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[5][_]
Chemical Role
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[6][_]
REFRIGERANT
(166)
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Molecule
(3/ 73)
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water
(71)
[9][_]
CY'R
(1)
[10][_]
RCS
(1)
[11][_]
Gene Or Protein
(10/ 45)
[12][_]
Etre
(18)
[13][_]
EST A
(10)
[14][_]
DANS
(8)
[15][_]
Appa
(2)
[16][_]
Tre
(2)
[17][_]
Son Gene
(1)
[18][_]
Axe I
(1)
[19][_]
Ces 2
(1)
[20][_]
Pmp
(1)
[21][_]
Sys
(1)
[22][_]
Physical
(5/ 5)
[23][_]
140 kg/cm
(1)
[24][_]
21 s
(1)
[25][_]
83 L
(1)
[26][_]
1 l
(1)
[27][_]
7 s
(1)
[28][_]
Disease
(1/ 2)
[29][_]
Tic
(2)
[30][_]
Organism
(1/ 1)
[31][_]
danis
(1)
[32][_]
Generic
(1/ 1)
[33][_]
cation
(1)
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Images Mosaic View
Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519793A1
Family ID 2163820
Probable Assignee Westinghouse Electric Corp
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title PROCEDE ET APPAREIL POUR LA SUPPRESSION D'UNE
SURPRESSURISATION DU REFRIGERANT DANS UN APPAREIL DE GENERATION
D'ENERGIE ELECTRIQUE NUCLEAIRE LORSQUE LE PRESSURISEUR EST A L'ETAT
PLEIN D'water
Abstract
_________________________________________________________________
<P>DANS LE PROCEDE SELON LA PRESENTE INVENTION, ON OUVRE UNE VANNE DE
DETENTE 67 DANS LE CAS D'UNE AUGMENTATION DE MASSE DU REFRIGERANT A SI
LA VITESSE DE VARIATION DE LA PRESSION DU REFRIGERANT DEPASSE UN POINT
DE CONSIGNE PENDANT UN INTERVALLE DE TEMPS PREDETERMINE, B SI, PENDANT
CET INTERVALLE, LA TEMPERATURE DU REFRIGERANT EST INFERIEURE A UN
POINT DE CONSIGNE ET C SI LE NIVEAU DU FLUIDE DANS LE PRESSURISEUR 15
EST SUPERIEUR A UN POINT DE CONSIGNE PREDETERMINE (ETAT "PLEIN
D'water" DE L'APPAREIL). ON OUVRE EGALEMENT LA VANNE DE DETENTE 67
DANS LE CAS D'UNE AUGMENTATION DE CHALEUR DU REFRIGERANT ET UNIQUEMENT
PENDANT QUE LA POMPE A REFRIGERANT FONCTIONNE PENDANT UN INTERVALLE DE
TEMPS PREDETERMINE APRES SON DEMARRAGE A SI LE NIVEAU DU FLUIDE DANS
LE PRESSURISEUR EST SUPERIEUR A UN POINT DE CONSIGNE, B SI LA
DIFFERENCE ENTRE LA TEMPERATURE DU FLUIDE SECONDAIRE DANS LE
GENERATEUR DE VAPEUR D'water ET LA TEMPERATURE DU REFRIGERANT EST
SUPERIEURE A UN POINT DE CONSIGNE PREDETERMINE OU BIEN SI LA
DIFFERENCE ENTRE LA TEMPERATURE DU REFRIGERANT ET LA TEMPERATURE DU
REFRIGERANT DANS LA BOUCLE D'ETANCHEITE EST SUPERIEURE A UN POINT DE
CONSIGNE PREDETERMINE ET C SI LA TEMPERATURE DU REFRIGERANT EST
INFERIEURE AU POINT DE CONSIGNE.</P>
Description
_________________________________________________________________
Procede et appareil pour la suppression d'une surpressurisation du
refrigerant dans un appareil de generation d'energie electrique
nucleaire lorsque le pressuriseur est a l'etat plein d'water
La presente invention concerne un appareil de genera-
tion d'energie electrique a reacteur nucleaire et elle a trait
particulierement au fonctionnement des reacteurs nucleaires
dans des conditions "plein d'water" Dans les reacteurs nucleai-
res du type a water pressurisee, le refrigerant, habituellement de
l'water, se trouve a une temperature et a une pression voisines
de la temperature et de la pression critiques De facon carac-
teristique, la temperature est d'environ 3040 C et la pression
depasse 140 kg/cm 2 La pression est maintenue par un pressuri-
seur dans lequel le refrigerant se dilate Le refrigerant circule dans
une boucle a travers un generateur de vapeur d'water
auquel il cede de la chaleur Le fluide present dans le genera-
teur de vapeur d'water est appele ici: le fluide secondaire.
Selon le nombre de generateurs de vapeur d'water dans l'appareil de
generation d'electricite nucleaire, on peut avoir recours a un nombre
correspondant ou a un nombre plus grand de boucles de refrigerant de
reacteur habituellement, on n'utilise qu'un seul pressuriseur Pendant
un fonctionnement normal, le refrigerant present dans le pressuriseur
se trouve a un niveau d'water predetermine et, au-dessus de ce niveau,
se trouve une
bulle ou volume de vapeur ou de vapeur d'water qui forme essen-
tiellement un coussin de pression La pression voulue pour le
refrigerant est maintenue par le coussin de vapeur Lorsque l'on arrete
le fonctionnement de l'appareil generateur d'energie a reacteur
nucleaire, le pressuriseur se remplit de refrigerant, le refrigerant
s'eleve au- dessus du niveau mesurable predetermine le plus eleve en
reduisant la bulle a un volume faible Lorsque le refrigerant se trouve
au-dessus de ce niveau, on dit que l'appareil a reacteur nucleaire se
trouve dans un etat "plein d'water" La presente invention se rapporte
particulierement a
-> 2519793
l'etat de l'appareil d'alimentation en energie pendant l'arret apres
que les barres de commande ont ete introduites dans le coeur et que la
vapeur d'water a ete dechargee ou est en cours
de dechargement dans l'atmosphere a partir du pressuriseur.
