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(11) | EP 0 631 089 A1 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Appareil pour éliminer les dépôts de boue de la plaque tubulaire d'un generateur de vapeur |
| (57) Une structure de support (12) est adaptée pour être montée au niveau d'un orifice
d'accès d'un générateur de vapeur. Un tube de lance (14) s'étend à partir de la structure
de support dans le générateur. Une bobine (16) fixée à un tuyau d'eau sous pression
élevée est reçue dans le tube de lance (14). Un système de rouleaux entraîneurs (42,
44), monté sur la structure de support (12) est utilisé pour entraîner la bobine (16)
à travers le tube de lance (14). De l'eau sous pression élevée circule par les fentes
percées dans la bobine et hors des trous (30) dans le tube de lance contre les tubes
et la plaque tubulaire. Un moteur (70) à basculement entraîne une rotation ou un mouvement
de bascule en va-et-vient du tube de lance pour créer une action de balayage. Le tube
de lance (14) peut également être ajusté axialement pour assurer que les jets d'eau
sont dirigés vers les passages des tubes. |
[0001] La présente invention se rapporte, de façon générale, à une installation pour nettoyer des générateurs de vapeur et, de façon particulière, à une lance à fluide sous pression élevée pour éliminer les boues de la plaque tubulaire et des tubes reliés à cette plaque, par une ouverture de celle-ci.
[0002] Dans les réacteurs fonctionnant à l'énergie nucléaire, on utilise des générateurs de vapeur, notamment tels que des générateurs de vapeur de recyclage (GVR) pour la formation de vapeur en vue de l'entraînement de turbines. Un premier fluide, chauffé par le coeur du réacteur nucléaire, est conduit à travers une série ou un faisceau de tubes dans le GVR. Un second fluide, généralement de l'eau, amené dans l'espace environnant les tubes, reçoit de la chaleur à partir de ces tubes, pour produire un cycle continu de formation de vapeur. En raison de la température constamment élevée et de l'environnement difficile en fonctionnement, une boue, constituée principalement d'oxyde de fer tel que la magnétite, s'accumule sur la partie extérieure et inférieure des tubes et sur les plaques tubulaires qui supportent le faisceau de ces tubes.
[0003] Du fait que la boue déposée sur le faisceau de tubes et sur les plaques tubulaires réduit l'efficacité du transfert de chaleur et peut provoquer une corrosion, il est souhaitable et même nécessaire que les tubes et les plaques tubulaires soient nettoyés périodiquement pour éliminer cette boue.
[0004] L'élimination des boues à la lance pour des GVR classiques, consiste à utiliser des lances à segments, habituellement vissés ensemble, qui sont déplacées dans et hors du faisceau de tubes par un bras monté à l'extérieur. La mise en oeuvre de ces lances requiert que les sections soient enlevées ou ajoutées lorsque ces lances sont reculées ou avancées.
[0005] L'addition ou l'enlèvement de ces sections exige que l'opération d'élimination des boues soit arrêtée, ce qui nécessite la présence de personnel dans une zone radioactive. En fonction du travail et du nombre de passages requis avec la lance, au moins la moitié du temps nécessaire pour l'opération correspond à l'addition et à l'enlèvement des sections. Ceci entraîne une exposition accrue du personnel aux radiations et une perte de temps de production de vapeur par le réacteur nucléaire.
[0006] Les brevets connus, concernant l'élimination à la lance des boues de la plaque tubulaire et tubes d'un générateur pour réacteur nucléire, sont les suivants.
[0007] Le brevet U.S. N° 4 079 701 décrit un système pour éliminer les boues d'un générateur de vapeur dans lequel des tuyaux collecteurs sont disposés à la verticale de la boue à éliminer et dans lesquels une lance à fluide est déplacée le long d'une ligne entre ces tuyaux collecteurs.
