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EP2946387A1 - Dispositif de chauffage d'un pressuriseur - Google Patents

Dispositif de chauffage d'un pressuriseur

Info

Publication number
EP2946387A1
EP2946387A1 EP14700496.4A EP14700496A EP2946387A1 EP 2946387 A1 EP2946387 A1 EP 2946387A1 EP 14700496 A EP14700496 A EP 14700496A EP 2946387 A1 EP2946387 A1 EP 2946387A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressurizer
heating
wall
induction
enclosure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14700496.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Pierre Roux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Societe Technique pour lEnergie Atomique Technicatome SA
Original Assignee
Societe Technique pour lEnergie Atomique Technicatome SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Societe Technique pour lEnergie Atomique Technicatome SA filed Critical Societe Technique pour lEnergie Atomique Technicatome SA
Publication of EP2946387A1 publication Critical patent/EP2946387A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C1/00—Reactor types
    • G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
    • G21C1/06—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated
    • G21C1/08—Heterogeneous reactors, i.e. in which fuel and moderator are separated moderator being highly pressurised, e.g. boiling water reactor, integral super-heat reactor, pressurised water reactor
    • G21C1/09—Pressure regulating arrangements, i.e. pressurisers
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21D—NUCLEAR POWER PLANT
    • G21D3/00—Control of nuclear power plant
    • G21D3/08—Regulation of any parameters in the plant
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/10—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications
    • H05B6/105—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor
    • H05B6/108—Induction heating apparatus, other than furnaces, for specific applications using a susceptor for heating a fluid
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02—Induction heating
    • H05B6/36—Coil arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to a heating device of a pressurizer of a pressurized water nuclear power plant and also to a pressurizer of a pressurized water nuclear power plant comprising such a device.
  • Nuclear pressurized water reactors comprise a primary circuit in which the cooling water, called primary water, the reactor is maintained at a high pressure, of the order of 155 bar, by means of a pressurizer.
  • the pressurizer maintains the pressure in the primary circuit between certain limits, either by sprinkling when the pressure tends to exceed the upper limit allowed, or by electric heating of the primary water when the pressure tends to go down. below the lower value allowed.
  • the pressurizer is formed by an enclosure having a lower portion partially filled with primary water and an upper part filled with water vapor, at a pressure substantially equal to the pressure of the circulating water in the primary circuit.
  • the primary water contained in the pressurizer is generally heated by electrical resistances called heating rods passing through the chamber of the pressurizer so as to be in contact with the primary water contained in the pressurizer and powered by a power supply means positioned outside the pressurizer.
  • a heating means poses reliability problems because of the corrosion of the portion of the heating rods immersed permanently in the primary water, implementation due to the realization in the enclosure of the pressurizer holes allowing the passage of the heating rods, maintenance because of the sealing problems caused by the holes for the passage of the heating rods and the difficulty of changing a heating rod in case of failure of the latter.
  • JP2004-170312 describes various heating devices using the principle of induction for heating the primary water of the pressurizer, such as a coil positioned around the pressurizer heating the pressurizer chamber, a heating device by welded induction under the pressurizer or induction heaters passing through the pressurizer enclosure.
  • these heating means do not allow easy maintenance in case of failure. Indeed, none of these heating means is easily dismountable, which further complicates maintenance operations and increases the downtime of the pressurizers, so the installation.
  • induction heaters passing through the pressurizer enclosure as described in JP2004-170312, may have sealing problems.
  • the invention aims to remedy all or part of the disadvantages of the state of the art identified above, and in particular to provide a heater of a pressurizer of a nuclear power plant water reliably pressurized and facilitates on-site maintenance operations.
  • one aspect of the invention relates to an induction heating device for pressurizer of a pressurized water nuclear reactor having an enclosure with an inner wall made of a magnetic material, the device comprising minus one heating module presenting: a winding support;
  • said device being characterized in that it comprises a module support cooperating with fixing means for removably attaching said heating module to said module support, said module support being adapted to position said heating module to the outside of the inner wall of the enclosure of said pressurizer in a position for heating said inner wall of the magnetic induction pressurizer when said winding of said heating module is traversed by an electric current.
