alimentation en eau.

Le collecteur est relié à une conduite d'alimentation en eau traversant l'enve15 loppe externe du générateur de vapeur et sa paroi comporte une pluralité d'ouvertures dans sa partie supérieure qui sont réparties suivant la périphérie du collecteur et associées à des moyens permettant de diriger l'eau d'alimentation vers la partie supérieure de l'espace annulaire d'alimentation du générateur de vapeur.

Pendant le fonctionnement normal du générateur de vapeur, de l'eau d'alimentation est envoyée de manière continue et à débit sensiblement constant à la partie inférieure du faisceau de tubes, et la circulation d'eau d'alimentation qui est échauffée puis vaporisée au contact des tubes du faisceau assure un refroidissement de l'eau sous pression circulant dans les 25 tubes constituant le fluide primaire du réacteur nucléaire.

Dans le cas d'un fonctionnement dégradé du circuit secondaire d'alimentation en eau du générateur de vapeur, le débit d'eau d'alimentation fourni par le dispositif d'alimentation à collecteur torique peut devenir insuffisant, irrégulier, ou même peut s'interrompre.

Dans ce cas, il est nécessaire de fournir au générateur de vapeur, en un temps très court, de l'eau de secours permettant de compenser un débit insuffisant ou nul du dispositif d'alimentation normal du générateur de vapeur.

Pour cela, on a proposé d'utiliser un dispositif d'alimentation en eau de secours du générateur de vapeur qui présente une structure analogue au dispositif d'alimentation normal. Un tel dispositif d'alimentation en eau de secours du générateur de vapeur comporte un collecteur ayant une paroi 5 torique qui est placé au-dessus de l'espace annulaire d'alimentation du générateur de vapeur et qui comporte une pluralité d'ouvertures dans la partie supérieure de la paroi torique, pour assurer la distribution d'eau. Le coliecteur de distribution d'eau de secours peut être placé au-dessus ou endessous du collecteur à paroi torique du dispositif d'alimentation normal.

Un inconvénient de cette disposition est que de l'eau de secours du générateur de vapeur provenant d'une réserve d'eau reliée au collecteur torique qui est à une température assez basse, par exemple 70C, est amenée à venir en contact avec la paroi externe du générateur de vapeur qui est à une température de l'ordre de 2900C à 300 C dans la partie supérieure du 15 générateur de vapeur, avant que l'eau de secours ait pu se réchauffer à l'intérieur du générateur de vapeur. Il peut en résulter des chocs thermiques dommageables pour la structure du générateur de vapeur.

Le but de l'invention est donc de proposer un générateur de vapeur comportant une enveloppe externe de forme générale cylindrique disposée 20 avec son axe vertical présentant une partie inférieure cylindrique renfermant un faisceau de tubes d'échange thermique reliés à un circuit de fluide primaire et disposés dans une enveloppe de faisceau sensiblement coaxiale à l'enveloppe externe, une partie supérieure cylindrique ayant un diamètre supérieur au diamètre de la partie inférieure renfermant en particulier des 25 séparateurs et sécheurs de vapeur et une partie de jonction tronconique entre la partie inférieure et la partie supérieure de l'enveloppe externe, au moins un premier et un second dispositifs d'alimentation en eau d'un espace annulaire entre l'enveloppe de faisceau et l'une d'une jupe de guidage et de l'enveloppe externe, par la partie supérieure de l'espace annulaire qui com30 munique avec l'espace interne de l'enveloppe de faisceau à sa partie inférieure comportant chacun un collecteur de distribution d'eau d'alimentation dans l'espace annulaire disposé à l'intérieur de l'enveloppe externe, ayant une paroi torique sensiblement coaxiale à l'enveloppe externe et à l'enve- loppe de faisceau, traversée par une pluralité d'ouvertures dans sa partie supérieure et au moins une conduite d'amenée d'eau d'alimentation dans un espace interne à la paroi torique du collecteur traversant la paroi externe du générateur de vapeur, le premier dispositif d'alimentation étant utilisé pen5 dant le fonctionnement normal du générateur de vapeur et le second dispositif d'alimentation pour alimenter le générateur de vapeur en eau de secours, l'alimentation du générateur de vapeur en eau de secours étant réalisée sans produire de choc thermique en particulier sur l'enveloppe externe du générateur de vapeur.

Dans ce but, le second collecteur torique du second dispositif d'alimentation en eau de secours placé à l'intérieur de la partie supérieure de l'enveloppe externe comporte, fixé suivant chacune des ouvertures de sa paroi torique, un tube d'injection d'eau présentant une partie d'extrémité inférieure ouverte fixée suivant l'ouverture de la paroi torique, une partie rectili15 gne inclinée par rapport à la direction axiale verticale en direction d'une partie centrale du générateur de vapeur et une extrémité supérieure ouverte à l'extrémité de la partie rectiligne du tube, pour l'injection d'eau de secours à l'intérieur du générateur de vapeur.

