FR2992732A1 - Procede de controle de l'etancheite d'un echangeur a plaques - Google Patents

Abstract

Le procédé de contrôle de l'étanchéité d'un échangeur de chaleur à plaques (1) comprend : - une pluralité de plaques primaires (3), chaque plaque primaire (3) ayant une grande face (5) dans laquelle sont creusés une pluralité de canaux primaires (17) prévus pour la circulation d'un fluide primaire ; - une pluralité de plaques secondaires (11), chaque plaque secondaire (11) ayant une grande face (13) dans laquelle sont creusés une pluralité de canaux secondaires (15) prévus pour la circulation d'un fluide secondaire, les plaques primaires et secondaires (3, 11) étant empilées les unes sur les autres de manière alternée. Le procédé comprend au moins une étape de contrôle au cours de laquelle des sondes (55) de contrôle par courants de Foucault sont déplacées le long des canaux primaires et/ou secondaires (7, 15), les plaques primaires et secondaires (3, 11) étant soudées par diffusion les unes sur les autres de manière à ce que les canaux primaires et/ou secondaires (7, 15) présentent des périmètres continus permettant la circulation

Description

Procédé de contrôle de l'étanchéité d'un échangeur à plaques L'invention concerne en générale les échangeurs de chaleur à plaques, notamment les échangeurs de chaleur à plaques gravées. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de contrôle de l'intégrité d'une zone d'échange de chaleur d'un échangeur de chaleur à plaques, l'échangeur de chaleur comprenant : - une pluralité de premières plaques, chacune portant au moins un réseau de circulation d'un premier fluide comportant une pluralité de premiers canaux de circulation du premier fluide; - une pluralité de deuxièmes plaques, chacune portant au moins un réseau de circulation d'un deuxième fluide comportant une pluralité de seconds canaux de circulation du deuxième fluide, - les premières et deuxièmes plaques étant fixées les unes aux autres alternativement de façon étanche pour former ladite zone de l'échangeur.

