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Dispositif de nettoyage par jets de liquide d'une face d'une plaque tubulaire d un échangeur de chaleur depuis l'intérieur du faisceau de l'échangeur de chaleur.
L'invention concerne un dispositif de nettoyage par jets de liquide d'une face d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur depuis l'inté- rieur du faisceau de l'échangeur de chaleur et en particulier un dispositif de nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
Les réacteurs nucléaires à eau sous pression comportent des générateurs de vapeur qui assurent l'échauffement et la vaporisation d'eau d'alimentation par la chaleur transportée par l'eau sous pression de refroidissement du coeur du réacteur. Les réacteurs à eau sous pression comportent, sur chacune de leurs branches primaires, un générateur de vapeur ayant une partie primaire dans laquelle circule l'eau sous pression de refroidissement du réacteur et une partie secondaire recevant de l'eau d'alimentation qui est échauffée et vaporisée progressivement et ressort de la partie secondaire du générateur de vapeur sous forme de vapeur qui est envoyée à une turbine associée au réacteur nucléaire pour assurer l'entraînement d'un alternateur de production du courant électrique.
De tels générateurs de vapeur comportent une enveloppe externe de forme générale cylindrique disposée avec son axe vertical et solidaire d'une plaque tubulaire sensiblement horizontale dont la face inférieure ou face d'entrée constitue une paroi de la boite à eau d'alimentation du générateur de vapeur en eau sous pression constituant le fluide primaire.
Le générateur de vapeur comporte également un faisceau de tubes cintrés en U comportant chacun deux branches droites parallèles entre elles dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire entre la face inférieure d'entrée de la plaque tubulaire et la face supérieure de sortie par laquelle les tubes du faisceau pénètrent dans la partie secondaire du générateur de vapeur dans laquelle une enveloppe interne de faisceau disposée dans une position coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe externe du générateur de vapeur délimite un espace annu-
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laire avec l'enveloppe externe.
L'enveloppe interne comporte une extré- mité inférieure située à une certaine distance au-dessus de la face supé- rieure de la plaque tubulaire., de manière à ménager un espace de pas- sage pour l'eau d'alimentation du générateur de vapeur qui est introduite dans la partie secondaire par l'espace annulaire.
Les trous de passage et de fixation des tubes du faisceau dans la plaque tubulaire sont disposés suivant un réseau régulier sur toute la surface de la plaque tubulaire, à l'exception de la partie périphérique de la plaque tubulaire qui constitue une voie libre annulaire à l'aplomb de l'espace annulaire d'amenée d'eau d'alimentation et d'une partie centrale de direction diamétrale constituant une allée centrale ou rue d'eau de part et d'autre de laquelle sont disposées les branches droites des tubes. Les tubes à la partie centrale du faisceau délimitent entre leurs branches droites un espace libre s'étendant suivant la direction axiale des tubes du faisceau, au-dessus de l'allée centrale de la plaque tubulaire.
Les tubes du faisceau sont pliés en U et comportent une partie centrale de forme sensiblement semi-circulaire dont le rayon de courbure varie entre une valeur minimale pour les tubes situés à la partie centrale du faisceau dont les branches droites se trouvent de part et d'autre de la rue d'eau et une valeur maximale pour les tubes situés à la partie périphérique du faisceau.
Les tubes du faisceau pliés en U sont disposés suivant une pluralité de nappes planes parallèles entre elles comportant chacune un ensemble de tubes dont les rayons de courbure varient entre une valeur minimale et une valeur maximale Les nappes de tubes, qui peuvent être perpendiculaires à la rue d'eau du générateur de vapeur dans le cas d'un réseau de tubes à maille carrée ou encore disposées à 300 ou 1200 dans le cas d'un réseau à maille triangulaire, comportent un nombre de tubes décroissant depuis la partie centrale du faisceau, jusqu'à la partie périphérique,
dans la direction de la rue d'eau centrale
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Les nappes planes constituées chacune d'un ensemble de tubes pliés en U dont les rayons de courbure sont croissants depuis la partie interne jusqu'à la partie externe de la nappe sont séparées les unes des autres par des espaces ayant une largeur sensiblement constante, cette largeur pouvant être de l'ordre de 10 mm.
Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, l'eau sous pression qui constitue le fluide primaire de refroidissement du coeur est amenée dans un compartiment de la boîte à eau, de façon à être répartie sous la face d'entrée de la plaque tubulaire, dans les extrémités d'entrée des tubes du faisceau. L'eau sous pression à haute température circule ensuite dans les tubes du faisceau pour ressortir par les extrémités de sortie de ces tubes dans un second compartiment de la boîte à eau relié au circuit primaire du réacteur pour assurer le retour de l'eau de refroidissement dans la cuve.
L'eau d'alimentation qui est amenée et répartie dans l'espace libre annulaire autour de l'enveloppe de faisceau circule de haut en bas dans l'espace libre annulaire, pénètre dans l'enveloppe de faisceau endessous de son extrémité inférieure puis vient en contact avec les tubes du faisceau à travers la paroi desquels s'effectue l'échange thermique entre le fluide primaire et l'eau d'alimentation. L'eau d'alimentation est échauffée progressivement puis vaporisée pendant son parcours en contact avec les tubes du faisceau dans la direction verticale et de bas en haut.
La vapeur produite est asséchée dans la partie supérieure du générateur de vapeur et sort de l'enveloppe externe par une tubulure reliée à l'extrémité supérieure de l'enveloppe externe
La vapeur produite qui est utilisée dans la turbine du réacteur est condensée et récupérée au niveau d'un condenseur puis renvoyée au générateur de vapeur, de sorte que la partie secondaire du générateur de
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vapeur dans laquelle circule l'eau d'alimentation fonctionne en circuit fer- mé.
L'eau d'alimentation est traitée et présente des caractéristiques chimiques qui limitent au maximum son pouvoir de corrosion Cependant, après une pénode de fonctionnement du réacteur nucléaire, l'eau d'ali- mentation se trouve chargée en produits de corrosion tels que des oxydes qui ont tendance à se déposer sous forme de boues dans les parties du circuit secondaire où l'eau d'alimentation circule à basse vitesse et en particulier sur la face supérieure de sortie de la plaque tubulaire du géné- rateur de vapeur, entre les tubes du faisceau. Les boues déposées sur la plaque tubulaire au niveau de la jonction des tubes du faisceau avec la plaque tubulaire produisent une corrosion qui peut entraîner à terme une diminution de l'épaisseur des tubes, la formation de fissures dans leur paroi et éventuellement leur rupture.
Pour éviter ces phénomènes de corrosion, les plaques tubulaires des générateurs de vapeur doivent être nettoyées régulièrement pendant les phases d'arrêt pour entretien et rechargement du réacteur nucléaire et même avant la mise en service industrielle.
Ce nettoyage peut être effectué en envoyant des jets d'eau sur la surface supérieure de sortie de la plaque tubulaire entre les rangées de tubes du faisceau, dans le sens allant du centre vers la périphérie du faisceau.
Les boues sont détachées de la face de sortie de la plaque tubu- laire et dirigées vers l'espacé libre périphérique situé autour de la partie Inférieure du faisceau sur la face supérieure de la plaque tubulaire où elles sont drainées par des jets périphériques et aspirées, par exemple par une tuyautene introduite par une ouverture traversant l'enveloppe externe du générateur de vapeur.
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Un tel nettoyage par jet de liquide peut être effectué en introduisant une lance susceptible de former des jets de liquide, à l'intérieur de l'enve- loppe du générateur de vapeur, par un trou de visite traversant l'enve- loppe externe et l'enveloppe du faisceau du générateur de vapeur.
On a proposé en particulier d'introduire une lance de nettoyage de la plaque tubulaire du faisceau du générateur de vapeur dans la rue d'eau centrale du faisceau du générateur, à travers des ouvertures de l'enve- loppe du générateur de vapeur appelées trous de poing situées dans l'alignement de la rue d'eau centrale du faisceau.
De manière à améliorer le nettoyage de la plaque tubulaire, on a proposé d'introduire par les trous de poing, dans la rue d'eau centrale du faisceau du générateur de vapeur, un ensemble de nettoyage comportant en particulier une rampe de nettoyage alimentée en eau sous pression et comportant un porte-buses monté oscillant autour d'un axe parallèle à la rue d'eau centrale et à la plÅaque tubulaire et portant un ensemble de buses susceptibles d'effectuer le nettoyage de la plaque tubulaire suivant plusieurs allées entre les rangées de tubes perpendiculaires à la rue d'eau centrale du générateur de vapeur.
L'oscillation des buses autour d'un axe parallèle à la plaque tubulaire et à la rue d'eau centrale du générateur de vapeur permet de balayer les allées de la plaque tubulaire entre les tubes, depuis une zone centrale de la plaque tubulaire correspondant à la rue d'eau centrale et au moins une zone périphérique de la plaque tubulaire, à l'extérieur de l'enveloppe de faisceau, dans laquelle sont récupérées les boues détachées par les jets d'eau sous forte pression envoyés sur la plaque tubulaire depuis la rue d'eau centrale.
Dans le brevet français 94-10008 déposé par la société FRAMATOME, on a décrit un dispositif de nettoyage permettant d'effectuer SI- multanément le nettoyage de plusieurs allées entre les rangées de tubes, en utilisant une lance portée par un rail fixé dans la rue d'eau centrale et
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comportant un porte-buses monté oscillant sur un support mobile pouvant se déplacer sur le rail dans la rue d'eau centrale.
De manière à assurer une mise en place des différentes buses du porte-buses dans l'aligne- ment exact d'un ensemble d'allées entre les tubes des générateurs de vapeur, le dispositif comporte de plus des moyens de positionnement précis du support et du porte-buses coopérant avec un tube du faisceau, dans chacune des positions de travail du support et du porte-buses suivant la direction de la rue d'eau centrale du générateur de vapeur.
Le rail et le support du porte-buses du dispositif de nettoyage peuvent être introduits dans la rue d'eau centrale par les ouvertures traversant l'enveloppe externe et l'enveloppe de faisceau du générateur de vapeur dans le prolongement de la rue d'eau centrale du générateur de vapeur, appelées trous de poing.
Les procédés et dispositifs de nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur depuis la rue d'eau centrale permettent de balayer un ensemble d'allées de la plaque tubulaire situées chacune entre deux nappes planes de tubes et débouchant dans la rue d'eau centrale. Ces procédés et dispositifs ne permettent cependant pas d'obtenir un nettoyage parfait de la plaque tubulaire, du fait que les espaces entre les tubes des nappes planes délimitant les allées ne peuvent pas être atteints par les jets d'eau sous pression de nettoyage ; les dépôts situés dans ces espaces ne sont généralement pas décollés de manière efficace par les jets d'eau dans les allées adjacentes.
On a donc proposé en particulier dans le FR-A-2.514. 108 et dans le FR-A-95-15418 de réaliser le nettoyage non seulement en utilisant une lance introduite dans la rue d'eau centrale du générateur de vapeur mais également une lance Introduite à l'intérieur même du faisceau entre deux nappes planes de tubes du faisceau pliés en U, de manière à atteindre les parties de la face de sortie de la plaque tubulaire correspondant aux
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espaces entre les rangées débouchant dans l'espace entre les deux nap- pes planes de tubes à l'intérieur duquel est introduite la lance de net- toyage.
On utilise une lance de nettoyage souple ou partiellement souple ayant une section sensiblement rectangulaire et une largeur inféneure à la largeur de l'espace entre les nappes de tubes du faisceau qui est Intro- duite à l'intérieur du faisceau entre deux nappes de tubes par une des ouvertures appelées trou d'oeil traversant l'enveloppe externe du faisceau du générateur de vapeur, en dessous de l'extrémité inférieure de l'enve- loppe de faisceau.
De manière à réaliser un nettoyage efficace des espaces entre les rangées de tubes perpendiculaires aux nappes de tubes du faisceau, on a proposé, dans le FR-A-95-15418, de monter de manière oscillante un porte-buses comportant au moins deux buses dans une partie de tête d'une lance souple en matière plastique.
Les buses du porte-buses sont alimentées en liquide de nettoyage par des conduits disposés à l'intérieur de la lance souple dans une direction longitudinale. Le porte-buses monté oscillant dans la tête de la lance est mis en oscillation par un dispositif mécanique comportant un fil d'acier placé dans un canal de direction longitudinale prévu à l'intérieur de la lance, solidaire à l'une de ses extrémités d'une pièce d'actionnement coopérant avec une rainure usinée sur le porte-buses. Le fil d'acier est déplacé en translation longitudinale, de manière alternative, avec une amplitude limitée de manière à faire osciller les buses par coopération de la pièce d'actionnement avec la rainure du porte-buses.
La tête de la lance comportant le porte-buses qui doit être déplacée de manière qu'on puisse effectuer successivement le nettoyage de l'ensemble d'espaces entre les rangées de tubes coopère avec un rail de guidage qui est fixé, préalablement à l'opération de nettoyage, dans l'espace entre les nappes de tubes situé en vis-à-vis du trou d'oeil du géné-
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rateur de vapeur Un tel dispositif présente une bonne efficacité mais la réalisation de ses composants, en particulier de la lance, est délicate et coûteuse.
Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de nettoya- ge par jets de liquide d'une face d'une plaque tubulaire d'un échangeur de chaleur comprenant une enveloppe externe sensiblement cylindrique, une plaque tubulaire transversale solidaire de l'enveloppe externe, un fai- sceau de tubes dont les extrémités sont fixées dans des trous traversant la plaque tubulaire entre une face d'entrée constituant une paroi d'une boîte à eau et une face de sortie par laquelle sortent les tubes du faisceau qui sont pliés en épingle et qui comportent des branches droites parallèles entre elles, disposés suivant des nappes planes parallèles et suivant des rangées faisant un angle constant avec les nappes planes,
au moins une ouverture traversant l'enveloppe externe en vis-à-vis d'au moins un espace entre deux nappes ou entre deux rangées de tubes successives, du côté de la face de sortie de la plaque tubulaire, le dispositif de nettoyage comportant un porte-buses comprenant au moins deux buses, monté rotatif sur un support, autour d'un axe parallèle aux nappes ou aux rangées de tubes, et relié à un tuyau souple d'alimentation des buses en liquide de lavage, un rail de guidage du support de porte-buses dans le premier espace du faisceau et des moyens de pivotement du portebuses autour de son axe de rotation, de manière à placer les buses du porte-buses successivement,
dans l'alignement de seconds espaces rectilignes du faisceau faisant un angle constant avec le premier espace et à balayer la face de sortie de la plaque tubulaire suivant les seconds espaces rectilignes, ce dispositif de nettoyage étant d'une réalisation relativement simple et peu coûteuse
Dans ce but, le dispositif suivant l'invention comporte une tige rigide disposée parallèlement au rail en position dans le premier espace du
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faisceau, reliée à une première extrémité au support du porte-buses constitué par un chariot monté mobile le long du rail et en prise par une seconde extrémité opposée au chariot avec des moyens de déplacement de la tige en translation le long du rail et avec des moyens de mise en rotation de la tige autour de son axe longitudinal,
la première extrémité de la tige étant en prise avec des moyens de transmission de la rotation de la tige au porte-buses pour réaliser le pivotement et le moyen d'alimentation du porte-buses en liquide de nettoyage est un tuyau souple relié au porte-buses.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire à titre d'exemple, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'un dispositif de nettoyage suivant l'invention et sa mise en oeuvre pour le nettoyage de la face de sortie d'une plaque tubulaire d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
La figure 2 est une vue partielle en élévation et en coupe du générateur de vapeur.