Selon des modalités particulières de l'invention - la partie rectiligne inclinée de chacun des tubes d'injection d'eau fait un angle a compris entre environ 50 et environ 200 et de préférence un angle a d'à peu près 100 avec la direction axiale verticale; - les ouvertures traversant la paroi du second collecteur torique du second dispositif d'alimentation en eau de secours sont des ouvertures cir25 culaires centrées sur un cercle parallèle du collecteur torique situé au voisinage de la partie la plus haute de la paroi du collecteur torique et chacun des tubes d'injection d'eau de secours comporte un premier tronçon et un second tronçon dont les axes font entre eux l'angle a non nul, chacun des tubes d'injection d'eau de secours étant fixé par une extrémité de son pre30 mier tronçon suivant une ouverture traversant la paroi du second collecteur torique; - chacun des tubes d'injection d'eau de secours dans le générateur de vapeur comporte au moins un moyen de support tel qu'une équerre de fixa- tion du tube d'injection d'eau par soudage sur la surface externe du second collecteur torique; - chacun des tubes d'injection d'eau comporte, dans sa partie d'extrémité inférieure fixée suivant l'ouverture du second collecteur torique, un dispositif de piégeage de débris; - le dispositif de piégeage de débris est constitué par une plaque circulaire ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube et traversé par des ouvertures ayant une dimension inférieure à une dimension caractéristique des débris dont on veut réaliser le piégeage; - la conduite d'amenée d'eau d'alimentation reliée au second collecteur par une première extrémité comporte une seconde extrémité opposée reliée, par exemple par soudage, à une tubulure de traversée de la paroi de la partie supérieure du générateur de vapeur; et - le second collecteur torique du second dispositif d'alimentation en 15 eau de secours est supporté, à l'intérieur de la partie supérieure de l'enveloppe externe du générateur de vapeur, par au moins trois consoles fixées dans des dispositions radiales sur la surface intérieure de la partie supérieure de la paroi externe du générateur de vapeur, par une première extrémité et comportant une seconde extrémité dirigée vers la partie centrale de 20 l'enveloppe externe du générateur de vapeur comportant un embrèvement ouvert en direction de la partie centrale de l'enveloppe externe du générateur de vapeur, un premier bras délimitant une partie inférieure de l'embrèvement et un second bras délimitant une partie supérieure de l'embrèvement, une cavité étant réalisée dans une face interne du bras inférieur pour 25 recevoir une cale de supportage du second collecteur torique avec un jeu dans la direction verticale et dans la direction horizontale radiale de chacune des consoles de support.

Afin de bien faire comprendre l'invention, on va décrire, à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, un générateur de 30 vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression réalisé suivant l'invention.

La figure 1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire refroidi par de l'eau sous pression.

La figure 2 est une demi-vue en coupe d'une partie supérieure du générateur de vapeur au niveau des collecteurs des dispositifs d'alimentation en eau.

La figure 3A est une vue en coupe agrandie d'une partie du généra5 teur de vapeur représenté sur la figure 2, au niveau du collecteur torique d'alimentation en eau de secours.

La figure 3B est une vue de dessus du collecteur torique suivant B de la figure 3A.

La figure 4 est une vue à grande échelle et en coupe d'une partie de 10 jonction entre un tube et le collecteur torique du dispositif d'alimentation en eau de secours du générateur de vapeur.

La figure 5 est une vue en coupe suivant 5-5 de la figure 4.

La figure 6A est une vue en coupe verticale d'une partie du collecteur torique et de moyens de fixation des tubes d'injection d'eau de secours.

La figure 6B est une vue de dessus suivant B de la figure 6A d'une partie du collecteur torique et des moyens de fixation des tubes d'injection d'eau de secours.

La figure 7 est une vue en coupe d'une conduite d'amenée d'eau dans le collecteur torique d'alimentation en eau de secours.

La figure 8A est une vue partielle en élévation et en coupe verticale du collecteur torique d'alimentation en eau de secours et d'un moyen de support du collecteur à l'intérieur du générateur de vapeur.

La figure 8B est une vue de dessus du collecteur torique et des moyens de support du collecteur.

Sur la figure 1, on voit le générateur de vapeur 1 qui comporte une enveloppe externe 2 de forme générale cylindrique comportant une partie inférieure cylindrique 2a ayant un premier diamètre et une partie supérieure 2b ayant un second diamètre supérieur au diamètre de la partie 2a, ainsi qu'une partie tronconique 2c joignant la partie inférieure 2a de l'enveloppe 30 externe 2 du générateur de vapeur à la partie supérieure 2b.

A l'intérieur de la partie inférieure 2a de l'enveloppe externe 2 à plus faible diamètre est disposé le faisceau 3 du générateur de vapeur, à l'intérieur d'une enveloppe de faisceau 4 de forme globalement cylindrique dispo- sée de manière coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur.

