FR2928024A1

FR2928024A1 - Water passage clogging rate detecting and measuring device for pressurized water nuclear reactor, has eddy current and magnetic field detectors connected to amplification and visualization system to amplify and visualize signal variations

Info

Publication number: FR2928024A1
Application number: FR0852946A
Authority: FR
Inventors: Bernard Sartre; Lara Sebastien Hermosilla; Marc Piriou; Stephane Bourgois
Original assignee: Areva NP SAS
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-04-30
Publication date: 2009-08-28
Anticipated expiration: 2028-04-30
Also published as: FR2928024B1

Abstract

The device has a probe (20) forming an eddy current detector (50) linked to a cylindrical body (21) carrying two magnetic field detectors (24) e.g. Hall Effect sensors, having a permanent magnet (30). North-south orientation of the magnet coincides with a longitudinal axis of the body. The detectors (24, 50) are connected by wires (26) and a connector (28) to an amplification and visualization system to amplify and visualize variations of signals transmitted by the detectors (24, 50) during displacement of the probe in a tube of a steam generator at each passage in support plates. The body is made of a non-magnetic material. The magnet is formed by a circular base cylinder or coil holding a ferrite rod. An independent claim is also included for a method for detecting and measuring a clogging rate by deposits having high magnetite concentration, of a water passage of a secondary circuit in support plates of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.

Description

Dispositif et procédé de détection et de mesure du taux de colmatage des passaqes d'eau dans un circuit secondaire d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. La présente invention concerne un dispositif et un procédé de détection et de mesure du taux de colmatage des passages d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression. Apparatus and method for detecting and measuring the clogging rate of water passes in a secondary circuit of a pressurized water nuclear reactor. The present invention relates to a device and a method for detecting and measuring the clogging rate of the water passages of a secondary circuit in spacer plates of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.

Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent des générateurs de vapeur qui assurent l'échauffement et la vaporisation d'eau d'alimentation par la chaleur transportée par l'eau sous pression de refroidissement du coeur du réacteur. Les réacteurs à eau sous pression comportent, sur chacune de leurs branches primaires, un générateur de vapeur ayant une partie primaire dans laquelle circule l'eau sous pression de refroidissement du réacteur et une partie secondaire recevant de l'eau d'alimentation qui est échauffée et vaporisée progressivement et ressort de la partie secondaire du générateur de vapeur sous forme de vapeur qui est envoyée à une turbine associée au réacteur nucléaire pour assurer l'entraînement d'un alternateur de production du courant électrique. The pressurized water nuclear reactors comprise steam generators which provide heating and vaporization of feed water by the heat transported by the cooling water of the reactor core. The pressurized water reactors comprise, on each of their primary branches, a steam generator having a primary part in which circulates water under reactor cooling pressure and a secondary part receiving feed water which is heated. and vaporized progressively and emerges from the secondary part of the steam generator in the form of steam which is sent to a turbine associated with the nuclear reactor to drive an alternator producing the electric current.

De tels générateurs de vapeur comportent une enveloppe externe, appelée enveloppe de pression, de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical et solidaire d'une plaque tubulaire sensiblement horizontale dont la face inférieure ou face d'entrée constitue une paroi de la boîte à eau d'alimentation du générateur de vapeur, en eau sous pression constituant le fluide primaire. Such steam generators comprise an outer envelope, called a pressure envelope, of generally cylindrical shape arranged with its vertical axis and integral with a substantially horizontal tubular plate whose lower face or inlet face constitutes a wall of the water box supply of the steam generator, in pressurized water constituting the primary fluid.

Le générateur de vapeur comporte également un faisceau de tubes cintrés en U comportant chacun deux branches droites parallèles entre elles dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire entre la face inférieure d'entrée de la plaque tubulaire et la face supérieure de sortie depuis laquelle les tubes du faisceau sont maintenus dans la partie secondaire du générateur de vapeur dans laquelle une enveloppe interne, appelée enveloppe de faisceau, disposée dans une position coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe de pression, délimite un espace annulaire avec cette enveloppe de pression. Les tubes du faisceau sont de plus maintenus dans une position régulière dans des plans transversaux perpendiculaires à l'axe du faisceau, par des plaques entretoises qui sont réparties à des distances régulières suivant la hauteur du faisceau. Les plaques entretoises sont traversées par un réseau d'ouvertures qui est identique au réseau d'ouvertures de la plaque tubulaire du générateur de vapeur. The steam generator also comprises a bundle of U-shaped curved tubes each having two parallel straight branches between them whose ends are fixed in holes passing through the tubular plate between the lower inlet face of the tube plate and the upper outlet face. from which the tubes of the bundle are held in the secondary part of the steam generator in which an inner envelope, called the bundle envelope, arranged in a coaxial position inside the pressure envelope, delimits an annular space with this envelope pressure. The tubes of the beam are further maintained in a regular position in transverse planes perpendicular to the axis of the beam, by spacer plates which are distributed at regular distances along the beam height. The spacer plates are traversed by a network of openings which is identical to the network of openings of the steam generator tube plate.