Dans ces conditions, les elements constitutifs de l'appareil peuvent
se trouver a une temperature tres elevee pendant un
intervalle de temps considerable.
La pression qui est autorisee pour le refrigerant dans un reacteur
nucleaire est fixee par l'annexe G a 10 CY'R (Le Code des
Reglementations Pederales) 50 Les pointes de surpression qui depassent
cette pression autorisee et qui sont
dues a un mauvais fonctionnement ou a des erreurs des opera-
teurs se sont manifestees pendant le fonctionnement de l'appa-
reil de generation d'energie nucleaire se trouvant dans un
etat "plein d'water" Une telle pointe ou excursion de surpres-
sion peut provenir d'une augmentation de la masse du refri-
gerant Par exemple, la vanne de detente peut etre isolee ou fermee
alors que la ou les pompes de chargement de refrigerant continuent de
fonctionner ou que la pompe d'injection de securite peut etre mise en
fonction par inadvertance De telles excursions de surpression peuvent
egalement se produire par suite d'une augmentation de temperature du
refrigerant Par exemple, les elements de chauffage du pressuriseur
peuvent etre mis en fonction par inadvertance; ou bien pendant
l'arret, lors d'une diminution de la capacite de dissipation de
chaleur
residuelle, de la chaleur due as dedimegrations peut etre trans-
feree du coeur au refrigerant; ou bien encore, la pompe de
refrigerant etant mise en fonction et une difference de tempe-
rature existant entre le fluide secondaire plus chaud et le
refrigerant plus froid, le fluide secondaire du generateur de vapeur
d'water se trouvant a une temperature plus elevee que le
refrigerant, ou entre le refrigerant plus chaud et le refrige-
rant plus froid dans la boucle d'etancheite de branche froide, de la
chaleur peut etre transferee du fluide plus chaud au fluide plus froid
On s'est apercu que ces dernieres conditions, qui peuvent survenir
pendant l'arret a froid de l'alimentation en energie du reacteur
nueleairepeuvent constituer un facteur
extremement important contribuant a l'apparition de sur-
pression 6 dans un etat "plein d'water".
Pour reduire les consequences d'une surpressurisation du refrigerant
dans l'etat plein d'water du pressuriseur, il est pratique courante,
selon les enseignements de la technique anterieure, d'ouvrir la vanne
de decharge du pressuriseur qui
peut etre ou qui est actionnee au moyen d'une energie, c'est-
a-dire mecaniquement On actionne cette vanne et, lorsqu'elle est
ouverte, elle laisse echapper une certaine quantite du
refrigerant du pressuriseur La pratique conforme aux enseigne-
ments de la technique anterieure consiste a appliquer l'energie
necessaire pour ouvrir la vanne Cette pratique s'est revelee
inadequate On s'est apercu qu'il n'est pas mis fin de facon suffisante
a l'augmentation de la pression dans tous les cas en dessous de la
limite definie par l'annexe Gmais que la pression oscille au-dessus de
cette limite en creant la
condition indesirable.
La presente invention a pour objet de remedier aux inconvenients de la
technique anterieure et de fournir un procede et un appareil
perfectionne permettant de supprimer la surpression du refrigerant
dans un appareil de generation d'energie electrique a reacteur
nucleaire dans l'etat "plein
d'water" du pressuriseur.
La presente invention reside dans un procede de suppression de
surpression du refrigerant dans un appareil de generation electrique a
reacteur nucleaire dans l'etat "plein d'water" du pressuriseur a
l'aide d'une commande par anticipation d'une vanne de detente, ledit
appareil comportant un systeme de refrigerant primaire, un generateur
de vapeur d'water alimente en refrigerant primaire et comportant un
moyen transportant un refrigerant secondaire de maniere qu'il se
trouve en etat
d'echange thermique avec ledit refrigerant primaire, un pres-
suriseur raccorde audit systeme de refrigerant primaire et une vanne
de detente pour liberer la pression excessive dudit refrigerant
primaire, ledit procede etant caracterise par le
fait qu'il consiste a determiner l'apport massique de refri-
gerant primaire audit refrigerant primaire et, en reponse a cet apport
massique, tendant a augmenter la pression dudit refrigerant primaire
audessus des limites indesirables, a actionner ladite vanne de detente
pour reduire la pression
dudit refrigerant primaire.
La presente invention reside egalement dans un appareil destine a
supprimer la surpression du refrigerant dans un appareil de generation
d'energie a reacteur nucleaire dans l'etat "plein d'water" du
pressuriseur a l'aide d'une commande par anticipation d'une vanne de
detente, l'appareil de generation d'energie a reacteur nucleaire
comprenant un reacteur nucleaire, au moins un generateur de vapeur
d'water, une boucle primaire faisant passer le refrigerant du reacteur
a travers ledit reacteur de maniere qu'il se produise un echange de
chaleur entre ce refrigerant et ce reacteur ainsi qu'a travers ledit
generateur de vapeur d'water, un pressuriseur raccorde a ladite boucle
primaire, un moyen de pompage raccorde a ladite boucle primaire pour
faire circuler le refrigerant du reacteur a travers ladite boucle, une
boucle secondaire dans ledit generateur de vapeur d'water de maniere
qu'il se produise un echange de chaleur avec ladite boucle primaire,
un moyen pour commander l'alimentation en refrigerant de ladite boucle
primaire, une vanne de detente pour reduire la pression du refrigerant
dans ladite boucle primaire, l'appareil susvise
etant caracterise par le fait qu'il comprend un moyen ne pou-
vant etre actionne que lorsque ledit appareil se trouve dans l'etat
"plein d'water" ou au voisinage de cet etat cela en
reponse a une augmentation predeterminee de la pression dans -
ladite boucle primaire par suite d'une augmentation de pression du
refrigerant fourni a ladite boucle primaire et pour actionner
ladite vanne de detente actionnable par une energie, c'est-a-
dire mecaniquement.
