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Patent 1137881 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 1137881
(21) Application Number: 1137881
(54) English Title: FILTRE POUR L'EPURATION D'UN FLUIDE CONTENANT DES PARTICULES FERRO-MAGNETIQUES
(54) French Title: FILTER FOR FERROMAGNETIC PARTICLE CARRYING FLUIDS
Status: Term Expired - Post Grant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • B01D 35/06 (2006.01)
  • B03C 01/025 (2006.01)
  • G21C 19/30 (2006.01)
  • G21C 19/307 (2006.01)
(72) Inventors :
  • DUBOURG, MICHEL (France)
(73) Owners :
  • FRAMATOME
(71) Applicants :
  • FRAMATOME (France)
(74) Agent: ROBIC, ROBIC & ASSOCIES/ASSOCIATES
(74) Associate agent:
(45) Issued: 1982-12-21
(22) Filed Date: 1979-10-04
Availability of licence: N/A
Dedicated to the Public: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
78-28525 (France) 1978-10-05

Abstracts

French Abstract


PRECIS DE LA DIVULGATION:
Dans un filtre pour l'épuration d'un fluide contenant
des particules ferro-magnétiques le perfectionnement caractérisé
par le fait qu'il comporte des déflecteurs solidaires de la
surface interne du panier constitués par des parois pleines
disposées avec un certain espacement par rapport à la paroi laté-
rale du panier sur une certaine longueur dans la direction axiale,
dans la zone du panier où se trouvent les billes, et un tube
central relié à la conduite d'arrivée du fluide à épurer à l'une
de ses extrémités et fermé à son autre extrémité, dirigé sui-
vant l'axe du filtre et disposé dans le lit de billes à la
partie centrale du panier, comportant des perforations latérales
de direction radiale faisant communiquer l'intérieur du tube
avec l'intérieur du panier sur toute la zone du tube située en
face des déflecteurs dans une direction radiale. Les perfora-
tions du panier cylindrique traversent la paroi de ce panier
dans certaines zones seulement de sa surface latérale et à ses
extrémités et les déflecteurs sont disposés en face des zones
perforées de la surface latérale du panier dans la zone située
radialement en face des perforations du tube central pour em-
pêcher le passage direct du fluide, par un parcours uniquement
radial, du tube central à la zone située entre le panier et
l'enveloppe.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles
un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué,
sont définies comme il suit:
1. Filtre pour l'épuration d'un fluide contenant des
particules ferro-magnétiques comportant une enveloppe cylindri-
que reliée à une conduite d'arrivée du fluide à épurer et à
une conduite de sortie du fluide épuré, renfermant des billes
d'acier entre lesquelles passe le fluide, une bobine entourant
l'enveloppe cylindrique alimentée en courant électrique pour la
production d'un champ magnétique permettant d'aimanter les
billes d'acier et ainsi de retenir les particules ferro-magné-
tiques transportées par le fluide, un panier cylindrique de
support des billes disposé à l'intérieur de l'enveloppe et
coaxial à cette enveloppe, comportant des perforations mettant
en communication l'intérieur du panier renfermant les billes
d'acier avec la zone d'espace comprise entre l'enveloppe et le
panier dans laquelle débouche la conduite de sortie du fluide
et un circuit de décolmatage communiquant avec l'intérieur de
l'enveloppe, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre:
- des déflecteurs solidaires de la surface interne du panier
constitués par des parois pleines disposées avec un certain
espacement par rapport à la paroi latérale du panier sur une
certaine longueur dans la direction axiale, dans la zone du
panier où se trouvent les billes,
- un tube central relié à la conduite d'arrivée du fluide à
épurer à l'une de ses extrémités et fermé à son autre extrémité,
dirigé suivant l'axe du filtre et disposé dans le lit de billes
à la partie centrale du panier, comportant des perforations
latérales de direction radiale faisant communiquer l'intérieur
du tube avec l'intérieur du panier sur toute la zone du tube
située en face des déflecteurs dans une direction radiale,
17