Ces plaques entretoises qui maintiennent les tubes du faisceau de tubes dans l'enveloppe de faisceau, disposent de passages d'eau secondaire le long des tubes du faisceau, au travers de l'épaisseur de chaque plaque entretoise et qui sont en forme de lobes, appelés passages tri ou quadri-foliés. Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, l'eau d'alimentation circulant en contact avec la surface extérieure des tubes du faisceau et à l'intérieur du circuit secondaire du réacteur, se charge en impuretés de nature diverse et notamment de type magnétite, qui peuvent se déposer sous la forme de boue dans différentes parties du générateur de vapeur et en particulier dans les interstices ménagées entre les tubes du faisceau et les passages des plaques entretoises qui leur sont réservés pour permettre la circulation de l'eau de refroidissement autour des tubes du faisceau. Les dépôts qui s'accumulent entre les passages des plaques entretoises et la surface extérieure des tubes du faisceau colmatent progressivement ces passages empêchant une circulation de l'eau de refroidissement et pouvant produire un certain encastrement des tubes dans les passages, de telle sorte que les tubes se trouvent rigidement fixés dans la plaque entretoise et ne peuvent plus se déplacer dans la direction axiale commune au passage et au tube et sont également immobilisés dans les directions radiales. Dans ces conditions, le rendement thermique du générateur de vapeur est largement dégradé et à l'extrême, les tubes risquent d'être mis sous contrainte au droit des plaques entretoises et de se fissurer en provoquant alors une fuite d'eau primaire dans le circuit secondaire qui entraîne l'arrêt du réacteur nucléaire. L'invention a donc pour but de proposer un dispositif et un procédé permettant par des moyens simples à mettre en oeuvre, de détecter et d'estimer le taux de colmatage des passages de l'eau dans les plaques entretoises du circuit secondaire des générateurs de vapeur des centrales nucléaires à eau sous pression. These spacer plates which hold the tubes of the bundle of tubes in the bundle envelope, have secondary water passages along the tubes of the bundle, through the thickness of each spacer plate and which are in the form of lobes, called tri-or quad-folate passages. During the operation of the steam generator, the feed water circulating in contact with the outer surface of the tubes of the bundle and inside the secondary circuit of the reactor, is charged with impurities of various nature and in particular of the magnetite type, which can be deposited in the form of sludge in different parts of the steam generator and in particular in the interstices formed between the tubes of the bundle and the passages of the spacers plates reserved for them to allow the circulation of the cooling water around the tubes beam. Deposits accumulating between the passages of the spacer plates and the outer surface of the tubes of the bundle progressively clog those passages preventing a circulation of cooling water and can produce some embedding of the tubes in the passages, so that the The tubes are rigidly fixed in the spacer plate and can no longer move in the axial direction common to the passage and the tube and are also immobilized in the radial directions. Under these conditions, the thermal efficiency of the steam generator is largely degraded and at the extreme, the tubes may be stressed against the spacer plates and crack causing then a primary water leak in the circuit secondary that causes the shutdown of the nuclear reactor. The object of the invention is therefore to propose a device and a method making it possible, by simple means to implement, to detect and estimate the rate of clogging of the water passages in the spacer plates of the secondary circuit of the generators of the steam from nuclear power plants under pressure water.

