Générateur de vapeur muni d'un dispositif de purge dynamique

Description

[0001] La présente invention est relative à un générateur de vapeur plus particulièrement destiné à être utilisé dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée et muni d'un dispositif de purge dynamique facilitant l'évacuation de l'eau séparée de la vapeur dans le sécheur du générateur.

[0002] La figure 1 représente un générateur de vapeur du type utilisé actuellement dans les réacteurs à eau pressurisée. Le générateur, portant la référence générale 1, est constitué par une enceinte étanche cylindrique 2 entourant un ensemble de tubes en U référencés 4 dans lesquels circule le liquide primaire. Les tubes 4 sont fixés par leur partie inférieure à une plaque à tubes 6 et communiquent d'une part avec une chambre d'admission 8 par laquelle arrive le fluide primaire chaud et une chambre d'évacuation 10 permettant au liquide primaire refroidi de retourner dans le réacteur. Une enveloppe cylindrique 12 entoure l'ensemble des tubes 4 et délimite avec la paroi interne de l'enceinte 2 un passage annulaire 14 pour la circulation du liquide secondaire. Celui-ci arrive dans le générateur par une canalisation 16 puis descend dans le passage annulaire 14 jusqu'à la plaque à tubes 6, pénètre à travers un passage ménagé entre la plaque 6 et le bord inférieur de l'enveloppe 12, et remonte le long des tubes 4 où il se vaporise au contact du fluide primaire chaud. L'enveloppe cylindrique 12 comporte à sa partie supérieure un couvercle 18 dans lequel sont ménagés plusieurs passages tels que 20, chacun étant muni d'un dispositif de séparation par centrifugation de l'eau entraînée avec la vapeur. Celle-ci, au sortir du dispositif 22 contient encore une certaine quantité d'eau qu'il faut éliminer avant que la vapeur n'arrive sur la turbine de l'alternateur. Pour cela, la partie supérieure du générateur est munie d'une structure de séchage telle que 24 et comportant généralement des passages munis de chicanes sur lesquelles les gouttes d'eau se déposent et retombent dans le générateur à travers des conduits de décharge tels que 26. Le générateur représenté sur la figure 1 comporte deux structures de séchage superposées 24 et 25 communiquant avec la partie basse du générateur par des conduits de décharge 26 et 27 respectivement. On peut encore prévoir un collecteur central 28 dont l'action complète celle des conduits de décharge 26 et 27. On voit encore sur la figure 1 que la surface libre du liquide secondaire à l'extérieur de l'enveloppe 12 atteint le niveau du dispositif de centrifugation 22 et que les extrémités libres des conduits 26 et 27 et du collecteur 28 se trouvent en dessous de cette surface. Etant donné que les structures de séchage 24 et 25 provoquent une perte de charge dans le. circuit de la vapeur, il s'établit dans les conduits d'évacuation une hauteur d'eau dite « hauteur de garde telle que la différence de niveau entre la surface libre du liquide dans les conduits d'évacuation et à l'intérieur de l'enceinte 2 corresponde approximativement à la perte de charge à travers les structures 24 et 25. D'autre part, pour un bon fonctionnement du système, il est indispensable que le niveau d'eau de la partie inférieure des structures de séchage 24 et 25. La nécessité de maintenir une hauteur de garde minimale dans les conduits d'évacuation entraîne donc un encombrement important en hauteur des générateurs de vapeur.

[0003] La présente invention a justement pour objet un générateur de vapeur dans lequel cet inconvénient est éliminé grâce à un dispositif qui rend inutile le maintien d'une hauteur de garde dans les tuyaux d'évacuation.

[0004] Selon la principale caractéristique du générateur de vapeur objet de l'invention, celui-ci, du type comportant à l'intérieur d'une enceinte étanche d'axe vertical une pluralité de tubes en U dans lesquels circule un liquide primaire et sur la paroi externe desquels s'écoule un liquide secondaire, une enveloppe cylindrique entourant lesdits tubes et délimitant avec la paroi interne de ladite enceinte un passage annulaire en communication à sa partie inférieure avec l'espace interne de ladite enveloppe, celle-ci étant obturée à sa partie supérieure par un couvercle lui-même surmonté d'au moins un dispositif de séparation de la vapeur par centrifugation, un ensemble de séchage de la vapeur à la partie supérieure de ladite enceinte, cet ensemble comportant au moins une structure de séchage de la vapeur entourant l'axe de ladite enceinte, chaque structure de séchage communiquant à sa partie inférieure avec au moins un conduit de décharge pour l'évacuation de l'eau séparée de la vapeur, se caractérise en ce que chaque conduit de décharge est en communication avec un dispositif de purge dynamique capable de créer une dépression afin d'aspirer l'eau recueillie dans ladite structure de séchage.