les perforations du panier cylindrique traversant la paroi de
ce panier dans certaines zones seulement de sa surface latérale
et à ses extrémités et les déflecteurs étant disposés en face
des zones perforées de la surface latérale du panier dans la
zone située radialement en face des perforations du tube central
pour empêcher le passage direct du fluide, par un parcours
uniquement radial, du tube central à la zone située entre le
panier et l'enveloppe.
2. Filtre suivant la revendication 1, caractérisé par
le fait que les déflecteurs sont constitués par des secteurs
cylindriques disposés coaxialement par rapport au filtre, les
portions de la surface latérale du panier limitées par les plans
de symétrie de l'enveloppe du filtre passant par les génératrices
extrêmes des secteurs cylindriques et situées entre les déflec-
teurs étant des surfaces pleines cependant que les autres por-
tions de la surface latérale du panier comportent des perfora-
tions traversant la paroi du panier.
3. Filtre suivant la revendication 1 ou 2, dans le
cas où le fluide à épurer est un liquide sous pression et à
haute température, caractérisé par le fait que le circuit de
décolmatage comporte une conduite d'alimentation du filtre en
liquide de rinçage sous pression et à haute température et un
réservoir de détente équipé d'un système de refroidissement
et relié séparément, à la partie interne de l'enveloppe du
filtre, par l'intermédiaire de vannes d'isolement et de détente,
à des conduites d'évacuation des effluents et à une pompe à vide
pour évacuation du réservoir de détente, si bien qu'au moment
de l'ouverture des vannes d'isolement et de détente séparant
le filtre du réservoir de détente, il se produit un balayage des
billes du filtre par une émulsion liquide-vapeur produite par
détente du liquide sous pression.
18

4. Filtre suivant la revendication 1 ou 2, dans le
cas où le fluide à épurer est de l'eau sous pression prélevée
dans le circuit primaire d'un réacteur à eau sous pression
et où l'eau épurée est recyclée dans le circuit primaire,
caractérisé par le fait qu'un filtre mécanique de sécurité est
disposé, pour l'arrêt des corps migrants de volume important,
sur chacune des canalisations joignant le filtre au circuit
primaire.
5. Filtre suivant la revendication 1 ou 2, dans le
cas où le fluide à épurer est de l'eau sous pression du circuit
primaire d'un réacteur nucléaire, caractérisé par le fait qu'il
est disposé en parallèle sur une pompe du circuit primaire de
façon à traiter une partie du fluide primaire pendant le fonc-
tionnement du réacteur, cependant que des vannes d'isolement du
filtre par rapport au circuit primaire sont disposées sur les
conduites d'arrivée et de sortie de l'eau sous pression dans
le filtre.
6. Filtre suivant la revendication 1, dans le cas où
le fluide à épurer est de l'eau sous pression du circuit primaire
d'un réacteur nucléaire, caractérisé par le fait qu'il est dis-
posé dans un circuit de filtration en dérivation sur le circuit
primaire, entre la branche froide de ce circuit et le couvercle
de la cuve, par lequel pénètrent des buses d'aspersion d'eau
épurée au niveau du volume de cuve situé sous le couvercle, ces
buses étant reliées à la sortie du filtre de façon à mettre en
circulation dans la cuve la fraction d'eau prélevée sur le
circuit primaire, après épuration.
7. Filtre suivant la revendication 6 caractérisé par
le fait qu'une ligne de by-pass est disposée en parallèle par
rapport au filtre et comporte des vannes de fermeture pour la
19

mise en service du filtre ou sa mise hors service par dérivation
du fluide primaire passant dans le circuit de filtration sur
la ligne de by-pass.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


11378~1
L'invention concerne un filtre pour l'épuration d'un
fluide contenant des particules ferro-magnétiques et plus par-
ticulièrement pour l'épuration du fluide primaire d'un réacteur
nucléaire à eau sous pression.
Dans les réacteurs à eau sous pression, l'eau sous pres-
sion qui constitue le fluide primaire et qui vient en contact
avec les éléments combustibles avant d'être envoyée dans les
générateurs de vapeur pour l'échauffement et la vaporisation
de l'eau alimentaire de la chaudière ou fluide secondaire, se
charge au cours de sa circulation dans le réacteur et dans les
générateurs de vapeur, de particules d'oxyde de fer formées au
cours du contact prolongé de l'eau avec certaines parties en
acier du réacteur nucléaire.
Il est très important d'éliminer ces particules d'oxyde
du fluide primaire grâce à un filtre afin d'éviter que la
quantité d'oxyde dans le fluide primaire ne devienne excessive
et que ces particules ne s'activent après avoir séjourné dans
le coeur et se déposent sur les tuyauteries primaires, en con-
tribuant de manière importante à l'activité et à la contamina-
tion des surfaces.
Les particules piégées par le filtre ne peuvent pluscirculer dans le circuit primaire et l'on évite ainsi de conta-
miner le personnel d'exploitation et de maintenance qui est
susc~ptible ainsi de rester plus longtemps au voisinage des
installations du réacteur sans subir une irradiation prohibitive.
Cette épuration du fluide primaire doit se faire bien
entendu pendant le fonctionnement du réacteur pour assurer une
épuration continue de l'eau sous pression.
La difficulté vient de ce que cette filtration doit être
effectuée sur de lleau à haute température et sous pression.
On a proposé d'utiliser, pour effectuer cette épuration,
un filtre électro-magnétique comportant une enveloppe
-1-