Pour assurer un contrôle d'étanchéité dans la zone d'échange d'un tel échangeur il est connu de réaliser un test d'étanchéité par mise en pression d'un des circuits fluides (eau, gaz traceur) et de mesurer un éventuel débit de fuite s'établissant au travers de la paroi. Ce type de test est global et ne permet notamment pas de discriminer des microfuites diffuses dans toutes les plaques d'une fuite localisée plus importante. De surcroit, ils ne permettent pas de détecter des fissures ou autres endommagements n'ayant pas encore engendré une fuite au travers de la paroi (les défauts en cours de propagation due par exemple à la corrosion ou une fissuration par fatigue). Lorsque l'évaluation périodique de santé de l'intégrité de la paroi d'échange d'un tel échangeur de chaleur est requise, il est connu d'utiliser des technologies d'assemblages démontables, par exemple de type plaques et joints et de désassembler l'échangeur pour procéder à un examen plaque par plaque par différents méthodes appropriées (ressuage, contrôle à la lumière traversantes, magnétoscopie...). En revanche, pour certaines technologies d'échangeur à plaques non démontables (plaques brasées ou soudées en rive), il n'est pas possible de contrôler l'étanchéité des parties internes de l'échangeur. Seule l'étanchéité entre les rives des plaques peut être contrôlée. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un procédé de contrôle de la santé de l'intégrité des parois échangeuses d'un échangeur à plaques, sans désassemblage des plaques, permettant d'anticiper l'apparition de fuites internes à l'échangeur. A cet fin, l'invention porte sur un procédé de contrôle comprenant au moins une étape de contrôle au cours de laquelle des sondes de contrôle par courants de Foucault sont déplacées le long des premiers et/ou seconds canaux , les premières et deuxièmes plaques étant assemblées les unes aux autres par soudage par diffusion de manière à ce que les premiers et/ou seconds canaux à partir desquels sont réalisés les contrôles présentent des périmètres continus permettant la circulation des courants de Foucault autour de chacun des premiers et seconds canaux dans lesquels sont déplacés les sondes de contrôle . L'aménagement de passages de communication entre canaux véhiculant un même fluide peut être constitué par la superposition des premiers et seconds canaux. Le soudage par diffusion permet de souder les plaques constituant la zone d'échange de l'échangeur les unes aux autres aussi bien à leur périphérie, désignée rive, qu'au niveau des zones internes séparant les uns des autres les canaux d'une même plaque. Ces zones de séparation sont appelées isthmes. Le soudage par diffusion permet ainsi d'obtenir une continuité de la matière autour de chaque canal à partir duquel va se dérouler le contrôle de telle sorte que les courants de Foucault puissent boucler autour de chaque canal. Une telle continuité de matière sur toute la périphérie des canaux est indispensable pour l'interprétation du contrôle par courants de Foucault en sonde axiale de façon à discriminer les défauts apparus en service (de type fissuration) des éventuels manques de liaison inhérents au soudage. Cette technologie de contrôle n'est donc pas applicable: à des échangeurs soudés uniquement en rive (pas de contact intime suffisant pour permettre le bouclage des courants de Foucault), à des échangeurs brasés (compte tenu de la perturbation du signal dans les plans de joints augmentant le bruit de fond lors du contrôle et diminuant fortement la sensibilité du contrôle voire le rendant impossible). Les dimensions des sondes à courants de Foucault sont compatibles avec les dimensions millimétriques des canaux de ce type d'échangeurs et aux différentes sections de canaux résultant des procédés de fabrication utilisés (section parallélépipédique obtenue par usinage mécanique, section en demi lune ou patatoïde obtenue par usinage chimique, section trapézoïdale obtenue par emboutissage). L'introduction de la sonde est facilitée par des tracés des canaux les moins courbés possibles (une ou deux inflexions sur la longueur des canaux, avec des rayons de courbure sensiblement plus grands que la plus grande dimension de la section du canal (facteur 10 ou plus de préférence). A titre d'exemple, des sondes ont été développées pour le contrôle de canaux de section rectangulaire de 4 mm de largeur par 0,8 mm de profondeur et pour des épaisseurs de parois et d'isthmes de 1 mm, pour des longueurs de canaux de l'ordre de 2,5 m avec des rayons de courbures d'au moins 50 mm. La sensibilité atteinte permet la recherche de fissure s'étendant sur la moitié de l'épaisseur de la paroi ou de l'isthme, pour une longueur de l'ordre de la largeur du canal. Le procédé ci-dessus est typiquement prévu pour être utilisé dans un réacteur nucléaire, notamment dans un réacteur nucléaire de taille petite ou moyenne. Il est notamment adapté pour le contrôle de santé des parois échangeuses d'échangeurs à plaques, prévus pour le transfert de chaleur depuis le fluide primaire du réacteur nucléaire vers le fluide secondaire. Le fluide primaire est échauffé par circulation dans le coeur du réacteur nucléaire. Typiquement, le fluide primaire est de l'eau et le fluide secondaire est également de l'eau et/ou de la vapeur d'eau. Dans ce cas, l'échangeur de chaleur est typiquement un générateur de vapeur. Le fluide secondaire pénètre dans l'échangeur de chaleur sous forme liquide. Il est vaporisé sous l'effet de la chaleur cédée par le fluide primaire et sort de l'échangeur de chaleur sous forme de vapeur. En variante, les fluides primaires ou secondaires ne sont pas de l'eau. Par exemple, les fluides primaires et/ou secondaires sont des métaux liquides tels que le sodium, ou des gaz. Cependant pour certaines applications, la présence de fluide non conducteur peut nécessiter la vidange et le rinçage du circuit si le contrôle est réalisé à partir d'un circuit véhiculant un fluide conducteur (ex : sodium). L'échangeur de chaleur est typiquement disposé à l'intérieur de la cuve d'un réacteur nucléaire. Cette cuve contient également le coeur du réacteur nucléaire et différents internes. En variante, l'échangeur de chaleur à plaques peut ne pas être aussi situé dans la cuve d'un réacteur nucléaire mais être intercalé dans le circuit primaire d'un réacteur nucléaire, hors de la cuve ou sur un autre circuit du réacteur. Le procédé peut également être utilisé dans une installation industrielle autre qu'un réacteur nucléaire, l'échangeur de chaleur étant prévu pour être traversé par tout type de fluide, liquide ou gazeux. Les premiers et seconds canaux sont typiquement implantés respectivement dans les premières plaques (portant principalement les canaux véhiculant le premier fluide) et dans les secondes plaques (portant principalement les canaux véhiculant le second fluide). Ils sont ouverts au niveau des grandes faces des premières et deuxièmes plaques. En d'autres termes, les premiers et seconds canaux sont des rainures formées dans la masse des premières et deuxièmes plaques. Chacune des premières et deuxièmes plaques présente une première grande face dans laquelle sont formés des passages et une seconde grande face dépourvue de passage. Quand les premières et deuxièmes plaques sont empilées les unes sur les autres de manière alternées, la seconde grande face d'une plaque donnée vient fermer les passages de la plaque située immédiatement sous elle. Typiquement, les premiers et seconds canaux sont implantés dans les premières grandes faces par enlèvement de matière (usinage mécanique, chimique...), formage à chaud ou à froid, ou par tout autre procédé équivalent. En variante, chaque plaque porte des rainures sur ses deux grandes faces. Ces rainures coïncident les unes avec les autres quand les plaques sont empilées. Les rainures en vis-à-vis situées entre deux plaques données définissent les premiers et seconds canaux.