La presente invention est basee sur le fait que la tendance, observee
dans la pratique de la technique anterieure, de la pression du
refrigerant a depasser la limite definie par
l'annexe G dans l'etat "plein d'water" provient des caracteris-
tic de fonctionnement de la vanne de detente actionnable mecaniquement
L'echec de l'arret de l'augmentation transitoire
de la pression due a une augmentation de masse ou de tempera-
ture du refrigerant en dessous de la limite definie par l'an-
nexe Gou a cette limiteprovient principalement du retard de
l'ouverture de la vanne apres qu'un signal d'ouverture au point de
consigne a ete donne a cette vanne Ce retard est du au temps demande
pour la mise sous pression de la chambre de diaphragme de cette vanne
avant le deplacement de la tige de cette derniere Pendant ce retard,
la masse ou la temperature
du refrigerant continue d'augmenter et il en resulte un depas-
sement de la pression de point de consigne de la vanne Ce depassement
de pression a lieu quel que soit, dans l'appareil, le nombre ou les
dimensions des vannes de detente actionnables
mecaniquement Il n'a jamais ete propose d'apporter a la con-
ception de la vanne de detente une modification capable de limiter le
depassement de pression a une valeur situee en dessous de la limite
etablie dans l'annexe G, Selon un mode de realisation prefere de la
presente invention, on supprime efficacement une surpression du refrit
gerant dans l'appareil de generation d'energie a reacteur nucleaire
dans l'etat "plein d'water" a l'aide daune commande anticipative de la
vanne de detente ou des vannes de detente actionnablesmecaniquement
Cette commande anticipative repond a la fois "a un apport de masse et
a un apport de chaleur au refrigerant dans l'etat "plein d'water" En
ce qui concerne un apport de masse, on se fie au regime d'augmentation
de la
pression du refrigerant couple a d'autres conditions de l'appa-
reil Comme condition necessaire pour l'ouverture de la vanne de
detente actionnable mecaniquement, il faut que la vitesse
d'augmentation de la pression du refrigerant dans l'etat "plein
d'water" depasse un point de consigne ou point de reglage pendant un
intervalle de temps predetermine suffisant pour
empecher un actionnement dans le cas de transitoires normaux.
En ce qui concerne les autres conditions qui doivent 9 tre
satisfaites, il faut que la temperature du refrigerant soit inferieure
'a un point de consigne prescrit en dessous duquel les
surpressurisations du refrigerant sont possibles et que le niveau du
refrigerant dans le pressuriseur se situe au-dessus du niveau de point
de consigne qui indique l'existence possible
d'un etat "plein d'water".
On supprime aussi efficacement une surpressurisation en reponse a un
apport de chaleur grace a une anticipation de
la condition de surpression avant que celle-ci n'apparaisse.
Les signaux sur lesquels on se fie pour indiquer une surpressu-
risation par apport de chaleur et pour actionner la vanne sont:
le demarrage de la pompe a refrigerant du reacteur, la tempera-
ture du refrigerant, la pression ou la temperature du fluide
secondaire, et le niveau indique le plus eleve du pressuriseur
au-dessus duquel un etat "plein d'water" est possible, niveau que l'on
appellera dans le present expose: point de consigne d'etat
"plein d'water" Les signaux sont evalues de facon continue uni-
quement pendant un intervalle de temps predetermine apres que la pompe
a refrigerant a ete mise en marche L'evaluation a
lieu pour chaque boucle de refrigerant de reacteur et son gene-.
rateur de vapeur d'water associe Les conditions qui doivent etre
satisfaites pour identifier une surpressurisation et actionner la
vanne de detente sont: la difference de temperature entre le fluide
secondaire et le refrigerant depasse un point de
consigne ou bien la difference de temperature entre le refri-
gerant et la boucle d'etancheite de la pompe a refrigerant depasse un
point de consigne; la pompe de refrigerant a commence a fonctionner
mais n'a pas fonctionne pendant un intervalle de temps superieur a un
intervalle de temps predetermine; le niveau de l'water dans le
pressuriseur se situe au-dessus du point de consigne; et la
temperature du refrigerant est inferieure au point de consigne On peut
relever la temperature du fluide
secondaire en mesurant la temperature directement ou en mesu-
rant la pression et en la convertissant en temperature (dans
des conditions d'equilibre de phase vapeur phase liquide).
L'existence d'une difference qui depasse le point de consigne entre la
temperature du fluide secondaire et la temperature du refrigerant
indique quesi la pompe a refrigerant a commence de fonctionner, il se
produit une introduction de chaleur capable d'entrainer une
surpressurisation du refrigerant La difference de temperature est
indiquee par un signal logique* un peut engendrer une variable logique
similaire en comparant la temperature du refrigerant avec un point de
consigne Le signal indiquant que la pompe a commence de fonctionner
est indique par une ou plusieurs des circonstances suivantes: 1 Le
disjoncteur de la pompe est ferme et il existe une tension sur le bus
d'alimentation de la pompe; 2 Il existe une frequence sur le bus; 3 La
vitesse de la pompe est etablie;
4 L'ecoulement du refrigerant du reacteur est etabli.
Le signal indiquant que la pompe a commence a fonc-
tionner persiste pendant un intervalle de temps predetermine pour
permettre a la vanne de detente de s'ouvrir jusqu'a ce qu'un equilibre
thermique soit etabli entre le refrigerant et le fluide secondaire La
logique d'apport de masse decrite ci-dessus augmente la logique de
demarrage de pompe et fournit un signal redondant pourouvrir la vanne
de detente en vue d'une commande de surpression ulterieure dans le
transitoire qui
engendre la surpression.
La commande destinee a actionner la vanne de detente actionnable
mecaniquement en reponse a un apport de masse et/ou un apport de
chaleur est appliquee a un comparateur dans le
dispositif de commande de vanne de detente La commande prove-
nant du controleur du type proportionnel + integral + derive, que l'on
utilise normalement pour la commande de la pression du refrigerant
d'un appareil d'alimentation en energie nucleaire, est egalement
appliquee a ce comparateur Le comparateur reagit a la plus elevee de
ces comnandes engendrees
pour ouvrir la vanne de detente.