~13'^~81
cylindrique remplie de billes en matériau ferro-magnétique et
plus particulièrement de billes en acier qu'on soumet à un
cycle d'aimantation de fa~on que ces billes puissent retenir
les particules ferro-magnétiques transportées par le fluide
primaire.
Un tel filtre électro-magnétique qui comporte une bobine
entourant l'enveloppe dans laquelle sont disposées les b.illes,
pour la création d'un champ magnétique susceptible d'aimanter
les billes, est généralement disposé en parallèle sur une
pompe primaire servant à la circulation de l'eau sous pression.
L'intérieur de l'enveloppe cylindrique renfermant les
billes est également en communication avec un circuit de décol~
matage indépendant du circuit de fluide primaire permettant une
élimination périodique des particules d'oxyde retenues par les
billes.
On dérive sur le filtre une proportion du débit du
fluide primaire qui est généralement de l'ordre de quelques
pour cent.
. Il est ainsi possible d'épurer en continu le fluide pri-
maire sans pour autant interférer avec la circulation de cefluide dans le circuit primaire et sans dégradation thermique
(refroidissement) du fluide et également de décolmater le
filtre indépendamment de cette circulation.
~ Dans les filtres électro-magnétiques utilisés jusqu'ici,
le courant de fluide à épurer rentrait par une extrémité du
fi.ltre, traversait la couche de billes d'acier et ressortait
par l'autre extrémité du filtre pour être recyclée dans le
circuit primaire.
Les inconvénients d'un tel filtre sont d'une part que
les écailles d'oxyde ont tendance à se déposer constamment dans
les memes zones de la masse de billes d'acier, la circulation
du fluide se faisant suivant un trajet constant et d'autre part

~13~81~1
qu'il est difficile de limiter la vitesse de circulation du
fluide dans le lit de billes afin de favoriser ].a filtration
et d'assurer une vitesse maximum de circulation du fluide dans
le filtre pour être sur d'obtenir une filtration efficace.
Si l'on recherche d'autre part a limlter la vltesse de
circulation du fluide dans le filtre et a augmenter le parcours
de traversée de la masse de billes, on peut être amené a sur-
dimensionner le filtre de façon que son encombrement et son
co~t deviennent prohibitifs.
Selon la présente invention il est prévu un filtre pour
l'épuration d'un fluide contenant des particules ferro-magneti-
ques comportant une enveloppe cylindrique reliée a une conduite
d'arrivee du fluide a epurer et a une conduite de sortie du
fluide épure, renfermant des billes d'acier entre lesquelles
passe le 1uide, une bobine entourant l'enveloppe c~lindrique
alimentee en courant electrique pour la production d'un champ
magnetlque permettant d'aimanter les billes d'acier et ainsi de
retenir les particules ferro-magnetiques transportees par le
fluide, un panier cylindrique de support des billes dispose a
l'interieur de l'enveloppe et coaxial a cette enveloppe, com-
portant des perforations mettant en communication l'interieur du
panier renfermant les billes d'acier avec la zone d'espace com-
prise entre l'enveloppe et le panier dans laquelle debouche
la conduite de sortie du fluide et un circuit de decolmatage
com~uniquant avec l'interieur de l'enveloppe, caractérisé par
le fait qu'il comporte en outre: des déflecteurs solidaires de
la surface interne du panier constitués par des parois pleines
disposees avec un certain espacement par rapport a la paroi
laterale du panier sur une certaine longueur dans la direc~ion
axiale, dans la zone du panier o~ se trouvent les bill~s, un
tube central relie à la conduite d'arrivee du fluide a epurer a
l'une de ses extremites et ferme à son autre extremité, dirigé
... . .