Le faisceau de tubes 3 est constitué par des tubes pliés en U fixés à leur extrémité inférieure dans une plaque tubulaire 5 séparant l'espace in5 terne de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur d'une boîte à eau 6 en deux parties permettant d'assurer l'alimentation des tubes en eau primaire et de récupérer l'eau primaire ayant circulé dans les tubes.

De l'eau d'alimentation est introduite à l'intérieur du générateur de vapeur de manière à pouvoir circuler au contact des tubes du faisceau 3 10 dans la direction verticale et de bas en haut, de manière à s'échauffer et à se vaporiser progressivement.

L'eau d'alimentation est introduite, pendant le fonctionnement normal du générateur de vapeur, par un dispositif d'alimentation 8, dans la partie supérieure d'un espace annulaire 7 délimité entre la partie inférieure 2a de 15 l'enveloppe externe du générateur de vapeur ou une jupe de guidage 13 et l'enveloppe de faisceau 4.

L'enveloppe de faisceau 4 ménage, au-dessus de la plaque tubulaire 5, un passage pour l'eau d'alimentation introduite dans la partie supérieure de l'espace annulaire 7 et parvenant, par circulation dans la direction verti20 cale de haut en bas, au niveau de la plaque tubulaire 5. L'eau d'alimentation pénètre dans l'enveloppe de faisceau pour venir en contact avec les tubes du faisceau 3 et circuler au contact du faisceau dans la direction verticale et de bas en haut.

Un échange thermique se produit entre l'eau primaire circulant dans 25 les tubes du faisceau 3 et l'eau d'alimentation circulant au contact de la surface externe des tubes du faisceau 3.

L'eau d'alimentation échauffée puis vaporisée assure la formation de vapeur dans la partie supérieure de l'enveloppe de faisceau, la vapeur étant ensuite évacuée à l'intérieur de la partie supérieure cylindrique 2b du géné30 rateur de vapeur contenant des séparateurs et sécheurs de vapeur.

Selon une disposition connue, le dispositif d'alimentation normale en eau du générateur de vapeur désigné de manière générale par le repère 8 comporte un collecteur torique 10 relié à une conduite 9 d'amenée d'eau d'alimentation dans le collecteur torique traversant l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur à l'intérieur d'une tubulure de traversée 11. Le dispositif 8 d'alimentation normale en eau du générateur de vapeur peut être réalisé avantageusement comme décrit et revendiqué dans la demande de brevet no 98 05843 de la société FRAMATOME.

La partie supérieure de la paroi du collecteur torique 10 qui est disposé avec son axe de révolution dans la direction verticale et confondu avec l'axe de l'enveloppe externe est traversée par des ouvertures réparties suivant la circonférence du collecteur torique 10.

Le dispositif d'alimentation principal 8 qui est représenté sur les figures 1 et 2 comporte des moyens de guidage de l'eau d'alimentation provenant du collecteur torique 10 et passant à travers les ouvertures de l'enveloppe du collecteur torique à sa partie supérieure. Les moyens de guidage de l'eau d'alimentation comportent une enveloppe 12 fixée autour d'une par15 tie du collecteur 10 comportant les ouvertures de passage d'eau. L'enveloppe 12 des moyens de guidage comporte une partie inférieure ouverte assurant le guidage et l'écoulement par gravité de l'eau d'alimentation dans l'espace annulaire 7. Les moyens de guidage comportent également des parois de séparation de direction radiale séparant l'espace d'écoulement 20 d'eau à l'intérieur de l'enveloppe 12, en une pluralité de tronçons successifs dans la direction circonférentielle du collecteur torique 10.

De préférence, l'espace annulaire 7 d'alimentation en eau de l'espace interne de l'enveloppe de faisceau du générateur de vapeur peut être délimité entre l'enveloppe de faisceau 3 et une jupe de guidage 13 de forme cylin25 dro-tronconique placée coaxialement à l'enveloppe externe 2 et à l'enveloppe de faisceau 3 du générateur de vapeur.

Le diamètre du collecteur torique 10 est tel que les ouvertures de passage d'eau d'alimentation situées à la partie supérieure du collecteur torique sur un cercle parallèle soient disposées à la verticale de l'entrée de 30 l'espace annulaire d'alimentation 7, les moyens de guidage 12 de l'eau d'alimentation débouchant à leur partie inférieure, entre la partie évasée de la jupe 13 et l'enveloppe de faisceau 4, dans une position sensiblement centrée.

Comme il est visible sur la figure 2, à l'intérieur de la partie supérieure 2b à plus grand diamètre de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, sont disposés des moyens 15 de séparation de gouttelettes d'eau contenues dans la vapeur formée à l'intérieur de l'enveloppe de faisceau 3 dans la5 quelle l'eau d'alimentation circule de bas en haut en s'échauffant et se vaporisant.

Les dispositifs séparateurs 15 peuvent être constitués avantageusement par des séparateurs cyclones qui sont reliés chacun à la partie supérieure de l'enveloppe de faisceau 3 par une conduite de vapeur 15'.