La figure 3 est une vue en plan de la plaque tubulaire du générateur de vapeur sur laquelle on réalise le nettoyage en utilisant le dispositif suivant l'invention.
La figure 4 est une vue en coupe et en élévation d'un dispositif de nettoyage selon l'invention en position de service à l'intérieur du générateur de vapeur
La figure 4A est une vue de détail en élévation montrant les moyens d'assemblage de deux éléments de rail du dispositif de nettoyage.
La figure 4B est une vue de détail en élévation montrant une béquille de support du rail
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La figure 5 est une vue de dessus et en coupe montrant les moyens de fixation du rail du dispositif de nettoyage suivant l'invention.
La figure 6 est une vue en élévation et en coupe d'une partie du dispositif de nettoyage au voisinage du trou d'coil du générateur de va- peur.
La figure 7 est une vue en élévation et en coupe des moyens d'en- traînement de la tige du dispositif de nettoyage.
La figure 8 est une vue. de dessus et en coupe par un plan horizontal des moyens d'entraînement de la tige du dispositif de nettoyage.
Les figures 9A, 9B et 9C sont des vues en coupe et en élévation frontale, respectivement, d'un fourreau d'entraînement des moyens d'entraînement de la tige du dispositif de nettoyage.
Les figures 10A et 10B sont des vues partielles en coupe longitudi- nale et transversale, respectivement des moyens d'assemblage et de guidage d'éléments modulaires de la tige du dispositif de nettoyage.
La figure 11 est une vue en coupe et en élévation du chariot portebuses du dispositif de nettoyage suivant l'invention.
Les figures 11 A et 11 B sont des vues en coupe suivant AA et BB de la figure 11, respectivement.
La figure 12 est une vue en coupe longitudinale d'un porte-buses suivant une variante de réalisation.
Sur la figure 1, on voit la partie inférieure d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression désigné de manière générale par le repère 1.
L'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur de forme globalement cylindrique est solidaire, à sa partie inférieure, de la plaque tubulaire 4 Les tubes du faisceau 3 du générateur de vapeur sont pilés en U et comportent chacun deux branches droites qui sont fixées par dudgeonnage et soudage dans les ouvertures traversant la plaque tubulaire 4 En
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dessous de la plaque tubulaire 4, l'enveloppe externe 2 cylindrique du générateur de vapeur est raccordée à un fond hémisphérique délimitant une boîte à eau 5 en deux parties.
La plaque tubulaire 4 est percée d'ouvertures disposées suivant un réseau à mailles carrées, comme il est visible sur la figure 3, sur toute sa surface, à l'exception d'une zone centrale de direction diamétrale et d'une zone périphérique de forme annulaire. Chacun des tubes du faisceau 3 plié en forme d'U et comportant deux branches droites parallèles est fixé par une première branche droite dans une ouverture située d'un premier côté de la zone centrale de direction diamétrale de la plaque tubulaire et par sa seconde branche droite, dans une ouverture située d'un second côté de la partie centrale diamétrale de la plaque tubulaire.
Comme il est visible sur la figure 3, les ouvertures 7 de la plaque tubulaire destinées à recevoir les parties d'extrémité des branches droites des tubes du faisceau disposées suivant un réseau à mailles carrées sont alignées suivant deux directions à 900, l'une des directions étant parallèle à l'espace central de la plaque tubulaire ne comportant pas d'ouvertures et l'autre direction perpendiculaire à la partie centrale sans ouvertures de la plaque tubulaire définissant des rangées d'ouvertures 7a.
Les extrémités des branches droites d'un ensemble de tubes du faisceau pliés en U sont engagées et fixées dans les ouvertures d'une rangée 7a, de part et d'autre de la partie centrale de la plaque tubulaire.
Les tubes dont les parties d'extrémité sont fixées dans les trous d'une rangée de trous 7a constituent une nappe plane 8 de tubes adjacents, comme représenté sur la figure 2.
Les tubes d'une même nappe plane comportent des parties supérieures cintrées dont le rayon de courbure varie depuis un minimum pour le tube situé à la partie centrale de la nappe plane, jusqu'à un maximum pour le tube situé à la partie externe de la nappe plane Le tube situé à la
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partie centrale de la nappe plane dont le rayon de courbure du cintre est le plus faible est engagé par ses parties d'extrémité dans deux trous d'une rangée de trous 7a de la plaque tubulaire situés de part et d'autre de la partie centrale de la plaque tubulaire. Le rayon de courbure mini- mum qu'il est possible de donner aux tubes du faisceau détermine l'écartement des branches droites des tubes présentant les plus faibles rayons de courbure (petits cintres) et donc la largeur de l'espace central de la plaque tubulaire.
Comme il est visible sur les figures 1 et 2, le faisceau 3 délimite à sa partie centrale un espace libre ou rue d'eau 10 situé à l'aplomb de la zone centrale de direction diamétrale de la plaque tubulaire ne comportant pas d'ouvertures.
Les branches droites des tubes du faisceau sont également maintenues dans des plans transversaux perpendiculaires à l'axe du faisceau et de l'enveloppe du générateur de vapeur, suivant un réseau régulier à mailles carrées correspondant au réseau de trous de la plaque tubulaire, par des entretoises 9 comportant un réseau de trous analogue au réseau de trous de la plaque tubulaire.
Comme il est visible sur les figures 1 et 2, l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur et l'enveloppe de faisceau 6 sont traversées par des ouvertures 11 et 12 ayant une disposition coaxiale et débouchant dans la rue d'eau centrale 10 du faisceau du générateur de vapeur Ces ouvertures constituent les trous de poing du générateur de vapeur permettant d'accéder à la rue d'eau centrale. Généralement, l'enveloppe du générateur de vapeur et l'enveloppe de faisceau sont percées de jeux d'ouvertures dans des dispositions coaxiales constituant des trous de poing, dans deux zones situées sur un même diamètre aux extrémités de la rue d'eau centrale.
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Comme il est visible sur la figure 3, l'enveloppe externe 2 du géné- rateur de vapeur est traversée par des ouvertures 13a, 13b, 13c et 13d ayant des axes parallèles à la plaque tubulaire 4 situés dans des plans diamétraux de la plaque tubulaire perpendiculaires entre eux.
Les ouvertures 13a et 13c, dont les axes sont alignés suivant une direction diamétrale de la plaque tubulaire 4, sont disposées en vis-à-vis de rangées de tubes du faisceau de tubes 10 perpendiculaires aux nap- pes de tubes 8 et délimitant entre elles des espaces libres rectilignes.
Les ouvertures 13b et 13d sont disposées en vis-à-vis de nappes planes de tubes 8 du faisceau 10 du générateur de vapeur délimitant entre elles des espaces rectilignes.
Les espaces libres rectilignes entre les nappes de tubes 8 situés en vis-à-vis de l'une des ouvertures 13b et 13d, par exemple l'ouverture 13b, ne sont pas alignés suivant l'axe de l'ouverture 13b.
Le dispositif de nettoyage suivant l'invention tel qu'il sera décrit ciaprès peut être introduit dans un espace rectiligne accessible depuis l'ouverture 13a qui est dans une position inclinée par rapport à l'axe de l'ouverture 13a.
Sur la figure 3, on a représenté un espace libre désigné par le repère 14 qui se trouve en vis-à-vis de l'ouverture 13a dans lequel on peut introduire le dispositif de nettoyage suivant l'invention.
On a également représenté sur la figure 3, un espace libre 14'disposé entre des nappes de tubes du faisceau et accessible depuis l'ouverture 13d traversant l'enveloppe du générateur de vapeur et l'enveloppe de faisceau. L'espace libre 14'rectiligne entre deux nappes successives de tubes 8 du faisceau du générateur de vapeur ne se trouve pas aligné avec l'axe de l'ouverture 13d
En introduisant le dispositif de nettoyage suivant l'invention dans l'espace rectiligne 14 entre les rangées de tubes, on peut réaliser suc-
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cessivement le nettoyage d'espaces libres rectilignes de la plaque tubu- laire 4 situés entre des nappes de tubes successives 8 du faisceau 10 du générateur de vapeur.
En introduisant le dispositif de nettoyage dans l'espace libre 14'entre des nappes de tubes 8 du faisceau, on peut réali- ser successivement, le nettoyage d'espaces libres de la plaque tubulaire
4 situés entre des rangées de tubes du faisceau dont les ouvertures sont fixées dans des lignes d'ouvertures 7a de la plaque tubulaire.
Le nettoyage complet de la plaque tubulaire peut être réalisé en introduisant le dispositif de nettoyage suivant l'invention soit dans un espace libre 14 perpendiculaire à la rue d'eau centrale du faisceau du générateur de vapeur accessible depuis une ouverture 13a et en réalisant successivement le nettoyage des espaces libres de la plaque tubulaire 4 entre les nappes de tubes 8, soit en introduisant le dispositif de nettoyage suivant l'invention dans un espace libre 14'entre deux nappes successives de tubes du faisceau et en réalisant successivement le nettoyage des espaces libres de la plaque tubulaire entre les rangées de tubes du faisceau, soit encore successivement en introduisant le dispositif de nettoyage dans un espace libre 14 et dans un espace libre 14'.
Sur la figure 4, on a représenté le dispositif de nettoyage suivant l'invention, désigné de manière générale par le repère 15, dans une position de service à l'intérieur du faisceau 10 du générateur de vapeur. Dans cette position de service, une partie du dispositif de nettoyage 15 est introduite dans l'espace libre 14 entre des rangées de tubes 16 du faisceau du générateur de vapeur.
Une seconde partie du dispositif 15 se trouve à l'extérieur de l'enveloppe externe 2 du générateur de vapeur en vis-à-vis de l'ouverture 13a, appelée trou d'oeil, qui permet d'avoir accès à l'espace libre 14 dans lequel on introduit une partie du dispositif de nettoyage
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Le dispositif de nettoyage 15 comporte un rail 17 en plusieurs par- ties telles que 17 a, 17b, 17c qui sont assemblées entre elles bout à bout de la manière qui sera décrite ci-après et introduites par l'ouverture 13a dans l'espace libre 14 du générateur de vapeur.
Une réalisation modulaire du rail est nécessaire, dans la mesure où l'on ne dispose, entre la partie d'entrée de l'ouverture 13a et la paroi 18 du bâtiment dans lequel est disposé le générateur de vapeur située en vis-à-vis de l'ouverture 13a, que d'un espace limité. Le plus grand tronçon du rail doit donc présenter une longueur inférieure à la longueur de l'espace libre entre l'ouverture et la paroi du bâtiment du générateur de vapeur.
A l'extrémité du tronçon terminal 17c du rail 17 est montée une béquille d'appui 19 qui sera décrite par la suite.
Le tronçon initial 17a du rail est prolongé par une pièce de fixation 20 qui permet de relier le rail à un ensemble de déplacement 21 constituant une partie du dispositif 15 destinée à rester à l'extérieur de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur.
Le dispositif de nettoyage 15 comporte une tige rigide 22 constituée de plusieurs tronçons tels que 22a, 22b, 22c et 22d qui sont assemblés entre eux bout à bout à l'extérieur de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur avant d'être introduits dans l'espace libre 14 situé en vis-à-vis de l'ouverture 13a. Une constitution modulaire de la tige 22 est nécessaire du fait de la longueur restreinte de l'espace libre entre l'ouverture 13a et la paroi 18 du bâtiment du générateur de vapeur.
Les éléments de tige 22a, 22b, 22c et 22d présentent tous une longueur antérieure à la longueur de l'espace libre entre l'ouverture 13a et la paroi 18, dans la direction axiale du dispositif de nettoyage définie par la direction axiale du rail 17 et de la tige 22
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La tige 22 est solidaire, à une extrémité engagée dans l'espace li- bre du générateur de vapeur, d'un chariot 23 sur lequel est monté pivo- tant un ensemble porte-buses 24 comportant quatre buses de nettoyage situées chacune en position de service, en vis-à-vis d'un espace 25 entre deux nappes de tubes du faisceau.
L'extrémité de la tige 22 engagée à ('intérieur de l'espace libre 14 du faisceau 10 du générateur de vapeur est reliée au chariot 23 sur lequel le porte-buses 24 est monté pivotant. Le déplacement en translation du chariot 23 et du porte-buses 24, de manière à placer successivement les buses du porte-buses en face d'espaces 25 entre les nappes de tubes, est réalisé par traction et poussée sur la tige 22 dont l'extrémité opposée à son extrémité reliée au chariot 23 est engagée dans le dispositif de déplacement 21. De même, le pivotement du porte-buses 24 autour d'un axe de pivotement parallèle à la plaque tubulaire 4 dans l'espace libre 14 est réalisé à partir de la tige 22 engagée dans le dispositif de déplacement 21.
Les déplacements de la tige 22 et du chariot 23 en translation suivant la direction longitudinale de l'espace 14 sont guidés par le rail 17 qui comporte à sa partie inférieure une rainure de guidage à section rectangulaire dans laquelle sont engagées et montées glissantes une partie supérieure du chariot 23 du porte-buses 24 et une partie supérieure de pièces de jonction et de guidage 26 des éléments de la tige 22, appelés trolleys.
Le dispositif de déplacement 21 de la tige 22, qui est fixé à l'extrémité de la pièce de fixation 20 du rail 17, comporte des galets en prise avec une partie de la tige 22 engagée dans le dispositif 21 à l'extérieur de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur, pour le déplacement de la tige 22 et du chariot 23 suivant la direction longitudinale du rail 17 De plus, les galets d'entraînement en translation de la tige 22 du dispositif 21 sont
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portés par un support qui est monté rotatif à l'intérieur du dispositif 21 autour d'un axe suivant lequel est disposé l'axe longitudinal de la tige 22.
Une pièce d'entraînement du dispositif d'entraînement 21, appelée four- reau, qui sera décrite plus loin comporte une ouverture centrale permet- tant le passage de la tige 22.
La tige 22 comporte, à sa partie inférieure, des pions d'entraînement 27 qui sont engagés avec un faible jeu dans une partie inférieure de l'ouverture du fourreau du dispositif d'entraî- nement 21 qui est solidaire du support mobile en rotation des galets du dispositif d'entraînement 21. Le fourreau assure l'entraînement en rotation de la tige 22 et du porte-buses 24 qui est relié cinématiquement à l'extrémité de la tige 22 engagée dans le chariot 24.
Le déplacement en rotation du support des galets et de la tige 22 est un déplacement alternatif d'un angle supérieur à 90", de part et d'autre d'une position dite position zéro, représentée sur la figure 4, dans laquelle les pions 27 sont verticaux et disposés à la partie inférieure de la tige 22 et dans laquelle les buses du porte-buses 24 sont dirigées verticalement vers l'espace libre de la plaque tubulaire situé à l'aplomb de l'espace libre 14 entre les rangées de tubes 16 du faisceau.