~137~81
suivant l'axe du filtre et dispose dans le lit de billes ~ la
partie centrale du panier, comportant des perforations laterales
d~ direction radiale faisant communiquer l'interieur du tube
avec l'interieur du panier sur toute la zone du tube situee en
face des deflecteurs dans une direction radiale, les perfora-
tions du panier cylindrique traversant la paroi de ce panier
dans certaines zones seulement de sa surface latérale et à ses
extremités et les déflecteurs étant disposes en face des zones
perforées de la surface latérale du panier dans la zone située
radialement en face des perforations du tube central pour
empecher le passage direct du fluide, par un parcours uniquement
radial, du tube central a la zone situee entre le panier et
l'enveloppe.
On va maintenant décrire a titre d'exemples non limi-
tatifs, un mode de réalisation d'un filtre suivant l'invention
utilisé sur le circuit primaire d'un réacteur nucléaire ~ eau
sous pression d'une part en parallèle sur une pompe primaire et
i d'autr~ part en dérivation sur la branche froide du circuit
primaire.
La figure 1 represente une vue d'ensemble du circuit
de filtration et de decolmatage avec coupe partielle au niveau
du filtre de cette installation, avec une premiere disposition
du filtre en parallele sur une pompe primaire.
La figure 2 represente dans une vue en coupe par un
plan vertical le filtre suivant l'inventlon.
La figure 3 représente une demi-coupe suivant A-A de la
.
,
' ~ '
.
"

-- 1137881
figure 2.
La figure 4 représente, dans une vue en coupe par un plan
vertical, une seconde disposition du filtre suivant l'invention,
en dérivation sur la branche froide du circuit primaire, avec
retour de l'eau épurée sous le couvercle de la cuve.
Sur la figure 1 on voit une portion du circuit primaire
d'un réacteur nucléaire comportant deux portions de conduites
de grand diamètre 1 et 2 et une pompe primaire.
En dérivation sur les conduites 1 et 2, on a disposé
deux conduites 4 et S permettant respectivement l'extraction
d'une partie de l'eau sous pression constituant le fluide pri-
maire et le recyclage de cette eau sous pression dans le
circuit primaire.
La conduite 4 constitue la conduite d'arrivée d'eau
sous pression à épurer au filtre 7, alors que la conduite S
constitue la conduite de sortie du fluide épuré venant du
filtre.
Le filtre, de forme cylindrique dont la structure sera
décrite plus en détail en se référant à la figure 2, comporte
une enveloppe entourée sur la plus grande partie de sa hauteur
par une bobine magnétique 8 permettant l'aimantation des billes
d'acier qui se trouvent à l'intérieur de l'enveloppe. La bobine
comporte un circuit de refroidissement 9 et une culasse 10.
. Sur la conduite 4 sont disposées des vannes motorisées
11 permettant d'isoler le filtre de la conduite 2 et un filtre
mécanique de sécurité 12 muni de détecteurs magnétiques et
acoustiques dont le rôle sera précisé ultérieurement.
De même sur la conduite 5, sont disposées des vannes 14
et un ~iltre de sécurité 15.
Le filtre 7 est également réuni à sa partie inférieure
à un circuit de décolmatage comportant une conduite 16, un réser-
voir de détente 17, une conduite d'élimination des effluents
-5-

113~8E~1
liquides 18, une conduite d'éliminat.ion des effluents gazeux
19 et un circuit de refroidissement du réservoir de détente 20.
Sur la conduite 16 sont disposées des vannes motorisées
21 et un filtre de sécurit.é avec détecteurs 22.
Des vannes 23, 24, 25, 26 sont également disposées sur
les conduites 18 et 19 et le circuit de refroidissement du
réservoir de détente respectivement.
Une pompe à vide 27 est également disposée sur la conduite
d'évacuation des effluents gazeux 19 reliée au réservoir de
détente.
Le fonctionnement de l'installation seradecritul.térieure-
ment.
En se reportant à la figure 2, on voit que le filtre 7
est constitué par une enveloppe cylindrique 30 fermée à sa
partie supérieure par un couvercle sphérique 31 et à sa partie
inférieure par un couvercle elliptique 32.
Dans le couvercle sphérique supérieur 31 sont ménagées
une ouverture 34 pour l'arrivée du fluide primaire, une ouver-
ture 35 pour la sortie du fluide primaire épuré et une traE,pe
de visite 36.
Une ouverture 37 est ménagée dans le fond inférieur
elliptique 32 pour la liaison du filtre avec la conduite 16 du
circuit de décolmatage.
~ Le filtre est soudé sur un support 40 permettant sa
fixation.
L'enveloppe 30 est en acier inoxydab].e amagnétique et
con~ue pour résister à la pression et à la température du fluide
primaire (155 bars et 286C respectivement).
Le fond elliptique 32 de l'enveloppe 30 du filtre comporte
`30 d'autre part des saillies radiales telles que 41 et 42 consti-
tuant des pieds de fixation pour le panier 45 à l'intérieur
duquel est disposée la charge de billes d'acier. Les billes
--6--
.. , . ~
. . :