En-dessous de l'étage des séparateurs 15, la partie supérieure 2b à grand diamètre de l'enveloppe externe du générateur de vapeur délimite un espace interne du générateur de vapeur dont la partie périphérique 14 autour des conduites 15 de vapeur reliées à la partie supérieure de l'enveloppe de faisceau 3 est un espace totalement libre.

Dans le cas du mode de réalisation représenté, on place, à l'intérieur de l'espace 14, au-dessus du dispositif principal 8 d'alimentation en eau, un second dispositif d'alimentation en eau 16 constituant un dispositif d'alimentation en eau de secours du générateur de vapeur.

Dans d'autres modes de réalisation, le second dispositif d'alimentation 20 peut être en-dessous du collecteur torique.

Dans le cas o l'alimentation principale en eau fournie par le dispositif d'alimentation principal 8 devient insuffisante, ou dans le cas o cette alimentation n'est plus assurée par le dispositif 8, le dispositif d'alimentation en eau de secours 16 peut être commandé pour assurer une continuité de l'all25 mentation du générateur de vapeur en eau et un refroidissement du générateur de vapeur.

Le dispositif 16 d'alimentation en eau de secours comporte un collecteur torique 17 disposé avec son axe de révolution suivant l'axe de l'enveloppe externe du générateur de vapeur, c'est-à-dire dans une disposition 30 coaxiale par rapport au collecteur torique 10 du dispositif d'alimentation principal en eau.

Le diamètre moyen du collecteur torique 17 qui est égal au diamètre du cercle parallèle situé à la partie supérieure du collecteur torique 17, peut être sensiblement supérieur au diamètre moyen du collecteur torique 10, c'est-à-dire au diamètre du cercle parallèle suivant lequel sont disposées les ouvertures de passage d'eau du collecteur torique.

Le diamètre moyen du collecteur torique 17 qui est généralement 5 compris entre le diamètre intérieur de la partie inférieure à plus petit diamètre de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur et le diamètre intérieur de la partie supérieure 2b à plus grand diamètre peut être par exemple égal au diamètre intérieur de la partie intermédiaire 2c de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, au niveau de l'axe d'une tubulure 11 traversant 10 l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur, à laquelle est reliée la conduite d'amenée 9 du collecteur torique 10 du dispositif d'alimentation principal en eau du générateur de vapeur.

Une tubulure 18 traversant l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur dans sa partie 2b à plus grand diamètre, au niveau du collecteur to15 rique 17 du dispositif d'alimentation en eau de secours 16 permet d'assurer l'alimentation en eau de secours provenant d'une réserve d'eau, d'une conduite 19 d'amenée d'eau de secours à l'intérieur du collecteur torique 17 du dispositif d'alimentation de secours 16.

Comme il est visible en particulier sur les figures 3A et 3B, le dispositif 20 d'alimentation 16 en eau de secours comporte une pluralité de dispositifs de distribution d'eau 20 répartis suivant la direction circonférentielle de la partie supérieure de l'enveloppe torique 17.

L'enveloppe torique 17 est traversée par des ouvertures 21 de passage d'eau de forme circulaire dont les centres sont disposés sur le cercle 25 parallèle supérieur du collecteur torique 17 dont le diamètre constitue le diamètre moyen du collecteur torique. Par exemple, dans un mode de réalisation préférentiel, on prévoit cinquante ouvertures 21 réparties suivant la direction circonférentielle du tore sur le cercle parallèle supérieur. Chacun des dispositifs de distribution d'eau de secours 20 comporte, au niveau 30 d'une ouverture 21, un tube 22 d'injection d'eau fixé de manière étanche, par soudage sur la paroi du collecteur torique 17. Chacun des tubes d'injection d'eau 22, réalisé par exemple par pliage d'un tube rectiligne, comporte un premier tronçon ou tronçon inférieur 22a de faible longueur et un second il tronçon 22b ou tronçon supérieur dont la longueur est supérieure à la longueur du tronçon 22a et dont l'axe fait un angle aE avec l'axe du premier tronçon 22a.

De préférence, l'angle a est compris entre 50 et 20 , cet angle pou5 vant être par exemple de 100.

L'extrémité du tronçon inférieur 22a de chacun des tubes 22 est fixée, suivant une ouverture 21, à la partie supérieure de la paroi du collecteur torique 17 dans une direction parallèle à la direction de l'axe de révolution du collecteur torique 17, c'est-à-dire une direction verticale à l'intérieur du géné10 rateur de vapeur dans sa position de service.

Le tronçon inférieur 22a du tube 22 est fixé dans l'ouverture 21, dans une orientation telle que la partie supérieure 22b soit inclinée par rapport à la direction de l'axe de révolution du tore, en direction de la partie centrale du générateur de vapeur.