La partie de guidage des trolleys 26 venant s'engager à l'intérieur de la rainure à section rectangulaire du rail 17 est montée folle sur la partie de jonction des éléments de tige.
Un tube souple 28 est relié à l'extrémité du porte-buses 24, de manière à réaliser l'alimentation en liquide de nettoyage des buses du portebuses.
Les buses du porte-buses 24 sont disposées avec, entre elles, un espacement dans la direction axiale du rail égal à un pas du réseau.
Lorsque le chanot 23 et le porte-buses 24 ont été placés de manière telle que chacune des buses du porte-buses se trouve en vis-à-vis d'un espace entre deux nappes 8 de tubes 16 du faisceau du générateur
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de vapeur, comme représenté sur la figure 4, on peut réaliser une opéra- tion de nettoyage de quatre. espaces libres de la plaque tubulaire situés entre les nappes de tubes successives du faisceau 10 du générateur de vapeur. Pour cela, on alimente les buses en liquide de nettoyage sous pression par l'intermédiaire du tube 28 et on met en rotation le support des galets du dispositif de déplacement 21, de manière à faire pivoter le porte-buses d'un angle un peu supérieur à 90 de part et d'autre de la position zéro représentée sur la figure 4.
Les jets formés par les buses du porte-buses 24 réalisent alors le balayage de la plaque tubulaire suivant quatre espaces libres disposés entre des nappes planes 8 de tubes 16 successives, entre les parties de la plaque tubulaire situées à l'aplomb de l'espace libre 14 et l'extrémité de l'espace de la plaque tubulaire situé entre les nappes de tubes débouchant dans la rue d'eau périphérique du générateur de vapeur.
Sur les figures 5 et 6, un a représenté une partie du dispositif de nettoyage 15 située au voisinage du trou d'oeil 13a donnant accès à l'espace libre 14 entre deux rangées de tubes 16 du faisceau 10 du générateur de vapeur.
Le rail 17 a été mis en place dans l'espace 14 entre les rangées de tubes en assemblant bout à bout les tronçons 17a, 17b et 17c du rail puis en les introduisant à l'intérieur de l'espace 14 du générateur de vapeur.
Comme il est visible sur la figure 5, les éléments du rail 17 tels que l'élément 17a présente une épaisseur qui est légèrement inférieure à la largeur de l'espace 14 entre les rangées de tubes 16 du faisceau du générateur de vapeur
Comme il est visible sur la figure 4A, les éléments de rail tels que 17a et 17b sont assemblés à l'extérieur de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur, l'un des tronçons du rail (17b) étant engagé à intérieur du générateur de vapeur par le trou d'oeil 13a et comportant une partie d'assem-
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blage à son extrémité restant à l'extérieur du trou d'oeil 13a Le second élément 17a du rail est placé à l'extérieur du générateur de vapeur dans le prolongement du tronçon 17b.
Les tronçons 17a et 17b comportent à leur extrémité des parties d'assemblage destinées à coopérer pour réaliser la jonction des deux tronçons de rail bout à bout.'
Le premier tronçon 17b comporte, à son extrémité de raccordement au tronçon 17a, une plaque de jonction 29 et un pion d'engagement 30 en saillie dans la direction longitudinale par rapport à l'extrémité du rail 17b.
Sur une face interne de la plaque de jonction 29 est usinée une arête 31 inclinée en forme de queue d'aronde. La plaque 29 porte de plus, sur sa face interne, une came 32 montée rotative sur un axe 32a.
La partie d'extrémité du tronçon de rail 17a dans laquelle viennent s'engager les éléments de jonction 29 et 30 de la partie d'extrémité du tronçon 17b comporte une lumière 33 destinée à recevoir le pion de centrage 30 et une cavité 34 qui comporte sur sa surface une arête 36 comportant une surface inclinée par rapport à la paroi 34 de l'élément 17a, en forme de queue d'aronde.
Pour réaliser l'assemblage des deux tronçons de rail 17a et 17b, on engage la lumière 33 de la partie 17a sur le pion de guidage 30 et on fait pivoter le tronçon de rail 17a, de manière à superposer la plaque d'assemblage 29 à la cavité 34.
Lorsque les tronçons 17a et 17b sont en position d'assemblage, l'arête 31 en queue d'aronde de la plaque 29 se trouve légèrement à l'avant de l'arête 36 de la paroi de la cavité 34 de l'élément 17a On fait tourner la came 32 autour de son axe 32a de manière que la surface d'actionnement de la came vienne en contact avec le bord antérieur du tronçon 17a et pousse l'élément 17a dans une direction opposée à l'élément 17b Un léger déplacement du tronçon 17a dans la direction axiale
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provoque l'engagement des arêtes en queue d'aronde 31 et 36 l'une sur l'autre et le verrouillage des deux tronçons 17a et 17b par la came 32. On pousse alors sur le tronçon 17a du rail 17 pour faire pénétrer le tronçon
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17b puis le tronçon 17a dans le générateur de vapeur par le trou d'oeil
13a.
L'élément de liaison 20 de l'extrémité du rail fixé dans le prolonge- ment du tronçon 17a est introduit dans le générateur de vapeur par le trou d'oeil 13a, jusqu'au moment où des cales 37a et 37b, situées dans la zone de raccordement entre le tronçon 17a du rail 17 et le tronçon de liaison 20, viennent en contact avec la première rangée de tubes 16 située en vis-à-vis du trou d'oeil 13a, comme il est visible sur la figure 5.
Le rail est alors dans sa position représentée sur la figure 4 et occupe toute la longueur de l'espace libre 14 entre les rangées de tubes. A la fin du déplacement du rail 17 dans le générateur de vapeur, la béquille 19 de maintien de l'extrémité du rail vient se mettre en position de service, comme représenté sur la figure 4.
Sur la figure 4B, on a représenté en traits pleins la béquille 19 fixée à l'extrémité du tronçon 17c du rail 17, dans sa position de service à l'intérieur du générateur de vapeur et, en traits mixtes, dans sa position d'introduction dans le générateur de vapeur.
Dans sa position de service, la béquille 19 vient en appui sur la face supérieure de la plaque tubulaire 4, dans l'espace périphérique de la plaque tubulaire. La béquille 19 est alors légèrement inclinée vers l'intérieur du faisceau 10 du générateur de vapeur.
La béquille 19 est montée articulée autour d'un axe horizontal 19a sur une pièce 39 solidaire de l'extrémité du tronçon terminal 17c du rail 17
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Sur la béquille 19 est monté un doigt d'accrochage 38 comportant un corps tubulaire dans lequel est monté un pointeau repoussé vers l'ex- térieur par un ressort.
Lorsque la béquille est dans sa position horizontale relevée 19're- présentée en traits mixtes sur la figure 4B, le pointeau du doigt d'accro- chage 38 est repoussé par le ressort à l'intérieur d'une encoche 39a pré- vue dans la partie d'extrémité terminale de la pièce 39. L'engagement du pointeau du doigt d'accrochage 38 à l'intérieur de l'encoche 39a permet de maintenir la béquille 19'dans sa position relevée horizontale, pendant l'introduction du rail à l'intérieur du générateur de vapeur.
Lorsque la partie d'extrémité de la béquille 19 est parvenue à l'aplomb de l'espace libre périphérique du générateur de vapeur, à la sortie du faisceau 10, on débloque le doigt de verrouillage 38 de la béquille 19 en soumettant le rail, depuis l'extérieur du générateur de vapeur à un léger choc suffisant pour permettre à la béquille 19 de retomber par gravité de telle sorte que lorsque le rail est en place, la béquille 19 vienne en appui sur la face supérieure de la plaque tubulaire 4 dans une position légèrement inclinée vers l'intérieur du faisceau, comme représenté en traits pleins sur la figure 4B.
Dans cette position, la béquille est maintenue par un doigt de ver- rouillage 40 monté pivotant sur la pièce de support 39 de la béquille et rappelé par un ressort 40a dans une position de verrouillage dans laquelle un becquet usiné à l'extrémité du doigt de verrouillage 40 vient s'engager dans une encoche à la partie supérieure de la béquille 19 La partie d'extrémité du rail 17 est alors supportée par la béquille 19 en appui sur la plaque tubulaire 4.
Le rail 17 peut être éventuellement mis en place à l'intérieur du générateur de vapeur, sur une partie seulement de la longueur de l'espace libre 14 du faisceau 10 du générateur de vapeur
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Lorsque l'extrémité du rail comportant la béquille 19 est parvenue dans la position voulue à l'intérieur du faisceau, on soumet l'extrémité du rail située à l'extérieur du générateur de vapeur et pénétrant dans le trou d'oeil 13a à un léger choc qui permet de faire retomber la béquille dans la position d'appui voulue à intérieur du faisceau du générateur de vapeur.
On réalise alors la fixation de l'ensemble d'entraînement 21 de la tige 22 à l'extrémité de la partie de liaison 20 du rail 17.
Comme il est visible sur la figure 6, la partie de liaison 20 du rail comporte au voisinage de son extrémité opposée au tronçon 17a du rail, un talon 20a dirigé vers le haut et constituant avec la partie d'extrémité de la pièce de liaison 20 du rail un logement de réception de la partie inférieure d'une plaque 41 de fixation de l'ensemble d'entraînement 21 fixée par des vis sur le talon 20a.
On peut alors mettre en place le dispositif d'entraînement 21 qui est fixé contre la plaque 41.
La partie d'extrémité de la pièce de liaison 20 du rail 17 en saillie par rapport au talon 20a vient alors dans le prolongement du fourreau d'entraînement 42 du dispositif d'entraînement 21, l'extrémité du fourreau et l'extrémité de la pièce de liaison 20 se trouvant en vis-à-vis à une très faible distance l'une de l'autre.
L'ouverture interne de direction axiale du fourreau 42 permet de réaliser le guidage des trolleys 26 de la tige 22 dans le prolongement de la rainure longitudinale du rail 17 allant jusqu'à l'extrémité de la pièce de liaison 20 en vis-à-vis du fourreau 42.
Les trolleys 26 ont une longueur axiale supérieure à la longueur de l'espace réduit entre l'extrémité de la pièce de liaison 20 et l'extrémité du fourreau, de sorte que les trolleys 26 sont guidés de manière continue entre le fourreau 42 et le rail 17 lors de déplacements des tronçons de
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tige 22 en translation, de manière à déplacer le chariot 23 et le porte- buses 24
La partie d'extrémité de liaison 20 du rail 17 engagée dans l'es- pace libre 14 du faisceau du générateur de vapeur est disposée suivant la direction longitudinale de l'espace 14 et comporte, à l'extérieur du générateur de vapeur, une partie d'extrémité sur laquelle on fixe la plaque 43 à laquelle est relié le dispositif d'entraînement 21.
Le dispositif d'entraînement 21 est solidaire d'une plaque de fixation et de positionnement 44. L'ensemble des plaques 41,43 et 44 qui sont fixées l'une contre l'autre assure un alignement du dispositif d'entraî- nement 21 et en particulier du fourreau 42 du dispositif d'entraînement, suivant la direction longitudinale de l'espace libre 14.
Pour assurer la fixation du dispositif de nettoyage dans sa position de service sur le générateur de vapeur, la plaque 43 est elle-même fixée par l'intermédiaire de tirants articulés 46 sur une plaque 45 rapportée contre l'enveloppe 2 du générateur de vapeur au niveau d'une tubulure d'entrée du trou d'oeil 13a et fixée par des vis 45'. La plaque 45 est traversée par une ouverture évasée dans l'alignement du trou d'oeil 13a et de dimensions supérieure au trou d'oeil permettant le passage de la partie d'extrémité 20 du rail, de la tige 22 et du tuyau d'alimentation 28 du portebuses 24.
Les tirants 46 montés pivotants sur des parties périphériques de la plaque 45 sont engagés dans des ouvertures traversant la plaque 43 et des écrous 47 et 47'engagés sur le tirant 46 ayant une partie filetée permettent de serrer et de maintenir la plaque 43 sur les tirants 46
Comme Il est visible sur la figure 5, la plaque 43 de fixation de l'en- semble d'entraînement 21 est inclinée par rapport à la plaque 45 solidaire de la tubulure de sortie du trou d'oeil 13a, du fait que l'espace libre 14 à
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l'intérieur du faisceau du générateur de vapeur est incliné par rapport à l'axe du trou d'oeil 13a.
Lorsque le rail 17 et l'ensemble d'entraînement 21 de la tige 22 du dispositif de nettoyage ont été fixés en place par l'intermédiaire des ti- rants 46 et de la plaque 45, on peut commencer l'opération de nettoyage de la plaque tubulaire.
Pour cela, le chariot 23 sur lequel est monté le porte-buses 24 est placé, par l'intermédiaire de la tige 22, dans une première position dans laquelle les quatre buses du porte-buses sont alignées suivant des espaces entre les nappes de tubes 8 les plus voisines du trou d'oeil 13a.
Comme indiqué plus haut, on réalise le nettoyage en faisant pivoter la tige 22 et par son intermédiaire le porte-buses 24 d'un angle supérieur à 90"de part et d'autre de la position zéro dans laquelle les buses sont dirigées verticalement et vers le bas.
Après avoir réalisé le nettoyage de la plaque dans quatre espaces entre des nappes de tubes voisines, on déplace le chariot 23 et le portebuses d'un nombre entier de pas correspondant chacun à la distance entre les axes 16'des tubes 16 du faisceau disposés successivement suivant une nappe ou une rangée de tubes.
On va maintenant décrire, en se reportant en particulier aux figures 6,7 et 8, l'ensemble de déplacement 21 permettant de faire pivoter la tige 22 et le porte-buses et de déplacer en translation la tige 22 et le chariot 23 sur lequel le porte-buses est monté pivotant.
Le dispositif 21 comporte un boîtier 48 dans lequel sont montées deux paires 49 et 50 de galets à axes parallèles disposées en vis-à-vis au niveau d'échancrures dans des surfaces latérales du fourreau 42, de manière que les gorges des galets puissent venir en contact avec la surface latérale de la tige 22 guidée à travers le fourreau 42, de la manière qui sera décrite plus loin
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Le fourreau 42 et le boîtier 48 sont solidaires de la bague intérieure
51 d'un palier à roulement dont la bague externe 53 est solidaire de la plaque 44 fixée sur la plaque 43 solidaire de l'enveloppe 2 du générateur de vapeur, par l'intermédiaire de la plaque 45.
Les galets des paires de galets 49 et 50 sont entraînés en rotation de manière synchrone, par un moteur 54 dont l'arbre de sortie est solidaire d'un pignon 55 engrenant avec des pignons 56 et 56'bloqués chacun sur l'axe de l'un des galets des paires 49 et 50.
L'un des pignons 56 et 56'est associé à un codeur permettant de mesurer avec précision la rotation des galets et le déplacement en trans- lation de la tige 22 entraînée par les galets et du chariot 23 sur lequel est fixé le porte-buses
Une unité de commande 57 recevant les signaux du codeur permet de commander l'alimentation du moteur 54 pour réaliser des déplacements très précis en translation de la tige 22 et du chariot 23 sur lequel est fixé le porte-buses 24
La bague externe 53 du palier à billes solidaire de la plaque fixe 44 porte un secteur denté 58 sur lequel est usinée une denture sur une partie d'une couronne ayant une amplitude un peu supérieure à 1800
Sur le boîtier 48 est fixé, à l'intérieur d'un carter, un moteur 60 dont l'arbre de sortie est solidaire d'un pignon 59 engrenant avec la denture du secteur denté 58.