".... , ~ 137881
- sont en acier ferritique au chrome.
Sur la figure 2, le filtre a été représenté vide de
billes d'acier alors que sur la figure 1 on voit le niveau
supérieur 43 de cette ch.arge de billes qui repose à la partie
basse du panier 45 sur une plaque de support perforée 46
reposant elle-meme sur les pieds supports 41 et 42.
Sur la plaque inférieure 46 du panier 45 est également
fixé un fond elliptique 47 traversé par des perforations. La
. plaque 46 et le fond 47 comportent à leur partie centrale un
évidement circulaire permettant leur introduction et leur
guidage sur une colonne creuse 48 solidaire du fond elliptique
32 de l'enveloppe 30 disposée verticalement et coaxialement à
l'enveloppe 30, de sorte que l'ouverture 37 débouche à l'inté-
rieur de cette colonne 48.
La colonne 48 comporte à sa base des perforations 49
. mettant en communication l'ouverture 37 et donc la conduite
16 avec la zone d'espace comprise entre l'enveloppe 30 et le
panier 45.
Le panier 45 comporte une paroi latérale cylindrique
reposant sur les supports tels que 41 et 42, à la periphérie de
la plaque 46.
A la partie supérieure de plus forte épaisseur de cette
paroi latérale 45, est fixée une plaque supérieure 50 traversée
par des perforations 51.
. L'écartement entre le panier 45 et l'enveloppe 30 est
maintenu par des entretoises 52 soudées à la partie supérieure
: . du panier cylindrique 45.
Le filtre 7 comporte également un tube central 55 dis-
po:sé coaxialement par rapport à l'enveloppe 30 et au panier 45
;; 30~ à l'intérieur duquel débouche l'ouverture 34 et donc la conduite
~ 4 fixée à l'enveIoppe 30 au-niveau de l'ouverture 34.
i~ Le tube central 55 comporte des preforations latérales
:
7_

-- 11378~1
sur toute la hauteur du tube disposée en face de déflecteurs 57
fixés à la paroi latérale du panier 45.
Le tube central 55 est fermé à sa partie inférieure par
une pièce d'appui 56 venant se loger dans la partie supérieure
de la colonne creuse 48 pour le guidage et la fixation du tube
central dans l'enveloppe 30~
Ainsi qu'il est visible aux figures 2 et 3, les déflec-
teurs 57 sont constitués par des parois pleines ayant la forme
de portions de cylindres constituant des secteurs de 60 envi-
ron fixés à la paroi latérale interne du panier 45 par des
entretoi.ses constituées par des cornières radia].es 58. :
Les secteurs 57 sont ainsi maintenus à une certainedistance de la paroi intérieure du panier 45.
Trois déflecteurs sont ainsi disposés à distance régu-
lière sur la paroi interne du panier 45 en laissant entre eux
des secteurs cylindriques de 60 environ non garnis de déflec-
teurs.
La paroi latérale du panier 45 comporte des perforations
la traversant de part en part dans les secteurs tels que 59
représentés à la Eigure 3.
Les secteurs 59 sont limités par les intersections des
plans de symétrie de l'enveloppe du filtre (c'est-à-dire des
plans contenant l'axe vertical de symétrie du Eiltre) passant
par les génératrices extrêmes limitant les secteurs cylindri-
ques 57, avec la paroi du panier 45. Les secteurs disposés
entre ces secteurs 59 situés derrière les deflecteurs quand
on considère un déplacement radial, sont constitués par une
paroi pleine isolant complètement le panier de la zone d'espace
comprise entre la surface externe du panier et llenveloppe 30.
Le panier 45 comporte également quelques perforations
61 et 62 aux extrémités de la paroi latérale verticale faisant
communiquer l'intérieur du panier avec la zone comprise entre
le panier et l'enveloppe 30~
--8--