Pour mieux faire comprendre la presente invention, on va maintenant la
decrire en se referant aux dessins annexes, sur lesquels: la figure 1
est une vue schematique d'un appareil de generation d'energie a
reacteur nucleaire selon un mode de realisation prefere de
l'invention; la figurce 2 est une vue schematique partielle d'un
reacteur nucleaire et de ses elements constitutifs associes, cette vue
montrant l'etat du refrigerant et de sa vapeur pendant un
fonctionnement normal; la figure 3 est une vue partielle similaire
montrant l'etat du refrigerant lorsque l'appareil se trouve dans
l'etat "plein d'water"; la figure 4 est un graphique caracteristique
montrant la pression de limitation du refrigerant du reacteur en
fonction de la temperature du refrigerant du reacteur depuis le
demarrage jusqu'au regime de fonctionnement normal; la figure 5 est un
schema logique montrant la facon suivant laquelle est obtenue la
commande d'actionnement destinee a la commande de la vanne de detente
mecaniquement actionnable en reponse a un apport de masse, l'appareil
se trouvant dans un etat "plein d'water"; la figure 6 est un graphique
montrant la pression du refrigerant du reacteur en fonction du temps,
ce graphique etant utilise pour expliquer le fonctionnement de la
logique representee sur la figure 5; la figure 7 est un schema logique
montrant la facon suivant laquelle est obtenue la commande
d'actionnement pour la vanne de detente mecaniquement actionnable, en
reponse a un apport de chaleur, l'appareil se trouvant dans un etat
"plein d'water"; les figures SA et d B sont des graphiques
correspondants, la figure 8 montrant les temperatures correspondantes
du fluide secondaire et du refrigerant en fonction du temps pendant le
demarrage a partir d'un arret sporadique et la figure 8 B montrant la
pression correspondante du refrigerant en fonction du temps; et la
figure 9 est un schema logique montrant la facon selon laquelle les
commandes sont appliquees a la vanne de detente. L'appareil represente
sur la figure t est un appareil 11 de generation d'energie a reacteur
nucleaire Cet appareil comprend un reacteur nucleaire 13, un
presturiseur 15, et un generateur 17 de vapeur d'water Le refrigerant
du reacteur est pompe a travers le reacteur 13 par une pompe 19 Le
refrigerant circule dans une boucle primaire 21 s'etendant, a partir
du reacteur, a travers la branche chaude 23, la chambre d'admission du
generateur 17 de vapeur d'water, les tubes en U primaires 27 du
generateur 17 de vapeur d'water (ou des tubes transversants
rectilignes), la chambre de sortie 29 du generateur, la boucle
d'etancheite 31 de la pompe, la pompe 19, la branche froide 33 de la
boucle, jusqu'au reacteur Le generateur 17 de vapeur d'water comporte
un systeme secondaire qui est dispose de maniere qu'il existe un
echange de chaleur avec les tubes 27 contenant le refrigerant du
reacteur et qui engendre la vapeur d'water et la dirige sur les
turbines (non representees) de l'appareil de generation d'energie a
reacteur nucleaire Des instruments 35 et 37 sont raccordes aux
branches chaude et froide, 23 et 33,
de la boucle 21 Ces instruments sont relies a un autre instru-
ment 39 q 4 i donne une evaluation de la temperature minimale detectee
par les instruments 35 et 37 Un instrument 41 est egalement prevu pour
mesurer la temperature de la boucle d'etancheite 31 et un instrument
43 est raccorde a la branche chaude pour mesurer la pression du
refrigerant Le refrigerant
penetre dans le pressuriseur 15 et sort de celui-ci par l'in-
termediaire d'une canalisation d'amortissement 45 raccordee a
la branche chaude 23.
Un additionneur 46 est prevu pour engendrer un signal o Tp, indiquant
la difference ATO entre la temperature TSG du fluide secondaire et la
temperature TRCS du refrigerant TRCS est fourni par un instrument 39
qui indique la temperature minimale mesuree par les instruments 35 et
37 Un additionneur 48 est egalement prevu pour mesurer la difference
AT 1, entre TRCS et la temperature TLS de la boucle d'etancheite de la
pompe, temperature qui est mesuree par l'instrument 41 Dans le cas
d'une pluralite de boucles de generateur de vapeur d'water, A To et AT
1 peuvent etre fournis pour chaque boucle et utilises, avec ou sans
choix, pour commander un nombre egal de vannes ou bien un nombre plus
faible de ces vannes Le terme "chloix" signifie la selection d'un A T
O et AT 1 particulier qui
est le signal le plus limitatif.