Le palier à billes 51,53 et le secteur denté 58 sont coaxiaux, de manière que l'ensemble constitué par le boîtier 48 et le fourreau 42 est monté rotatif autour d'un axe longitudinal du fourreau 42, suivant lequel est disposé l'axe de la tige 22 traversant le fourreau en prise avec les gorges des galets des paires de galets 49 et 50
Le moteur 60 commandé par l'unité de commande 57 permet de faire pivoter l'ensemble constitué par le coffret 48, le fourreau 42 et la tige
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22 autour de l'axe de la tige 22 dans un sens et dans l'autre, avec une amplitude correspondant à l'amplitude de la denture du secteur denté 58.
Le logiciel du procédé de nettoyage du faisceau du générateur de vapeur permet de commander, par l'intermédiaire de l'unité de commande
57, les déplacements en translation de la tige 22 et du chariot et la mise en pivotement de la tige et du porte-buses, de manière à réaliser succes- sivement le nettoyage d'ensembles successifs de quatre espaces entre les nappes de tubes voisines, d'une manière totalement automatique.
Sur les figures 9A, 9B et 9C, on a représenté le fourreau 42 à l'inté- rieur duquel passe la tige 22 qui est déplacée en translation par les jeux de galets 49 et 50 et entraînée dans un mouvement de pivotement avec le fourreau 42 et le boîtier 48, par le moteur 60.
Le fourreau 42 comporte un corps allongé présentant une ouverture centrale 61 dont la section est représentée sur la figure 9C. Le fourreau 42 présente en section une forme globalement rectangulaire et l'ouverture 61 s'étend suivant toute la longueur du fourreau 42 La section de l'ouverture 61 du fourreau qui est constante sur toute la longueur du fourreau comporte une partie centrale 61 a de forme circulaire dont le diamètre est légèrement supérieur au diamètre de la tige 22 du dispositif de nettoyage, une partie inférieure 61 b de forme sensiblement rectangulaire permettant le guidage des pions 27 de la tige 22 et une partie supérieure 61c de section rectangulaire permettant le guidage et le passage glissant des trolleys 26 de guidage de la tige 22.
Le fourreau 42 comporte deux faces latérales 42a et 42b sensiblement planes qui sont traversées par des ouvertures respectives 62a, 62'a et 62b, 62'b ayant une section dans un plan horizontal passant par l'axe de la partie circulaire centrale de l'ouverture 61 en forme d'arc de cercle et débouchant dans la partie centrale de l'ouverture 61
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Les ouvertures 62a et 62b permettent d'assurer le passage vers l'intérieur du fourreau de la partie périphérique comportant la gorge des galets de la paire des galets 49. De même, les ouvertures 62'a et 62'b permettent d'assurer le passage vers l'intérieur de la partie centrale de l'ouverture 61 du fourreau, de la partie périphérique des galets de la paire de galets 50 comportant la gorge des galets.
Lorsque la tige 22 du dispositif de nettoyage est engagée dans l'ouverture centrale 61 a du fourreau 42, les galets de chacune des paires de galets qui sont rappelés l'un vers l'autre par des ressorts viennent en prise, par l'intermédiaire de leur gorge avec les parties latérales de la tige 22. Les galets mis en rotation de manière synchrone peuvent ainsi réaliser le déplacement de la tige 22 dans la direction axiale de la tige 22 disposée dans l'ouverture du fourreau 42.
La tige est guidée dans le fourreau par les pions de guidage 27 et par les trolleys 26 montés fous sur la tige.
Sur la figure 10A, on a représenté une zone de jonction entre deux parties d'extrémité de deux tronçons successifs 22a et 22b de la tige 22 qui sont assemblés par l'intermédiaire d'un trolley 26.
Comme il est visible sur les figures 10A et 10B, le trolley 26 comporte une partie supérieure qui est introduite dans une rainure 63 à la partie inférieure du rail 17 de guidage du chariot 23 relié à l'extrémité de la tige 22.
Le trolley 26 permet de réaliser à la fois l'assemblage de deux tronçons successifs 22a, 22b de la tige 22 et le guidage de la tige dans la rainure 63 du rail 17. De plus, comme il a été expliqué plus haut, lors du passage d'un trolley 26 de jonction de deux tronçons successifs 22a, 22b de la tige dans le fourreau, le trolley 26 est guidé de manière glissante dans la partie supérieure 61c de l'ouverture du fourreau
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Les tronçons de tige 22a et 22b ont la forme de cylindres pleins comportent des alésages de direction axiale 64a et 64b sur une certaine longueur.
Dans l'alésage 64a du tronçon 22a est monté de manière rigide- ment solidaire du tronçon 22a, par l'intermédiaire d'une goupille, un axe 65a disposé coaxialement au tronçon 22a. L'arbre 65a comporte une partie d'extrémité élargie diamétralement et découpée suivant deux secteurs circulaires de manière à comporter une partie d'extrémité en saillie 65'a délimitée par les deux découpes en forme de secteurs circulaires suivant une zone centrale de direction diamétrale de l'arbre 65a.
Un arbre 65b est monté rigidement solidaire, dans une disposition coaxiale par rapport au tronçon de tige 22b, dans l'alésage 64b du tron- çon de tige 22b. L'axe 65b comporte une partie d'extrémité élargie diamétralement présentant une ouverture centrale 65'b dont la largeur est sensiblement égale ou légèrement supérieure à la largeur de la partie en saillie 65'a de l'axe 65a.
Comme il est visible sur les figures 10A et 10B, lorsque les tron- çons de tige 22a et 22b sont assemblés entre eux par l'intermédiaire du trolley 26, la partie en saillie 65'a de l'axe 65a vient s'engager dans l'ouverture centrale diamétrale 65'b de l'axe 65b. On obtient ainsi une jonction entre les deux tronçons 22a et 22b de la tige 22 identique à la jonction entre un tournevis et une tête de vis permettant de rendre solidaires en rotation les deux éléments de tige.
De plus, les axes 65a et 65b comportent dans leur partie centrale, suivant la direction axiale, des trous borgnes constituant des alésages venant dans le prolongement l'un de l'autre dans la position d'assemblage des deux tronçons de tige. Dans l'alésage de l'axe 65a est monté serré et fixé par une goupille un bout d'axe 66 qui permet le guidage et l'engage-
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ment dans une disposition coaxiale des deux parties de tige, dans leur position d'assemblage.
Le trolley 26 est constitué de deux demi-trolleys 26a et 26b qui sont engagés respectivement sur la partie d'extrémité de la tige 22a et sur la partie d'extrémité de la tige 22b.
La partie inférieure des demi-trolleys 26a et 26b comporte une ou- verture à section circulaire dans laquelle sont engagées, respectivement la partie courante de l'axe 65a et la partie courante de l'axe 65b. Une tolé- rance des diamètres de l'ouverture circulaire des demi-trolleys et de l'axe correspondant est prévue pour que les demi-trolleys soient montés librement rotatifs sur les arbres 65a et 65b.
De plus, les demi-trolleys comportent dans leur partie d'extrémité, dans le prolongement de l'ouverture circulaire d'engagement de l'axe correspondant 65a ou 65b, une ouverture à section circulaire dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre de la partie d'extrémité à diamètre élargi de l'axe 65a et de l'axe 65b, respectivement
Dans la position d'assemblage des deux demi-trolleys 26a et 26b, comme représenté sur la figure 1 DA, les parties à diamètre élargi des extrémités des axes 65a et 65b viennent se loger avec un jeu diamétral dans les parties à diamètre élargi usinées dans la partie supérieure des demi-trolleys 26a et 26b.
Lors de l'assemblage et du serrage l'une contre l'autre des deux parties 26a et 26b du trolley 26, à l'aide d'une vis 67 engagée dans des ouvertures taraudées en coïncidence dans la partie supérieure des deux demi-trolleys, les deux tronçons de tige 22a et 22b sont maintenus dans le prolongement axial l'un de l'autre par les faces frontales des parties à diamètre élargi des axes 65a et 65b en vis-à-vis des faces frontales correspondantes des ouvertures à diamètre élargi de la partie supéneure des deux demi-trolleys 26a et 26b.
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De cette manière, le trolley 26 est monté fou sur les extrémités des tronçons de tige 22a et 22b et dans une position parfaitement définie sui- vant la longueur des tronçons de tige 22a et 22b, c'est-à-dire suivant la longueur de la tige 22.
Généralement, la zone de jonction entre les deux tronçons de tige
22a et 22b est équidistante des deux pions de guidage 27 situés le plus près des extrémités des tronçons de tige 22a et 22b.
Les pions de guidage 27 sont engagés en force dans des trous percés dans une direction diamétrale de la tige 22, de manière que tous les axes des pions de guidage 27 soient situés dans un même plan diamétral de la tige 22.
De manière à assurer le fonctionnement automatique et continu du dispositif de nettoyage, certaines cotes des éléments du dispositif de nettoyage doivent être fixées en fonction de la longueur de pas du réseau de tubes, c'est-à-dire à la distance entre les axes de deux tubes successifs d'une rangée ou d'une nappe de tubes. Le pas du réseau correspond au déplacement unitaire du dispositif de nettoyage pour faire passer les buses de nettoyage en position de nettoyage entre deux rangées ou nappes de tubes à une position de nettoyage entre deux rangées ou nappes de tubes voisines.
En ce qui concerne la tige 22 du dispositif de nettoyage, les pions de guidage 27 doivent avoir un écartement suivant la direction longitudi- nale de la tige 22 qui correspond à un nombre exact de pas.
Les trolleys 26 de jonction des éléments de tige et de guidage de la tige dans la rainure 63 du rail 17 doivent être espacés l'un de l'autre d'un nombre exact de pas du réseau
Sur les figures 11, 11 A et 11 B, on a représenté le chariot 23 du dispositif de nettoyage sur lequel est monté rotatif le porte-buses 24.
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Comme il est visible en particulier sur la figure 11 A. le corps du chariot est constitué de deux plaques 23a et 23b rapportées et fixées l'une contre l'autre par des vis 68 et 68'.
Les parties supérieures des plaques 23a et 23b qui sont rappor- tées l'une contre l'autre et fixées par les vis 68'présentent un profil tel que la partie supérieure du chariot 23 à section sensiblement carrée puisse être engagée et montée coulissante dans la rainure longitudinale de guidage 63 du rail 17.
De plus, les deux plaques 23a et 23b du chariot 23 comportent à leur partie inférieure une échancrure permettant de loger le porte-buses 24. De part et d'autre de l'échancrure de réception du porte-buses 24, les plaques 23a et 23b du chariot 23 comportent sur leur face interne des cavités de forme semi-cylindrique dans lesquelles sont reçues des parties d'extrémité 69a et 69b du porte-buses 24 constituant des tourillons par l'intermédiaire desquels le porte-buses 24 est monté rotatif sur le chariot 23, autour de son axe longitudinal 70.
Le montage du porte-buses 24 sur le chariot 23 est réalisé lors de l'assemblage du chariot réalisé en rapportant les plaques 23a et 23b l'une contre l'autre et en les fixant par l'intermédiaire des vis 68 et 68'.
Le bout d'arbre 69a du porte-buses 24 qui présente une forme tubulaire est assemblé de manière rigidement solidaire et de manière coaxiale sur un ajutage 71 sur lequel vient se fixer le tuyau souple 28 d'alimentation du porte-buses 24 en liquide de lavage. Par l'intermédiaire du tourillon creux 69a qui communique avec un canal d'alimentation longitu- dinal du porte-buses, les buses 24a, 24b, 24c et 24d du porte-buses 24 sont alimentées en liquide de nettoyage sous pression amené par le tuyau 28
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Le second tourillon 69b qui est un tounllon plein est solidaire d'un arbre cannelé 72 constituant un pignon d'entraînement en pivotement du porte-buses 24.
Sur la figure 11, on a représenté la partie d'extrémité 73 de la tige
22 du dispositif de nettoyage opposée à l'extrémité de la tige située à l'ex- térieur du générateur de vapeur et engagée dans le dispositif d'entraîne- ment 21 La partie d'extrémité 73 de la tige constitue un bout d'arbre qui est engagé et fixé dans une partie d'extrémité du chariot 23. Le bout d'arbre constituant l'extrémité de la tige 22, dont le diamètre est inférieur au diamètre courant de la tige, est engagé dans une ouverture à section circulaire du chariot 23 constituée de deux cavités semi-cylindriques usinées dans les plaques 23a et 23b qui sont rapportées l'une contre l'autre lors du montage du chariot.
De plus, de part et d'autre du bout d'arbre monté rotatif sur le chariot 23, la tige 22 présente un diamètre supérieur au diamètre du bout d'arbre, de sorte que la tige 22 est solidaire en translation du chariot 23 et montée rotative par rapport au chariot 23.
Le prolongement axial'de l'extrémité 73 de la tige 72 porte à son extrémité opposée à la tige 22 un bout d'arbre 75, solidaire d'un arbre cannelé 76, constituant un pignon d'entraînement du porte-buses en pivotement.
Les arbres cannelés 72 et 76 constituant des pignons d'entraînement du porte-buses en pivotement sont montés rotatifs autour d'axes parallèles entre eux, dans une partie d'extrémité du chariot 23
Comme il est visible sur la figure 11 B, une courroie crantée 77 engrène avec les bouts d'arbre 72 et 76, de manière que les bouts d'arbres 72 et 76 tournent à la même vitesse et dans le même sens, lorsque la tige 22 est mise en rotation.
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La rotation alternative de la tige, comme décrit précédemment, est transmise au porte-buses 24 pour réaliser le balayage des espaces libres de la plaque tubulaire entre les rangées ou nappes de tubes.
L'oscillation du porte-buses 24 et du bout d'arbre 69a entraîne une oscillation de l'ajutage 71 relié au tuyau souple 28. Le tuyau souple 28 subit donc en service une certaine torsion. Toutefois, l'élasticité du tuyau
28 permet d'absorber sans inconvénient une déformation alternative en torsion, lors du pivotement du porte-buses.
La tige 22 qui est guidée dans la rainure 63 du rail 17 par les parties supérieures des trolleys 26 à section carrée ou rectangulaire et qui est fixée à son extrémité 73 au chariot 23 permet de déplacer le chariot, suivant toute la longueur du rail 17 disposé dans le faisceau du générateur de vapeur entre deux rangées ou nappes de tubes.
Les déplacements en translation de la tige 22 et du chariot 23 qui sont commandés par l'unité de commande 57 associée au dispositif d'entraînement 21 peuvent être réalisés de manière très précise, du fait qu'il sont contrôlés par un codeur associé à l'un des pignons d'entraînement des galets du dispositif 21.