[0008] Le brevet U.S. N° 4 424 769 décrit un appareil pour l'élimination des dépôts de boue sur la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur, dans lequel un système de lance est déplacé dans et à travers le générateur par un mécanisme à moteur. Le nettoyage est effectué en séquences successives, avec des lances différentes qui dirigent le fluide de nettoyage vers la plaque tubulaire dans les différentes zones, de plus en plus éloignées des lances.
[0009] Le brevet U.S. N° 4 515 747 décrit un transporteur à roues, tiré par des câbles le long de la plaque tubulaire, entre le faisceau de tubes et l'enceinte du générateur de vapeur. Une installation de surveillance et une buse de nettoyage de la plaque tubulaire peuvent être fixées au transporteur.
[0010] Le brevet U.S. N° 4 566 406 décrit un générateur de vapeur comportant un collecteur ayant une pluralité de buses de nettoyage des boues venant de la plaque tubulaire. Le collecteur est fixé de façon rigide à la plaque tubulaire et reste en place pendant le fonctionnement normal du générateur.
[0011] Le brevet U.S. N° 4 700 662 décrit une tige de lance à boue pour nettoyer les générateurs de vapeur à passage forcé unique. Un tube courbe d'alimentation en fluide sous pression élevée, comporte une pluralité d'extensions, fixées à une première extrémité et comportant des buses disposées à une seconde extrémité pour diriger le fluide vers la plaque tubulaire lorsque la tige est déplacée à travers le générateur de vapeur.
[0012] Le brevet U.S. N° 4 757 785 décrit un dispositif d'élimination des boues d'un générateur de vapeur, dans lequel un rail est fixé entre l'enceinte extérieure du générateur de vapeur à passage forcé unique et une enveloppe de protection circulaire autour du faisceau des tubes. Un chariot à moteur, roulant sur le rail, dirige le fluide sous pression élevée vers le faisceau de tubes par des fenêtres dans l'enveloppe de protection circulaire.
[0013] La présente invention concerne l'équipement nécessaire pour nettoyer des générateurs de vapeur d'une manière directe et concerne un dispositif pour éliminer les dépôts de boue des tubes et de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur.
[0014] Une structure de support tubulaire présente une bride s'étendant radialement à partir d'une extrémité, pour son montage au niveau d'un orifice d'accès à un générateur de vapeur.
[0015] Un tube, reçu dans la structure de support, s'étend au-delà de la bride dans le générateur de vapeur. Le tube comporte une pluralité de trous espacés selon sa longueur, au-delà de la structure de support.
[0016] Une bobine, étroitement incorporée dans le tube, présente un trou axial fermé à une extrémité, la partie centrale de la bobine étant percée pour y aménager des fentes. Un tuyau d'eau sous pression élevée est fixé à une extrémité de la bobine de façon à être en communication fluide avec le trou axial de celle-ci.
[0017] Un mécanisme à moteur, monté sur la structure de support à l'extrémité opposée de la bride, saisit le tuyau d'eau sous pression pour provoquer un mouvement de ce tuyau et de la bobine à travers le tube. L'eau sous pression circule à travers le tuyau vers la bobine et sort par les fentes percées dans celui-ci. Cette eau sous pression dans le tube sort dans les trous espacés sur sa longueur et enlève la boue sur les tubes et la plaque tubulaire.
[0018] Un second mécanisme à moteur, monté sur la structure de support, peut être utilisé pour produire une rotation en va-et-vient du tube, en vue d'orienter les jets d'eau de façon à ce qu'ils entrent en contact avec une surface plus grande et créent une action de balayage le long de la plaque tubulaire, vers les côtés extérieurs du faisceau de tubes.
[0019] Pour une meilleure compréhension de la nature et des buts de la présente invention, référence est faite à la description qui suit, en relation avec les dessins d'accompagnement dans lesquels des parties semblables comportent les mêmes numéros de référence, et sur lesquels :
- La Figure 1 est une vue latérale en partie éclatée de l'appareil de l'invention.
- La Figure 2 est une vue d'extrémité de l'appareil.