L'invention a donc pour objet un dispositif de détection et de mesure du taux de colmatage par des dépôts ayant une concentration élevée de type magnétite, des passages d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, ledit générateur de vapeur comprenant un faisceau de tubes de circulation de l'eau primaire, dont les branches verticales sont maintenues dans lesdits passages d'eau des plaques entretoises, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde comportant un détecteur à courants de Foucault relié à un corps de forme générale cylindrique portant, sur sa face externe, au moins deux détecteurs de champ magnétique disposés coaxialement et solidairement audit corps et contenant au moins un dipôle magnétique produisant un champ magnétique continu, coaxial à ce corps et dont l'orientation nord-sud coïncide avec l'axe longitudinal du corps, ledit détecteur à courants de Foucault et lesdits au moins deux détecteurs de champ magnétique étant reliés par des moyens de connexion à un système d'amplification et de visualisation des variations des signaux transmis par ces détecteurs lors du déplacement de la sonde dans un tube du générateur de vapeur au niveau des passages à examiner dans les plaques entretoises. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent, - ledit au moins aimant permanent est formé par un cylindre de base circulaire, - ledit au moins aimant permanent présente une longueur supérieure à son diamètre, - ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un bobinage alimenté par un courant continu, - ledit au moins bobinage contient un barreau amplificateur de champ, - ledit amplificateur de champ est un barreau de ferrite, - un desdits au moins deux détecteurs est positionné sensiblement au droit d'une des extrémités du dipôle magnétique, - les détecteurs sont positionnés les uns à proximité des autres, - les détecteurs sont formés chacun par une bobine, et - les détecteurs de champ magnétique sont formés par une multitude de capteurs ponctuels répartis de manière régulière sur au moins une circonférence du corps de la sonde, - le corps de la sonde comporte, à sa périphérie, des moyens de centrage pour maintenir ledit corps sensiblement dans l'axe longitudinal du tube dans lequel ladite sonde se déplace, - le corps de la sonde comporte un accéléromètre relié à un préamplificateur, - le corps de la sonde est en un matériau amagnétique, - le corps de la sonde est relié à des moyens de déplacement dans le tube, - le détecteur à courants de Foucault est relié au corps par une tige flexible, - le détecteur à courants de Foucault est disposé en amont du corps par rapport au sens de déplacement de la sonde dans le tube, et - le détecteur à courants de Foucault fonctionne à basse fréquence, inférieure ou égale à 100 KHz, et, de préférence, en mode absolu. L'invention a également pour objet un procédé de détection et de mesure du taux de colmatage par des dépôts ayant une concentration élevée de type magnétite, des passages d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, au moyen d'une sonde telle que précédemment définie, caractérisé en ce que : - on introduit au moins une sonde dans au moins un tube du faisceau de tubes du générateur de vapeur, - on déplace à une vitesse déterminée ladite au moins sonde dans ledit au moins tube, et - on amplifie et on visualise les variations des signaux transmis par le détecteur à courants de Foucault et par lesdits détecteurs de champs magnétique lors du déplacement de ladite au moins sonde dans le tube au niveau de chaque passage à examiner dans les plaques entretoises. The subject of the invention is therefore a device for detecting and measuring the level of clogging by deposits having a high concentration of magnetite type, and water passages of a secondary circuit in spacer plates of a steam generator. a pressurized water nuclear reactor, said steam generator comprising a bundle of primary water circulation tubes, whose vertical branches are held in said water passages of the spacer plates, characterized in that it comprises a probe comprising an eddy current detector connected to a body of generally cylindrical shape bearing, on its external face, at least two magnetic field detectors arranged coaxially and solidly to said body and containing at least one magnetic dipole producing a continuous, coaxial magnetic field to this body and whose north-south orientation coincides with the longitudinal axis of the body, said eddy current detector e said at least two magnetic field detectors being connected by connection means to a system for amplifying and displaying the variations of the signals transmitted by these detectors during the movement of the probe in a tube of the steam generator at the passages to be examined in the spacer plates. According to other characteristics of the invention: said at least one magnetic dipole is formed by at least one permanent magnet, said at least one permanent magnet is formed by a circular base cylinder, said at least one permanent magnet has a longer length. at its diameter, - said at least one magnetic dipole is formed by at least one coil fed by a direct current, - said at least one coil contains a field amplifier bar, - said field amplifier is a ferrite bar, - one of said at least two detectors are positioned substantially in line with one of the ends of the magnetic dipole, the detectors are positioned close to each other, the detectors are each formed by a coil, and the magnetic field detectors are formed by a a multitude of point sensors distributed regularly over at least one circumference of the body of the probe, the body of the probe comprises, its periphery, centering means for maintaining said body substantially in the longitudinal axis of the tube in which said probe moves, - the body of the probe comprises an accelerometer connected to a preamplifier, - the body of the probe is made of a material non-magnetic, - the body of the probe is connected to displacement means in the tube, - the eddy current detector is connected to the body by a flexible rod, - the eddy current detector is disposed upstream of the body relative to in the direction of movement of the probe in the tube, and - the eddy current detector operates at low frequency, less than or equal to 100 KHz, and preferably in absolute mode. The invention also relates to a method for detecting and measuring the level of clogging by deposits having a high concentration of magnetite type, water passages of a secondary circuit in spacer plates of a steam generator. a pressurized water nuclear reactor, using a probe as defined above, characterized in that: at least one probe is introduced into at least one tube of the tube bundle of the steam generator; a determined speed of said at least one probe in said at least one tube, and - the variations of the signals transmitted by the eddy current detector and by said magnetic field detectors during the displacement of the at least one probe in the tube are amplified and visualized at each passage to be examined in the spacer plates.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - on déplace ladite au moins sonde à une vitesse élevée et constante, et - en fonction des signaux transmis par ledit détecteur à courants de Foucault et par lesdits détecteurs de champ magnétiques, on établit une carte de répartition des dépôts pour au moins une plaque entretoise du générateur de vapeur. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, - la Fig. 2 est une vue schématique de dessus partielle d'une plaque entretoise d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, - la Fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale d'un passage d'un tube du faisceau de tubes dans une plaque entretoise, - la Fig. 4 est une vue schématique en perspective et partiellement arrachée d'un premier mode de réalisation d'une sonde du dispositif de détection et de mesure, conforme à l'invention, - la Fig. 5 est une vue schématique en perspective et partiellement arrachée d'un second mode de réalisation d'une sonde du dispositif de détection et de mesure, conforme à l'invention, et - la Fig. 6 est une vue schématique d'un tube d'un générateur de vapeur, partiellement arraché et montrant la position d'une sonde au droit d'une plaque entretoise. Sur la Fig. 1, on a représenté la partie inférieure d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, désigné de manière générale par la référence 1. Le générateur de vapeur 1 comporte de manière classique une enveloppe de pression 2 de forme sensiblement cylindrique à l'intérieur de laquelle est disposée de manière coaxiale, une enveloppe de faisceau 3 contenant un faisceau de tube 4 du générateur de vapeur 1. Le faisceau de tube 4 est constitué par un très grand nombre de tubes 5 pliés en U, comportant chacun deux branches droites qui sont engagées et fixées à leur extrémité dans une plaque tubulaire 6 fixée à la partie inférieure de l'enveloppe de pression du générateur de vapeur 1. L'enveloppe de pression 2 est raccordée à un fond hémisphérique délimitant une boîte à eau en deux parties. According to other features of the invention: - said at least one probe is moved at a high and constant speed, and - as a function of the signals transmitted by said eddy current detector and by said magnetic field detectors, a map is established of distribution of deposits for at least one spacer plate of the steam generator. The features and advantages of the invention will become apparent from the following description given by way of example and with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic perspective view of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor; FIG. 2 is a partial top schematic view of a spacer plate of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor; FIG. 3 is a diagrammatic view in vertical section of a passage of a tube bundle in a spacer plate, FIG. 4 is a diagrammatic view in perspective and partially broken away of a first embodiment of a probe of the detection and measuring device according to the invention; FIG. 5 is a diagrammatic perspective view partially cut away of a second embodiment of a probe of the detection and measuring device according to the invention, and FIG. 6 is a schematic view of a tube of a steam generator, partially broken away and showing the position of a probe in line with a spacer plate. In FIG. 1, there is shown the lower part of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor, generally designated by reference 1. The steam generator 1 conventionally comprises a pressure envelope 2 of substantially cylindrical inside which is coaxially arranged, a bundle 3 containing a tube bundle 4 of the steam generator 1. The tube bundle 4 is constituted by a very large number of tubes 5 folded in a U, comprising each two straight legs which are engaged and fixed at their end in a tubular plate 6 fixed to the lower part of the pressure envelope of the steam generator 1. The pressure envelope 2 is connected to a hemispherical bottom delimiting a box. water in two parts.