L'appareil 11 de generation d'energie a reacteur nucleaire comprend un
systeme classique 47 de commande de volume et d'introduction de produi
chimiquesqui est raccorde a la boucle 21 de refrigerant L'alimentation
de la boucle 21 de refrigerant est completee a partir de ce systeme 47
par une pompe ou des pompes de chargement 49 qui sont raccordees a la
branche froide 33 Toute quantite excedentaire de refrigerant dans la
boucle 21 est dechargee dans ce systeme a partir de la boucle
d'etancheite 31 par l'intermediaire de la vanne 51 lorsque cette vanne
est ouverte Le refrigerant est aussi pompe
dans la branche froide 33,si besoin est,a trarers la canalisa-
tion 53 d'injection de securite Un signal indiquant le moment oA? la
pompe 19 a commence de fonctionner est envoye a partir de la pompe par
l'intermediaire de la ligne 56 Un fonctionnement incorrect de la pompe
ou des pompes 49 ou de la vanne 51 ou bien un apport intempestif de
masse dans le refrigerant par l'intermediaire de la canalisation 53
peuvent entrainer un mauvais fonctionnement dans l'etat "plein
d'water" de l'appareil Le pressuriseur 15 comprend des elements de
chauffage electriques 55 destines au chauffage du refrigerant contenu
dans le pressuriseur dans des conditions normales d'energie ou de
puissance* Un fonctionnement intempestif des elements de chauffage 55
pendant que le refrigerant est "plein d'water", peut aussi entrainer
un transitoire de surpression par apport de chaleur L'appareil
comprend egalement un injecteur 57, ou bien une pluralite de ces
injecteurs, dispose pres de la partie superieure du pressuriseur et
raccorde a la branche froide 33 par l'intermediaire d'une vanne 59 en
vue de pulveriser le refrigerant dans le pressuriseur dans le cas de
conditions de fonctionnement normales Le pressuriseur 15 est pourvu
d'une
pluralite de vannes de securite 61 (dont une seule est repre-
sentee) qui sont intercalees dans les canalisations de securite 63
raccordant le pressuriseur au reservoir de detente 65 de ce
pressuriseur L'appareil comporte egalement une ou plusieurs vannes de
detente 67 qui peuvent etre actionnees mecaniquement et qui sont
interposees dans une canalisation de detente 69 entre le pressuriseur
et le reservoir 65 Quand la vanne de
detente 67 est ouverte, la vapeur d'water ou l'water en prowenance du
pres-
suriseur 15 est dechargee dans le reservoir 65 La vanne de
0 detente 67 est actionnee par de l'air qui arrive par l'inter-
mediaire d'une electrovanne 71 L'electrovanne il etant fermee,
l'air provenant die la vanne de detente 67 est mise en communi-
cation avec l'atmosphere a travers un event 73 Lorsque le solenoide de
l'electrovanne est excite, l'event 13 est rerme et de l'air de
commande est injecte a travers la vanne 71 pour
ouvrir la vanne de detente 67.
Les instruments 75 et 77 sont raccordes au pressuriseur pour mesurer
sa pression ainsi que le niveau du refrigerant qui s'y trouve Le
signal d'indication de pression est applique a un controleur classique
79 du type "proportionnel + integral + differentiel" (2 ID) Ce
controleur 79 transmet les commandes classiques ainsi qu'une commande
pour commander la vanne de
detente 67 (figure 9) actionnable mecaniquement.
L'appareil Il de generation d'energie nucleaire comprend une logique
de commande 81 pour commander la vanne de dt,:te b(lorsque 12 aplareil
se trouve dans un etat "plein l'water" Uomme indique, cntte logique de
commande 81 recoit es signaux relatifs 'a la temperature, a la
pression, au niveau, au d 6 r iarrage de la pompe, a A To el i T len
provenance des conros(nts de l'appareil, ces signaux servant de
critere pour l'actionnement de la vanne de detente 67 Une commande A
d'apport ou admission de masse et une commande B d'apport ou admission
de chaleur, deriveesde ces signaux lorsqu'ils sont engendres, sont
transmises au dispositif 83 de commande de w-\nne de detente La
commande 21 fi provenant du controleur PID
ost -galement appliquee a ce dispositif de commuande 83.
bous la commande du plus eleve des signaux A B ou PID, le dispositif
de commande 83 excite l'electrovanne 71 et la vanne le detente 67 a
l'aide de la commande C. 415 Sur les figures 2 et 3, l'water 85 est
representee par *oes hachures et la vapeur d'water 87 par des points
Comme on peut le voir sur la figure 2, pendant un fonctionnement
normal, il existe une grande bulle 87 de vapoeur d'water au-dessus du
niveau de l'water dans le pressuriseur 15 Dans l'etat "plein d O
d'water", le pressuriseur ost rempli avec de l'water 85 comme
represente sur la figure 3 ou bien le volume de la bulle est tres
petit, c'est-a-dire que le niveau de l'water est au-dessus du point de
consigne* De facon caracteristique, le reacteur 13 alimente une
pluralite de generateurs de vapeur d'water Chaque generateur
de vapeur d'water est alimente par une boucle separee 21 compre-
nant les composants representes sur la figure I sauf le pressu-
riseur 15 et ses composants Le pressuriseur est raccorde a la
branche chaude d'une seule de ces boucles De facon caracteris-
tic, la logique de commande 81, le dispositif 83 de commande de vanne
de detente et le controleur 21 D 79 sont les composants d'un
calculateur O La figure 4 montre la region de fonctionnement de
l'appareil 11 auquel la presente invention peut etre applique.
La temperature TRCS du refrigerant est portee sur l'axe I horizontal
et la pression Pp CS du r O frigerant sur l'axe vertical La courbe C 1
indique la limite de pression de refrigerant de l'enveloppe 13 du
reacteur tel que definiepar l'annexe G, c est-a-dire la pression au-
dessous de laquelle il est necessaire que l'appareil fonctionne a une
temperature
correspondante du refrigerant La courbe Ci peut etre sensi-
blement plate en dessous d'une temperature T 2 RC So La presente
invention peut 8 tre appliquee 'a toutes les temperatures de
refrigerant inferieures au point de consigne Tl RCS pour I 1 o lequel
la limite de l'annexe C doit etre observee Au-dessus i lde cette
temperature, les dispositifs de protection classiques de l'apar e d
generation d'energie 'a reacteur prennent le relaiso J 1 rl is La
figure 5 montre la partie de la logique de j 15 commande 1 (figure 1)
a partir de laquelle est obtenue la commande A destinee a actionner la
vanne 67 pour un apport ou admission <le masse La iogique representee
sur la figure 5 A¦j comprend une porte ET 91 qui comporte des entrees
92, 94, 960 Le signal de pression de refrigerant est applique a un
element 93 de calcul de derivee en fonction du temps qui derive la
vitesse de variation du niveau de pression anticipatif de
surpressurization La sortie de l'element 93 est appliquee a un
additionneur 95 Le point de consigne negatif de vitesse de variation
de pression de refrigerant est egalement applique a cet additionneuro
Si la vitesse de variation de pression du refrigerant est positive, la
difiference entre la vitesse de variation de pression du refrigerant
et le point de consigne est appliquee a une porte d seuil 97 qui
laisse passer un lj signal uniquement si cette difference devient
nulle ou depasse un seuil predetermine Le signal en provenance de la
porte 97 est applique a l'entree 92 de la porte ET 91 a travers un
temporisateur 99 Le temporisateur 99 est regle de maniere a l
appliquer le signal a la porte ET 91 uniquement si ce signal A 4
persiste pendant un intervalle de temps T 1 Le temps T 1 est
suffisamment long pour empecher l'actionnement de la vanne de I
d:tente 67 pendant tes transitoires ncidentels brefso Ceci est
illustre sur la figure 6 Le temps est eorte sur l'axe hori-
::ontal et la pression du refrigeerant sur l'axe -vertical La courbe C
2 pour la pression presente une bosse indiquant une augmentation de
pressiondu refrigerant pendant des transi- toires accidentes brefs
Comme on peut le voir, l'intervalle T 1 debute lorsque la pression
commence a augmenter La vitesse
d'augmentation est la pente de la droite referencee d P/dt.