De préférence, comme il est visible sur les figures 6A et 6B, le tube 22 peut être non seulement fixé par soudage à l'intérieur de l'ouverture 21 mais encore également fixé sur la paroi du collecteur torique 17 par des moyens de support 23, par exemple en forme d'équerre soudée sur la surface externe de la paroi du collecteur torique 17 et sur le tronçon inférieur 20 22a du tube 22. On peut prévoir par exemple trois dispositifs de support 23 pour la fixation de chacun des tubes 22 sur le collecteur torique 17.

On assure ainsi une fixation résistante du tube et une bonne précision d'orientation de l'axe de la partie supérieure 22b du tube 22.

Sur la figure 7, on a représenté la tubulure 18 assurant le passage et 25 la fixation de la conduite 19 d'amenée de l'eau de secours au collecteur torique 17 du dispositif d'alimentation en eau de secours 16.

La conduite d'amenée 19 comporte une manchette 19a fixée par soudage, à l'une de ses extrémités, à la tubulure 18 et assemblée bout à bout, à sa seconde extrémité, à un ajutage 19b de raccordement du collecteur tori30 que 17. De cette manière, la conduite d'amenée d'eau 19 constituée de la manchette 19a et de l'ajutage 19b met en communication la partie d'extrémité de la tubulure 18 située à l'extérieur de l'enveloppe externe du générateur de vapeur avec le volume intérieur de distribution du collecteur torique 17.

La conduite d'amenée d'eau d'alimentation de secours 19 est alimentée en eau de secours, à partir de la réserve d'eau par une canalisation reliée à la partie d'extrémité de la tubulure 18 située à l'extérieur de l'enveloppe externe du générateur de vapeur.

On obtient ainsi une jonction totalement étanche de la conduite d'amenée 19 et de la tubulure 18, ce qui permet d'éviter toute fuite d'eau de refroidissement entre la tubulure 18 et la conduite d'amenée d'eau 19. De telles fuites pourraient se produire dans le cas o l'on utiliserait une manchette montée coulissante à l'intérieur de la tubulure traversant la paroi du 10 générateur de vapeur, dans le but d'éviter l'apparition de contraintes dues à des dilatations différentielles entre le dispositif d'alimentation en eau de secours et l'enveloppe externe du générateur de vapeur.

Dans le cas de l'utilisation d'une manchette 19 solidaire, à l'une de ses extrémités, de la tubulure 18, il faut prévoir des moyens de supportage 15 du collecteur torique du dispositif d'alimentation en eau de secours autorisant des déplacements sous l'effet des dilatations différentielles entre le dispositif d'alimentation de secours et l'enveloppe externe du générateur de vapeur.

Sur la figure 8A, on a représenté un moyen de supportage désigné de 20 manière générale par le repère 25 qui peut être associé à d'autres moyens de supportage identiques fixés suivant la périphérie interne de la partie 2b de l'enveloppe externe du générateur de vapeur pour assurer le supportage du collecteur torique 17 du dispositif d'alimentation en eau de secours tout en permettant des déplacements dus aux dilatations différentielles entre le 25 dispositif d'alimentation en eau de secours et l'enveloppe externe du générateur de vapeur, comme représenté sur la figure 8B.

Sur la figure 8A, on a représenté le moyen de supportage 25 comportant une console 26 fixée par soudage, dans une direction horizontale, sur la surface interne de la partie 2b de l'enveloppe externe du générateur de va30 peur, au niveau prévu pour la fixation du collecteur torique 17.

La console 26 comporte à son extrémité un embrèvement 27 dont la hauteur, dans la direction verticale, est sensiblement supérieure au diamètre du collecteur torique 17. De part et d'autre de l'embrèvement 27, la console 26 comporte un bras de supportage inférieur 26a et un bras supérieur 26b.

Dans la surface interne du bras inférieur 26a dirigée vers l'embrèvement 27 est usinée une cavité 28 destinée à recevoir une cale 29 qui est fixéepar soudage dans la cavité 28 et dont la hauteur peut être calibrée, de manière 5 que, dans la position de montage représentée o la cale 29 supporte le collecteur torique 17 par une surface supérieure d'appui, il subsiste un jeu dans la direction verticale entre la partie supérieure du collecteur torique 17 reposant sur la cale 29 et la surface intérieure du bras 26b dirigée vers l'embrèvement 27.

Comme il est visible sur la figure 8B, on peut prévoir par exemple quatre consoles de support 26 disposées à 900 l'une de l'autre sur la circonférence interne de la partie 2b de l'enveloppe externe du générateur de vapeur.

Le dispositif de supportage constitué par les consoles 26 au niveau 15 desquelles le débattement de l'enveloppe torique 17 dans la direction verticale et dans les directions horizontales par rapport au bord de l'embrèvement 27 peut être réglé permet une dilatation de l'enveloppe torique 17 et un déplacement par rapport à l'enveloppe externe du générateur de vapeur aussi bien dans les directions horizontales (direction radiale de l'enveloppe 20 torique 17) que dans la direction verticale.