[0005] Selon une autre caractéristique du générateur de vapeur selon l'invention, le dispositif capable de créer une dépression comporte une conduite dont une extrémité est branchée sur le circuit d'alimentation en liquide secondaire et dont l'autre extrémité, ayant la forme d'un injecteur semblable à celui d'une trompe à eau, est située à l'intérieur d'un conduit servant à l'évacuation de l'eau recueillie dans la structure de décharge.

[0006] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, chaque conduit de décharge débouche dans un conduit annulaire communiquant avec au moins un conduit d'évacuation lui-même muni d'un dispositif de purge dynamique capable de créer une dépression.

[0007] L'invention apparaîtra mieux à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple purement illustratif et nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels ;

La figure 1, déjà décrite, est une vue schématique en coupe verticale d'un générateur de vapeur conforme à l'art antérieur, et

la figure 2 est une vue agrandie, en coupe verticale, de la partie supérieure d'un générateur de vapeur selon l'invention comportant un dispositif de purge dynamique.

[0008] La figure 2 représente la partie supérieure d'un générateur de vapeur semblable à celui de la figure 1 où l'on reconnaît l'arrivée d'eau secondaire16 et l'enveloppe cylindrique 12 fermée à sa partie supérieure par un couvercle 18. Sur ce dernier sont disposés plusieurs passages cylindriques tels que 20 munis d'un dispositif 22 servant à séparer par centrifugation l'eau entrai- née par la vapeur. L'eau est évacuée à travers un passage ménagé entre le cylindre 20 et un manchon 23 entourant celui-ci tandis que la vapeur, qui contient encore quelques gouttelettes d'eau, pénètre dans la partie supérieure de l'enceinte et passe à travers des structures de séchage. Dans l'exemple représenté ici, il y a deux structures de séchage superposées 24 et 25 ayant une forme de révolution autour de l'axe de l'enceinte 2. Les structures 24 et 25 comportent une pluralité de passages verticaux munis de nombreuses chicanes sur lesquelles se déposent les gouttelettes d'eau entraînées par la vapeur. Cette dernière est ensuite évacuée par un orifice 30 ménagé à la partie supérieure du générateur tandis que les gouttelettes d'eau retombent à la partie inférieure des sécheurs 24 et 25 et passent dans les conduits de décharge 26 et 27. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les conduits de décharge tels que 26 et 27 débouchent tous dans une conduite annulaire 32 entourant l'axe de l'enceinte. Sous la conduite annulaire 32, et en communication avec celle-ci, se trouve un conduit d'évacuation 34 lequel est muni d'un dispositif 36 capable de créer une dépression à l'intérieur du conduit 34 et donc des autres conduits 26, 27 et 32. Dans l'exemple représenté ici, le dispositif 36 comporte tout d'abord une conduite 38 reliée au circuit d'alimentation en eau secondaire et débouchant à l'intérieur de la conduite 34 par un injecteur ou buse 39 semblable à celui d'une trompe à eau. A cet endroit, la partie de la conduite 34 entourant l'injecteur 39 présente une forme convergente, de sorte que l'eau injectée par la buse 39 crée une dépression et aspire les gouttelettes d'eau contenues aussi bien dans la conduite 34 que dans la conduite annulaire 32 ou les conduits de décharge 26 et 27. Ainsi, du fait de l'aspiration dans les conduits d'évacuation, il n'est plus nécessaire de maintenir une hauteur de garde dans ceux-ci et l'on peut diminuer la hauteur totale du générateur.

[0009] On voit donc que le dispositif selon l'invention présente de nombreux avantages dont le principal est de pouvoir réduire la hauteur du générateur par suppression de la hauteur de garde à maintenir dans ia tuyauterie d'évacuation. La diminution possible de la hauteur totale peut être de l'ordre du mètre, ce qui entraîne une appréciable économie de matériaux et donc un abaissement du coût de l'installation. D'autre part, le fait d'avoir une aspiration permanente assure une évacuation plus rapide et plus efficace des gouttelettes d'eau séparées de la vapeur dans les sécheurs 24 et 25.

[0010] Il est bien entendu qu'on peut envisager d'installer plusieurs conduits de décharge tels que 26 munis chacun d'un dispositif de purge ou bien, comme dans l'exemple représenté ici, de relier plusieurs conduits de décharge à un seul dispositif de purge.

Revendications

1. Générateur de vapeur du type comportant à l'intérieur d'une enceinte étanche (2) d'axe vertical une pluralité de tubes en U (4) dans lesquels circule un liquide primaire et sur la paroi externe desquels s'écoule un liquide secondaire, une enveloppe cylindrique (12) entourant lesdits tubes (4) et délimitant avec la paroi interne de ladite enceinte (2) un passage annulaire (14) en communication à sa partie inférieure avec l'espace interne de ladite enveloppe (12), celle-ci étant obturée à sa partie supérieure par un couvercle (18) lui-même surmonté par au moins un dispositif (22) de séparation de la vapeur par centrifugation, au moins un ensemble de séchage de la vapeur à la partie supérieure de ladite enceinte (2), cet ensemble comportant au moins une structure de séchage de la vapeur (24) entourant l'axe de ladite enceinte, chaque structure de séchage (24) communiquant à sa partie inférieure avec au moins un conduit de décharge (26) pour l'évacuation de l'eau séparée de la vapeur, caractérisée en ce que chaque conduit de décharge (26) est en communication avec un dispositif de purge dynamique (36) capable de créer une dépression afin d'aspirer l'eau recueillie dans ladite structure de séchage (24).