Si d P/dt est egal au point de consigne ou le depasse d'une valeur de
seuil pendant un intervalle plus long que Tl, le
signal provenant de la porte 97 est applique a la porte ET 91.
En ce qui concerne la courbe C 2 illustree par la figure 6, la vitesse
d P/dt n'est pas positive pour l'intervalle Tl et le signal n'est pas
applique a la porte ET 91, En ce qui concerne la courbe C 8 (figure
6), la vitesse d P/dt est positive pendant un temps superieur a
l'intervalle Tl et le signal est applique
la porte ET 91.
un autre signalest applique a l'entree 94 de la porte ET 91 si la
temperature du refrigerant est inferieure a un point de consigne Si
cette temperature depasse le point de consigne, l'appareil fonctionne
normalement et la pression du refrigerant est sur-veillee par les
elements classiques de
surveillance de l'appareil 11 de generation d'energie nucleaire.
un troisieme signal est applique a l'entree 96 de la porte ET 91 si le
niveau du refrigerant liquide du pressuriseur se trouve au-dessus d'un
point de consigne, c'est-a-dire si un etat "plein d'water" existe
potentiellemento Si tous ces signaux et si le signal 92 sont
appliques, la porte ET 91 laisse passer une commande A en direction du
dispositif 83 de commande de
vanne de detente pour actionner la vanne de detente 67.
La figure 7 montre la logique comprise dans la logique de commande 81
(figure 1) en vue de l'actionnement de la vanne de detente 61 dans le
cas d'un apport ou admission exagere de chaleur (RI) dans le
refrigerant Les figures 8 A et 8 B montrent un apport ou admission
caracteristique de chaleur
dans le retrigerant pendant le demarrage de la pompe a.
-refrigerant du reac-Leur, la temperature du riuide secondaire ei.ant
superieure a la temperature du refrigerant primaire, Dlans
ces 2 igures ' Le temps est porte sur l'axe horizontal, 'L'in-
3 tersection de toute ligne verticale avec l'axe des temps des figures
Z> et percent 8 B indique le meme instanit pour les deux graphques Su
r la efig eure 8 A, la temperature est portee sur j' axeerc-L a courbe
C 03 re-Drsente la iemroerabure du <luid 3 on tl'a courbe C 4 la
temperature du refrigerant b Aur'-a na ressi-on du rcfirgerant est
portee sur
3.' xe er la pression suit, la courbe C 5.
-: -a-z' oser I and vntlinstant t(, 19 appareil Il
O,e la ec ns 1 ' etat 11-lein U'leau"' apres su-ppres-
:ion da eelea? cet, apparei' at cours du proces-
s 1 rus e ompl ta t ' "ide 1, coearei I, 'e refrigerant F se refroi-
Iia une gse r 5 'anita que le fluide secondaire Ivrant edear' aerre
efigrat a l'instant t Ole flude seodiese 'eea Un Ie -emperature plus
elev 7 ee que le:frigerqtn ccriime lern-rels courbas 03 et 04 sur la 0
f igure 3 A -udraede la pmp, lrefrigerant penatre deansls tvubas prlie
u gene rateur de fa-peur Plus chaud en arin la asfr de la chaleux du
fluide secondaire au refri'erant* 'a pression du refrigerant augmente
comme le tieniarc la courbe OS de la figure 3,o L'echange de chaleur
entre c fluid coaie et le r 6 fri-eran 7 continue jusqu'a ce que -e
sys-eeme a ttei-gpe un equilibre represente par les extremites
-1 et'I 2 Es o-450 et C 4 et C 5.
L'invention implique le Fonctionnement de ltappareil il l:vai A la
stabuilisation ou egalisation (les temperatures du fluide secondaire
et du refrigerant, Si la pompe 19 est mise efi fonction "i l'instantb
10 dans les conditions de temperature representees -sur la Figure 83
L, il existe un risque potentiel le surnrrssarisation, L'appareil
represente su r la figure 7 comprend une porte ET 101 comportant dles
entrees 105, 107, 109 et 111 et i i i i une porte OU 103 comportant au
moins deux entrees La porte ET 101 se comporte comme une porte qui
peut laisser passer son signal uniquement si un signal approprie (un
signal "haut" ou 1) est present sur l'entree 105 Cette entree 105
recoit un signal approprie 56 (figure 1) provenant de la pompe 19
(figure 1) lorsque celle-ci commence a fonctionner Ce signal est
applique par l'intermediaire d'un temporisateur 108 Le temporisateur
108 permet l'application du signal approprie uniquement pendant
l'intervalle de temps T 2 Cet intervalle T 2 est l'intervalle entre to
(figures 8, 8 B), c'est-a-dire l'instant du demarrage, et l'instant ou
l'appareil 11 atteint l'etat d'equilibre represente par les extremites
El et E 2 des
courbes C 3, C 4, C 5.