-
113788i
Les perforations pratiquées dans le panier et dans le
tube central ont un diamètre tel que les billes même légèrement
érodees ne puissent passer à travers ces perforations. D'autre
part, les perforations sont disposées suivant un réseau régulier
à l'intérieur de rainures usinées sur les surfaces externes des
parois qu'elles traversent.
On va maintenant décrire le fonctionnement du filtre
suivant l'invention en se référant à l'ensemble des figures.
Une certaine proportion du débit du fluide primaire à ,
la sortie de la pompe est extraite par la canalisation 4 dans
la canalisation 2. Cette proportion est de l'ordre de 2 à 4
du débit total du fluide primaire dans la canalisation 2.
Les vannes 11 étant ouvertes, l'eau sous pression cons-
tituant le fluide primaire est introduite par l'ouverture 34
dans le tube central 55 du filtre 7. Cette eau sous pression
ressort du tube central 55 par les perforations ménagees dans
ce tube sur une certaine hauteur à l'intérieur du lit de billes
remplissant le panier 45 entourant le tube central. L'eau sous
pression peut ainsi pénétrer dans le lit de billes avec une
direction initiale radiale.
La bobine d'aimantation est alimentée en courant continu
et fonctionne en permanence pour maintenir une aimantation dé-
terminée du lit de,billes. On réalise un étalonnage du courant
d'alimentation nécessaire pour l'aimantation des bi]les en
déterminant le courant créant un champ de 1800 Oersted en
l'absence de billes dans le panier.
Le fluide arrivant en contact avec les billes aimantées
abandonne sur ces billes les particules d'oxyde ferro-magnétique
qu'il peut contenir avant de quitter le filtre.
On voit que le parcours de l'eau qui est initialement
radial conduit cette eau soit au contact avec les déflecteurs
57 soit au contact avec les secteurs pleins situés entre les
_g_

11378E~1
zones pourvues de déflecteurs de la paroi du panier 45.
L'eau ne peut ainsi quitter le panier rempli de billes
en matériau magnétique et son trajet s'incurve pour suivre la
paroi des déflecteurs ou des secteurs pleins soit dans la di-
rection horizontale, solt dans une direction verticale, soit
suivant un parcours complexe pour arriver dans la zone d'espace
située entre les déflecteurs et la paroi interne du panier 45
à partir de laquelle cette eau pourra passer dans la zone d'es-
pace comprise entre le panier et l'enveloppe 30 par les perfo-
rations pratiquées dans la paroi 45 derrière les déflecteurs 57.
Une partie de cette eau pourra également ressortir dupanier 45 par les perforations du couvercle 50 ou de la plaque
46 et du couvercle 47 ou encore par les perforations disposées
a la base et au sommet de la paroi latérale du panier 45 en
dehors de la zone occupée par les déflecteurs 57. Donc cette
eau se retrouvera soit dans la zone comprise entre le panier
45 et l'enveloppe 30 ou encore dans la partie supérieure du
filtre dans laquelle débouche le conduit de sortie 35 de l'eau
sous pression permettant son recyclage. L'eau sous pression
est ainsi dirigée dans tous les cas vers la partie supérieure
du filtre pour ressortir par l'ouverture 35 et la canalisation
5 qui permet son recyclage dans le circuit primaire.
Dans tous les cas l'eau ne peut ressortir du panier
qu'après un parcours complexe et relativement long, cette eau
parcourant le filtre dans des directions différentes. On uti-
~ise ainsi le lit de billes dans son intégralité pour la puri-
fication de l'eau.
Les déflecteurs sont calculés de telle sorte que la
vitesse de diffusion du fluide primaire dans le lit de billes ne
dépasse pas 50 cm par seconde.
Dans le cas d'un réacteur nucléaire à eau sous pression
auquel le filtre suivant l'invention a été appliqué, l'eau du
--10--
.
' .

1137~
circuit primaire à traiter était à une température de 286 et
à une pression de 155 bars. Les divers éléments du filtre ont
donc été calculés et prévus pour résister à ces conditions.
Dans ces conditions de fonctionnement, le filtre suivant
- l'invention a été conçu pour traiter un débit maximum d'eau de
255 litres par seconde.
Après un certain temps de fonctionnement du filtre en
régime permanent, il est nécessaire d'opérer un certain décol-
matage pour éliminer les particules d'oxyde qui ont été retenues
par les billes. Pour cela on isole le filtre 7 du circuit
primaire en fermant les vannes 11 et 14, le filtre se trouvant
alors rempli d'eau à 286 sous 155 bars et l'on ouvre les vannes
21 permettant de mettre en communication le filtre avec le
réservoir de détente 17 après avoir purgé le réservoir de
détente de l'air qui s'y trouvait grâce à la pompe à vide 27,
et démagnétisé la charge de billes par une programmation de la
variation de courants et par des inversions de polarité au
niveau de la bobine d'aimantation.
Des deux vannes 21 permettant l'isolement du réservoir
de détente par rapport au filtre, l'une permet de réaliser en
outre une détente de l'eau sous pression se trouvant dans le
filtre. La disposition et le volume du réservoir de détente
par rapport au filtre soit conçus de telle manière qu'à l'issue
d'une~détenté, la vapeur reste dans le filtre et l'eau chargée
d'effluents actifs reste dans le réservoir de détente, ce qui
facilite le refroidissement et la dépressurisation rapide de
l'effluent liquide actif.
Au moment de l'ouverture des vannes il se produit donc
une détente au cours de laquelle les billes du filtre sont
balayées par une émulsion eau-vapeur formée par détente de l'eau
sous pression et à l'issue de laquelle la plus grande partie
de l'eau contenue dans le filtre est passée dans le condenseur
- --11- ~