[0020] En se rapportant aux dessins, on observe dans la Figure 1 que l'appareil est désigné de façon globale par le chiffre 10.
[0021] Le dispositif d'élimination des boues 10 est constitué généralement d'une structure de support tubulaire 12, d'un tube de lance 14, d'une bobine 16, d'un tuyau à eau sous pression élevée 18, d'un moyen 20 pour entraîner la bobine 16 et le tuyau 18 se déplaçant axialement dans le tube de lance 14, d'un moyen 21 pour régler axialement la position du tube 14 dans la structure 12, et d'un moyen 22 pour provoquer un mouvement de rotation ou de bascule d'avant en arrière du tube 14 dans cette structure 12.
[0022] Comme représenté sur la Figure 1, la structure de support 12 est allongée et comprend une première et une seconde extrémités 24, 26. La bride 28 s'étend radialement à partir de la première extrémité 24 et est prévue avec des trous 30 la traversant, lesquels sont espacés pour permettre à la structure 12 d'être fixée par des boulons à un orifice d'accès d'un générateur de vapeur, tel qu'une galerie ou un trou de nettoyage. Ceci permet à la partie du tube 14, qui s'étend au-delà de la première extrémité 24, d'être positionnée entre les rangées de tubes, dans le générateur de vapeur.
[0023] Le tube de lance 14 est reçu de façon à être déplacé dans la structure de support 12 pour permettre un ajustement axial de la position de ce tube 14 par rapport à la structure 12 et aux tubes du générateur de vapeur à l'intérieur de celui-ci et pour permettre un mouvement de rotation ou de bascule d'avant en arrière du tube de lance 14 pendant les opérations d'élimination des boues.
[0024] La partie du tube de lance 14 logée à l'intérieur de la structure de support 12, comporte un collier allongé 34, qui lui est fixé et qui coopère avec le moyen de réglage axial 21 et le moyen de rotation 22, pour provoquer le mouvement du tube 14.
[0025] La partie du tube de lance 14 qui s'étend au-delà de la première extrémité 24 de la structure de support 12 est prévue avec une pluralité de trous 32, espacés approximativement de 180° autour de la circonférence du tube 14.
[0026] L'espacement des trous 32 sur la longueur du tube de lance 14 correspond au pas de l'espacement des tubes dans le générateur de vapeur à nettoyer. Une goupille fendue 33 est prévue à travers l'extrémité du tube 14 pour empêcher la bobine 16 de sortir de ce tube.
[0027] La bobine 16 a ses extrémités dimensionnées pour fournir un ajustement à tolérances étroites, à l'intérieur du tube 14, approximativement de 0,075 mm, tout en permettant encore un déplacement à travers elle. La partie centrale de la bobine 16 comporte un diamètre réduit, percé pour réaliser trois fentes 36 espacées de 120°. La bobine 16 comporte un trou axial, fermé au niveau d'une extrémité.
[0028] L'extrémité ouverte 38 est adaptée pour recevoir un raccord 40 sur un tuyau à eau sous pression élevée 18.
[0029] Ceci place le trou axial et les trous 36 dans le cylindre 16 en communication fluide avec le tuyau à eau sous pression élevée 18.
[0030] Le tuyau 18 est un quelconque tuyau à eau sous pression élevée, capable de délivrer du liquide sous pression au cylindre 16 et est raccordé à une extrémité à une source de liquide (non représentée).
[0031] Un moyen 20, destiné à provoquer un mouvement axial de la bobine 16 et du tuyau 18 dans le tube de lance 14, est généralement constitué d'un système de rouleaux entraîneurs commandé par moteur à double engrenage 42, 44. Comme mieux vu en Figure 2, les systèmes 42, 44 sont formés chacun d'un châssis 46, d'un moteur d'entraînement 48, d'un rouleau entraîneur 50, d'un codeur de position 52, d'une courroie d'entraînement du rouleau 54, et d'une courroie de commande du codeur de position 56.