  • the induction heating module is easily accessible by an operator during a maintenance operation because of its positioning outside the pressurizer.
  • the use of a specific module support and removable fastening means make it possible to perform assembly / disassembly of the heating module simply and quickly, without damaging the heating module or the module support.
  • the fixing means for making a removable connection between the module support and the heating module are for example screwing means. It is understood that the realization of a connection by means of a weld is not a removable connection and does not allow to fix removably the heating module.
  • the support of the heating module is fixed permanently (ie non-removable) on the outer wall of the pressurizer chamber, and the heating module is removably (ie removably) fixed on the module support and near the outer wall of the enclosure.
  • the heating module can be easily disassembled for maintenance and moved as needed.
  • the device according to the invention therefore provides a reliable heating for heating the water contained in the pressurizer by heating the inner wall made of a magnetic material, steel type, magnetic induction and thermal transfer of the wall to the primary water contained in the pressurizer enclosure.
  • the heating of the water contained in the pressurizer can be achieved by a plurality of heating module, all positioned near the chamber of the pressurizer.
  • the number of heating modules to be arranged on the wall of the pressurizer and their distribution depend on several parameters, among which the dimensions of the pressurizer, the reaction time at the start of the requested heating, the desired accuracy, etc.
  • the device according to the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or according to the technically possible combinations: the device comprises at least one conductive fin adapted to be integral with said conductive inner wall, said fin being heated by thermal conduction with the wall of the pressurizer and / or by magnetic induction under the action of the magnetic field generated by the winding; the device comprises an alternating current generator connected to said winding and a control-command means of said current generator;
  • the module support is formed by an annular strapping having at least one fixing plate for securing the winding support via said fixing means removably fixing said heating module, said annular strapping having a diameter adapted to be positioned around it the enclosure of said pressurizer; said module support is able to be secured to the outer wall of the pressurizer enclosure;
  • said module support is adapted to be removably mounted on the outer wall of the pressurizer chamber; the device comprises a plurality of heating modules distributed over an area to be heated.
  • the invention also relates to a pressurizer of a pressurized water nuclear reactor characterized in that it comprises: an enclosure having an inner wall made of a magnetic material; an induction heating device according to the invention, positioned around said pressurizer, said heating device heating said inner wall by magnetic induction.
  • the pressurizer according to the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or according to the technically possible combinations:
  • the enclosure has an outer wall having a heat insulating coating neutral magnetic induction; the presence of a heat-insulating coating improves the efficiency of the heating of the water contained in the pressurizer by the heating device;
  • said heater is positioned at the side portion of said enclosure; fixing the heating module at the side wall of the pressurizer allows to have a larger heating surface and allows easier access for maintenance unlike positioning under the pressurizer.
  • Figure 1A a front sectional view and Figure 1B a sectional view from above of a pressurizer and an induction heater according to a first embodiment of the invention
  • Figure 2A a sectional view from above and Figure 2B, a side view of a pressurizer and an induction heater according to a second embodiment of the invention
  • Figures 1A and 1B schematically illustrate a first embodiment of an induction heating device according to the invention positioned on a pressurizer 2 of a nuclear power plant with pressurized water.
  • Figure 1A illustrates more precisely a sectional view along a longitudinal plane of the pressurizer and
  • Figure 1 B illustrates a sectional view along a transverse plane of the pressurizer.
  • the pressurizer is formed by an enclosure 2 containing in its lower part of the primary water 22 of the primary circuit of the plant.
  • the enclosure 21 is formed by: an inner wall 21 1 of magnetic material, such as for example steel, which is directly in contact with the primary water 22; an insulating outer wall 212.
  • the heating device 1 comprises, by way of illustration, twelve heating modules 1 1 positioned at the side of the enclosure 21, six modules being represented in FIG. 1A and four being represented in FIG. 1B.
  • Each heating module 1 1 comprises a winding support 1 1 1 around which a winding 1 12 of electrically conductive wire is wound.
  • the winding 1 12, of each heating module 1 1 is connected to an alternating current generator (not shown).
  • the winding 1 12 When the winding 1 12 is traversed by an electric current generated by said current generator, the winding 1 12 generates a variable magnetic field, illustrated by the lines of fields referenced 1 13, which generates currents induced in the electrically inner wall.