On peut ainsi concilier un montage avec une fixation rigide d'une extrémité de la canalisation d'amenée d'eau dans le collecteur torique 17 par rapport à l'enveloppe externe du générateur de vapeur et des déplacements dus aux dilatations différentielles entre le collecteur torique et l'enveloppe 25 externe du générateur de vapeur, en cours de fonctionnement.

Lorsqu'on alimente en eau de secours le volume interne du collecteur torique 17, l'eau introduite dans le collecteur est amenée à traverser les ouvertures dans la partie supérieure de la paroi du collecteur pour être distribuée à l'intérieur du volume de la partie 14 du générateur de vapeur par les 30 tubes d'injection d'eau 22 des dispositifs de distribution 20 d'eau de secours.

L'eau de secours provenant du réservoir de stockage peut transporter accidentellement des corps étrangers dont il faut éviter l'introduction à l'inté- rieur du faisceau du générateur de vapeur par l'intermédiaire de l'espace annulaire 7.

Dans ce but, comme représenté sur les figures 4 et 5, on fixe dans la partie inférieure de chacun des tubes 22 reliés à l'espace interne du collec5 teur torique 17, à l'intérieur d'une ouverture 21, un élément de filtrage 30 qui peut être constitué par exemple par une plaque circulaire traversée par des ouvertures à section circulaire ayant un diamètre égal à une dimension caractéristique des débris ou corps migrants de dimension minimale dont on veut assurer le piégeage, par exemple de l'ordre de 4 mm et permettant 10 d'arrêter tous les débris ayant une dimension supérieure à 4 mm.

Les débris de taille supérieure à 4 mm restent à l'intérieur du collecteur torique 17 et l'eau d'alimentation de secours injectée par les tubes 22 à l'intérieur de la partie supérieure du générateur de vapeur ne renferme pas de débris ou corps migrants pouvant avoir une taille susceptible d'endom15 mager les tubes du faisceau.

De plus, l'élément de filtrage 30 présente l'avantage de créer une légère perte de charge sur l'écoulement de l'eau de secours et de permettre d'obtenir plus rapidement le recollement des jets sur la paroi des tubes 22 et en conséquence de diminuer la longueur des tubes 22.

L'avantage principal recherché dans le cas du générateur de vapeur suivant l'invention comportant un dispositif d'alimentation en eau de secours est de produire des jets d'eau de secours ayant un parcours à l'intérieur du générateur de vapeur d'une longueur suffisante avant que le jet ne rencontre une paroi ou un équipement interne du générateur de vapeur, pour obtenir 25 un réchauffement des jets jusqu'à une température proche de la température moyenne du générateur de vapeur. En particulier, un avantage recherché est d'éviter de mettre en contact la surface de la partie supérieure de la paroi externe du générateur de vapeur avec de l'eau à basse température susceptible d'engendrer une fissuration d'origine thermique. Dans le cadre de 30 l'exemple décrit, le collecteur torique du dispositif d'alimentation en eau de secours du générateur suivant l'invention est disposé dans une zone de la partie supérieure du générateur de vapeur ne renfermant pas de dispositifs séparateurs ou sécheurs et les jets d'eau d'alimentation de secours sont in- jectés dans le générateur de vapeur par des tubes légèrement inclinés vers l'axe central du générateur de vapeur. De cette manière, les jets, compte tenu de la pression d'alimentation de l'eau de secours, ont un parcours de grande longueur, sans impact sur un équipement du générateur de vapeur, 5 avant de parvenir au niveau de la partie supérieure de l'enveloppe de faisceau.

La hauteur des jets formés à la sortie des tubes du dispositif d'alimentation de secours et le parcours des jets peuvent être réglés par ajustement du nombre et du diamètre des trous traversant la paroi supérieure du collec10 teur torique.

Par exemple, dans le cas d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression de conception récente, on peut utiliser un collecteur torique du dispositif d'alimentation en eau de secours ayant un rayon moyen supérieur à deux mètres, dont la paroi est percée dans sa partie su15 périeure de cinquante trous de 15 mm de diamètre répartis sur la circonférence du tore. Dans ce cas, on peut utiliser des tubes fixés suivant chacune des ouvertures du collecteur torique ayant une longueur de 150 mm et présentant une partie inclinée de 100 par rapport à la verticale vers l'intérieur du générateur de vapeur.

Les jets formés par l'eau traversant les ouvertures du collecteur torique peuvent subir une contraction importante, si bien que ces jets peuvent être décollés par rapport à la paroi interne des tubes. Dans ce cas, pour limiter la hauteur des jets à la sortie des tubes et pour obtenir un recollement des jets à l'intérieur des tubes, on peut augmenter le nombre de trous ou 25 augmenter le diamètre des trous sans en changer le nombre. Il s'est avéré cependant qu'il était préférable de ne pas augmenter le diamètre des trous de manière importante car le diamètre accru des jets se traduit par un réchauffage moindre de l'eau à l'intérieur de la vapeur formée dans la partie supérieure du générateur de vapeur. Comme indiqué plus haut, il est éga30 lement possible de créer une légère perte de charge à l'entrée des tubes, par exemple en utilisant un élément de filtrage tel que représenté sur les figures 4 et 5 qui permet de plus de piéger les corps migrants ou débris contenus dans l'eau d'alimentation de secours.