Ces déplacements en translation sont réalisés suivant des longueurs fixes et parfaitement déterminées correspondant à un nombre entier de pas du réseau du faisceau de tubes du générateur de vapeur. Ces déplacements unitaires peuvent avoir, par exemple, l'amplitude d'un pas du réseau. De plus, il est possible de réaliser, après un certain temps de fonctionnement du dispositif, un nouveau réglage manuel du codeur de déplacement du chariot, de manière à éviter toute dérive des pas de déplacement du chariot, par rapport au réseau de tubes
La tige 22 porte également des repères qui sont espacés entre eux d'un pas du réseau, ces repères qui sont visibles sur la partie de la tige située à l'extérieur du générateur de vapeur permettent de matérialiser et
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de visualiser les pas de déplacement du chariot,
à l'extérieur du généra- teur de vapeur.
On utilise également une caméra vidéo de surveillance de l'opéra- tion de nettoyage.
Les buses du porte-buses peuvent être alimentées chacune par un canal usiné dans le porte-buses dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de l'axe de rotation 70 du porte-buses 24. de manière à déboucher à l'extrémité opposée aux buses, dans un canal d'alimentation longitudinal du porte-buses 24 ayant pour axe l'axe 70 et situé dans le prolongement du tourillon creux 69a d'alimentation en liquide de nettoyage. Les buses alimentées chacune par un canal comportent une partie de formation du jet, de, manière à produire un jet de forme évasée.
De tels jets évasés permettent de balayer l'espace libre de la plaque tubulaire de manière à repousser les produits déposés sur la plaque tubu- laire vers l'espace libre périphérique de la plaque tubulaire.
Il est également nécessaire, dans certains cas, de former des jets de liquide de nettoyage peu évasés et présentant une grande efficacité de pénétration et de destruction de la couche déposée sur la plaque tubulaire.
Dans ce cas, on utilise un porte-buses tel que représenté sur la figure 12.
Le porte-buses 24'représenté sur la figure 12 comporte un corps creux dont la partie supéneure constitue un canal longitudinal d'alimentation des buses en liquide de nettoyage ayant pour axe l'axe de pivotement 70'du porte-buses 24'
Chacune de buses 24'a, 24'b, 24'c et 24'd du porte-buses est alimenté par un tube coudé respectif 77a, 77b, 77c, 77d, de petit diamètre, dont une première extrémité débouche dans le canal longitudinal d'alimentation du porte-buses 24', dans une direction parallèle à la direction
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de l'axe 70'et dont une seconde extrémité fixée sur le porte-buses par une pièce annulaire qui est dirigée dans une direction perpendiculaire à l'axe 70'constitue l'orifice de sortie de la buse.
Les parties d'entrée des tubes 77a, 77b, 77c, 77d sont disposées de manière que leurs sections soient réparties suivant la section du canal d'alimentation d'axe 70'. De cette manière, lorsqu'on envoie un liquide de nettoyage sous pression dans le canal longitudinal du porte-buses, le liquide de nettoyage se répartit dans les quatre tubes courbes 77a, 77b, 77c, 77d des buses, de manière à produire quatre jets sensiblement cylindriques de faible diamètre. De tels jets constituent des jets durs ayant une grande force de pénétration.
On peut ainsi réaliser le brisage de la couche déposée sur la plaque tubulaire et morceler cette couche sous la forme de particules qui peuvent être ensuite balayées vers l'espace libre périphérique de la plaque tubulaire en utilisant des buses à jets évasés selon le premier type décrit ci-dessus, dans une seconde opération de nettoyage.
Le dispositif de nettoyage suivant l'invention peut être mis en oeuvre pour réaliser, de manière totalement automatique, une opération de nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur. Comme indiqué plus haut, le procédé peut être commandé à partir d'un logiciel assurant la succession des différents déplacements du chariot et du portebuses et le pivotement alternatif du porte-buses, suivant une séquence prédéterminée correspondant à un programme de nettoyage.
De manière à mettre en oeuvre le procédé de nettoyage de manière totalement automatique par des opérations commandées en séquence, il est nécessaire de prévoir, en plus de la programmation des différents déplacements des mouvements du porte-buses, un positionnement extrêmement précis des différents éléments du dispositif de nettoyage, les uns par rapport aux
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autres et par rapport au faisceau de tubes du générateur de vapeur dans lequel le dispositif de nettoyage est mis en place.
Comme indiqué plus haut, les pions de guidage 27 de la tige 22 ont un espacement qui est un nombre exact de pas. De même, les trolleys 26 de raccordement et de guidage des éléments de la tige 22 ont un espace- ment qui correspond à un nombre exact de pas du réseau de tubes du générateur de vapeur.
De plus, il est nécessaire que l'espacement, dans la direction longitudinale, de deux pions de guidage 27 successifs de la tige 22 soit inférieur à la longueur, dans la direction axiale, du fourreau d'entraînement 42 du dispositif d'entraînement 21. De cette manière, quelle que soit la position de la tige 22 par rapport au fourreau, deux pions de guidage 27 se trouvent simultanément en prise avec la partie de guidage inférieure 61 b du fourreau 42 On obtient ainsi un entraînement efficace en pivotement de la tige 22 par le fourreau 42.
Bien entendu, l'espacement entre les buses du porte-buses 24 correspond à un nombre exact de pas du réseau et généralement à un pas du réseau. La distance entre l'une quelconque des buses du porte-buses et l'un quelconque des pions de guidage de la tige 22 correspond également à un nombre exact de pas du réseau.
De cette manière, à l'issue de chacun des déplacements de la tige et du chariot d'un nombre exact de pas, les pions de guidage de la tige et les buses se retrouvent dans des positions identiques par rapport aux tubes et aux espaces inter-tubes du faisceau du générateur de vapeur.
Comme il a été expliqué plus haut, lorsqu'on a réalisé la mise en place du rail 17 dans le faisceau du générateur de vapeur, la partie d'extrémité de liaison 20 du rail comporte une partie de fixation du dispositif d'entraînement 21 à l'extérieur du générateur de vapeur et, à l'opposé, une extrémité qui vient en appui contre la première rangée ou nappes de
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tubes, par intermédiaire de butées 37a et 37b. On fixe ainsi à une valeur parfaitement déterminée la distance entre les parties situées en vis-à-vis avec un faible écartement du fourreau d'entraînement 42 et de l'extrémité du rail, par rapport au réseau du faisceau de tubes du générateur de va- peur.
Cette distance est telle que lorsqu'un trolley 26 de liaison de deux tronçons de la tige 22 parvient au voisinage de la sortie du fourreau à l'issue d'un pas de déplacement de la tige, le trolley est encore entièrement à l'intérieur du fourreau et ne déborde pas dans l'espace entre le fourreau et le rail.
Au pas suivant de déplacement de la tige 22, le trolley 26 dont la longueur dans la direction axiale de la tige est inférieure à un pas de déplacement est entièrement sorti du fourreau et se trouve à l'intérieur du rail 17.
Du fait que les trolleys sont espacés l'un de l'autre d'une distance correspondant à un nombre exact de pas, la disposition relative des trol- leys 26 et des parties d'extrémité en vis-à-vis du fourreau et du rail sont identiques pour chacun des trolleys 26 se présentant à la sortie du fourreau 42.
Entre deux pas successifs de déplacement de la tige 22 et du chariot 23, le nettoyage est réalisé automatiquement par mise en pivotement alternatif de la tige 22 et du porte-buses oscillant avec un nombre de rotations alternatives déterminé par le programme de nettoyage.
A la fin de chacune-des phases d'oscillation du porte-buses, le porte-buses et la tige 22 sont remis automatiquement par l'unité de commande et le logiciel gérant l'unité de commande, dans la position zéro, les buses et les pions de guidage ayant leurs axes verticaux et dirigés vers le bas Le déplacement en translation de la tige 22 et du porte-buses 23 est réalisé dans la position zéro de la tige et du porte-buses
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La conduite du programme de nettoyage par le logiciel et l'unité de commande des déplacements de la tige, du chariot et de la tête porte- buses ainsi que les réglages de cotes des différents éléments du dispositif de nettoyage permettent d'assurer un fonctionnement continu et sans incident du dispositif pendant l'opération complète de nettoyage de la plaque tubulaire d'un générateur de vapeur.
Le dispositif de nettoyage suivant l'invention peut être utilisé de manière combinée avec un dispositif de nettoyage de la plaque tubulaire du générateur de vapeur introduit dans la rue d'eau centrale du générateur de vapeur.
L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit.
C'est ainsi que le rail de guidage, le chariot, la tête porte-buses et la tige de déplacement et de mise en pivotement de la tête porte-buses peuvent être réalisés d'une manière différente de celle qui a été décrite.
EMI38.1
Le rail de guidage peut être fixé à sa seconde extrémité à l'enve- loppe du générateur de vapeur, au niveau d'un second trou d'oeil diamétralement opposé au premier trou d'oeil par lequel on introduit le rail et la tige du dispositif ; dans ce cas, on n'utilise pas de béquille d'appui.
L'invention s'applique au nettoyage de tout générateur de vapeur comportant un faisceau dont les tubes sont disposés suivant un réseau à mailles carrées ou triangulaires.
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Device for cleaning by jets of liquid one side of a tube plate of a heat exchanger from inside the bundle of the heat exchanger.
The invention relates to a device for cleaning by jets of liquid a face of a tube plate of a heat exchanger from inside the bundle of the heat exchanger and in particular a device for cleaning the tube plate of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
Pressurized water nuclear reactors include steam generators which heat and vaporize feed water using the heat transported by pressurized water to cool the reactor core. Pressurized water reactors comprise, on each of their primary branches, a steam generator having a primary part in which the water circulates under pressure for cooling the reactor and a secondary part receiving feed water which is heated and gradually vaporized and leaves the secondary part of the steam generator in the form of steam which is sent to a turbine associated with the nuclear reactor to drive an alternator for producing electric current.
Such steam generators comprise an outer casing of generally cylindrical shape arranged with its vertical axis and integral with a substantially horizontal tubular plate whose lower face or inlet face constitutes a wall of the water supply box for the generator of pressurized water vapor constituting the primary fluid.
The steam generator also comprises a bundle of bent U-shaped tubes each comprising two straight branches parallel to each other, the ends of which are fixed in holes passing through the tube plate between the lower face of entry of the tube plate and the upper face of exit by which the bundle tubes penetrate into the secondary part of the steam generator in which an internal bundle envelope arranged in a coaxial position inside the outer envelope of the steam generator delimits a space annu
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the outer envelope.
The inner casing has a lower end located at a certain distance above the upper face of the tube plate., So as to provide a passage space for the supply water to the generator. vapor which is introduced into the abutment through the annular space.
The passage and fixing holes of the bundle tubes in the tube plate are arranged in a regular network over the entire surface of the tube plate, with the exception of the peripheral part of the tube plate which constitutes an annular free path to the plumb of the annular space for supplying water and a central portion of diametrical direction constituting a central aisle or street of water on either side of which are arranged the straight branches of the tubes. The tubes in the central part of the bundle delimit between their straight branches a free space extending in the axial direction of the bundle tubes, above the central aisle of the tube plate.
The tubes of the bundle are bent in a U and have a central part of substantially semicircular shape whose radius of curvature varies between a minimum value for the tubes located at the central part of the bundle whose straight branches are on both sides. other from the water street and a maximum value for the tubes located at the peripheral part of the beam.
The bundles of the bundle bent in a U are arranged in a plurality of flat plies parallel to each other, each comprising a set of tubes whose radii of curvature vary between a minimum value and a maximum value The plies of tubes, which may be perpendicular to the street water from the steam generator in the case of a network of square mesh tubes or alternatively arranged at 300 or 1200 in the case of a triangular mesh network, comprise a decreasing number of tubes from the central part of the bundle, to the peripheral part,
in the direction of the central water street
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The flat sheets each consisting of a set of U-bent tubes whose radii of curvature are increasing from the internal part to the external part of the sheet are separated from each other by spaces having a substantially constant width, this width may be of the order of 10 mm.
During operation of the steam generator, the pressurized water which constitutes the primary coolant for the core is brought into a compartment of the water box, so as to be distributed under the inlet face of the tube plate, in the inlet ends of the bundle tubes. Pressurized water at high temperature then circulates in the bundle tubes to exit through the outlet ends of these tubes in a second compartment of the water box connected to the primary circuit of the reactor to ensure the return of the cooling water. in the tank.
The feed water which is brought and distributed in the annular free space around the bundle envelope circulates from top to bottom in the annular free space, enters the bundle envelope below its lower end and then comes in contact with the bundle tubes through the wall of which the heat exchange takes place between the primary fluid and the feed water. The feed water is gradually heated and then vaporized during its journey in contact with the bundle tubes in the vertical direction and from bottom to top.
The steam produced is dried out in the upper part of the steam generator and leaves the external envelope by a tube connected to the upper end of the external envelope.
The steam produced which is used in the turbine of the reactor is condensed and recovered at the level of a condenser then returned to the steam generator, so that the secondary part of the generator
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steam in which the feed water circulates works in closed circuit.
The feed water is treated and has chemical characteristics which limit its corrosion power as much as possible. However, after a period of operation of the nuclear reactor, the feed water is loaded with corrosion products such as oxides which tend to deposit in the form of sludge in the parts of the secondary circuit where the supply water circulates at low speed and in particular on the upper outlet face of the tube plate of the steam generator, between the beam tubes. The sludge deposited on the tube plate at the junction of the bundle tubes with the tube plate produces corrosion which can ultimately lead to a reduction in the thickness of the tubes, the formation of cracks in their wall and possibly their rupture.
To avoid these corrosion phenomena, the tubular plates of the steam generators must be cleaned regularly during the shutdown phases for maintenance and recharging of the nuclear reactor and even before industrial commissioning.
This cleaning can be carried out by sending water jets on the upper exit surface of the tube plate between the rows of tubes of the bundle, in the direction from the center towards the periphery of the bundle.
The sludge is detached from the outlet face of the tube plate and directed towards the peripheral free space situated around the lower part of the bundle on the upper face of the tube plate where it is drained by peripheral jets and sucked in, for example by a pipe introduced through an opening passing through the external envelope of the steam generator.
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Such cleaning by liquid jet can be carried out by introducing a lance capable of forming jets of liquid, inside the envelope of the steam generator, through a manhole passing through the external envelope and the envelope of the steam generator harness.
In particular, it has been proposed to introduce a lance for cleaning the tubular plate of the steam generator bundle in the central water channel of the generator bundle, through openings in the envelope of the steam generator called holes. of fist located in alignment with the central water street of the beam.
In order to improve the cleaning of the tube plate, it has been proposed to introduce, through the fist holes, into the central water street of the steam generator bundle, a cleaning assembly comprising in particular a cleaning ramp supplied with pressurized water and comprising a nozzle holder mounted oscillating about an axis parallel to the central water street and to the tubular plate and carrying a set of nozzles capable of cleaning the tubular plate along several paths between the rows of tubes perpendicular to the central water street of the steam generator.
The oscillation of the nozzles around an axis parallel to the tube plate and to the central water channel of the steam generator makes it possible to sweep the aisles of the tube plate between the tubes, from a central zone of the tube plate corresponding to the central water street and at least one peripheral zone of the tube plate, outside the bundle envelope, from which the sludge detached by the high pressure water jets sent to the tube plate is recovered the central water street.