En supposant qu'un signal approprie est present sur l'entree 105, il
faut que trois conditions supplementaires soient satisfaites pour
qu'une commande B soit engendree pour actionner la vanne de detente 67
en reponse a un apport de chaleur Un signal (1 ou "haut") est applique
a l'entree 107 si le niveau du refrigerant dans le pressuriseur
depasse le
point de consigne, c'est-a-dire si l'appareil 1 l est virtuel-
lement dans l'etat "plein d'water" Un signal (1 ou "haut") est
applique a l'entree 109 par l'intermediaire de la porte OU 103
si la difference de temperature i T, c'est-a-dire la tempera-
ture (C 3 figure 8) du fluide secondaire moins la temperature (C 4) du
refrigerant,est superieure a un point de consigne ou bien si la
difference de temperature A T 1, c'est-a-dire la temperature TRCS
(figure 1) du refrigerant moins la temperature de la boucle
d'etancheite 31 de la pompe, est superieure a un point de consigne Un
signal approprie est applique a l'entree 111 si la temperature du
refrigerant est inferieure a un point de consigne Si les entrees 107,
109 et 111 recoivent des signaux appropries pendant qu'un signal
approprie est present sur l'entree 105, la porte ET 101 emet une
commande B d'apport ou entree de chaleur (III) et la vanne de detente
b 7 s'ouvre
A 100 o.
Les commandes A ou B parviennent sous La forme d'un ordre d'ouverture
a la vanne de detente 67 par 1 'interm<'diaire de la porte OU 113 du
comparateur 115 (figure 9) Les commandes A et/ou B sont appliquees au
comparateur 115 De plus, la commande provenant du controleur PID est
appliquee au compara- teur Le comparateur transmet une commande de
maniere a actionner la vanne de detente pour la commande la plus
elevee
qui lui est appliquee.
Il est bien entendu que la description qui precede
n'a ete donnee qu'a titre purement illustratif et non limitatif et que
des variantes ou des modifications peuvent y etre
apportees dans le cadre de la presente invention.
)} 25519793
RIEVEND 1 C At IONS 1 Procede pour supprimer une surpressurisation du
refrigerant dans un appareil (11) de generation d'energie a reacteur
nucleaire dans l'etat "plein d'water" de cet appareil a l'aide d'une
commande anticipative d'une vanne de detente (67), ledit appareil
comportant un systeme (21) de refrigerant primaire, un generateur (17)
de vapeur d'water alimente avec le refrigerant primaire et comportant
un moyen acheminant un refrigerant secondaire de maniere qu'un echange
de chaleur se produise entre ce refrigerant secondaire et ledit
refrigerant primaire, un pressuriseur (15) raccorde audit systeme de
refrigerant primaire et une vanne de detente '(67) pour reduire
toute surpression se manifestant dans ledit refrigerant pri-
maire, le procede susvise etant caracterise par le fait que
i'on determine l'augmentation de masse dudit refrigerant pri-
maire et, en reponse a cette augmentation de masse tendant a accroitre
la pression dudit refrigerant primaire au-dessus de limites non
souhaitees, on actionne ladite vanne de detente
(67) pour abaisser la pression dudit refrigerant primaire.
2 Procede suivant la revendication 1, caracterise par le fait que l'on
determine l'augmentation de la temperature dudit refrigerant primaire
et, en reponse a cette augmentation de temperature tendant a augmenter
la pression dudit refrigerant primaire au-dessus de limites non
souhaitees, on actionne ladite vanne de detente (67) de maniere a
abaisser la pression dudit
refrigerant primaire.
3 Procede suivant les revendications 1 ou 2,
caracterise par le fait que l'on determine la vitesse d'aug-
mentation de la pression du refrigerant primaire, la temperature
du refrigerant primaire, et le niveau du fluide dans le pres-
suriseur (15) et que l'on actionne la vanne de detente en reponse a
l'augmentation de masse du refrigerant primaire uniquement si ladite
vitesse d'augmentation de la pression depasse un point de consigne
predetermine, ladite temperature de refrigerant primaire etant
inferieure a un point de consigne
E 5,19793
predetermine et ledit niveau etant superieur a un point de
consigne predetermine.
4 Procede suivant la revendication a, caract rise par le fait que l'on
actionne la vanne de detente (67) uniquement si la vitesse
d'augmentation de la pression du refrigerant primaire depasse le point
de consigne au moins pendant un intervalle de temps predetermine
suffisant pour emp and cher un actionnement pour des phenomenes
transitoires normaux. 5 Procede suivant la revendication 2,
caracterise par le fait que l'on determine le niveau du liquide dans
le pressuriseur, la difference de temperature entre le fluide
secondaire et le refrigerant primaire, et la difference de temperature
entre le refrigerant primaire et la temperature du refrigerant dans la
boucle d'etancheite de la pompe et que l'on actionne la vanne de
detente en reponse a l'augmentation de temperature du refrigerant
primaire uniquement si (a) ledit niveau du liquide dans le
pressuriseur depasse un point de consigne predetermine, (bl) ladite
temperature du fluide secondaire depasse ladite temperature du
refrigerant primaire d'une valeur de point de consigne predeterminee
ou, (b 2)
ladite temperature du refrigerant primaire depasse la tempe-
rature de la boucle d'etancheite de la pompe d'une valeur de point de
consigne predeterminee, et (c) la temperature du
refrigerant primaire est inferieure a un point de consigne.
6 Procede suivant la revendication 5, caracterise par le fait que la
vanne de detente peut etre actionnee si
toutes les conditions (a), (bi) ou (b 2) et (c) existent pendant.
un intervalle de temps predetermine apres que la pompe a refrigerant a
commence de fonctionneret que cette vanne de detente ne peut pas gtre
actionnee apres ledit intervalle, cet intervalle etant suffisant pour
permettre audit appareil
de se stabiliser.