L'invention est également applicable à des échangeurs de chaleur comportant, en plus des premiers et seconds canaux, par exemple des canaux dédiés à la détection de fuite entre les premiers et seconds canaux, ou des étages de recirculation. Typiquement, un niveau avec des premiers canaux (niveau primaire) est encadré par deux niveaux avec des second canaux (niveau secondaire), et réciproquement. En variante, on place successivement un niveau primaire, deux niveaux secondaires, un niveau primaire etc. On peut aussi placer deux niveaux primaires, puis deux niveaux secondaires, puis deux niveaux primaires etc. D'autres configurations peuvent être envisagées. Dans le procédé, on contrôle seulement les premiers canaux, ou seulement les seconds canaux, ou à la fois les premiers et seconds canaux. Le soudage par diffusion est un procédé soudage en phase solide connu en soi, qui ne sera pas décrit en détail. Dans ce procédé, les matériaux à assembler sont chauffés puis mis en contact sous l'effet d'une pression pendant un temps prédéterminé. Cette mise en contact conduit à une liaison dont les propriétés mécaniques sont proches de celle du matériau à assembler. Ce procédé conduit à une liaison présentant une excellente continuité physique et métallurgique à l'échelle macroscopique de la matière. Le soudage par diffusion présente l'avantage que la liaison ne comporte pratiquement aucune microporosité ou discontinuité. Ceci est particulièrement important pour la réalisation du contrôle à l'aide de sondes à courants de Foucault axiales.

Le contrôle par courants de Foucault est un procédé connu en soi. Il ne sera pas décrit en détail ici. Dans ce procédé, la sonde déplacée le long du canal à contrôler comporte un bobinage émetteur alimenté par un courant électrique alternatif. Ce bobinage créé un champ magnétique qui traverse la paroi du canal à contrôler. Les variations du flux magnétique dans cette paroi créent des courants induits, appelés courants de Foucault. Ces courants de Foucault créent à leur tour un champ magnétique, qui est capté par un bobinage récepteur porté par la sonde. Le bobinage récepteur est identique ou distinct du bobinage émetteur. Les deux bobinages peuvent être portés par la même sonde ou par des sondes distinctes. Les sondes absolues (une seul bobinage) donnent des meilleures résultats pour les défauts doux (ex : perte de matière, dépôts, uniformes) alors que les sondes différentielles peuvent présenter une meilleure sensibilité pour les défauts ponctuels (ex choc, fissure, ) En présence d'un défaut dans la paroi du canal, la circulation des courants de Foucault dans cette paroi est perturbée par les variations de conductivité électrique dues à la géométrie du défaut. Ceci affecte le champ magnétique créé par les courants de Foucault. Les perturbations du signal sont interprétées pour obtenir une représentation de la taille du défaut. Les sondes permettent notamment également de contrôler la qualité de soudage entre les plaques au niveau des isthmes, en particulier dans les configurations où les canaux d'un même réseau sont aménagés sur deux plaques montées en vis-à-vis. Dans une sonde différentielle, le bobinage récepteur est distinct du bobinage émetteur. Ce type de sonde peut également être utilisé dans l'invention.

On notera que, du fait que le soudage par diffusion crée des liaisons entre les plaques qui sont pratiquement dénuées de discontinuités ou de porosités, la circulation des courants de Foucault, en l'absence de défaut, n'est pas du tout affectée par ladite liaison. Le procédé peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci- dessous, considéré individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles. Avantageusement, les premiers ou seconds canaux d'une même plaque sont séparés les uns des autres par des isthmes continus soudés par diffusion à une autre plaque.

Ces isthmes sont des nervures définissant des cloisons entre les premiers ou seconds canaux. Ainsi, les premiers et seconds canaux sont délimités chacun par deux isthmes continus. Chaque isthme est venu de matière avec une plaque. Il est soudé par diffusion avec une autre plaque, cette liaison étant, comme souligné ci-dessus, sans pore ou discontinuité. Il y a donc une continuité de matière autour de chaque premier ou second canal. Chaque canal constitue donc l'équivalent d'un tube fermé. L'existence de discontinuités volontaires au sein d'un réseau de canaux, par exemple des communications d'équilibrage entre les canaux au sein d'une même plaque, est dommageable à la possibilité de contrôle suivant l'invention par une sonde axiale. A contrario, l'existence de telles discontinuités dans d'autres canaux que ceux par lesquels est réalisé le contrôle, n'est pas dommageable au contrôle.