A l'intérieur de l'enveloppe du faisceau 3, sont fixées dans des positions successives suivant la hauteur du faisceau des plaques entretoises 8 destinées à maintenir les branches des tubes 5 du faisceau 4 pour les empêcher de vibrer pendant le fonctionnement du générateur de vapeur. Inside the envelope of the bundle 3 are fixed in successive positions according to the height of the beam of the spacer plates 8 intended to hold the branches of the tubes 5 of the bundle 4 to prevent them from vibrating during the operation of the steam generator .

Chacune des plaques entretoises 8 est percée d'un réseau d'ouvertures analogue au réseau d'ouvertures traversant la plaque tubulaire 6 dans laquelle sont fixées les extrémités des tubes 5 du faisceau 4. Les branches droites des tubes 5 du faisceau sont engagées dans les ouvertures alignées des plaques entretoises 8 espacées suivant la direction longitudinale du tube 5. Each of the spacer plates 8 is pierced with a network of openings similar to the network of openings passing through the tubular plate 6 in which the ends of the tubes 5 of the bundle 4 are fixed. The straight branches of the tubes 5 of the bundle are engaged in the aligned openings of the spacer plates 8 spaced in the longitudinal direction of the tube 5.

Ainsi et comme montré à la Fig. 2, chaque plaque entretoise 8 est traversée par des ouvertures 10 de passage des tubes 5 du faisceau 4 du générateur de vapeur et ces ouvertures ont, dans l'exemple de réalisation représenté sur cette figure, une forme comportant quatre lobes appelée quadri-foliés. Ces ouvertures peuvent avoir une forme à trois lobes appelée tri-foliés, comme montré à la Fig. 6. Thus and as shown in FIG. 2, each spacer plate 8 is traversed by openings 10 for passage of the tubes 5 of the bundle 4 of the steam generator and these openings have, in the embodiment shown in this figure, a form comprising four lobes called quadri-foliés. These openings may have a three-lobed shape called tri-folate, as shown in FIG. 6.

Comme montré à la Fig. 6, chaque ouverture 10 comporte entre les lobes des arrêtes 10a qui assurent donc le maintien du tube 5 correspondant dans des directions transversales. Ces arrêtes 10a ménagent entre elles et avec la paroi externe de ce tube 5, un passage 11 de l'eau d'alimentation du générateur de vapeur circulant dans la direction verticale de bas en haut. As shown in FIG. 6, each opening 10 comprises between the lobes 10a edges which thus ensure the maintenance of the corresponding tube 5 in transverse directions. These edges 10a form between them and with the outer wall of this tube 5, a passage 11 of the supply water of the steam generator flowing in the vertical direction from bottom to top.

L'eau en circulation dans le circuit secondaire et à l'intérieur de la partie secondaire du générateur de vapeur 1, en contact avec la surface extérieure des tubes 5 du faisceau 4, se charge en impuretés qui forment des dépôts 15 (Fig. 3) sur les plaques entretoises 8, en particulier dans les passages 11 entre les tubes 5 et les ouvertures 10 de ces plaques entretoises 8 qui doivent assurer le maintien des tubes 5 et le passage de l'eau d'alimentation au contact de la surface extérieure des tubes 5. Ces dépôts ont une concentration élevée de type magnétite et il a été constaté que le colmatage des passages 11 commence par la partie basse, c'est à dire à partir de la face inférieure de la plaque tubulaire 8, et progresse vers le haut par accumulation au fur et à mesure du fonctionnement du réacteur. Lors d'un arrêt du réacteur nucléaire, après un certain dé temps de fonctionnement de ce réacteur, il faut pouvoir détecter la présence de ces dépôts et également mesurer le taux de colmatage dans les passages 11 des plaques entretoises 8. A cet effet, le dispositif selon l'invention se compose d'une sonde représentée sur les Figs. 4 et 5 et désignée par la référence générale 20. The circulating water in the secondary circuit and inside the secondary part of the steam generator 1, in contact with the outer surface of the tubes 5 of the bundle 4, is charged with impurities which form deposits (FIG. ) on the spacer plates 8, in particular in the passages 11 between the tubes 5 and the openings 10 of these spacer plates 8 which must maintain the tubes 5 and the passage of the feed water in contact with the outer surface 5. These deposits have a high concentration of magnetite type and it has been found that the clogging of the passages 11 begins with the lower part, that is to say from the lower face of the tube plate 8, and progresses towards the top by accumulation as the operation of the reactor. During a shutdown of the nuclear reactor, after a certain time of operation of this reactor, it is necessary to be able to detect the presence of these deposits and also to measure the rate of clogging in the passages 11 of the spacer plates 8. For this purpose, the device according to the invention consists of a probe shown in Figs. 4 and 5 and designated by general reference 20.

La sonde 20 comporte un corps 21 de forme générale cylindrique et réalisée, de préférence, en une matière ne présentant pas de caractéristiques magnétiques. Le corps 21 est obturé, à l'une de ses extrémités, par un bouchon de tête 22 de forme conique et, à l'autre de ses extrémités, par un bouchon de queue 23. The probe 20 comprises a body 21 of generally cylindrical shape and preferably made of a material having no magnetic characteristics. The body 21 is closed at one of its ends by a conical-shaped head plug 22 and, at the other end thereof, by a tail plug 23.