7 Appareil pour supprimer une surpressurisation du refrigerant dans un
appareil (11) de generation d'energie a reactour nucleaire danis
l'etat "plein d'water" de cet appareil par une commande anticipative
d'une vanne de detente (67), cet appareil de guneration d'energie a
reacteur nucleaire comprcnant un reacteur nucleaire (13), au moins un
generateur (17) de vapeur d'water, une boucle primaire (Z 1) faisant
passer le refrigerant du reacteur a travers ledit reacteur de maniere
qu'il se produise un echange de chaleur entre ce refrigerant et ce
reacteur et a travers ledit generateur (17) de vapeur d'water, un
pressuriseur (15) raccorde a ladite boucle primaire (21), une pompe
(19) raccordee a ladite boucle primaire (21) pour faire circuler ledit
refrigerant alu reacteur a travers ladite boucle, une boucle
secondaire disposee dans ledit generateur de vapeur d'water de maniere
qu'il se produise un echange de chaleur entre cette boucle secondaire
et ladite
boucle primaire, des moyens (47, 49) pour commander l'alimen-
tation en refrigerant de ladite boucle primaire, une vanne de detente
(67) pour abaisser la pression du refrigerant dans ladite boucle
primaire, caracterise par la presence d'un moyen (83) pouvant etre
actionne uniquement si ledit appareil se trouve dans l'etat "plein
d'water" ou presque dans cet etat, cela en reponse a un accroissement
predetermine de la pression dans ladite boucle primaire en raison
d'une augmentation du volume du refrigerant fourni a ladite boucle
primaire et pour
faire fonctionner ladite vanne de detente (67).
8 Appareil suivant la revendication 7, caracterise par la presence
d'un moyen de temporisation (99) destine a empecher l'actionnement de
la vanne de detente (67) a moins que l'augmentation du volume du
refrigerant fourni a la boucle primaire ait persiste pendant au moins
un intervalle de temps predeterminee
9 Appareil suivant les revendications 7 ou 8,
caracterise par le fait qu'il comprend un moyen (figure 7), qui ne
peut etre actionne que si ledit appareil se trouve dans l'etat "plein
d'water" ou presque dans cet etats cela en reponse a une augmentation
predeterminee de la pression dans ladite Je T 2519793 boucle primaire
en raison d'un apport de chaleur dans ladite boucle primaire et pour
taire fonctionner ladite vanne de
detente (67).
Appareil suivant la revendication 9, caracterise par le fait qu'il
comprend un moyen qui est asservi a ladite
pompe (49) pour actionner la vanne de detente (67) si l'augmen-
tation de la temperature communiquee a la boucle primaire se manifeste
pendant un intervalle de temps predetermine apres que la pompe a
commence de fonctionner et qui ne peut pas
etre actionne ensuite, ledit intervalle de temps etant suffi-
sant pour permettre a l'appareil de se stabiliser.
11 Appareil suivant la revendication 7, caracterise par le fait qu'il
comprend un moyen (figure 5) raccorde au refrigerant pour determiner
la vitesse de variation de la pression dans ledit refrigerant, un
moyen (41) raccorde au refrigerant pour determiner la temperature de
ce refrigerant, et un moyen (77) raccorde au pressuriseur (15) pour
determiner le niveau du liquide dans ledit pressuriseur, ledit
appareil comprenant egalement un moyen (figure 9) raccorde au moyen de
determination de vitesse de variation de pression, au moyen de
determination de temperature, au moyen de determination de niveau, et
a la vanne de detente (67) pour actionner ladite vanne de detente
pendant les conditions d'etat "plein d'water" uniquement si (a) ladite
vitesse de variation de la pression
depasse un point de consigne predetermine, (b) ladite tempe-
rature est inferieure a un point de consigne predetermine, et (c)
ledit niveau depasse un point de consigne predeterminee 12 Appareil
suivant la revendication 11, caracterise par la presence d'un moyen de
temporisation (99) interpose entre le moyen de determination de
vitesse de variation de la
pression et la vanne de detente (67) pour empecher l'action-
nement de ladite vanne de detente a moins que la vitesse de variation
de la pression depassant le point de consigne ne persiste au moins
pendant un intervalle de temps predetermine de maniere a empecher un
actionnement pendant les phenomenes
transitoires normaux.
13 Appareil suivant la revendication 9, caracterise par le fait qu'il
comprend (a),un moyen (77) raccorde au pressuriseur (15) pour
determiner le niveau du fluide dans ledit'pressuriseur, (bl) un moyen
raccorde a la boucle secon- daire et a la boucle primaire pour
determiner la difference
de temperature entre le fluide present dans la boucle secon-
daire et le refrigerant, (b 2) un moyen raccorde a la boucle primaire
ainsi qu'a la boucle primaire dans la region de la boucle d'etancheite
de la pompe pour determiner la difference de temperature entre le
refrigerant et le refrigerant dans la region de ladite boucle
d'etancheite de la pompe, et (c) un moyen raccorde au refrigerant pour
deeterminer la temperature de ce refrigerant, ledit appareil
comprenant egalement un moyen raccorde audit moyen (a), (bl), (b 2) et
(c) ainsi qu'a la vanne de detente (67) actionnable par une energie
afin d'actionner cette vanne de detente pendant les conditions d'etat
"plein d'water" uniquement si: (d) la pompe a refrigerant
primaire est en fonction; (e) le niveau dans ledit pressuri-
seur (15) depasse un point de consigne predetermine; (fl) la
temperature du fluide secondaire depasse la temperature du
refrigerant'd'une valeur de point de consigne predeterminee, ou (f 2)
la temperature du refrigerant primaire depasse la temperature regnant
dans la boucle d'etancheite de la pompe d'une valeur de point de
consigne predeterminee; et (g) la temperature du refrigerant est
inferieure a un point de
consigne predetermine.
14 Appareil suivant la revendication 13, caracterise par la presence
d'un moyen de temporisation interpose entre la pompe a refrigerant et
le moyen d'actionnement de vanne de detente pour permettre
l'actionnement de ladite vanne de detente (67) lors de l'existence des
conditions (d), (e), (fi) ou (f 2) et (g) uniquement jusqu'a ce que
ladite pompe ait fonctionne pendant un intervalle de temps
predetermine apres
son demarrage d ans des conditions d'etat "plein d'water".
<
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