La superposition des réseaux de premiers et seconds canaux sur la plus grande surface possible au sein de l'échangeur facilite l'interprétation du contrôle car la répartition de la matière autour du canal reste constante et que le niveau de fuite des courants est constant. La non superposition des réseaux de premiers et seconds canaux d'une plaque à l'autre, par exemple dans une zone ou l'un des réseaux est composé de canaux parallèles et l'autre de canaux en zig-zag, introduit des variations dans les courants de Foucault du fait des changements de géométrie et rend l'interprétation du contrôle moins aisé. L'échangeur de chaleur à plaques soudé par diffusion peut être ainsi assimilé à un ensemble jointif de tubes montés côte à côte. Le procédé permet de contrôler les fonds de canaux et les soudures d'isthmes, afin d'y rechercher les initiations de fissures ou de collages des canaux. L'étape de contrôle est réalisée sans que les premières et deuxièmes plaques soient désassemblées les unes des autres. En effet, il n'est pas nécessaire de séparer les plaques les unes des autres pour faire circuler les sondes à courants de Foucault et contrôler l'intégrité des canaux. Typiquement, l'échangeur de chaleur est monté dans un réacteur nucléaire, l'étape de contrôle étant réalisée in situ. En d'autres termes, l'étape de contrôle est réalisée sans démontage de l'échangeur de chaleur. Il est à noter que le procédé de contrôle est applicable : - en usine, à la fin de la fabrication de l'échangeur de chaleur ; - en exploitation, in situ ; - en exploitation, après démontage de l'échangeur de chaleur. Le fait de réaliser l'étape de contrôle in situ est particulièrement commode, car le démontage de l'échangeur, pour évacuation hors du réacteur nucléaire, par exemple, est une étape longue, délicate et génératrice de nuisances biologiques pour les intervenants. Avantageusement, l'échangeur est monté dans un réacteur nucléaire, l'étape de contrôle étant réalisée sous eau. Ainsi, on profite du fait que l'eau constitue un écran vis-à-vis de l'irradiation, de telle sorte que l'opération de contrôle entraine l'intégration de doses réduites pour les intervenants. De préférence, les premiers et/ou seconds canaux présentent chacun des première et seconde extrémités opposées l'une à l'autre, l'échangeur présentant un ou plusieurs plans de tête sur lesquels débouchent lesdites premières extrémités. Les plans de tête sont typiquement constitués par les tranches des plaques, aussi appelés rives, juxtaposés les unes contres les autres. Le fait que les canaux débouchent sur des zones planes, appelées plans de tête, permet de simplifier la mise en place et l'interfaçage entre le dispositif utilisé pour réaliser le contrôle de l'étanchéité et l'échangeur de chaleur. Typiquement dans le cas d'un contrôle en atelier ou in situ, l'échangeur de chaleur est positionné de sorte que le ou les plans de tête dans lequel débouchent les canaux par lesquels le contrôle doit être réalisé, soit accessible aisément. Les premières extrémités des premiers et/ou seconds canaux sont de préférence agencées pour former sur chaque plan de tête plusieurs rangées parallèles les unes aux autres. Ceci contribue à simplifier l'interfaçage entre le dispositif de contrôle et l'échangeur de chaleur. Typiquement, chaque rangée est constituée des extrémités des canaux ménagés dans une plaque donnée. Avantageusement, l'étape de contrôle est réalisée à l'aide d'un dispositif de contrôle comportant un châssis monté sur l'échangeur, et une pluralité de sondes liées au châssis, les sondes réalisant le contrôle simultanée dans plusieurs canaux, par exemple l'ensemble des premiers et/ou seconds canaux dont les premières extrémités sont situées dans une rangée donnée. Ainsi, la durée nécessaire pour réaliser le contrôle d'étanchéité est raisonnable, puisqu'il est possible de contrôler un grand nombre de canaux simultanément. Typiquement, l'échangeur de chaleur comporte entre 10 000 et 100 000 canaux soit 5 à 10 fois le nombre de tubes d'un échangeur à tubes équivalent (ordre de grandeur). Le dispositif de contrôle comporte typiquement entre 50 et 500 sondes. De préférence, les sondes sont liées à un support déplaçable par rapport au châssis, le support étant déplacé par rapport au châssis une fois terminé le contrôle de tous les premiers et/ou seconds canaux dont les premières extrémités sont situées sur une rangée donnée, de manière à placer les sondes en position pour réaliser le contrôle de tous les premiers et/ou seconds canaux dont les premières extrémités sont situées sur une autre rangée donnée. On passe ainsi commodément d'une rangée à une autre. Avantageusement, le châssis du dispositif de contrôle est positionné par rapport aux premières extrémités des premiers et/ou seconds canaux à l'aide d'index ménagés sur chaque plan de tête. Les index facilitent le positionnement du châssis par rapport au plan de tête. Ils facilitent donc le positionnement des sondes par rapport aux premières extrémités. De préférence, l'échangeur est fixé à l'intérieur d'une cuve de réacteur nucléaire comprenant une virole, un couvercle, et une bride de fixation du couvercle à la virole, l'échangeur étant agencé dans la virole de telle sorte que chaque plan de tête soit tourné vers la bride.