Le débit d'eau d'alimentation de secours peut être maintenu dans tous les cas à une valeur suffisante pour éviter tout effet de stratification à l'intérieur du collecteur torique suivant l'invention.

En outre, on peut éviter tout risque de coup de bélier dans le dispositif 5 d'alimentation de secours en prévoyant un parcours ascendant de l'eau d'alimentation de secours à partir de la tubulure d'entrée dans le générateur de vapeur jusqu'à l'extrémité opposée du collecteur torique. Cette inclinaison jointe à la présence d'ouvertures traversant la paroi du collecteur torique dans sa partie supérieure permet d'évacuer la vapeur qui aurait pu se former 10 à l'intérieur du collecteur torique dans des phases o le dispositif d'alimentation en eau de secours n'est pas utilisé.

L'invention ne se limite pas strictement au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi qu'on peut prévoir un angle d'inclinaison des tubes par rapport à la verticale vers la partie centrale du générateur de vapeur diffé15 rent de 10 , cette inclinaison pouvant être avantageusement comprise entre et 200. Les tubes peuvent avoir une forme différente de la forme décrite.

Par exemple, les tubes peuvent être des tubes entièrement rectilignes fixés dans une position inclinée par rapport à la verticale dans une ouverture traversant le collecteur torique au voisinage de sa partie supérieure. Dans le 20 cas de tubes coudés comme décrits en regard des figures 3A et 3B, le premier tronçon de tube 22a est fixé dans une disposition verticale suivant une ouverture centrée sur le cercle parallèle supérieur de l'enveloppe torique, alors que dans le cas d'un tube rectiligne, ce tube doit être fixé dans une ouverture inclinée légèrement déportée (par exemple de 100 par rapport à la 25 verticale sur la section méridienne du tore). Dans ce cas, les ouvertures de passage d'eau de l'enveloppe torique ne sont pas situées au point le plus haut de l'enveloppe torique, si bien que de la vapeur peut rester piégée dans le collecteur torique, lors de son remplissage au moment de la mise en service du dispositif d'alimentation en eau de secours, ce qui peut générer des 30 coups de bélier.

L'invention s'applique à tout générateur de vapeur nécessitant l'utilisation d'un tore d'alimentation en eau de secours.

Le générateur de vapeur suivant l'invention peut comporter un premier dispositif d'alimentation normal en eau différent du dispositif qui a été décrit et qui comporte des moyens de guidage de l'eau d'alimentation constitués par une enveloppe disposée autour d'une partie du collecteur et au 5 moins une paroi de guidage prolongeant l'enveloppe vers le bas. En particulier, le premier collecteur du premier dispositif d'alimentation normal en eau du générateur de vapeur peut comporter des tubes d'injection d'eau fixés au niveau d'ouvertures traversant le collecteur torique dans sa partie supérieure. De tels tubes peuvent par exemple présenter une forme en J de ma10 nière à diriger l'eau d'alimentation vers l'espace annulaire du générateur de vapeur. Toutefois, une telle disposition est moins favorable que la disposition décrite plus haut, dans la mesure o les tubes d'injection prolongent vers le haut le collecteur torique, de sorte que l'espace interne de la partie supérieure du générateur de vapeur au-dessus du premier dispositif d'ali15 mentation n'est pas totalement libre pour permettre un parcours des jets du second dispositif d'alimentation en eau de secours sans interférer avec les équipements internes du générateur de vapeur, comme dans le cas de

l'exemple décrit.