Ces bouchons, respectivement de tête 22 et de queue 23, sont fixés sur le corps 21 par tout moyen approprié, comme par exemple par vissage ou par collage. Le corps 21 de la sonde 20 comporte, à sa périphérie des moyens de centrage 31 pour maintenir ledit corps sensiblement dans l'axe longitudinal du tube 5 dans lequel se déplace cette sonde 20. Ainsi que représenté à la Fig. 4, les moyens de centrage sont formés par une bague 31 comportant à chacune de ses extrémités, un anneau 31a élastique pour assurer un auto-centrage du corps 21 dans le tube 5. Le corps 21 de la sonde 20 porte sur sa surface externe, au moins deux détecteurs 24 de champ magnétique disposés coaxialement et solidaires dudit corps 21. Chaque détecteur 24 est constitué par une bobine disposée dans une gorge 25 creusée dans la paroi et s'étend transversalement par rapport à l'axe longitudinal du corps 21. Les détecteurs 24 sont reliés par des fils conducteurs 26 s'étendant le long du corps 21 jusqu'au bouchon de queue 23. Les fils s'étendent dans un canal central 26a ménagé à l'intérieur dudit corps jusqu'au bouchon de queue 23. Ce bouchon de queue 23 comporte un prolongement 27 situé dans l'axe du corps 21 et muni, à son extrémité libre, d'un connecteur 28 relié aux fils conducteurs 26 des détecteurs 24. Le prolongement 27 est constitué par un tube flexible ou par tout autre élément approprié, permettant le passage de la sonde 20 dans des portions de tubes cintrés. Le corps 21 présente un diamètre intérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 5. These plugs, respectively 22 head and tail 23, are fixed on the body 21 by any suitable means, such as by screwing or gluing. The body 21 of the probe 20 comprises at its periphery centering means 31 for maintaining said body substantially in the longitudinal axis of the tube 5 in which this probe 20 moves. As shown in FIG. 4, the centering means are formed by a ring 31 having at each of its ends, an elastic ring 31a to ensure a self-centering of the body 21 in the tube 5. The body 21 of the probe 20 carries on its outer surface, at least two magnetic field sensors 24 arranged coaxially and integral with said body 21. Each detector 24 is constituted by a coil disposed in a groove 25 hollowed in the wall and extends transversely with respect to the longitudinal axis of the body 21. detectors 24 are connected by conductive wires 26 extending along the body 21 to the tail cap 23. The wires extend in a central channel 26a formed inside said body to the tail cap 23. This tail cap 23 has an extension 27 located in the axis of the body 21 and provided, at its free end, with a connector 28 connected to the conductive wires 26 of the detectors 24. The extension 27 is constituted by a flexible tube or by any other appropriate element, allowing the passage of the probe 20 in bent tube portions. The body 21 has an inside diameter slightly smaller than the inside diameter of the tube 5.

Le corps 21 contient au moins un dipôle magnétique 30 (Figs. 4 et 5) produisant un champ magnétique continu. Selon un premier mode de réalisation ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent 30 coaxial à ce corps 21 et dont l'orientation nord-sud coïncide avec l'axe longitudinal dudit corps 21. L'aimant permanent 30 est formé par un cylindre de base circulaire et présente une longueur supérieure à son diamètre. Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur les Figs. 4 et 5, ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent 30 comprenant de préférence deux aimants permanents élémentaires, respectivement 30a et 30b. L'orientation des pôles des deux aimants permanents élémentaires 30a et 30b est opposée. A titre d'exemple, l'orientation des pôles des aimants permanents élémentaires 30a et 30b, dans le sens du bouchon de tête 22 vers le bouchon de queue 23, est Nord-Sud pour l'aimant 30a et Sud-Nord pour l'aiment 30b. Selon une variante, chaque aimant permanent élémentaire 30a ou 30b peut être composé également de deux aimants permanents élémentaires et, dont l'orientation des pôles est Nord-Sud, Nord-Sud et Sud-Nord, Sud-Nord. The body 21 contains at least one magnetic dipole 30 (Figs 4 and 5) producing a continuous magnetic field. According to a first embodiment said at least one magnetic dipole is formed by at least one permanent magnet 30 coaxial with this body 21 and whose north-south orientation coincides with the longitudinal axis of said body 21. The permanent magnet 30 is formed by a circular base cylinder and has a length greater than its diameter. According to a second embodiment shown in FIGS. 4 and 5, said at least one magnetic dipole is formed by at least one permanent magnet 30 preferably comprising two elementary permanent magnets, respectively 30a and 30b. The orientation of the poles of the two elementary permanent magnets 30a and 30b is opposite. By way of example, the orientation of the poles of the elementary permanent magnets 30a and 30b, in the direction of the head cap 22 towards the tail cap 23, is North-South for the magnet 30a and South-North for the like 30b. According to one variant, each elementary permanent magnet 30a or 30b may also be composed of two elementary permanent magnets and whose orientation of the poles is North-South, North-South and South-North, South-North.