Ainsi, pour réaliser le contrôle de l'échangeur de chaleur, on sépare le couvercle de la virole. Ceci permet de dégager une ouverture d'accès à travers laquelle le dispositif de contrôle peut être amené jusqu'à l'échangeur de chaleur. L'accès à l'échangeur de chaleur est donc considérablement facilité.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif, mais non limitatif, en référence aux figures annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une représentation partielle, en coupe, simplifiée, d'une sonde de contrôle par courants de Foucault engagée dans un premier canal d'un échangeur de chaleur à plaques ; - la figure 2 est une vue en perspective, simplifiée, d'un échangeur de chaleur à plaques prêt pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 3 illustre de manière schématique simplifiée la disposition d'un échangeur de chaleur à plaque à l'intérieur de la cuve d'un réacteur nucléaire, facilitant la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 4 est une représentation schématique simplifiée d'un dispositif de contrôle prévue pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 5 symbolise la circulation des courants de Foucault en cours de contrôle dans le procédé de l'invention ; - la figure 6 est une vue similaire à la celle de la figure 1, illustrant la situation d'un échangeur de chaleur à plaques dont les plaques ne sont pas soudées par diffusion ; et - la figure 7 est une vue similaire à celle de la figure 5, illustrant la circulation des courants de Foucault dans l'échangeur de la figure 6. Le procédé qui va être décrit ci-dessous vise à contrôler l'étanchéité d'un échangeur de chaleur à plaques. Cet échangeur de chaleur est par exemple un générateur de vapeur implanté dans la cuve d'un réacteur nucléaire dont on souhaite contrôler l'état de santé des parois de la zone d'échange à partir des seuls canaux primaires, la zone contrôlée représentant plus de 90% de la surface d'échange. Comme illustré sur la figure 1, l'échangeur de chaleur 1 comprend : - une pluralité de premières plaques 3, appelées ici plaques primaires, chaque plaque primaire 3 ayant une première grande face 5 dans laquelle sont implantés une pluralité de premiers canaux 7, appelés ici canaux primaires, prévus pour la circulation d'un premier fluide (fluide primaire) du réacteur nucléaire, et une seconde grande face 9, opposée à la première et dépourvue de canaux primaires ; - une pluralité de deuxièmes plaques 11, appelées ici plaques secondaires, chaque plaque secondaire 11 ayant une première grande face 13 dans laquelle sont implantés une pluralité de seconds canaux 15, appelés ici canaux secondaires, prévus pour la circulation d'un second fluide (fluide secondaire) du réacteur nucléaire, et une seconde grande face 17, opposée à la première et dépourvue de canaux secondaires. Seules deux plaques primaires et deux plaques secondaires sont représentées sur la figure 1. Toutefois, l'échangeur de chaleur comporte un nombre de plaques beaucoup plus élevé. Comme visible sur cette figure, les plaques primaires 3 et secondaires 11 sont empilées les unes sur les autres de manière alternée, chaque plaque primaire étant encadrée par deux plaques secondaires et réciproquement.

Les canaux primaires 7 sont débouchant chacun à des première et seconde extrémités opposées l'une à l'autre. Ils sont ouverts au niveau de la première grande face 5. De même, les canaux secondaires 15 sont débouchant chacun à leurs deux extrémités opposées, appelées extrémités amont et extrémité aval. L'extrémité amont débouche dans un collecteur d'alimentation secondaire 19, représenté sur la figure 2, et l'extrémité aval dans un collecteur d'évacuation secondaire 21 représenté sur la figure 2. Chaque canal secondaire 15 est ouvert au niveau de la grande face 13. Les canaux primaires 7 sont séparés les uns des autres par des isthmes 23, venus de matière avec la plaque primaire 3. De même, les canaux secondaires 15 sont séparés les uns des autres par des isthmes 25 venus de matière avec les plaques secondaires 11. Les isthmes 23 et 25 affleurent respectivement au niveau des grandes faces 5 et 13 des plaques primaires et secondaires. Les plaques primaires et secondaires 3 et 11 sont empilées de telle sorte que la seconde grande face 9 d'une plaque primaire donnée soit appliquée contre la première grande face 13 de la plaque secondaire située immédiatement au-dessus, dans la représentation de la figure 1. De même, la seconde grande face 17 de chaque plaque secondaire est appliquée contre la première grande face 5 de la plaque primaire située immédiatement au-dessus, dans la représentation de la figure 1. Ainsi, les canaux primaires sont fermés au niveau de la première grande face 5 par la plaque secondaire située immédiatement au-dessous. De même, les canaux secondaires 15 sont fermés au niveau de la première grande face 13 par la plaque primaire située immédiatement au-dessous. Les plaques primaires et secondaires 3 et 11 sont soudées les unes aux autres par diffusion. Plus précisément, le bord périphérique 27 de chaque plaque primaire 3, aussi appelé rive, et les isthmes 23 de la plaque primaire sont soudés par diffusion sur la seconde grande face 17 de la plaque secondaire située sous la plaque primaire. De même, le bord périphérique 29 et les isthmes 25 de chaque plaque secondaire 11 sont soudés par diffusion sur la grande face 9 de la plaque primaire immédiatement sous la plaque secondaire. Ainsi, les canaux primaires 7 sont délimités par un fond 31 formé dans la plaque primaire, deux isthmes 23 formés dans la plaque primaire et par la grande face 17 de la plaque secondaire immédiatement inférieure. Les canaux primaires 7 situés sur les bords des plaques sont délimités par le fond 31, par un isthme 23, par une rive 27 et par la grande face 17 de la plaque secondaire immédiatement inférieure. Les canaux secondaires 15 sont délimitées par un fond 33 formé dans la plaque secondaire, par deux isthmes 25, et par la grande face 9 de la plaque primaire immédiatement inférieure. Les canaux secondaires situés sur le bord des plaques secondaires sont délimités par un isthme 25, par une rive 29, par le fond 33 et par la grande face 9 de la plaque primaire immédiatement inférieure. Ainsi, chacun des canaux primaires et secondaires est fermé sur toute sa périphérie, et est délimité par différents éléments présentant une continuité de matière les uns avec les autres. Comme illustré sur la figure 2, l'échangeur de chaleur 1 présente une forme allongée suivant une direction longitudinale. Les canaux primaires et secondaires 7 et 15 sont sensiblement parallèles à ladite direction longitudinale. L'échangeur 1 est prévu pour être monté dans la cuve du réacteur nucléaire avec son axe longitudinal orienté verticalement (voir figure 3). Les plaques primaires et secondaires 3 et 11 présentent toutes la même forme générale, et sont elles aussi allongées longitudinalement. Comme le montre la figure 2, elles sont délimitées par deux bords longitudinaux parallèle l'un à l'autre 35, un bord supérieur 37 et un bord inférieur 39, des bords supérieurs et inférieurs 37 et 39 en raccordant les deux bords longitudinaux l'un à l'autre. Le bord supérieur 37 présente deux pans 40 l'un vers l'autre, raccordés l'un à l'autre par un pan central 41. Les pans inclinés 40 des différentes plaques 3 et 11 définissent ensemble deux plans de tête 43 et 45, visible sur la figure 3. Les plans de tête 43 et 45 sont sensiblement plans.