  • the current induced in the inner wall 21 1 of the pressurizer causes a heating of the wall by effect joule, and therefore the primary water 22 contained in the pressurizer 2 by thermal transfer.
  • the device also comprises a control means of the AC generator which controls the heating by induction of the water contained in the pressurizer and can be connected to pressure sensors arranged in the primary circuit of the central unit which is connected in operation the pressurizer, for example.
  • the device 1 also comprises conductive fins 1 14, visible on the section plane of Figure 1 B, fixed on the inner face of the inner wall 21 1 of the pressurizer 2, which under the effect of the thermal conduction and the induced current heat up and ensure homogenization of the water temperature 22 of the pressurizer 2.
  • a conductive fin also called thermal exchange fin, optimizes the transfer of thermal energy to the water of the pressurizer and improves the efficiency of the device by homogenizing the heating of the primary water 22 contained in the pressurizer 2.
  • One or more fins 144 may be disposed on the inner face of the inner wall 21 1 of the pressurizer so as to homogenize the heat exchange inside the pressurizer 2.
  • the heating modules 1 1 are removably attached (ie removable), via removable fastening means, on a module support (not visible in Figure 1 A) which is integral with the chamber 21 of the pressurizer 2.
  • the removable fastening means are for example screwing means that allow to perform assembly / disassembly operations quickly and easily without damaging the assembled parts. Such a device thus makes it possible to ensure quick and easy assembly / disassembly of the heating modules 1 1 in place.
  • the outer heat-insulating wall 212 and in particular its structure, is made of neutral materials vis-à-vis the magnetic induction (for example aluminum for the structure).
  • the heating device is disposed outside the heat-insulating wall 212 of the enclosure 21.
  • the induction heating device can also be arranged in the structure of the outer heat-insulating wall, which is then formed by plates associated with each heating module to facilitate assembly / disassembly operations.
  • Figures 2A and 2B illustrate an embodiment of a module support of the induction heating device according to the invention.
  • Figure 2A further illustrates a sectional view along a transverse plane of the pressurizer and
  • Figure 2B illustrates a side view of the pressurizer.
  • the support 31 of the heating modules 1 1 is formed by an annular ring 31 1 having at its periphery at least one fixing plate 312 (visible in Figure 2B) forming a plane support to enable the detachable attachment of a heating module 1 1.
  • the annular ring 31 1 has a diameter greater than the diameter of the enclosure 21 so as to be able to position the heating modules between the annular ring 31 1 and the enclosure 21.
  • the annular ring 31 1 is permanently secured to the chamber 21 of the pressurizer 2 via fastening means 313 having thermal insulation properties, so as to avoid heat exchange between the chamber 21 of the pressurizer 2 and the strapping Annular 31 1.
  • the heating module 11 is mounted on the fixing plate 312 by removable fixing means, such as screws.
  • the induction heating device comprises example at the same height four heating modules 1 1 distributed at the circumference of the chamber 21 of the pressurizer 2.
  • the annular ring 31 1 integral with the enclosure 21 allows to position the heating modules near the enclosure 21 .
  • the multiplication of the annular rings around the chamber 21 of the pressurizer 2, at different heights of the pressurizer 2, makes it possible to multiply the number of heating modules 11 that can be arranged along the wall of the pressurizer and to be able to modulate the number of heating module, according to the needs of the operators.
  • the heating device can be easily automated. Indeed, the AC generator can be connected to a control-command means in order to manage the operating pressure of the primary circuit of the plant, as is currently the control device of the heating rods.