Selon un troisième mode de réalisation, ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un bobinage, non représenté, alimenté par un courant continu. Ce type de bobinage est généralement formé par un support cylindrique sur lequel un fil électrique est enroulé extérieurement avec des spires jointives en spirale depuis le pôle nord jusqu'au pôle sud. Le bobinage qui est alimenté par un courant continu peut être monté sur un amplificateur de champ, comme par exemple un barreau de ferrite placé à l'intérieur de l'enroulement. Mais, la solution préférentielle réside dans au moins un aimant permanent comme dipôle magnétique car il ne nécessite pas une alimentation électrique et de plus l'aimant permanent produit un champ magnétique fort. According to a third embodiment, said at least one magnetic dipole is formed by at least one coil, not shown, fed by a direct current. This type of winding is generally formed by a cylindrical support on which an electric wire is wound externally with spirally contiguous turns from the north pole to the south pole. The coil which is fed by a direct current can be mounted on a field amplifier, such as for example a ferrite bar placed inside the winding. But, the preferential solution lies in at least one permanent magnet as magnetic dipole because it does not require a power supply and moreover the permanent magnet produces a strong magnetic field.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figs. 4 et 5, le corps 21 comporte deux détecteurs 24 disposés entre deux dipôles magnétiques formés chacune par un aimant permanent élémentaire 30a et 30b. Les deux détecteurs 24 sont disposés à proximité l'un de l'autre. In the embodiment shown in Figs. 4 and 5, the body 21 comprises two detectors 24 disposed between two magnetic dipoles each formed by an elementary permanent magnet 30a and 30b. The two detectors 24 are arranged close to each other.

Selon une variante représentée à la Fig. 5, les détecteurs de champ magnétique sont formés par des multiéléments, comme par exemple des micros-bobines 40 disposées à la périphérie du corps 21 et réparties de manière régulière selon deux circonférences parallèles du corps 21 de la sonde 20. Ces multiéléments peuvent aussi être constitués par des sondes à effet Hall ou bien encore des sondes de type GMR (magnétorésistance à effet géant). Comme montré sur les Figs. 4 à 6, la sonde 20 comporte aussi un détecteur 50 à courants de Foucault, de type connu. Ce détecteur 50 comporte un embout d'extrémité 51 de forme conique et est disposé à une distance déterminée du bouchon de tête 22 en amont du corps 21 par rapport au sens de déplacement de la sonde 20 dans le tube 5, ainsi qu'on le verra ultérieurement. Le détecteur 50 est relié au bouchon de tête 22 du corps 21 par un tube flexible 52. Le détecteur 50 à courants de Foucault est raccordé au connecteur 28 par des fils conducteurs 50a, qui sont disposés dans le tube flexible 52, dans le canal central 26a du corps 21, et dans le tube flexible 27 jusqu'audit connecteur 28. De préférence, le détecteur 50 fonctionne à basse fréquence, inférieure ou égale à 100 KHz, et, de préférence, en mode absolu plutôt qu'en mode différentiel pour la simplicité de son signal et pour sa moindre influence à la distance inter-bobinages, donc pour une meilleure précision. According to a variant shown in FIG. 5, the magnetic field detectors are formed by multielements, such as for example microstrokes 40 disposed at the periphery of the body 21 and regularly distributed along two parallel circumferences of the body 21 of the probe 20. These multielements can also be consisting of Hall effect probes or GMR probes (magneto-resistance with a giant effect). As shown in Figs. 4 to 6, the probe 20 also comprises a detector 50 with eddy currents of known type. This detector 50 comprises a tapered end-piece 51 and is disposed at a determined distance from the head cap 22 upstream of the body 21 with respect to the direction of movement of the probe 20 in the tube 5, as it is will see later. The detector 50 is connected to the head cap 22 of the body 21 by a flexible tube 52. The eddy current detector 50 is connected to the connector 28 by conducting wires 50a, which are arranged in the flexible tube 52, in the central channel 26a of the body 21, and in the flexible tube 27 to said connector 28. Preferably, the detector 50 operates at low frequency, less than or equal to 100 KHz, and preferably in absolute mode rather than differential mode for the simplicity of its signal and for its lesser influence at the inter-winding distance, so for better accuracy.

A titre d'exemple, la géométrie préférentielle du détecteur 50 à courants de Foucault est de l'ordre de 2 mm pour l'épaisseur des bobinages et de l'ordre de 3 mm pour l'espace inter-bobinages. Enfin, la sonde 20 comporte également un accéléromètre 53 intérieur relié à un préamplificateur 54, ainsi que représenté sur les Figs. 4 et 5. By way of example, the preferred geometry of the eddy current detector 50 is of the order of 2 mm for the thickness of the coils and of the order of 3 mm for the inter-winding space. Finally, the probe 20 also comprises an internal accelerometer 53 connected to a preamplifier 54, as shown in FIGS. 4 and 5.

Le connecteur 28 est relié par des moyens appropriés de type connu, à un système d'amplification et de visualisation ou d'enregistrement des variations des signaux transmis par les détecteurs 24. The connector 28 is connected by appropriate means of known type to a system for amplifying and displaying or recording the variations of the signals transmitted by the detectors 24.