Les premières extrémités 47 des canaux primaires 7 débouchent toutes au niveau du plan de tête 43 et au niveau du plan de tête 45. Quant on considère l'un des deux plans de tête 43, 45, il apparait que les premières extrémités 47 sont agencées en plusieurs lignes parallèles les unes aux autres. Plus précisément, toutes les premières extrémités 47 des canaux primaires 7 d'une plaque donnée débouchant au niveau dudit plan de tête 43, 45 sont alignées.

Le procédé est prévu pour être mis en oeuvre à l'aide du dispositif 49, représenté sur la figure 4. Le dispositif 49 comporte un châssis 51 prévu pour être monté sur l'échangeur de chaleur 1, un support 53 déplaçable par rapport au châssis, et une pluralité de sondes 55 montées sur le support 53. Le châssis 51 comporte un cadre 57 et des doigts 59 d'indexation du châssis par rapport à l'échangeur de chaleur. Le dispositif comporte encore des moyens pour fixer de manière amovible le châssis 51 à l'échangeur de chaleur, qui ne sont pas représentés ici. Les doigts 59 sont prévus pour coopérer avec des index 61 ménagés dans chaque plan de tête 43, 45 (figure 2).

Le support 53 est par exemple une poutrelle, sensiblement parallèle à deux des branches 63 du cadre 57. Le dispositif 49 comporte une liaison glissière motorisée 65 du support 53 au cadre 57. La liaison 65 comporte deux glissières 67 de guidage du support 53, portée par deux branches 69 du cadre 57. Les branches 69 sont perpendiculaires aux branches 63.

La liaison 65 comporte encore un moto-réducteur 70 commandé par un calculateur 71, prévu pour entrainer le support 53 le long des glissières 65. Ainsi, le support 53 est prévu pour être déplacé par rapport au châssis 51 le long des glissières 67, avec les sondes 55, sous le contrôle du calculateur 71. Le dispositif 49 comporte une pluralité de sondes à courants de Foucault 55 réparties le long du support 53. Chaque sonde 55 comporte un tube de guidage 73, une tête de mesure 75 et une motorisation 77, commandée par le calculateur 71 et prévue pour entraîner la tête 75 le long des canaux primaires et/ou secondaires. Les tubes 73 sont rigidement fixés au support 53. Ils sont orientés sensiblement perpendiculairement au plan du cadre 57. Au repos, les têtes 75 sont escamotées à l'intérieur des tubes 73. Dans l'exemple de la figure 3, l'échangeur de chaleur 1 est disposé dans la cuve 79 d'un réacteur nucléaire. La cuve 79 présente un axe central X vertical. La cuve 79 contient en partie basse le coeur 81 du réacteur, ainsi que d'autres organes internes qui ne seront pas détaillés ici. La cuve 79 comporte une virole 83, un fond inférieur 85 solidaire de la virole, et un fond supérieur 87 constituant le couvercle de la cuve. La virole 83 est d'axe central vertical. Le fond inférieur 85 est solidaire d'une extrémité inférieure de la virole 83. Le couvercle 87 est monté de manière amovible à une extrémité supérieure de la virole 83 par l'intermédiaire d'une bride 89.