[0032] Les systèmes 42, 44 sont placés à distance de 180° autour de la structure de support 12, de sorte que les rouleaux entraîneurs se trouvent dans des positions opposées.
[0033] Les deux systèmes de rouleaux entraîneurs 42, 44 sont montés de façon articulée sur la structure de support 12, comme indiqué en 58. Ceci permet aux ensembles de rouleaux 42, 44 de pivoter à l'écart de la structure de support 12 pour permettre l'insertion ou le retrait de la bobine 16 et du tuyau 18.
[0034] Un dispositif de blocage 60 est utilisé pour maintenir le premier système de rouleau entraîneur 42 dans sa position de fonctionnement, adjacente au second système 44, afin de fournir une pression des rouleaux 50 sur le tuyau 18, pendant les opérations de nettoyage. N'importe quel moyen de blocage adéquat peut être utilisé pour assurer que la pression correcte est maintenue sur le tuyau 18.
[0035] Un moyen 21 pour régler axialement la position du tube de lance 14 est prévu, sous la forme d'un moteur d'entraînement en ligne 62, d'un pignon d'engrenage 64, et d'une bague de réglage 66. La rotation du pignon 64 provoque une rotation correspondante de la bague de réglage 66. Cette bague de réglage 66 coopère par filetage avec une surface filetée 68 d'un collier allongé 34. La rotation de la bague de réglage 66 entraîne ainsi un mouvement axial du collier et du tube de lance 14.
[0036] Un moyen 22, pour provoquer un mouvement de rotation ou de bascule en va-et-vient du tube de lance 14, est constitué d'un moteur à bascule 70, d'un pignon d'engrenage 72, d'un secteur denté 74 et d'un codeur de position 76, selon le basculement créé.
[0037] Le moteur à bascule 70 est monté sur la structure de support 12 et entraîne le pignon d'engrenage 72, qui engage et commande le secteur denté 74. Ce secteur denté 74 a sa base fixée au collier 34 pour entraîner un mouvement correspondant du tube de lance 14.
[0038] Le codeur de position de basculement 76 est monté sur la structure de support 12 et est entraîné par le pignon d'engrenage 72, pour indiquer la position radiale relative des trous 32 dans le tube de lance 14.
[0039] En fonctionnement, le tube de lance 14 est formé d'une ou de plusieurs sections vissées ensemble pour réaliser un tube qui dépasse, soit le rayon, soit le diamètre total du générateur de vapeur. Le tube de lance 14 est inséré dans le trou d'accès et la structure de support 12 est fixée, par boulons, au générateur de vapeur. Les systèmes à rouleaux entraîneurs 42, 44 sont séparés et la bobine 16 est insérée dans le tube de lance 14.
[0040] Le tuyau 18 est utilisé pour pousser à la main la bobine 16, approximativement vers le premier ensemble de trous 32 dans le tube 14.
[0042] Un écoulement d'eau sous pression élevée dans le tuyau 18 est alors amorcé et le moyen de réglage axial 21 est utilisé pour déplacer le tube de lance 14 de façon que les trous 32 soient en ligne avec les passages entre les tubes dans le générateur de vapeur.
[0043] Le codeur de position du culbuteur 76 est utilisé pour vérifier l'action de bascule correcte. La bobine 16 est commandée à l'extrémité du tube de lance 14 par les systèmes à rouleaux entraîneurs 42, 44, la fonction des codeurs de position 52 est vérifiée, et le compteur est mis à zéro.
[0044] L'élimination à la lance peut maintenant commencer sans qu'il soit besoin que le personnel ne revienne au générateur de vapeur tous les six passages de la bobine 16 de haut en bas du tube de lance 14. L'action de bascule balaie le point d'impact de l'eau le long de la plaque tubulaire dans l'espace annulaire et vers les sections au niveau du bord extérieur du faisceau.
[0045] A la fin de chaque passage, la bobine 16 est alignée avec les trous de lavage de l'espace annulaire 78 dans le tube de lance 14. Ceci déverse le flux d'eau tout entier dans les deux directions pour fournir un écoulement direct pour nettoyer l'espace annulaire.