Dans ce qui suit, le fonctionnement de la sonde 20 sera décrit avec un aimant permanent 30, le fonctionnement avec un bobinage alimenté par un courant continu étant identique. La détection et la mesure du taux de colmatage par des dépôts 15 du type magnétite dans les passages 11 d'eau du circuit secondaire d'une plaque entretoise 8 s'effectuent de la manière suivante. On introduit à partir d'une ouverture de visite d'une des boîtes à eau du générateur de vapeur (visible sur la Fig. 1), une sonde 20 à l'intérieur d'un tube 5 du faisceau 4. Cette sonde 20 est reliée au système d'amplification et de visualisation des variations des signaux transmis par les détecteurs 24. La sonde 20 est déplacée par des moyens appropriés de type connu, comme par exemple une perche, ou par l'intermédiaire d'un tireur-pousseur placé à l'extérieur de la boîte à eau du générateur de vapeur, à l'intérieur du tube 5 dont on souhaite examiner le colmatage des passages 11 des plaques entretoises 8 dans lesquelles ledit tube 5 est placé. Cette sonde 20 est déplacée dans le tube 5 à une vitesse élevée et constante et l'accéléromètre 53 et son préamplificateur 54 permettent de donner une indication de la constance de la vitesse de déplacement de la sonde 20 dans le tube 5 au droit des plaques entretoises 8 ou bien pour asservir la vitesse de déplacement de cette sonde à une valeur constante de façon à augmenter la précision de la détection et de la mesure du taux de colmatage des passages 11 de ces plaques entretoises 8. L'aimant 30 placé dans le corps 21 de la sonde 20 émet un champ magnétique continu. In the following, the operation of the probe 20 will be described with a permanent magnet 30, the operation with a coil powered by a direct current being identical. Detection and measurement of the clogging rate by magnetite-type deposits in the water passages 11 of the secondary circuit of a spacer plate 8 is carried out as follows. From one of the steam generator water boxes (shown in Fig. 1), a probe 20 is introduced into a tube 5 of the bundle 4. This probe 20 is connected to the system for amplifying and displaying the variations of the signals transmitted by the detectors 24. The probe 20 is moved by appropriate means of known type, such as for example a pole, or by means of a push-puller placed outside the water box of the steam generator, inside the tube 5 which it is desired to examine the clogging of the passages 11 of the spacer plates 8 in which said tube 5 is placed. This probe 20 is moved in the tube 5 at a high and constant speed and the accelerometer 53 and its preamplifier 54 make it possible to give an indication of the constancy of the speed of displacement of the probe 20 in the tube 5 to the right of the spacer plates 8 or to enslave the speed of displacement of this probe to a constant value so as to increase the accuracy of the detection and measurement of the clogging rate of the passages 11 of these spacer plates 8. The magnet 30 placed in the body 21 of the probe 20 emits a continuous magnetic field.

Lors du passage de la sonde 20 au niveau d'une plaque entretoise 8, le détecteur 50 à courants de Foucault traverse en premier cette plaque entretoise 8 ce qui envoie un signal qui est amplifié et visualisé sur un écran de façon à détecter et à caractériser l'endroit où un dépôt 15 de magnétite a pu se produire. Après le passage du détecteur 50 au niveau de la plaque entretoise 8, les deux détecteurs 24 et l'aimant permanent 30 traversent cette plaque entretoise 8. Si aucun dépôt 15 de magnétite n'est présent, les lignes de champ de l'aimant permanent 30 sont modifiées et un courant apparaît dans les détecteurs 24. During the passage of the probe 20 at a spacer plate 8, the eddy current detector 50 passes first through this spacer plate 8 which sends a signal which is amplified and visualized on a screen so as to detect and characterize where a deposit of magnetite could have occurred. After the passage of the detector 50 at the spacer plate 8, the two detectors 24 and the permanent magnet 30 pass through this spacer plate 8. If no magnetite deposit is present, the field lines of the permanent magnet 30 are modified and a current appears in the detectors 24.

Par contre, si le passage 11 est partiellement colmaté par un dépôt 15 de magnétite, lors de la circulation de la sonde 20 au niveau de ce passage 11, les lignes de champ de l'aimant permanent 30 sont différemment modifiées ce qui fait apparaître dans les détecteurs 24 un courant différent. On the other hand, if the passage 11 is partially clogged by a deposit of magnetite, during the circulation of the probe 20 at this passage 11, the field lines of the permanent magnet 30 are differently modified, which makes it appear in FIG. the detectors 24 a different current.

Le signal ainsi émis est amplifié et visualisé indiquant ainsi la présence d'un dépôt 15 au niveau de la plaque entretoise 8. Selon l'amplitude des signaux ainsi tansmis, un opérateur peut déterminer le taux de remplissage d'un passage 11 d'une plaque entretoise 8. Si le passage 11 est totalement colmaté par un dépôt 15 de magnétite, lors de la circulation de la sonde 20 au niveau de ce passage 11, le détecteur à courants de Foucault détecte et mesure la présence de dépôt 15 dans ledit passage 11 alors que les lignes de champ de l'aimant permanent 30 n'auraient pas été suffisamment modifiées pour faire apparaître dans les détecteurs 24 un courant différent. The signal thus emitted is amplified and visualized thus indicating the presence of a deposit 15 at the spacer plate 8. Depending on the amplitude of the signals thus transmitted, an operator can determine the filling rate of a passage 11 of a spacer plate 8. If the passage 11 is completely clogged by a magnetite deposit, during the flow of the probe 20 at this passage 11, the eddy current detector detects and measures the presence of deposit 15 in said passage 11 while the field lines of the permanent magnet 30 would not have been sufficiently modified to show in the detectors 24 a different current.

Les signaux transmis peuvent également être enregistrés. La sonde 20 est déplacée sur toute la hauteur du tube 5 permettant ainsi de détecter ou non la présence de dépots 15 dans les passages successifs de ce tube 5 dans les différentes plaques entretoises 8. L'amplitude des signaux émis par le détecteur 50 à courants de Foucault d'une part, et par les détecteurs 24 de champ magnétique d'autre part, augmente quand la vitesse augmente. De même, la sensibilité de détection de dépôts 15 pour la sonde 20 augmente aussi quand la vitesse augmente. Par exemple, quand la vitesse de déplacement de la sonde 20 est multipliée par deux, la sensibilité de détection de cette sonde est également multipliée par deux. Plusieurs sondes 20 peuvent être utilisées simultanément dans différents tubes 5 du faisceau de tubes 4 afin de détecter et de mesurer le taux de colmatage des passages de plusieurs tubes 5 en même temps pour dresser une carte de l'encrassement de chaque plaque entretoise 8. The transmitted signals can also be recorded. The probe 20 is moved over the entire height of the tube 5 thus making it possible to detect or not the presence of deposits 15 in the successive passages of this tube 5 in the different spacer plates 8. The amplitude of the signals emitted by the current detector 50 Foucault on the one hand, and by magnetic field detectors 24 on the other hand, increases as the speed increases. Likewise, the deposit detection sensitivity for the probe 20 also increases as the speed increases. For example, when the speed of movement of the probe 20 is multiplied by two, the detection sensitivity of this probe is also multiplied by two. Several probes 20 can be used simultaneously in different tubes 5 of the bundle of tubes 4 in order to detect and measure the clogging rate of the passages of several tubes 5 at the same time to map the fouling of each spacer plate 8.