  • the module supports can also be removably mounted on the pressurizer chamber.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage par induction (1) pour pressuriseur (2) d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée présentant une enceinte (21) avec une paroi intérieure en matériau magnétique (211), le dispositif comportant au moins un module de chauffage (11) présentant : un support (111) d'enroulement; un enroulement (112) de fil conducteur enroulé autour dudit support (111), ledit enroulement (112) générant un champ magnétique lorsqu'il est traversé par un courant électrique alternatif; ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un support de module (31) coopérant avec des moyens de fixation pour fixer de manière amovible ledit module de chauffage (11) sur ledit support de module (31), ledit support de module (31) étant adapté pour positionner ledit module de chauffage à l'extérieur de la paroi intérieure (211) de l'enceinte (21) dudit pressuriseur (2) dans une position permettant de chauffer ladite paroi intérieure (211) du pressuriseur (2) par induction magnétique lorsque ledit enroulement (112) dudit module de chauffage (11) est traversé par un courant électrique.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE D'UN PRESSURISEUR DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
[0001] L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage d'un pressuriseur de centrale nucléaire à eau pressurisée et également à un pressuriseur de centrale nucléaire à eau pressurisée comportant un tel dispositif.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002 ] Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent un circuit primaire dans lequel l'eau de refroidissement, appelée eau primaire, du réacteur est maintenue à une forte pression, de l'ordre de 155 bars, au moyen d'un pressuriseur.
[0003] Le pressuriseur permet de maintenir la pression dans le circuit primaire entre certaines limites déterminées, soit par aspersion lorsque la pression à tendance à dépasser la limite supérieure admise, soit par chauffage électrique de l'eau primaire lorsque la pression a tendance à descendre en dessous de la valeur inférieure admise.
[0004] Le pressuriseur est formé par une enceinte présentant une partie inférieure partiellement remplie d'eau primaire et une partie supérieure remplie de vapeur d'eau, à une pression sensiblement égale à la pression de l'eau en circulation dans le circuit primaire.
[0005] Afin d'augmenter la pression de fonctionnement du circuit primaire de la centrale, il est connu de chauffer l'eau primaire contenue dans la partie inférieure du pressuriseur de façon à l'amener à sa température d'ébullition. L'évaporation d'une partie de l'eau primaire permet d'augmenter la pression dans la partie supérieure, la vapeur d'eau présente dans la partie supérieure du pressuriseur étant en équilibre hydrostatique avec l'eau circulant dans le circuit primaire. L'augmentation de la pression dans la partie supérieure du pressuriseur entraine une augmentation de la pression de fonctionnement du circuit primaire.
[0006] L'eau primaire contenue dans le pressuriseur est généralement chauffée par des résistances électriques appelées cannes chauffantes traversant l'enceinte du pressuriseur de façon à être en contact avec l'eau primaire contenue dans le pressuriseur et alimentées par un moyen d'alimentation électrique positionné à l'extérieur du pressuriseur. Un tel moyen de chauffage pose des problèmes de fiabilité du fait de la corrosion de la partie des cannes chauffantes immergée de façon permanente dans l'eau primaire, de mise en œuvre du fait de la réalisation dans l'enceinte du pressuriseur de trous permettant le passage des cannes chauffantes, de maintenance du fait des problèmes d'étanchéité causés par les trous pour le passage des cannes chauffantes et de la difficulté à changer une canne chauffante en cas de panne de cette dernière.
[0007 ] D'autres moyens de chauffage de l'eau contenue dans le pressuriseur sont décrits dans le document JP2004-170312. En particulier, le document JP2004-170312 décrit différents dispositifs de chauffage utilisant le principe de l'induction pour chauffer l'eau primaire du pressuriseur, tels qu'une bobine positionnée autour du pressuriseur chauffant l'enceinte du pressuriseur, un dispositif de chauffage par induction soudée sous le pressuriseur ou des dispositifs de chauffage par induction traversant l'enceinte du pressuriseur. Toutefois, ces moyens de chauffage ne permettent pas de réaliser facilement une maintenance en cas de panne. En effet, aucun de ces moyens de chauffage n'est démontable aisément, ce qui complique davantage les opérations de maintenance et augmente les temps d'arrêt des pressuriseurs, donc de l'installation. En outre, les dispositifs de chauffage par induction traversant l'enceinte du pressuriseur, tels que décrit dans le document JP2004-170312, peuvent présenter des problèmes d'étanchéité.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0008] Dans ce contexte, l'invention vise à remédier à tout ou partie des inconvénients de l'état de la technique identifiés ci-dessus, et notamment à proposer un dispositif de chauffage d'un pressuriseur d'une centrale nucléaire à eau pressurisée fiable et facilitant les opérations de maintenance sur site.