In French patent 94-10008 filed by the company FRAMATOME, a cleaning device has been described allowing simultaneous cleaning of several aisles between the rows of tubes, using a lance carried by a rail fixed in the street. central water and
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comprising a nozzle holder mounted oscillating on a mobile support which can move on the rail in the central water street.
In order to ensure that the different nozzles of the nozzle holder are positioned in the exact alignment of a set of aisles between the tubes of the steam generators, the device also comprises means for precise positioning of the support and of the nozzle holder cooperating with a tube of the bundle, in each of the working positions of the support and of the nozzle holder in the direction of the central water street of the steam generator.
The rail and the support of the nozzle holder of the cleaning device can be introduced into the central water street through the openings passing through the external casing and the bundle of the steam generator in the extension of the water street. central steam generator, called fist holes.
The methods and devices for cleaning the tube plate of a steam generator from the central water street make it possible to sweep a set of aisles of the tube plate each located between two flat layers of tubes and opening into the street of central water. However, these methods and devices do not make it possible to obtain perfect cleaning of the tube plate, since the spaces between the tubes of the flat sheets delimiting the aisles cannot be reached by the jets of water under cleaning pressure; deposits in these spaces are generally not effectively lifted off by water jets in adjacent aisles.
It has therefore been proposed in particular in FR-A-2.514. 108 and in FR-A-95-15418 to perform the cleaning not only by using a lance introduced into the central water street of the steam generator but also a lance introduced inside the bundle between two flat layers of bundle tubes bent into a U, so as to reach the parts of the outlet face of the tube plate corresponding to the
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spaces between the rows opening into the space between the two flat layers of tubes inside which the cleaning lance is inserted.
A flexible or partially flexible cleaning lance is used, having a substantially rectangular section and a width less than the width of the space between the plies of tubes of the bundle which is inserted inside the bundle between two plies of tubes by one of the openings called an eye hole passing through the external envelope of the bundle of the steam generator, below the lower end of the bundle envelope.
In order to achieve effective cleaning of the spaces between the rows of tubes perpendicular to the bundle of plies of tubes, it has been proposed, in FR-A-95-15418, to mount an oscillating nozzle holder comprising at least two nozzles in the head part of a flexible plastic lance.
The nozzles of the nozzle holder are supplied with cleaning liquid by conduits arranged inside the flexible lance in a longitudinal direction. The nozzle holder mounted oscillating in the head of the lance is made to oscillate by a mechanical device comprising a steel wire placed in a longitudinal direction channel provided inside the lance, secured at one of its ends. an actuating part cooperating with a groove machined on the nozzle holder. The steel wire is moved in longitudinal translation, alternatively, with a limited amplitude so as to cause the nozzles to oscillate by cooperation of the actuating part with the groove of the nozzle holder.
The head of the lance comprising the nozzle holder which must be moved so that it is possible to carry out successively the cleaning of the set of spaces between the rows of tubes cooperates with a guide rail which is fixed, prior to the cleaning operation, in the space between the plies of tubes located opposite the eye hole of the
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steam erector Such a device has good efficiency but the production of its components, in particular the lance, is delicate and costly.
The object of the invention is therefore to propose a device for cleaning by means of liquid jets a face of a tubular plate of a heat exchanger comprising a substantially cylindrical external envelope, a transverse tubular plate integral with the outer casing, a bundle of tubes, the ends of which are fixed in holes passing through the tube plate between an inlet face constituting a wall of a water box and an outlet face through which the tubes exit from the bundle which are folded in a pin and which have straight branches parallel to each other, arranged in parallel flat sheets and in rows making a constant angle with the flat sheets,
at least one opening passing through the outer casing opposite at least one space between two layers or between two rows of successive tubes, on the side of the outlet face of the tube plate, the cleaning device comprising a nozzle holder comprising at least two nozzles, rotatably mounted on a support, about an axis parallel to the sheets or to the rows of tubes, and connected to a flexible hose for supplying the nozzles with washing liquid, a guide rail for the nozzle holder support in the first space of the bundle and means for pivoting the nozzle holder about its axis of rotation, so as to place the nozzles of the nozzle holder successively,
in the alignment of second rectilinear spaces of the beam making a constant angle with the first space and sweeping the exit face of the tubular plate along the second rectilinear spaces, this cleaning device being of a relatively simple and inexpensive embodiment
To this end, the device according to the invention comprises a rigid rod arranged parallel to the rail in position in the first space of the
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bundle, connected at one end to the support of the nozzle holder constituted by a carriage mounted movable along the rail and engaged by a second end opposite the carriage with means for moving the rod in translation along the rail and with means for rotating the rod around its longitudinal axis,
the first end of the rod being engaged with means for transmitting the rotation of the rod to the nozzle holder for pivoting and the means for supplying the nozzle holder with cleaning liquid is a flexible hose connected to the holder nozzles.
In order to clearly understand the invention, a description will now be given by way of example, with reference to the appended figures, of an embodiment of a cleaning device according to the invention and its use for cleaning. of the outlet face of a tube plate of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
Figure 1 is an exploded perspective view of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor.
Figure 2 is a partial elevational view in section of the steam generator.
Figure 3 is a plan view of the tubular plate of the steam generator on which cleaning is carried out using the device according to the invention.
Figure 4 is a sectional and elevational view of a cleaning device according to the invention in the operating position inside the steam generator
FIG. 4A is a detail view in elevation showing the means for assembling two rail elements of the cleaning device.
FIG. 4B is a detail view in elevation showing a support leg for the rail
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Figure 5 is a top view in section showing the fastening means of the rail of the cleaning device according to the invention.
FIG. 6 is a view in elevation and in section of a part of the cleaning device in the vicinity of the eye hole of the steam generator.
FIG. 7 is a view in elevation and in section of the means for driving the rod of the cleaning device.
Figure 8 is a view. from above and in section through a horizontal plane of the means for driving the rod of the cleaning device.
FIGS. 9A, 9B and 9C are views in section and in front elevation, respectively, of a drive sleeve of the means for driving the rod of the cleaning device.
FIGS. 10A and 10B are partial views in longitudinal and transverse section, respectively of the means for assembling and guiding modular elements of the rod of the cleaning device.
Figure 11 is a sectional and elevational view of the nozzle carrier of the cleaning device according to the invention.
Figures 11 A and 11 B are sectional views along AA and BB of Figure 11, respectively.
Figure 12 is a longitudinal sectional view of a nozzle holder according to an alternative embodiment.
In FIG. 1, we see the lower part of a steam generator of a pressurized water nuclear reactor generally designated by the reference 1.
The outer casing 2 of the steam generator of generally cylindrical shape is integral, at its lower part, with the tubular plate 4 The tubes of the bundle 3 of the steam generator are pounded in a U and each have two straight branches which are fixed by swaging and welding in the openings crossing the tube plate 4 En
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below the tube plate 4, the cylindrical outer casing 2 of the steam generator is connected to a hemispherical bottom delimiting a water box 5 in two parts.
The tubular plate 4 is pierced with openings arranged in a square mesh network, as can be seen in FIG. 3, over its entire surface, except for a central zone of diametrical direction and a peripheral zone of annular shape. Each of the tubes of bundle 3 folded in a U shape and comprising two parallel straight branches is fixed by a first straight branch in an opening situated on a first side of the central zone of diametrical direction of the tube plate and by its second branch right, in an opening situated on a second side of the diametrical central part of the tube plate.
As can be seen in FIG. 3, the openings 7 of the tube plate intended to receive the end parts of the straight branches of the bundle tubes arranged in a square mesh network are aligned in two directions at 900, one of the directions being parallel to the central space of the tube plate having no openings and the other direction perpendicular to the central part without openings of the tube plate defining rows of openings 7a.
The ends of the straight branches of a set of tubes of the bundle bent in a U are engaged and fixed in the openings of a row 7a, on either side of the central part of the tubular plate.
The tubes, the end portions of which are fixed in the holes of a row of holes 7a, constitute a flat sheet 8 of adjacent tubes, as shown in FIG. 2.
The tubes of the same flat sheet have curved upper parts whose radius of curvature varies from a minimum for the tube located at the central part of the flat sheet, to a maximum for the tube located at the external part of the flat sheet The tube located at the
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central part of the flat sheet with the smallest radius of curvature of the hanger is engaged by its end parts in two holes in a row of holes 7a in the tubular plate located on either side of the central part of the tube plate. The minimum radius of curvature that it is possible to give to the tubes of the bundle determines the spacing of the straight branches of the tubes having the smallest radii of curvature (small hangers) and therefore the width of the central space of the plate. tubular.
As can be seen in FIGS. 1 and 2, the bundle 3 delimits at its central part a free space or street of water 10 situated directly above the central zone of diametrical direction of the tubular plate having no openings .
The straight branches of the bundle tubes are also held in transverse planes perpendicular to the axis of the bundle and of the envelope of the steam generator, according to a regular network with square meshes corresponding to the network of holes in the tube plate, by spacers 9 comprising a network of holes similar to the network of holes in the tube plate.
As can be seen in Figures 1 and 2, the outer casing 2 of the steam generator and the bundle casing 6 are crossed by openings 11 and 12 having a coaxial arrangement and opening into the central water street 10 of the steam generator harness These openings constitute the fist holes of the steam generator allowing access to the central water street. Generally, the envelope of the steam generator and the bundle envelope are pierced with sets of openings in coaxial arrangements constituting fist holes, in two zones located on the same diameter at the ends of the central water street.
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As can be seen in FIG. 3, the external envelope 2 of the steam generator is crossed by openings 13a, 13b, 13c and 13d having axes parallel to the tube plate 4 situated in diametrical planes of the tube plate perpendicular to each other.
The openings 13a and 13c, whose axes are aligned in a diametrical direction of the tube plate 4, are arranged opposite rows of tubes of the tube bundle 10 perpendicular to the layers of tubes 8 and delimiting therebetween rectilinear free spaces.
The openings 13b and 13d are arranged opposite flat sheets of tubes 8 of the bundle 10 of the steam generator delimiting between them rectilinear spaces.
The rectilinear free spaces between the plies of tubes 8 located opposite one of the openings 13b and 13d, for example the opening 13b, are not aligned along the axis of the opening 13b.
The cleaning device according to the invention as will be described below can be introduced into a rectilinear space accessible from the opening 13a which is in an inclined position relative to the axis of the opening 13a.
In Figure 3, there is shown a free space designated by the reference 14 which is opposite the opening 13a in which one can introduce the cleaning device according to the invention.
FIG. 3 also shows a free space 14 'arranged between plies of bundle tubes and accessible from the opening 13d passing through the envelope of the steam generator and the bundle envelope. The free space 14 ′ rectilinear between two successive layers of tubes 8 of the bundle of the steam generator is not aligned with the axis of the opening 13d
By introducing the cleaning device according to the invention into the rectilinear space 14 between the rows of tubes, it is possible to achieve
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continually cleaning the rectilinear free spaces of the tube plate 4 situated between layers of successive tubes 8 of the bundle 10 of the steam generator.
By introducing the cleaning device into the free space 14 ′ between the plies of tubes 8 of the bundle, it is possible to successively carry out the cleaning of the free spaces of the tube plate
4 located between rows of tubes of the bundle whose openings are fixed in lines of openings 7a of the tube plate.
The complete cleaning of the tubular plate can be carried out by introducing the cleaning device according to the invention either in a free space 14 perpendicular to the central water street of the bundle of the steam generator accessible from an opening 13a and by successively carrying out the cleaning of the free spaces of the tubular plate 4 between the layers of tubes 8, either by introducing the cleaning device according to the invention into a free space 14 ′ between two successive layers of tubes of the bundle and by successively cleaning the free spaces of the tubular plate between the rows of tubes of the bundle, or again successively by introducing the cleaning device into a free space 14 and into a free space 14 '.
In Figure 4, there is shown the cleaning device according to the invention, generally designated by the reference 15, in a service position inside the bundle 10 of the steam generator. In this operating position, part of the cleaning device 15 is introduced into the free space 14 between rows of tubes 16 of the bundle of the steam generator.
A second part of the device 15 is located outside the outer casing 2 of the steam generator opposite the opening 13a, called the eye hole, which allows access to the space free 14 into which a part of the cleaning device is introduced
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The cleaning device 15 comprises a rail 17 in several parts such as 17 a, 17b, 17c which are assembled together end to end in the manner which will be described below and introduced through the opening 13a into the space free 14 of the steam generator.
A modular embodiment of the rail is necessary, insofar as one does not have, between the inlet part of the opening 13a and the wall 18 of the building in which the steam generator located opposite is placed of the opening 13a, that of a limited space. The largest section of the rail must therefore have a length less than the length of the free space between the opening and the wall of the steam generator building.
At the end of the terminal section 17c of the rail 17 is mounted a support stand 19 which will be described later.
The initial section 17a of the rail is extended by a fixing piece 20 which makes it possible to connect the rail to a displacement assembly 21 constituting a part of the device 15 intended to remain outside the envelope 2 of the steam generator.
The cleaning device 15 comprises a rigid rod 22 made up of several sections such as 22a, 22b, 22c and 22d which are assembled together end to end outside the envelope 2 of the steam generator before being introduced into the free space 14 located opposite the opening 13a. A modular constitution of the rod 22 is necessary due to the limited length of the free space between the opening 13a and the wall 18 of the building of the steam generator.
The rod elements 22a, 22b, 22c and 22d all have a length anterior to the length of the free space between the opening 13a and the wall 18, in the axial direction of the cleaning device defined by the axial direction of the rail 17 and rod 22
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The rod 22 is integral, at one end engaged in the free space of the steam generator, with a carriage 23 on which is pivotally mounted a nozzle holder assembly 24 comprising four cleaning nozzles each located in the position of service, opposite a space 25 between two plies of bundle tubes.
The end of the rod 22 engaged inside the free space 14 of the bundle 10 of the steam generator is connected to the carriage 23 on which the nozzle holder 24 is pivotally mounted. The movement in translation of the carriage 23 and of the nozzle holder 24, so as to successively place the nozzles of the nozzle holder in front of spaces 25 between the plies of tubes, is produced by pulling and pushing on the rod 22, the end opposite to its end connected to the carriage 23 is engaged in the displacement device 21. Likewise, the pivoting of the nozzle holder 24 about a pivot axis parallel to the tubular plate 4 in the free space 14 is produced from the rod 22 engaged in the device displacement 21.
The displacements of the rod 22 and of the carriage 23 in translation in the longitudinal direction of the space 14 are guided by the rail 17 which has at its lower part a guide groove of rectangular section in which an upper part is engaged and slidably mounted of the carriage 23 of the nozzle holder 24 and an upper part of the junction and guide pieces 26 of the elements of the rod 22, called trolleys.
The displacement device 21 of the rod 22, which is fixed to the end of the fixing piece 20 of the rail 17, comprises rollers in engagement with a part of the rod 22 engaged in the device 21 outside the envelope 2 of the steam generator, for the displacement of the rod 22 and of the carriage 23 in the longitudinal direction of the rail 17 In addition, the rollers for translational movement of the rod 22 of the device 21 are
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carried by a support which is rotatably mounted inside the device 21 around an axis along which the longitudinal axis of the rod 22 is disposed.
A drive part of the drive device 21, called a sleeve, which will be described later, has a central opening allowing the passage of the rod 22.