1~378Bl
cependant que le filtre s'est rempli de vapeur à une pression
de 55 bars, la température après la détente étant de 270 C. On
isole alors le réservoir de détente par rapport au filtre en
fermant les vannes 21 et l'on effectue la mise en route du
refroidissement du réservoir de détente en ouvrant les vannes
25 et 26, La température du réservoir de détente est alors
abaissée de 270C à 80C. On remplit alors le filtre avec de
l'eau du circuit de décolmatage 60 en ouvrant les vannes 63.
Cette eau de décolmatage est à une température de 250 C et la
pression du filtre après remplissage est de 150 bars. On ef-
fectue alors la vidange du réservoir de détente lorsque sa
pression et sa température sont redescendues à un niveau accep-
tahle en ouvrant les vanne 23 du circuit d'élimination des
e~fluents liquides et 24 du circuit d'élimination des effluents
gazeux et en mettant en fonctionnement la pompe à vide 27.
On réalise alors une deuxième détente du flltre en réa-
lisant les mêmes opérations que précédemment, cette deuxième
détente étant suivie d'une troisième détente dans les mêmes
conditions.
A la fin de l'opération de décolmatage, on remplit le
filtre avec de l'eau à 150 bars et 250 C grâce au circuit de
décolmatage et l'on réaimante la charge de billes par passage
d'un courant pendant 1 à 2 minutes, le courant déterminé par
étalonnage étant tel qu'il crée un champ de 3.200 Oersted en
l'absence de billes dans le filtre, puis on ajuste l'intensité
pour obtenir le champ nominal de 1.800 Oersted.
Pendant les opérations de décolmatage l'eau du filtre
peut être ~idangée grâce à la présence des perforations 49
disposées à la base de la cheminée 48 solidaire de l'enveloppe
30 du filtre 7.
Les filtres de sécurité 12, 15 et 22 qui ont été décrits
précédemment permettent de protéger l'installation contre les
-12-

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'
corps migrants qui peuvent se dé.placer avec le fluide primaire
accidentellement. On a donc adjoint à ces filtres de sécurité
à l'entrée et à la sortie du filtre, sur le recyclage du fluide
épuré et sur le circuit de décolmatage, des détecteurs magné-
tiques et acoustiques permettant d'enregistrer la présence de
tels corps migrants dans le fluide primaire.
D'autres types de protection sont prévus, par exemple une
protection contre les échauffements dans la bobine, contre
l'ouverture des vannes d'isolement du filtre en cas de non
remplissage en eau de ce filtre, contre l'ouverture de ces
vannes en cas de pression trop basse dans le filtre et des
protections conduisant à l'.isolement du filtre du circuit p~i-
maire au moment du décolmatage ou en cas de perte d'alimentation
électrique de la bobine.
On voit que le dispositif suivant l'invention, en dehors
des avantages que procuraient déjà les dispositifs antérieurs,
: permet d'obtenir une filtration plus efficace du fluide primaire
par le fait que le parcours du fluide dans le lit de billes
peut 8tre ralenti et allongé grâce à la disposition des perfo-
rations du panier dans lequel se trouvent les. billes et à la
présence de déflecteurs, ainsi qu'à la présence d'un tube
central permettant d'obtenir un parcours initial radial du
fluide primaire..
` D'autre part ces avantages sont obtenus sans que le
filtre soit surdimensionné par rapport aux filtres connus
antérieurement, son encombrement total pouvant m^eme être diminué.
D'autre part le lit de billes est utilisé de facon plus
homogène puisqu'uil est parcouru par le fluide dans de nombreuses
directions et à partir de divers points répartis sur la hauteur
; 30 du filtre.
On voit, sur la figure 4, une variante d'exécution en
ce qui concerne le branchement du circuit de filtration sur le
.