[0009] Dans ce dessein, un aspect de l'invention se rapporte à un dispositif de chauffage par induction pour pressuriseur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée présentant une enceinte avec une paroi intérieure constituée d'un matériau magnétique, le dispositif comportant au moins un module de chauffage présentant : - un support d'enroulement ;
----- un enroulement de fil conducteur enroulé autour dudit support, ledit enroulement générant un champ magnétique lorsqu'il est traversé par un courant électrique alternatif ;
ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un support de module coopérant avec des moyens de fixation pour fixer de manière amovible ledit module de chauffage sur ledit support de module, ledit support de module étant adapté pour positionner ledit module de chauffage à l'extérieur de la paroi intérieure de l'enceinte dudit pressuriseur dans une position permettant de chauffer ladite paroi intérieure du pressuriseur par induction magnétique lorsque ledit enroulement dudit module de chauffage est traversé par un courant électrique.
[0010] Grâce à la construction du dispositif, sa maintenabilité est accrue. En effet, le module de chauffage par induction est facilement accessible par un opérateur lors d'une opération de maintenance du fait de son positionnement à l'extérieur du pressuriseur. De plus, l'utilisation d'un support de module spécifique et de moyens de fixations amovibles permettent de réaliser des opérations de montage/démontage du module de chauffage de façon simple et rapide, sans détérioration du module de chauffage ni du support de module. Les moyens de fixation permettant de réaliser une liaison amovible entre le support de module et le module de chauffage sont par exemple des moyens de vissage. Il est bien entendu que la réalisation d'une liaison au moyen d'une soudure n'est pas une liaison amovible et ne permet pas de fixer de manière amovible le module de chauffage.
[0011] Avantageusement, le support du module de chauffage est fixé de manière permanente (i.e. non amovible) sur la paroi extérieure de l'enceinte du pressuriseur, et le module de chauffage est fixé de manière amovible (i.e. de manière démontable) sur le support de module et à proximité de la paroi extérieure de l'enceinte. Ainsi, le module de chauffage peut être facilement démonté pour maintenance et déplacé en fonction des besoins.
[0012] Un tel dispositif de chauffage ne remet donc pas en cause la fiabilité du pressuriseur. En effet, grâce au dispositif selon l'invention, il n'est pas nécessaire de réaliser des traversées dans l'enceinte du pressuriseur pour chauffer l'eau primaire, ce qui permet de s'affranchir de tout risque de fuite d'eau primaire. Une telle disposition permet également de simplifier l'installation et la maintenance des dispositifs de chauffage mais également la fabrication du pressuriseur. [ 0013] Le dispositif selon l'invention propose donc un chauffage fiable permettant de chauffer l'eau contenue dans le pressuriseur par chauffage de la paroi intérieure constituée d'un matériau magnétique, de type acier, par induction magnétique et par transfert thermique de la paroi vers l'eau primaire contenue dans l'enceinte du pressuriseur. [ 0014 ] Le chauffage de l'eau contenue dans le pressuriseur peut être réalisé par une pluralité de module de chauffage, tous positionné à proximité de l'enceinte du pressuriseur. Le nombre de module de chauffage à disposer au niveau de la paroi du pressuriseur et leur répartition dépendent de plusieurs paramètres, parmi lesquels les dimensions du pressuriseur, le temps de réaction au démarrage du chauffage demandé, la précision voulue etc ..
[ 0015] Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le dispositif selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles : le dispositif comporte au moins une ailette conductrice apte à être solidaire de ladite paroi intérieure conductrice, ladite ailette s'échauffant par conduction thermique avec la paroi du pressuriseur et/ou par induction magnétique sous l'action du champ magnétique généré par l'enroulement ; le dispositif comporte un générateur de courant alternatif relié audit enroulement et un moyen de contrôle-commande dudit générateur de courant ;
- le support de module est formé par un cerclage annulaire présentant au moins une plaque de fixation pour solidariser le support d'enroulement via lesdits moyens de fixation fixant de manière amovible ledit module de chauffage, ledit cerclage annulaire présentant un diamètre adapté pour être positionné autour de l'enceinte dudit pressuriseur ; - ledit support de module est apte à être solidarisé sur la paroi extérieure de l'enceinte du pressuriseur ;
- ledit support de module est apte à être monté de manière amovible sur la paroi extérieure de l'enceinte du pressuriseur ; le dispositif comporte une pluralité de modules de chauffage répartis sur une zone à chauffer.