The rod 22 has, at its lower part, drive pins 27 which are engaged with a small clearance in a lower part of the opening of the sheath of the drive device 21 which is integral with the movable support in rotation of the rollers of the drive device 21. The sleeve ensures the rotation drive of the rod 22 and of the nozzle holder 24 which is kinematically connected to the end of the rod 22 engaged in the carriage 24.
The displacement in rotation of the support of the rollers and of the rod 22 is an alternating displacement of an angle greater than 90 ", on either side of a position called zero position, represented in FIG. 4, in which the pins 27 are vertical and arranged at the lower part of the rod 22 and in which the nozzles of the nozzle holder 24 are directed vertically towards the free space of the tubular plate located directly above the free space 14 between the rows of beam tubes 16.
The guide part of the trolleys 26 engaging inside the rectangular section groove of the rail 17 is mounted loosely on the junction part of the rod elements.
A flexible tube 28 is connected to the end of the nozzle holder 24, so as to supply the cleaning liquid to the nozzles of the nozzle holder.
The nozzles of the nozzle holder 24 are arranged with, between them, a spacing in the axial direction of the rail equal to one pitch of the network.
When the chanot 23 and the nozzle holder 24 have been placed in such a way that each of the nozzles of the nozzle holder is opposite a space between two layers 8 of tubes 16 of the generator bundle
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steam, as shown in figure 4, one can perform a cleaning operation of four. free spaces of the tube plate located between the layers of successive tubes of the bundle 10 of the steam generator. For this, the nozzles are supplied with pressurized cleaning liquid via the tube 28 and the support of the rollers of the displacement device 21 is rotated, so as to rotate the nozzle holder by a slightly angle greater than 90 on either side of the zero position shown in FIG. 4.
The jets formed by the nozzles of the nozzle holder 24 then carry out the scanning of the tubular plate according to four free spaces arranged between flat sheets 8 of successive tubes 16, between the parts of the tubular plate located directly above the space free 14 and the end of the space of the tubular plate located between the layers of tubes opening into the peripheral water street of the steam generator.
In FIGS. 5 and 6, one shows a part of the cleaning device 15 located in the vicinity of the eye hole 13a giving access to the free space 14 between two rows of tubes 16 of the bundle 10 of the steam generator.
The rail 17 has been put in place in the space 14 between the rows of tubes by assembling end to end the sections 17a, 17b and 17c of the rail then by introducing them inside the space 14 of the steam generator.
As can be seen in FIG. 5, the elements of the rail 17 such as the element 17a has a thickness which is slightly less than the width of the space 14 between the rows of tubes 16 of the bundle of the steam generator
As can be seen in FIG. 4A, the rail elements such as 17a and 17b are assembled outside the casing 2 of the steam generator, one of the sections of the rail (17b) being engaged inside the generator of steam through the eye hole 13a and comprising an assembly part
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blage at its end remaining outside the eye hole 13a The second element 17a of the rail is placed outside the steam generator in the extension of the section 17b.
The sections 17a and 17b have at their end assembly parts intended to cooperate to achieve the junction of the two sections of rail end to end. '
The first section 17b comprises, at its connection end to the section 17a, a junction plate 29 and an engagement pin 30 projecting in the longitudinal direction relative to the end of the rail 17b.
On an internal face of the junction plate 29 is machined an inclined edge 31 in the form of a dovetail. The plate 29 further carries, on its internal face, a cam 32 rotatably mounted on an axis 32a.
The end part of the rail section 17a in which the junction elements 29 and 30 of the end part of the section 17b engage, comprises a slot 33 intended to receive the centering pin 30 and a cavity 34 which comprises on its surface an edge 36 comprising a surface inclined relative to the wall 34 of the element 17a, in the form of a dovetail.
To assemble the two rail sections 17a and 17b, engage the light 33 of the part 17a on the guide pin 30 and rotate the rail section 17a, so as to superimpose the assembly plate 29 to cavity 34.
When the sections 17a and 17b are in the assembly position, the dovetail edge 31 of the plate 29 is located slightly in front of the edge 36 of the wall of the cavity 34 of the element 17a The cam 32 is rotated about its axis 32a so that the actuating surface of the cam comes into contact with the front edge of the section 17a and pushes the element 17a in a direction opposite to the element 17b A slight movement of section 17a in the axial direction
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causes the engagement of the dovetail edges 31 and 36 one on the other and the locking of the two sections 17a and 17b by the cam 32. Then pushes on the section 17a of the rail 17 to penetrate the section
EMI20.1
17b then the section 17a in the steam generator through the eye hole
13a.
The connecting element 20 of the end of the rail fixed in the extension of the section 17a is introduced into the steam generator through the eye hole 13a, until the shims 37a and 37b, located in the connection zone between the section 17a of the rail 17 and the connecting section 20, come into contact with the first row of tubes 16 located opposite the eye hole 13a, as can be seen in FIG. 5.
The rail is then in its position shown in FIG. 4 and occupies the entire length of the free space 14 between the rows of tubes. At the end of the movement of the rail 17 in the steam generator, the stand 19 for holding the end of the rail comes into the service position, as shown in FIG. 4.
In FIG. 4B, the stand 19 is shown in solid lines fixed to the end of the section 17c of the rail 17, in its operating position inside the steam generator and, in phantom, in its position introduction into the steam generator.
In its operating position, the stand 19 comes to bear on the upper face of the tube plate 4, in the peripheral space of the tube plate. The stand 19 is then slightly inclined towards the inside of the bundle 10 of the steam generator.
The stand 19 is mounted articulated around a horizontal axis 19a on a part 39 integral with the end of the end section 17c of the rail 17
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On the stand 19 is mounted a hooking finger 38 comprising a tubular body in which is mounted a needle pushed outwardly by a spring.
When the stand is in its raised horizontal position 19're- shown in phantom in FIG. 4B, the needle of the catching finger 38 is pushed back by the spring inside a notch 39a provided for in the terminal end part of the part 39. The engagement of the needle of the latching finger 38 inside the notch 39a makes it possible to maintain the stand 19 ′ in its horizontal raised position, during the introduction of the rail inside the steam generator.
When the end part of the stand 19 has come into line with the peripheral free space of the steam generator, at the exit of the bundle 10, the locking finger 38 of the stand 19 is released by subjecting the rail, from the outside of the steam generator at a slight shock sufficient to allow the stand 19 to fall by gravity so that when the rail is in place, the stand 19 comes to bear on the upper face of the tube plate 4 in a position slightly inclined towards the inside of the beam, as shown in solid lines in FIG. 4B.
In this position, the stand is held by a locking finger 40 pivotally mounted on the support part 39 of the stand and returned by a spring 40a in a locking position in which a spoiler machined at the end of the finger locking 40 engages in a notch in the upper part of the stand 19 The end part of the rail 17 is then supported by the stand 19 bearing on the tubular plate 4.
The rail 17 can optionally be placed inside the steam generator, over only part of the length of the free space 14 of the bundle 10 of the steam generator
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When the end of the rail comprising the stand 19 has reached the desired position inside the bundle, the end of the rail located outside the steam generator and entering the eye hole 13a is subjected to a slight impact which allows the stand to fall back into the desired support position inside the steam generator harness.
The drive assembly 21 of the rod 22 is then fixed to the end of the connecting part 20 of the rail 17.
As can be seen in FIG. 6, the connecting part 20 of the rail comprises, near its end opposite the section 17a of the rail, a heel 20a directed upwards and constituting with the end part of the connecting piece 20 from the rail, a housing for receiving the lower part of a plate 41 for fixing the drive assembly 21 fixed by screws to the heel 20a.
We can then set up the drive device 21 which is fixed against the plate 41.
The end part of the connecting piece 20 of the rail 17 projecting from the heel 20a then comes in the extension of the drive sleeve 42 of the drive device 21, the end of the sleeve and the end of the connecting piece 20 located opposite a very small distance from each other.
The internal axial direction opening of the sleeve 42 makes it possible to guide the trolleys 26 of the rod 22 in the extension of the longitudinal groove of the rail 17 going to the end of the connecting piece 20 facing sleeve screw 42.
The trolleys 26 have an axial length greater than the length of the reduced space between the end of the connecting piece 20 and the end of the sleeve, so that the trolleys 26 are guided continuously between the sleeve 42 and the rail 17 when moving sections of
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rod 22 in translation, so as to move the carriage 23 and the nozzle holder 24
The connecting end portion 20 of the rail 17 engaged in the free space 14 of the bundle of the steam generator is arranged in the longitudinal direction of the space 14 and comprises, outside the steam generator, a end part on which the plate 43 is fixed to which the drive device 21 is connected.
The drive device 21 is integral with a fixing and positioning plate 44. The set of plates 41, 43 and 44 which are fixed one against the other ensures alignment of the drive device 21 and in particular of the sleeve 42 of the drive device, in the longitudinal direction of the free space 14.
To secure the cleaning device in its operating position on the steam generator, the plate 43 is itself fixed by means of articulated tie rods 46 to a plate 45 mounted against the casing 2 of the steam generator at the level of an inlet pipe of the eye hole 13a and fixed by screws 45 '. The plate 45 is crossed by an opening flared in alignment with the eye hole 13a and of dimensions greater than the eye hole allowing the passage of the end part 20 of the rail, of the rod 22 and of the pipe. supply 28 of the nozzle holder 24.
The tie rods 46 pivotally mounted on peripheral parts of the plate 45 are engaged in openings passing through the plate 43 and nuts 47 and 47 'engaged on the tie rod 46 having a threaded part make it possible to tighten and hold the plate 43 on the tie rods 46
As can be seen in FIG. 5, the plate 43 for fixing the drive assembly 21 is inclined relative to the plate 45 integral with the outlet tube of the eye hole 13a, because the free space 14 to
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the interior of the bundle of the steam generator is inclined relative to the axis of the eye hole 13a.
When the rail 17 and the drive assembly 21 of the rod 22 of the cleaning device have been fixed in place by means of the tie rods 46 and of the plate 45, the cleaning operation of the tubular plate.
For this, the carriage 23 on which the nozzle holder 24 is mounted is placed, by means of the rod 22, in a first position in which the four nozzles of the nozzle holder are aligned along spaces between the plies of tubes. 8 closest to the eye hole 13a.
As indicated above, cleaning is carried out by pivoting the rod 22 and through it the nozzle holder 24 by an angle greater than 90 "on either side of the zero position in which the nozzles are directed vertically and down.
After having carried out the cleaning of the plate in four spaces between layers of neighboring tubes, the carriage 23 and the nozzle holder are displaced by an integer number of steps each corresponding to the distance between the axes 16 ′ of the tubes 16 of the bundle arranged successively according to a tablecloth or a row of tubes.
We will now describe, with particular reference to Figures 6,7 and 8, the displacement assembly 21 for pivoting the rod 22 and the nozzle holder and to move in translation the rod 22 and the carriage 23 on which the nozzle holder is pivotally mounted.
The device 21 comprises a housing 48 in which are mounted two pairs 49 and 50 of rollers with parallel axes arranged opposite at the level of notches in the lateral surfaces of the sleeve 42, so that the grooves of the rollers can come in contact with the lateral surface of the rod 22 guided through the sheath 42, in the manner which will be described later
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The sheath 42 and the housing 48 are integral with the inner ring
51 of a rolling bearing, the outer ring 53 of which is secured to the plate 44 fixed to the plate 43 secured to the casing 2 of the steam generator, by means of the plate 45.
The rollers of the pairs of rollers 49 and 50 are driven in synchronous rotation, by a motor 54 whose output shaft is integral with a pinion 55 meshing with pinions 56 and 56 'each locked on the axis of l 'one of the rollers of pairs 49 and 50.
One of the pinions 56 and 56 is associated with an encoder making it possible to measure with precision the rotation of the rollers and the displacement in translation of the rod 22 driven by the rollers and of the carriage 23 on which the nozzle holder is fixed.
A control unit 57 receiving the signals from the encoder makes it possible to control the power supply to the motor 54 to achieve very precise movements in translation of the rod 22 and of the carriage 23 on which the nozzle holder 24 is fixed.
The outer ring 53 of the ball bearing secured to the fixed plate 44 carries a toothed sector 58 on which a toothing is machined on a part of a crown having an amplitude slightly greater than 1800
On the housing 48 is fixed, inside a casing, a motor 60 whose output shaft is integral with a pinion 59 meshing with the teeth of the toothed sector 58.
The ball bearing 51, 53 and the toothed sector 58 are coaxial, so that the assembly formed by the housing 48 and the sleeve 42 is rotatably mounted around a longitudinal axis of the sleeve 42, along which the axis is disposed of the rod 22 passing through the sleeve in engagement with the grooves of the rollers of the pairs of rollers 49 and 50
The motor 60 controlled by the control unit 57 makes it possible to rotate the assembly constituted by the box 48, the sheath 42 and the rod
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22 around the axis of the rod 22 in one direction and in the other, with an amplitude corresponding to the amplitude of the toothing of the toothed sector 58.
Steam generator harness cleaning software allows control via the control unit
57, the displacements in translation of the rod 22 and of the carriage and the pivoting of the rod and of the nozzle holder, so as to successively carry out the cleaning of successive sets of four spaces between the plies of neighboring tubes, in a fully automatic way.
In FIGS. 9A, 9B and 9C, the sheath 42 is shown inside which the rod 22 passes which is moved in translation by the sets of rollers 49 and 50 and driven in a pivoting movement with the sheath 42 and the housing 48, by the motor 60.
The sheath 42 has an elongated body having a central opening 61, the section of which is shown in FIG. 9C. The sheath 42 has in section a generally rectangular shape and the opening 61 extends along the entire length of the sheath 42 The section of the opening 61 of the sheath which is constant over the entire length of the sheath has a central part 61 a of circular shape whose diameter is slightly greater than the diameter of the rod 22 of the cleaning device, a lower part 61 b of substantially rectangular shape allowing the guide pins 27 of the rod 22 and an upper part 61 c of rectangular section allowing the guiding and the sliding passage of the trolleys 26 for guiding the rod 22.
The sheath 42 has two substantially flat lateral faces 42a and 42b which are crossed by respective openings 62a, 62'a and 62b, 62'b having a section in a horizontal plane passing through the axis of the central circular part of the opening 61 in the shape of an arc of a circle and opening into the central part of opening 61
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The openings 62a and 62b allow the passage towards the inside of the sheath of the peripheral part comprising the groove of the rollers of the pair of rollers 49. Similarly, the openings 62'a and 62'b allow to ensure the passage towards the inside of the central part of the opening 61 of the sheath, of the peripheral part of the rollers of the pair of rollers 50 comprising the groove of the rollers.
When the rod 22 of the cleaning device is engaged in the central opening 61a of the sheath 42, the rollers of each of the pairs of rollers which are biased towards each other by springs come into engagement, via of their groove with the lateral parts of the rod 22. The rollers which are rotated synchronously can thus effect the displacement of the rod 22 in the axial direction of the rod 22 disposed in the opening of the sheath 42.
The rod is guided in the sheath by the guide pins 27 and by the trolleys 26 mounted idly on the rod.
FIG. 10A shows a junction zone between two end parts of two successive sections 22a and 22b of the rod 22 which are assembled by means of a trolley 26.