1~378~31
circuit primaire. Le filtre 7, dans ce mode de réalisation,
est incorporé dans un circuit de filtration comportant un
piquage 65 sur la partie de conduite 66 du circuit primaire
constituant la branche froide de ce circuit reliée à la tubu-
lure 67 de la cuve 64.
Le circuit de filtration comporte, dans le prolongement
du piquage 65, une canalisation 68 aboutissant dans le tube
plongeur du filtre 7 avec interposition de deux vannes d'isole-
ment 70 et 71. L'eau ressort du filtre par la canalisation 69
et est recyclée dans la cuve, avec interposition de deux vannes
72 et 73, par l'intermédiaire d'une deux buses d'aspersion
telles que 74 passant à travers un ou deux passages 75 non
utilisés, destinés ordinairement aux mécanismes de commande
des grappes de matériau absorbant.
Les buses telle que 74 sont reliées à la canalisation 69
par l'intermédiaire d'un raccord 76 et d'un circuit de dis-
tribution 77.
On prévoit également une ligne de by-pass 7 munie de
deux vannes d'arrat 79 et 80 permettant de court-circuiter le
filtre.
Il existe entre le point de la branche froide du cir-
cuit primaire où est branché le piquage d'aspersion et le
sommet de la cuve, sous le couvercle ou sont situées les buses
d'aspersion, une différence de pression qui permet la circu-
lation de l'eau dans le circuit de filtration.
On utilise, comme piquage 65, le piquage utilisé ordi-
nairement pour l'aspersion du pressuriseur.
En utilisant un débit des buses d'aspersion d'environ
1% du débit total de réfrigération du coeur, on obtient un
maintien en température du volume "mort" de la cuve situé sous
le couvercle, tout-à-fait convenable.
C'est d'ailleurs un des avantages de cette disposition
-14-
..
.

113~
particulière du circuit de filtration, de permettre un
refroidissement du volume "mort" sous le couvercle de la cuve
du réacteur, grâce au dispositif de recyclage de l'eau épurée.
Un tel refroidissement par aspersion est de toutes
façons nécessaire et le recyclage de l'eau épurée à cet endroit
de la cuve permet de le réaliser dans de bonnes conditions.
D'autre part, l'injection d'eau purifiée sous le couvercle
permet d'éviter l'introduction à cet endroit de produits de
corrosion en suspension dans l'eau avec les inconvénients in-
hérents, à savoir les dépôts, l'activation de la zone situéesous le couvercle et les difficultés de fonctionnement des
mécanismes de commande des grappes qui en résultent.
Il est également possible d'utiliser un débit accru de
rinçage du volume "mort" sous le couvercle en ouvrant les vannes
de la ligne de by-pass du filtre.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui
vient d'être décrit, elle comporte au contraire toutes les
variantes. ~n peut ainsi modifier la forme et la disposition
des déflecteurs et la position des perforations dans le panier
contenant les billes, à partir du moment où l'on interdit un
passage direct de l'eau a épurer depuis le tube central jus-
qu'à la zone se trouvant entre le panier et l'enveloppe du
filtre par déplacement radial, grâce à des déflecteurs de forme
et de disposition variables quel'on peut fixer sur la paroi
interne du panier.
Deux modes de réalisation ont été décrits, en ce qui
concerne le branchement du circuit de filtra-tion sur le clrcuit
primaire: en parallèle sur une pompe primaire ou intercalé
entre la branche froide et le couvercle de cuve mais le filtre
suivant l'invention peut être placé en parallèle sur tout
organe du circuit primaire autre qu'une pompe dans lequel s'é-
tablit une différence de pression suffisante en raison de la
-15-

1~37881
circulation du réfrigérant, tel qu'un générateur de vapeur par
exemple. On peut egalement imaginer un branchement du circuit
d'épuration réalisant une jonction entre diverses boucles du
réacteur.
Le ~iltre suivant l'invention peut etre associé non
seulement à une installation telle que décrite comportant un
circuit de décolmatage avec un réservoir de détente mais encore
à toute installation comportant un circuit de décolmatage
quelconque en communication avec l'intérieur de l'enveloppe du
filtre. Enfin le filtre suivant l'invention bien que parti-
culièrement intéressant dans le cas d'une installation d'épu-
ration du fluide primaire d'un réacteur à eau sous pression,
peut être utilisé dans d'autres applications, par exemple pour
l'épuration de l'eau d'un réacteur à eau bouillante ou de l'eau
alimentaire d'une installation thermique quelconque comportant
une chaudière.
-16-

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Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
Inactive: IPC from MCD 2006-03-11
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Grant by Issuance 1982-12-21

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Drawings 1994-03-11 3 93
Claims 1994-03-11 4 130
Abstract 1994-03-11 1 31
Descriptions 1994-03-11 16 630