[0016] L'invention se rapporte également à un pressuriseur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée caractérisé en ce qu'il comporte : une enceinte présentant une paroi intérieure constituée d'un matériau magnétique; un dispositif de chauffage par induction selon l'invention, positionné autour dudit pressuriseur, ledit dispositif de chauffage chauffant ladite paroi intérieure par induction magnétique.
[0017 ] Outre les caractéristiques principales qui viennent d'être mentionnées dans le paragraphe précédent, le pressuriseur selon l'invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon les combinaisons techniquement possibles :
l'enceinte comporte une paroi extérieure présentant un revêtement calorifuge neutre à l'induction magnétique ; la présence d'un revêtement calorifuge améliore le rendement du chauffage de l'eau contenue dans le pressuriseur par le dispositif de chauffage ;
ledit dispositif de chauffage est positionné au niveau de la partie latérale de ladite enceinte ; la fixation du module de chauffage au niveau de la paroi latérale du pressuriseur permet de disposer d'une surface de chauffage plus importante et permet un accès plus facile pour maintenance contrairement à un positionnement sous le pressuriseur.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0018] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
la figure 1 A, une vue en coupe de face et la figure 1 B une vue en coupe de dessus d'un pressuriseur et d'un dispositif de chauffage par induction selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 2A, une vue en coupe de dessus et la figure 2B, une vue de côté d'un pressuriseur et d'un dispositif de chauffage par induction selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
[ 0019] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.
DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION
[ 0020 ] Les figures 1A et 1 B illustrent de façon schématique un premier exemple de réalisation d'un dispositif de chauffage par induction selon l'invention positionné sur un pressuriseur 2 d'une centrale nucléaire à eau pressurisée. La figure 1A illustre plus précisément une vue en coupe selon un plan longitudinal du pressuriseur et la figure 1 B illustre une vue en coupe selon un plan transverse du pressuriseur.
[ 0021 ] Le pressuriseur est formé par une enceinte 2 renfermant dans sa partie inférieure de l'eau primaire 22 du circuit primaire de la centrale. L'enceinte 21 est formée par : une paroi intérieure 21 1 en matériau magnétique, tel que par exemple l'acier, qui est directement en contact avec l'eau primaire 22 ; une paroi extérieure calorifuge 212.
[ 0022 ] Dans l'exemple de réalisation illustré aux figures 1A et 1 B, le dispositif de chauffage 1 comporte à titre d'illustration douze modules de chauffage 1 1 positionnés au niveau de la partie latérale de l'enceinte 21 , six modules étant représentés sur la figure 1A et quatre étant représentés sur la figure 1 B.
[ 0023] Chaque module de chauffage 1 1 comporte un support d'enroulement 1 1 1 autour duquel un enroulement 1 12 de fil électriquement conducteur est enroulé. L'enroulement 1 12, de chaque module de chauffage 1 1 , est relié à un générateur de courant alternatif (non représenté). Lorsque l'enroulement 1 12 est traversé par un courant électrique généré par ledit générateur de courant, l'enroulement 1 12 génère un champ magnétique variable, illustré par les lignes de champs référencées 1 13, qui génère des courants induits dans la paroi intérieure électriquement conductrice 21 1 du pressuriseur 2. Le courant induit dans la paroi intérieure 21 1 du pressuriseur provoque un échauffement de la paroi par effet joule, et par conséquent de l'eau primaire 22 contenue dans le pressuriseur 2 par transfert thermique.
[ 0024 ] Le dispositif comporte également un moyen de contrôle-commande du générateur de courant alternatif qui permet de contrôler le chauffage par induction de l'eau contenue dans le pressuriseur et peut être relié à des capteurs de pression disposés dans le circuit primaire de la centrale auquel est relié en fonctionnement le pressuriseur, par exemple.