Dans certain cas, le tore principal se trouve dans la partie cylindrique 20 de l'enveloppe externe à un niveau généralement supérieur à celui du tore principal tel que décrit plus haut. Dans ce cas le tore secondaire peut être placé soit au-dessus du tore principal, soit en-dessous.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1.- Générateur de vapeur comportant une enveloppe externe (2) de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical présentant une partie inférieure (2a) cylindrique renfermant un faisceau (3) de tubes 5 d'échange thermique reliés à un circuit de fluide primaire et disposés dans une enveloppe de faisceau (4) sensiblement coaxiale à l'enveloppe externe (2), une partie supérieure cylindrique (2b) ayant un diamètre supérieur au diamètre de la partie inférieure (2a) renfermant en particulier des séparateurs et sécheurs de vapeur (15) et une partie de jonction tronconique (2c) 10 entre la partie inférieure (2a) et la partie supérieure (2b) de l'enveloppe externe (2), au moins un premier et un second dispositifs d'alimentation en eau (8, 16) d'un espace annulaire (7) entre l'enveloppe de faisceau (4) et l'une d'une jupe de guidage (13) et de l'enveloppe externe (2), par la partie supérieure de l'espace annulaire (7) qui communique avec l'espace interne de 15 l'enveloppe de faisceau (4) à sa partie inférieure comportant chacun un collecteur de distribution d'eau d'alimentation (10, 17) dans l'espace annulaire (7) disposé à l'intérieur de l'enveloppe externe (2) ayant une paroi torique sensiblement coaxiale à l'enveloppe externe (2) et à l'enveloppe de faisceau (4), traversée par une pluralité d'ouvertures de passage d'eau dans sa partie 20 supérieure et au moins une conduite d'amenée d'eau d'alimentation (9, 19) dans un espace interne à la paroi torique du collecteur (10, 17) traversant la paroi externe (2) du générateur de vapeur (1), le premier dispositif d'alimentation (8) étant utilisé pendant le fonctionnement normal du générateur de vapeur (1) et le second dispositif d'alimentation (16) étant utilisé pour ali25 menter le générateur de vapeur (1) en eau de secours, caractérisé par le fait que le second collecteur torique (17) du second dispositif d'alimentation en eau de secours (16) placé à l'intérieur de la partie supérieure (2b) de l'enveloppe externe (2) comporte, fixé suivant chacune des ouvertures de passage d'eau (21) de sa paroi torique, un tube (22) d'injection d'eau présentant une 30 partie d'extrémité inférieure (22a) ouverte, fixée suivant l'ouverture (21) de la paroi torique, une partie rectiligne (22b) inclinée par rapport à la direction axiale verticale en direction d'une partie centrale du générateur de vapeur (1) et une extrémité supérieure ouverte à l'extrémité de la partie rectiligne (22b) du tube (22), pour l'injection d'eau de secours à l'intérieur du générateur de vapeur (1).

2.- Générateur de vapeur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie rectiligne inclinée (22b) de chacun des tubes d'injection 5 d'eau (22) fait un angle (a) compris entre environ 50 et environ 200 et de préférence un angle (Or) d'à peu près 100 avec la direction axiale verticale.

3.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les ouvertures (21) traversant la paroi du second collecteur torique (17) du second dispositif d'alimentation en eau 10 de secours (16) sont des ouvertures circulaires centrées sur un cercle parallèle du collecteur torique (17) situé au voisinage de la partie la plus haute de la paroi du collecteur torique et que chacun des tubes d'injection d'eau de secours (22) comporte un premier tronçon (22a) et un second tronçon (22b) dont les axes font entre eux l'angle (C) non nul, chacun des tubes d'injection 15 d'eau de secours (22) étant fixé par une extrémité de son premier tronçon (22a) suivant une ouverture (21) traversant la paroi du second collecteur torique (17).

4.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chacun des tubes (22) d'injection d'eau 20 de secours dans le générateur de vapeur comporte au moins un moyen de support (23) tel qu'une équerre de fixation du tube d'injection d'eau (22) par soudage sur la surface externe du second collecteur torique (17).

5.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chacun des tubes d'injection d'eau (22) 25 comporte, dans sa partie d'extrémité inférieure fixée suivant l'ouverture (21) du second collecteur torique (17), un dispositif de piégeage de débris (30).

6.- Générateur de vapeur suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le dispositif de piégeage de débris (30) est constitué par une plaque circulaire ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur du tube 30 (22) et traversé par des ouvertures ayant une dimension inférieure à une dimension caractéristique des débris dont on veut réaliser le piégeage.

7.- Générateur de vapeur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la conduite (19) d'amenée d'eau d'ai'mentation reliée au second collecteur (17) par une première extrémité comporte une seconde extrémité opposée reliée, par exemple par soudage, à une tubulure (18) de traversée de la paroi (2b) de la partie supérieure du générateur de vapeur.

8.- Générateur de vapeur suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que le second collecteur torique (17) du second dispositif d'alimentation en eau de secours (16) est supporté, à l'intérieur de la partie supérieure (2b) de l'enveloppe externe du générateur de vapeur, par au moins trois consoles (26) fixées dans des dispositions radiales sur la surface intérieure de la par10 tie supérieure (2b) de la paroi externe (2) du générateur de vapeur, par une première extrémité et comportant une seconde extrémité dirigée vers la partie centrale de l'enveloppe externe du générateur de vapeur comportant un embrèvement (27) ouvert en direction de la partie centrale de l'enveloppe externe (2) du générateur de vapeur, un premier bras (26a) délimitant une 15 partie inférieure de l'embrèvement (27) et un second bras (26b) délimitant une partie supérieure de l'embrèvement (27), une cavité (28) étant réalisée dans une face interne du bras inférieur (26b) pour recevoir une cale (29) de supportage du second collecteur torique (27) avec un jeu dans la direction verticale et dans la direction horizontale radiale de chacune des consoles de 20 support (26).