[0046] Parce que de nombreux modes de réalisation divers et variés peuvent être réalisés dans le domaine de l'invention envisagée et parce que de nombreuses modifications peuvent être faites dans le mode de réalisation illustré, on doit comprendre que les détails de la description doivent être interprétés commme seulement illustratifs et non dans un sens limitatif.
1 - Dispositif pour éliminer les dépôts de boue des tubes et de la plaque tubulaire d'un
générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte :
a. une structure de support tubulaire (12) ayant une première et une seconde extrémités (24, 26) comportant une bride (28) s'étendant radialement à partir de sa première extrémité ;
b. un tube de lance (14) reçu de façon à être déplacé dans ladite structure de support et s'étendant au-delà de la première extrémité de celle-ci, ledit tube ayant une pluralité de trous (30) espacés le long dudit tube, qui s'étend au-delà de ladite structure de support ;
c. une bobine (16) reçue étroitement dans ledit tube (14) en vue d'un mouvement axial dans celui-ci, ladit bobine ayant un trou axial fermé à une extrémité, la partie centrale de ladite bobine étant percée ;
d. un tuyau d'eau sous pression élevée (18) fixé à une extrémité de ladite bobine de façon à être en communication de fluide avec le trou de celle-ci, ledit tuyau s'étendant à travers la second extrémité de la structure de support ; et
e. un moyen (20) fixé à ladite structure de support pour entraîner le mouvement axial de ladit bobine et dudit tuyau dans ledit tube de lance.
2 - Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen (20), pour entraîner
un mouvement axial de ladite bobine et dudit tuyau comprend un système de rouleaux
entraîneurs (42, 44) monté sur ladite structure de support (12).
3 - Dispositif selon la revendication 1, comprenant de plus un moyen (22) pour provoquer
un mouvement de rotation en va-et-vient dudit tube de lance (14) à l'intérieur de
ladite structure de support (12).
4 - Dispositif selon la revendication 1, comprenant de plus un moyen (21) pour régler
axialement la position dudit tube de lance (14) dans ladite structure de support (12).
5 - Dispositif pour éliminer des dépôts de boues des tubes et de la plaque tubulaire
d'un générateur de vapeur, caractérisé en ce qu'il comporte :
a. une structure de support tubulaire (12) comprenant une première et une seconde extrémités (24, 26) ayant une bride (28) s'étendant radialement à partir de sa première extrémité ;
b. un tube de lance (14) reçu de façon à être déplacé dans ladite structure de support et s'étendant au-delà de la première extrémité de celle-ci, ledit tube ayant une pluralité de trous (30) espacés le long dudit tube, qui s'étend au-delà de ladite structure de support ;
c. une bobine (16) étroitement reçue dans ledit tube (14) en vue d'un mouvement axial dans celui-ci, ladite bobine comportant un trou axial fermé à une extrémité, la partie centrale de ladite bobine étant percée ;
d. un tuyau d'eau sous pression élevée (18) fixé à une extrémité de ladite bobine de façon à être en communication fluide avec le trou de celle-ci, ledit tuyau s'étendant à travers la seconde extrémité de la structure de support ;
e. un moyen (20) fixé à ladite structure de support pour entraîner un mouvement axiale de ladite bobine et dudit tuyau dans ledit tube de lance (14) comprenant un système de rouleaux entraîneurs (42, 44), monté sur ladite structure de support (12) ; et
f. un moyen (22) pour provoquer un mouvement de rotation en va-et-vient dudit tube de lance à l'intérieur de ladit structure de support.
6 - Dispositif selon la revendication 5, comprenant, de plus, un moyen (21) pour régler
axialement la position dudit tube de lance (14) dans ladite structure de support (12).
7 - Dispositif selon la revendication 5, comprenant de plus un moyen (52) pour déterminer
la position axiale de ladite bobine dans ledit tube de lance.