[ 0025] Avantageusement, le dispositif 1 comporte également des ailettes conductrices 1 14, visibles sur le plan de coupe de la figure 1 B, fixées sur la face interne de la paroi intérieure 21 1 du pressuriseur 2, qui sous l'effet de la conduction thermique et du courant induit s'échauffent et assurent une homogénéisation de la température de l'eau 22 du pressuriseur 2. Une ailette conductrice, aussi appelée ailette d'échange thermique, optimise le transfert d'énergie thermique vers l'eau du pressuriseur et améliore le rendement du dispositif en homogénéisant le chauffage de l'eau primaire 22 contenue dans le pressuriseur 2. Une ou plusieurs ailettes 144 peuvent être disposées sur la face interne de la paroi intérieure 21 1 du pressuriseur de façon à homogénéiser l'échange thermique à l'intérieur du pressuriseur 2.
[ 0026] Les modules de chauffage 1 1 sont fixés de façon amovible (i.e. démontable), via des moyens de fixation amovibles, sur un support de module (non visible à la figure 1 A) qui est solidaire de l'enceinte 21 du pressuriseur 2. Les moyens de fixation amovibles sont par exemple des moyens de vissage qui permettent de réaliser des opérations montage/démontage rapidement et facilement sans détérioration des parties assemblées. Un tel dispositif permet donc d'assurer un montage/démontage rapide et aisé des modules de chauffage 1 1 en place.
[ 0027 ] La paroi extérieure calorifuge 212, et notamment sa structure, est réalisée en matériaux neutres vis-à-vis de l'induction magnétique (par exemple en aluminium pour la structure). Avantageusement, le dispositif de chauffage est disposé à l'extérieur de la paroi calorifuge 212 de l'enceinte 21 . Toutefois, selon une variante de réalisation, le dispositif de chauffage par induction peut également être disposé dans la structure de la paroi extérieure calorifuge, celle-ci étant alors constituée par des plaques associées à chaque module de chauffage afin d'en faciliter les opérations de montage/démontage.
[ 0028 ] Les figures 2A et 2B illustrent un exemple de réalisation d'un support de module du dispositif de chauffage par induction selon l'invention. La figure 2A illustre plus précisément une vue en coupe selon un plan transverse du pressuriseur et la figure 2B illustre une vue de côté du pressuriseur.
[ 0029] Dans cet exemple de réalisation, le support 31 des modules de chauffage 1 1 est formé par un cerclage annulaire 31 1 présentant au niveau de sa périphérie au moins une plaque de fixation 312 (visible sur la figure 2B) formant un appui plan pour permettre la fixation de manière amovible d'un module de chauffage 1 1 .
[ 0030 ] Avantageusement, le cerclage annulaire 31 1 présente un diamètre supérieur au diamètre de l'enceinte 21 de manière à pouvoir positionner les modules de chauffage entre le cerclage annulaire 31 1 et l'enceinte 21 . Le cerclage annulaire 31 1 est solidaire de manière permanente à l'enceinte 21 du pressuriseur 2 via des moyens de fixations 313 présentant des propriétés d'isolation thermique, de façon à éviter les échanges thermiques entre l'enceinte 21 du pressuriseur 2 et le cerclage annulaire 31 1 . Le module de chauffage 1 1 est monté sur la plaque de fixation 312 par des moyens de fixation amovibles, tels que des vis [ 0031 ] Dans ce mode de réalisation illustré aux figures 2A et 2B, le dispositif de chauffage par induction comporte à titre d'exemple à même hauteur quatre modules de chauffage 1 1 répartis à la circonférence de l'enceinte 21 du pressuriseur 2. Le cerclage annulaire 31 1 solidaire de l'enceinte 21 permet donc de positionner les modules de chauffage à proximité de l'enceinte 21 . La multiplication des cerclages annulaires autour de l'enceinte 21 du pressuriseur 2, à différentes hauteurs du pressuriseur 2, permet de multiplier le nombre de module de chauffage 1 1 pouvant être disposés le long de la paroi du pressuriseur et de pouvoir moduler le nombre de module de chauffage, en fonction des besoins des opérateurs. [ 0032 ] Le dispositif de chauffage peut être facilement automatisé. En effet, le générateur de courant alternatif peut être relié à un moyen de contrôle-commande de façon à gérer la pression de fonctionnement du circuit primaire de la centrale, comme l'est actuellement le dispositif de contrôle des cannes chauffantes.