Le dispositif selon l'invention permet donc par des moyens peu onéreux et simples à mettre en oeuvre de détecter l'emplacement et de mesurer rapidement le taux de colmatage des passages d'eau d'un circuit secondaire dans les plaques entretoises d'un générateur de vapeur pour déterminer si un nettoyage des passages de ces plaques est nécessaire. D'une manière générale, l'invention s'applique à la détection et à le mesure du taux de colmatage par des dépôts de matériau magnétique dans des passages de tout générateur de vapeur ou échangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes maintenu par des plaques transversales dans lesquelles sont ménagées des ouvertures de passage d'eau. The device according to the invention thus makes it possible, by inexpensive and simple means to implement, to detect the location and to rapidly measure the clogging rate of the water passages of a secondary circuit in the spacer plates of a generator. of steam to determine if cleaning of the passages of these plates is necessary. In general, the invention applies to the detection and measurement of the clogging rate by deposits of magnetic material in passages of any steam generator or heat exchanger comprising a tube bundle held by plates transversals in which there are openings for water passage.

Claims

1.- Device for detecting and measuring the level of clogging by deposits (15) having a high concentration of magnetite type, passages (11) of water of a secondary circuit in spacer plates (8) of a steam generator (1) of a pressurized water nuclear reactor, said steam generator (1) comprising a bundle (4) of primary water circulation tubes (5), whose vertical branches are maintained in said passages (11) of the spacer plates (8), characterized in that it comprises a probe (20) forming an eddy current detector (50) connected to a generally cylindrical body (21) bearing, on its external face; at least two magnetic field detectors (24) arranged coaxially and solidly to said body (21) and containing at least one magnetic dipole (30) producing a continuous magnetic field, coaxial with said body (21) and whose north orientation is south coincides with the longitudinal axis of the body (21), said eddy current detector (50) and said at least two magnetic field detectors (24) being connected by connecting means (26,28) to a system for amplifying and displaying variations of the signals transmitted by said detectors (50, 24) when moving the probe (20) in a tube (5) of the steam generator (1) at each passage (11) to be examined in the spacer plates (8).

2. Device according to claim 1, characterized in that said at least one magnetic dipole is formed by at least one permanent magnet (30).

3. Device according to claim 2, characterized in that said at least one permanent magnet (30) is formed by a circular base cylinder.

4. Device according to claim 2 or 3, characterized in that said at least one permanent magnet (30) has a length greater than its diameter.

5. Device according to claim 1, characterized in that said at least one magnetic dipole (30) is formed by at least one coil powered by a direct current.

6. - Device according to claim 5, characterized in that said at least one coil contains a field amplifier bar.

7. Device according to claim 6, characterized in that said field amplifier is a ferrite bar.

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that one of said at least two magnetic field detectors (24) is positioned substantially at one of the ends of the magnetic dipole.

9. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that said at least two detectors (24) are arranged between two magnetic dipoles (30).

10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the detectors (24) are positioned close to each other.

11. Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said at least two magnetic field detectors (24) are each formed by a coil.

12. Device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that said at least two magnetic field detectors (24) are formed by a multitude of point sensors distributed regularly over at least one circumference of the body ( 21) of the probe (20).

13. Device according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the body (21) of the probe (20) comprises, at its periphery, centering means (31) for holding said body (21). substantially in the longitudinal axis of the tube (5) in which said probe (20) moves.

14. ù Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the body (21) of the probe (20) comprises an accelerometer (53) connected to a preamplifier (54).

15. ù Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the body (21) of the probe (20) is of a non-magnetic material.

16. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the body (21) of the probe (20) is connected to displacement means in the tube (5).

17. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the eddy current detector (50) is connected to the body (21) by a flexible tube (52).

18. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the eddy current detector (50) is disposed in the body (21) with respect to the direction of movement of the probe (20) in the tube (5). ).

19. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the eddy current detector (50) operates at low frequency, less than or equal to 100 KHz, and in absolute mode.

20. - Method for detecting and measuring the clogging rate by deposits (15) having a high concentration of the magnetite type, passages (11) of water of a secondary circuit in spacer plates (8) of a steam generator (1) of a pressurized water nuclear reactor, by means of a probe (20) according to any one of the preceding claims, characterized in that: - at least one probe (20) is introduced in at least one tube (5) of the tube bundle (4) of the steam generator (1), - said at least one probe (20) in said at least one tube (5) is displaced at a predetermined speed, and - it is amplified and displaying the variations of the signals transmitted by said eddy current detector (50) and said magnetic field detectors (24) during displacement of said at least one probe (20) in said at least one tube (5) at the level of each passage (11) to be examined in the spacer plates (8). 24. The method of claim 20, characterized in that one moves said at least one probe (20) at a high and constant speed. 25. Process according to claim 20 or 21, characterized in that according to the variations of the signals transmitted by said eddy current detector (50) and by said magnetic field detectors (24), a distribution map is established. deposits (15) for at least one spacer plate (8) of the steam generator (1).