L'échangeur de chaleur 1 est fixé à la virole 83. Il est monté de telle sorte que la direction longitudinale soit d'orientation verticale. Les plans de tête 43 et 45 sont ainsi tournés vers la bride 89, de manière à faciliter l'accès à ces plans de tête quand le couvercle 87 est retiré.

Le procédé de contrôle de l'échangeur de chaleur à plaques décrit ci-dessus va maintenant être détaillé. Le contrôle est réalisé in situ, c'est-à-dire avec l'échangeur de chaleur en place à l'intérieur de la cuve du réacteur. Une fois le réacteur nucléaire à l'arrêt, le couvercle 87 est désolidarisé de la virole 83 et évacué. L'extrémité supérieure 91 de la virole délimite ainsi une ouverture permettant d'introduire le dispositif de contrôle 49 dans la cuve du réacteur. La cuve du réacteur est sous eau, de telle sorte que l'échangeur de chaleur est immergé dans le liquide primaire. Le dispositif de contrôle 49 est descendu à l'intérieur de la virole 83 et le châssis 51 est rigidement fixé à l'échangeur de chaleur. Le châssis 51 est indexé en position par rapport à l'un des deux plans de tête, par exemple le plan 43, à l'aide des doigts 59 coopérant avec les index 61. On réalise d'abord le contrôle des canaux primaires débouchant au niveau du plan de tête 43.

Grâce au moyen d'indexation, le châssis 51 est orienté de telle sorte que le support 53 soit parallèle aux rangées de premières extrémités 47. En d'autres termes, le support 53 s'étend parallèlement aux plaques primaires et secondaires 3 et 11. Au contraire, les glissières 55 s'étendent sensiblement perpendiculairement aux rangées de premières extrémités 47. L'espacement des tubes 73 correspond à l'espacement des premières extrémités le long d'une même rangée. Une fois le châssis en place, l'extrémité inférieure des tubes 73 est située à proximité immédiate du plan de tête 43. Le calculateur 71 commande ensuite le déplacement du support 53, de manière à placer les tubes 73 dans le prolongement des premières extrémités d'une rangée donnée. Le calculateur 71 commande alors aux motorisations 77 de déplacer les têtes de mesure 75 dans le sens d'un enfoncement à l'intérieur des premiers canaux 7. Les têtes 75 se déplacent depuis la première extrémité des canaux primaires jusqu'à la seconde extrémité des canaux primaires. Quant elles atteignent la seconde extrémité, le calculateur 71 commande aux motorisations 77 d'inverser le sens de déplacement des têtes 75 et de les ramener jusque dans les tubes 73.

Au cours de leur déplacement, les têtes de mesure 75 émettent des ondes magnétiques qui créés des courants de Foucault à la périphérie des canaux contrôlés, comme illustré à la figure 5. Les courants de Foucault circulent autour du canal primaire en cours d'inspection. Ils créent des champs magnétiques induits qui sont détectés par les têtes de mesure 75. Si l'un des canaux présente une initiation de fissure 95 initiée par le fond 33 du second canal ou 93 initiée par le fond du premier canal ou un collage ou une perte d'épaisseur ou d'autres défauts locaux des parois des canaux 5 ou 11 tels qu'une piqure, la circulation des courants de Foucault est perturbée et le champ magnétique induit est affecté. Cette modification du champ magnétique induit permet la détection des initiations de fissure ou de piqûre. On entend ici par collage une zone d'un canal où s'est produit un pincement, le fond 33/31 du canal venant par exemple toucher la grande face 9/17 de la plaque voisine. Si comme illustré sur la figure 6, les isthmes 23, 25 ou les rives 27, 29 ne sont pas liés aux plaques par une liaison parfaitement continue, les courants de Foucault ne peuvent pas circuler autour des canaux primaires ou secondaires, comme illustré sur la figure 7. Le contrôle par courants de Foucault n'est pas possible. Il n'est en effet pas possible de discriminer dans ce cas entre une fissure ou une initiation de fissure, et un défaut ou une discontinuité existant au niveau de la liaison des plaques entre elles. Une fois les têtes de mesure ramenées à l'intérieure des tubes 73, le calculateur commande le déplacement du support 53 le long des glissières 65. Il arrête le mouvement du support 53 quand les tubes 73 sont situés dans le prolongement des premières extrémités 47 situées sur une autre rangée. Il commande ensuite un nouveau déplacement des têtes de mesure 75, de manière à contrôler les canaux primaires débouchant dans cette seconde rangée. Le mouvement du support est répété jusqu'à ce que toutes les rangées aient été contrôlées. Il est à noter que les soudures des rives des plaques sont elles aussi contrôlées, quand la tête 75 est déplacé dans le canal primaire délimité par ladite rive. Le dispositif de contrôle est alors désolidarisé de l'échangeur de chaleur, et est fixé dans une position permettant le contrôle des canaux primaires débouchant au niveau du plan de tête 45. La séquence d'opérations permettant le contrôle des canaux débouchant au niveau du plan de tête 45 est identique à celle décrite ci-dessus pour de plan de tête 43. Il est à noter que le soudage par diffusion offre plusieurs avantages. Du fait que le condition de soudage sont maitrisées, la géométrie des sections de passages sont relativement uniforme hormis à proximité des zones singulières (arrêtes et coins notamment. La probabilité qu'une tête de mesure se coince au cours de son déplacement le long du canal est réduite. Cependant, la géométrie des sondes utilisées dans les zones de coins peut être à adapter en fonction des géométries particulières des canaux situés dans les zones singulières. Par ailleurs, cette absence de déformation des plaques au moment de l'assemblage permet d'obtenir des plans de tête rigoureusement plan et de dimensions bien maîtrisées. Ceci facilite l'indexation en position du dispositif de contrôle par rapport à l'échangeur de chaleur.10