2. Générateur de vapeur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de purge dynamique (36) capable de créer une dépression comprend une conduite (38) dont une extrémité est branchée sur le circuit d'alimentation en liquide secondaire et dont l'autre extrémité, ayant la forme d'un injecteur (39) semblable à celui d'une trompe d'eau, est situé à l'intérieur d'un conduit (34) servant à évacuer l'eau recueillie dans la structure de séchage (24).

3. Générateur de vapeur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque conduit de décharge (26, 27) débouche dans un collecteur annulaire (32) communiquant avec au moins un conduit d'évacuation (34) muni d'un dispositif de purge dynamique (36) capable de créer une dépression.

Claims

1. Steam generator of the type comprising, in the interior of a fluid-tight enclosure (2) having a vertical axis, a plurality of U-tubes (4) within which circulates a primary liquid and over whose external surface flows a secondary liquid, a cylindrical envelope (12) surrounding said tubes (4) and delimiting, with the internal surface of said enclosure (2), an annular passage (14) whose lower part communicates with the interior of said envelope (12), the upper part of said envelope being covered by a lid (18) which is itself surmounted by at least one centrifugal steam-separation means (22), and at least one steam-drying assembly in the upper part of said enclosure (2), said assembly comprising at least one steam-drying structure (24) around the axis of said enclosure, the bottom of each drying structure (24) communicating with at least one discharge conduit (26) for removing water separated from steam, characterized in that each discharge conduit (26) is in communication with a dynamic purge means (36) adapted to provide a pressure drop, whereby to suck out water collected in said drying structure (24).

2. Steam generator according to Claim 1, characterized in that the dynamic purge means (36) adapted to provide a pressure drop comprise a conduit (38) one end of which branches off the secondary liquid feed circuit, and the other end of which, in the form of an injector (39) like that of a water-aspirator, is located within a conduit (34) for evacuating water collected in the drying structure (24).

3. Steam generator according to either of Claims 1 or 2, characterized in that each discharge conduit (26, 27) opens into an annular collector (32) communicating with at least one evacuation conduit (34) having a dynamic purge means (36) adapted to provide a pressure drop.

Ansprüche

1. Dampferzeuger von der Art, welcher im Inneren eines dichten Behälters (2) mit vertikaler Achse eine Vielzahl von U-förmigen Rohren (4), in denen eine erste Flüssigkeit fließt und über deren Außenwandung eine zweite Flüssigkeit strömt, und einen zylinderförmigen Mantel (12) aufweist, der die Rohre (4) umgibt und mit der Innenwandung des Behälters (2) einen ringförmigen Durchlaß (14) begrenzt, der mit seinem unteren Teil mit dem Innenraum des Mantels (12) in Verbindung steht, welcher an seinem oberen Abschnitt mit einem Deckel (18) verschlossen ist, der von wenigstens einer Vorrichtung (22) zum Trennen des Dampfes durch Zentrifugieren überhöht ist, sowie mit am oberen Teil des Mantels (2) wenigstens einem Trockneraufbau für den Dampf, der wenigstens eine Trocknerkonstruktion für den Dampf (24) umfaßt, die die Achse des Mantels umgibt, wobei jede Trocknerkonstruktion (24) an ihrem unteren Abschnitt mit wenigstens einer Abführleitung (26) zum Abführen des von dem Dampf getrennten Wassers in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abführleitung (26) mit einem dynamischem Dampfwasserableiter (36) in Verbindung steht, der einen Unterdruck erzeugen kann, um das in der Trocknerkonstruktion (24) gesammelte Wasser anzusaugen.

2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische Dampfwasserableiter (26), der einen Unterdruck erzeugen kann, eine Leitung (38) aufweist, deren eines Ende and die Versorgungsleitung für die zweite Flüssigkeit angeschlossen ist und deren anderes Ende, welches die Form eines Injektors (39) ähnlich demjenigen einer Wasserstrahlpumpe aufweist, im Inneren einer Leitung (34) angeordnet ist, die dazu dient, das in der Trocknerkonstruktion (24) gesammelte Wasser abzuführen.

3. Dampferzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abführleitung (26, 27) in einen ringförmigen Sammler (32) mündet, der mit wenigstens einer Austragsleitung (34) verbunden ist, die mit einem dynamischen Dampfwasserableiter (36) versehen ist, der einen Unterdruck erzeugen kann.

Dessins