[0033] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.
[0034] Selon un autre mode de réalisation de l'invention non illustré, les supports de module peuvent également être montés de manière amovible sur l'enceinte du pressuriseur.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de chauffage par induction (1 ) pour pressuriseur (2) d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée présentant une enceinte (21 ) avec une paroi intérieure en matériau magnétique (21 1 ), le dispositif comportant au moins un module de chauffage (1 1 ) présentant :
un support (1 1 1 ) d'enroulement ;
- un enroulement (1 12) de fil conducteur enroulé autour dudit support (1 1 1 ), ledit enroulement (1 12) générant un champ magnétique lorsqu'il est traversé par un courant électrique alternatif ;
ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte un support de module (31 ) coopérant avec des moyens de fixation pour fixer de manière amovible ledit module de chauffage (11 ) sur ledit support de module (31 ), ledit support de module (31 ) étant adapté pour positionner ledit module de chauffage à l'extérieur de la paroi intérieure (21 1 ) de l'enceinte (21 ) dudit pressuriseur (2) dans une position permettant de chauffer ladite paroi intérieure (211 ) du pressuriseur (2) par induction magnétique lorsque ledit enroulement (1 12) dudit module de chauffage (1 1 ) est traversé par un courant électrique.
2. Dispositif (1 ) de chauffage par induction d'un pressuriseur (2) selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte au moins une ailette conductrice (114) apte à être solidaire de ladite paroi intérieure conductrice (21 1 ), ladite ailette (1 14) s'échauffant par conduction thermique avec la paroi et/ou par induction magnétique sous l'action du champ magnétique généré par l'enroulement (112).
3. Dispositif (1 ) de chauffage par induction d'un pressuriseur (2) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de courant alternatif relié audit enroulement (1 12) et un moyen de contrôle-commande dudit générateur de courant.
4. Dispositif (1 ) de chauffage par induction d'un pressuriseur (2) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le support de module (31 ) est formé par un cerclage annulaire (31 1 ) présentant au moins une plaque de fixation (312) pour solidariser le support (1 1 1 ) d'enroulement via lesdits moyens de fixation fixant de manière amovible ledit module de chauffage (1 1 ), ledit cerclage annulaire (31 1 ) présentant un diamètre adapté pour être positionné autour de l'enceinte (21 ) dudit pressuriseur (2).
5. Dispositif (1 ) de chauffage par induction d'un pressuriseur (2) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit support de module (31 ) est apte à être solidarisé sur la paroi extérieure (212) de l'enceinte (21 ) du pressuriseur (2).
6. Dispositif (1 ) de chauffage par induction d'un pressuriseur (2) selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ledit support de module (31 ) est apte à être monté de manière amovible sur la paroi extérieure (212) de l'enceinte (21 ) du pressuriseur (2).
7. Dispositif (1 ) de chauffage par induction d'un pressuriseur (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de modules de chauffage (1 1 ).
8. Pressuriseur (2) d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée caractérisé en ce qu'il comporte :
une enceinte (21 ) présentant une paroi intérieure en matériau magnétique (21 1 ) ;
- un dispositif de chauffage (1 ) par induction selon l'une des revendications précédentes, positionné autour de la paroi intérieure dudit pressuriseur (2), ledit dispositif de chauffage (1 ) chauffant ladite paroi intérieure conductrice (21 1 ) par induction magnétique.
9. Pressuriseur (2) d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'enceinte (21 ) comporte une paroi extérieure calorifuge (212) neutre à l'induction magnétique.
10. Pressuriseur (2) d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée selon la revendication 8 caractérisé en ce que ledit dispositif de chauffage (1 ) par induction est positionné à l'extérieur de la paroi extérieure calorifuge (212) et/ou dans la structure de la paroi extérieure calorifuge (212).
1 1 . Pressuriseur (2) d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée selon l'une des revendications 8 à 9 caractérisé en ce que ledit dispositif de chauffage (1 ) est positionné au niveau de la partie latérale de ladite enceinte (21 ).
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