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1.- Procédé de contrôle de l'intégrité d'une zone d'échange de chaleur d'un échangeur de chaleur à plaques, l'échangeur de chaleur (1) comprenant : - une pluralité de premières plaques (3), chacune portant au moins un réseau de circulation d'un premier fluide comportant une pluralité de premiers canaux (7) de circulation du premier fluide; - une pluralité de deuxièmes plaques (11), chacune portant au moins un réseau de circulation d'un deuxième fluide comportant une pluralité de seconds canaux (15) de circulation du deuxième fluide, les premières et deuxièmes plaques (3, 11) étant fixées les unes aux autres alternativement de façon étanche pour former ladite zone d'échange de chaleur ; le procédé comprenant au moins une étape de contrôle au cours de laquelle des sondes (55) de contrôle par courants de Foucault sont déplacées le long des premiers et/ou seconds canaux (7, 15), les premières et deuxièmes plaques (3, 11) étant assemblées les unes sur les autres par soudage par diffusion de manière à ce que les premiers et/ou seconds canaux (7, 15) à partir desquels sont réalisés les contrôles présentent des périmètres continus permettant la circulation des courants de Foucault autour de chacun des premiers et/ou seconds canaux (7, 15) dans lesquels sont déplacés les sondes de contrôle.
2. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers ou seconds canaux (7, 15) d'une même plaque sont séparés les uns des autres par des isthmes (23, 25) soudés par diffusion à une autre plaque (3, 11).
3. 3.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de contrôle est réalisée sans que les premières et deuxièmes plaques (3, 11) soient désassemblées les unes des autres.
4. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur (1) est monté dans un réacteur nucléaire, l'étape de contrôle étant réalisée in situ.
5. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur (1) est monté dans un réacteur nucléaire, l'étape de contrôle étant réalisée sous eau.
6. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les premiers et/ou seconds canaux (7, 15) présentent chacun des première et seconde extrémités opposées l'une à l'autre, l'échangeur (1) présentant un ou plusieurs plans de tête (43, 45) sur lesquels débouchent lesdites premières extrémités (47).
7. 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les premières extrémités (47) sont agencées pour former sur chaque plan de tête (43, 45) plusieurs rangées parallèles les unes aux autres.
8. 8.- Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de contrôle est réalisée à l'aide d'un dispositif de contrôle (49) comportant un châssis (51) monté sur l'échangeur (1), et une pluralité de sondes (55) liées au châssis (51), les sondes (55) réalisant le contrôle simultanée de tous les premiers et/ou seconds canaux (7, 15) dont les premières extrémités (47) sont situées sur une rangée donnée.
9. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les sondes (55) sont liées à un support (53) déplaçable par rapport au châssis (51), le support (53) étant déplacé par rapport au châssis (51) une fois terminé le contrôle de tous les canaux primaires et/ou secondaires (7, 15) dont les premières extrémités (47) sont situées sur une rangée donnée, de manière à placer les sondes (55) en position pour réaliser le contrôle de tous les premiers et/ou seconds canaux (7, 15) dont les premières extrémités (47) sont situées sur une autre rangée donnée.
10. 10.- Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le châssis du dispositif de contrôle (49) est positionné par rapport aux premières extrémités (47) des premiers et/ou seconds canaux (7, 15) à l'aide d'index (61) ménagés sur chaque plan de tête (43, 45).
11. 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que l'échangeur (1) est fixé à l'intérieur d'une cuve (79) de réacteur nucléaire comprenant une virole (83), un couvercle (87), et une bride (89) de fixation du couvercle (87) à la virole (83), l'échangeur (1) étant agencé dans la virole (83) de telle sorte que chaque plan de tête (43, 45) soit tourné vers la bride (89). 30