As can be seen in FIGS. 10A and 10B, the trolley 26 has an upper part which is introduced into a groove 63 at the lower part of the guide rail 17 for the carriage 23 connected to the end of the rod 22.
The trolley 26 makes it possible to carry out both the assembly of two successive sections 22a, 22b of the rod 22 and the guidance of the rod in the groove 63 of the rail 17. In addition, as explained above, during the passage of a trolley 26 for joining two successive sections 22a, 22b of the rod in the sheath, the trolley 26 is slidably guided in the upper part 61c of the opening of the sheath
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The rod sections 22a and 22b have the shape of solid cylinders have bores of axial direction 64a and 64b over a certain length.
In the bore 64a of the section 22a is mounted rigidly integral with the section 22a, by means of a pin, a pin 65a disposed coaxially with the section 22a. The shaft 65a has an end portion enlarged diametrically and cut in two circular sectors so as to comprise a projecting end portion 65'a delimited by the two cutouts in the form of circular sectors in a central zone of diametral direction of tree 65a.
A shaft 65b is rigidly mounted, in an arrangement coaxial with respect to the stem section 22b, in the bore 64b of the stem section 22b. The axis 65b comprises a diametrically widened end part having a central opening 65'b whose width is substantially equal to or slightly greater than the width of the projecting part 65'a of the axis 65a.
As can be seen in FIGS. 10A and 10B, when the rod sections 22a and 22b are assembled together by means of the trolley 26, the projecting part 65'a of the axis 65a engages in the central diametrical opening 65'b of the axis 65b. There is thus obtained a junction between the two sections 22a and 22b of the rod 22 identical to the junction between a screwdriver and a screw head making it possible to make the two rod elements integral in rotation.
In addition, the axes 65a and 65b have in their central part, in the axial direction, blind holes constituting bores coming in the extension of one another in the position of assembly of the two rod sections. In the bore of the axis 65a is mounted tight and fixed by a pin an end of axis 66 which allows the guidance and engagement-
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ment in a coaxial arrangement of the two rod parts, in their assembly position.
The trolley 26 consists of two half-trolleys 26a and 26b which are engaged respectively on the end part of the rod 22a and on the end part of the rod 22b.
The lower part of the half-trolleys 26a and 26b has an opening with a circular section in which the current part of the axis 65a and the current part of the axis 65b are engaged, respectively. A tolerance of the diameters of the circular opening of the half-trolleys and of the corresponding axis is provided so that the half-trolleys are mounted to rotate freely on the shafts 65a and 65b.
In addition, the half-trolleys have in their end part, in the extension of the circular opening of engagement of the corresponding axis 65a or 65b, an opening with circular section whose diameter is substantially equal to the diameter of the enlarged diameter end portion of axis 65a and axis 65b, respectively
In the assembly position of the two half-trolleys 26a and 26b, as shown in FIG. 1 DA, the parts with enlarged diameter of the ends of the axes 65a and 65b are received with a diametral play in the parts with enlarged diameter machined in the upper part of the half-trolleys 26a and 26b.
During assembly and tightening one against the other of the two parts 26a and 26b of the trolley 26, using a screw 67 engaged in tapped openings coincidentally in the upper part of the two half-trolleys , the two rod sections 22a and 22b are held in the axial extension of one another by the front faces of the enlarged diameter parts of the axes 65a and 65b opposite the corresponding front faces of the diameter openings enlarged of the upper part of the two half-trolleys 26a and 26b.
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In this way, the trolley 26 is mounted idly on the ends of the rod sections 22a and 22b and in a perfectly defined position following the length of the rod sections 22a and 22b, that is to say along the length of the rod 22.
Generally, the junction area between the two rod sections
22a and 22b is equidistant from the two guide pins 27 located closest to the ends of the stem sections 22a and 22b.
The guide pins 27 are forcibly engaged in holes drilled in a diametrical direction of the rod 22, so that all the axes of the guide pins 27 are located in the same diametral plane of the rod 22.
In order to ensure automatic and continuous operation of the cleaning device, certain dimensions of the elements of the cleaning device must be fixed as a function of the pitch length of the network of tubes, that is to say at the distance between the axes. of two successive tubes of a row or a sheet of tubes. The pitch of the network corresponds to the unitary displacement of the cleaning device for passing the cleaning nozzles in the cleaning position between two rows or layers of tubes to a cleaning position between two rows or layers of neighboring tubes.
With regard to the rod 22 of the cleaning device, the guide pins 27 must have a spacing in the longitudinal direction of the rod 22 which corresponds to an exact number of steps.
The trolleys 26 for joining the rod elements and for guiding the rod in the groove 63 of the rail 17 must be spaced apart from each other by an exact number of network steps.
FIGS. 11, 11 A and 11 B show the carriage 23 of the cleaning device on which the nozzle holder 24 is rotatably mounted.
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As can be seen in particular in FIG. 11 A. the body of the carriage consists of two plates 23a and 23b attached and fixed against one another by screws 68 and 68 '.
The upper parts of the plates 23a and 23b which are brought one against the other and fixed by the screws 68 ′ have a profile such that the upper part of the carriage 23 with a substantially square section can be engaged and slidably mounted in the longitudinal guide groove 63 of the rail 17.
In addition, the two plates 23a and 23b of the carriage 23 have at their lower part a notch making it possible to house the nozzle holder 24. On either side of the receiving notch of the nozzle holder 24, the plates 23a and 23b of the carriage 23 have on their internal face cavities of semi-cylindrical shape in which are received end portions 69a and 69b of the nozzle holder 24 constituting trunnions through which the nozzle holder 24 is rotatably mounted on the carriage 23, around its longitudinal axis 70.
The mounting of the nozzle holder 24 on the carriage 23 is carried out during the assembly of the carriage produced by bringing the plates 23a and 23b together and fixing them by means of the screws 68 and 68 '.
The end of the shaft 69a of the nozzle holder 24 which has a tubular shape is rigidly joined together and coaxially on a nozzle 71 on which is fixed the flexible pipe 28 for supplying the nozzle holder 24 with liquid washing. By means of the hollow journal 69a which communicates with a longitudinal supply channel of the nozzle holder, the nozzles 24a, 24b, 24c and 24d of the nozzle holder 24 are supplied with pressurized cleaning liquid supplied by the pipe. 28
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The second pin 69b, which is a solid tounllon, is integral with a grooved shaft 72 constituting a pinion for driving in pivoting of the nozzle holder 24.
In Figure 11, there is shown the end portion 73 of the rod
22 of the cleaning device opposite the end of the rod located outside the steam generator and engaged in the driving device 21 The end portion 73 of the rod constitutes a shaft end which is engaged and fixed in an end part of the carriage 23. The end of the shaft constituting the end of the rod 22, the diameter of which is less than the current diameter of the rod, is engaged in an opening of circular cross section of the carriage 23 consisting of two semi-cylindrical cavities machined in the plates 23a and 23b which are fitted against each other during assembly of the carriage.
In addition, on either side of the end of the shaft rotatably mounted on the carriage 23, the rod 22 has a diameter greater than the diameter of the end of the shaft, so that the rod 22 is integral in translation with the carriage 23 and rotatably mounted relative to the carriage 23.
The axial extension of the end 73 of the rod 72 carries at its end opposite the rod 22 a shaft end 75, integral with a splined shaft 76, constituting a pinion for driving the nozzle holder in pivoting.
The splined shafts 72 and 76 constituting pinions for driving the pivoting nozzle holder are rotatably mounted about axes which are mutually parallel, in an end part of the carriage 23
As can be seen in FIG. 11B, a toothed belt 77 meshes with the shaft ends 72 and 76, so that the shaft ends 72 and 76 rotate at the same speed and in the same direction, when the rod 22 is rotated.
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The alternating rotation of the rod, as described above, is transmitted to the nozzle holder 24 to scan the free spaces of the tube plate between the rows or layers of tubes.
The oscillation of the nozzle holder 24 and of the shaft end 69a results in an oscillation of the nozzle 71 connected to the flexible pipe 28. The flexible pipe 28 therefore undergoes a certain twist. However, the elasticity of the pipe
28 allows an alternative torsional deformation to be absorbed without disadvantage during the pivoting of the nozzle holder.
The rod 22 which is guided in the groove 63 of the rail 17 by the upper parts of the trolleys 26 with square or rectangular section and which is fixed at its end 73 to the carriage 23 makes it possible to move the carriage, along the entire length of the rail 17 disposed in the steam generator bundle between two rows or layers of tubes.
The translational movements of the rod 22 and of the carriage 23 which are controlled by the control unit 57 associated with the drive device 21 can be made very precisely, owing to the fact that they are controlled by an encoder associated with the one of the drive pinions of the rollers of the device 21.
These translational displacements are carried out according to fixed and perfectly determined lengths corresponding to an integer number of steps of the network of the bundle of tubes of the steam generator. These unit displacements can have, for example, the amplitude of a step of the network. In addition, it is possible to carry out, after a certain operating time of the device, a new manual adjustment of the carriage displacement encoder, so as to avoid any drift of the steps of movement of the carriage, relative to the network of tubes.
The rod 22 also carries marks which are spaced apart by a pitch from the network, these marks which are visible on the part of the rod situated outside the steam generator make it possible to materialize and
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view the movement steps of the carriage,
outside the steam generator.
A video camera monitoring the cleaning operation is also used.
The nozzles of the nozzle holder can each be fed by a channel machined in the nozzle holder in a direction substantially perpendicular to the direction of the axis of rotation 70 of the nozzle holder 24. so as to open at the end opposite to the nozzles, in a longitudinal supply channel of the nozzle holder 24 having as axis the axis 70 and located in the extension of the hollow journal 69a for supplying cleaning liquid. The nozzles each supplied by a channel have a jet forming part, so as to produce a jet of flared shape.
Such flared jets make it possible to sweep the free space of the tube plate so as to repel the products deposited on the tube plate towards the peripheral free space of the tube plate.
It is also necessary, in certain cases, to form jets of cleaning liquid which are not very flared and which have a high efficiency of penetration and destruction of the layer deposited on the tube plate.
In this case, a nozzle holder as shown in FIG. 12 is used.
The nozzle holder 24'represented in FIG. 12 comprises a hollow body, the upper part of which constitutes a longitudinal channel for supplying the nozzles with cleaning liquid having as axis the pivot axis 70 ′ of the nozzle holder 24 ′
Each of the nozzles 24'a, 24'b, 24'c and 24'd of the nozzle holder is supplied by a respective bent tube 77a, 77b, 77c, 77d, of small diameter, one end of which opens into the longitudinal channel 24 'nozzle holder supply, in a direction parallel to the direction
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of the axis 70 ′ and of which a second end fixed on the nozzle holder by an annular piece which is directed in a direction perpendicular to the axis 70 ′ constitutes the outlet orifice of the nozzle.
The inlet parts of the tubes 77a, 77b, 77c, 77d are arranged so that their sections are distributed along the section of the axis supply channel 70 '. In this way, when a cleaning liquid under pressure is sent into the longitudinal channel of the nozzle holder, the cleaning liquid is distributed in the four curved tubes 77a, 77b, 77c, 77d of the nozzles, so as to produce four jets substantially cylindrical of small diameter. Such jets constitute hard jets having a great penetrating force.
It is thus possible to break up the layer deposited on the tubular plate and to fragment this layer in the form of particles which can then be swept towards the peripheral free space of the tubular plate by using nozzles with flared jets according to the first type described. above, in a second cleaning operation.
The cleaning device according to the invention can be used to carry out, completely automatically, a cleaning operation of the tube plate of a steam generator. As indicated above, the process can be controlled from software ensuring the succession of the different movements of the carriage and the nozzle holder and the alternating pivoting of the nozzle holder, according to a predetermined sequence corresponding to a cleaning program.
In order to implement the cleaning process fully automatically by operations controlled in sequence, it is necessary to provide, in addition to programming the different movements of the movements of the nozzle holder, an extremely precise positioning of the different elements of the cleaning device, relative to each other
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other and relative to the bundle of tubes of the steam generator in which the cleaning device is put in place.
As indicated above, the guide pins 27 of the rod 22 have a spacing which is an exact number of steps. Likewise, the trolleys 26 for connecting and guiding the elements of the rod 22 have a space which corresponds to an exact number of steps in the network of tubes of the steam generator.
In addition, it is necessary that the spacing, in the longitudinal direction, of two successive guide pins 27 of the rod 22 is less than the length, in the axial direction, of the drive sleeve 42 of the drive device 21 In this way, whatever the position of the rod 22 relative to the sheath, two guide pins 27 are simultaneously engaged with the lower guide portion 61b of the sheath 42 An effective drive in pivoting is thus obtained rod 22 by the sheath 42.
Of course, the spacing between the nozzles of the nozzle holder 24 corresponds to an exact number of network steps and generally to one network step. The distance between any of the nozzles of the nozzle holder and any of the guide pins of the rod 22 also corresponds to an exact number of network steps.
In this way, at the end of each movement of the rod and of the carriage by an exact number of steps, the guide pins of the rod and the nozzles are found in identical positions relative to the tubes and the inter spaces. - steam generator harness tubes.
As explained above, when the installation of the rail 17 has been carried out in the bundle of the steam generator, the connection end part 20 of the rail comprises a part for fixing the drive device 21 to the exterior of the steam generator and, opposite, one end which bears against the first row or layers of
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tubes, by means of stops 37a and 37b. The distance between the parts located opposite each other with a small spacing of the drive sleeve 42 and of the end of the rail is therefore fixed at a perfectly determined value, relative to the network of the tube generator bundle of va - afraid.
This distance is such that when a trolley 26 connecting two sections of the rod 22 reaches the vicinity of the outlet of the sheath after a displacement of the rod, the trolley is still entirely inside of the scabbard and does not overflow into the space between the scabbard and the rail.
At the next step of movement of the rod 22, the trolley 26, the length of which in the axial direction of the rod is less than one movement step, is entirely removed from the sheath and is inside the rail 17.
Because the trolleys are spaced from each other by a distance corresponding to an exact number of steps, the relative arrangement of the trolleys 26 and the end portions facing the sheath and the rail are identical for each of the trolleys 26 appearing at the outlet of the sheath 42.
Between two successive steps of displacement of the rod 22 and of the carriage 23, the cleaning is carried out automatically by alternating pivoting of the rod 22 and of the oscillating nozzle holder with a number of alternative rotations determined by the cleaning program.
At the end of each of the oscillation phases of the nozzle holder, the nozzle holder and the rod 22 are automatically reset by the control unit and the software managing the control unit, in the zero position, the nozzles and the guide pins having their vertical axes and directed downward The displacement in translation of the rod 22 and of the nozzle holder 23 is carried out in the zero position of the rod and of the nozzle holder
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The control of the cleaning program by the software and the control unit for the movements of the rod, the carriage and the nozzle holder head as well as the adjustments of dimensions of the various elements of the cleaning device ensure continuous operation. and without incident of the device during the complete cleaning operation of the tube plate of a steam generator.
The cleaning device according to the invention can be used in combination with a device for cleaning the tube plate of the steam generator introduced into the central water channel of the steam generator.
The invention is not limited to the embodiment which has been described.
Thus, the guide rail, the carriage, the nozzle holder head and the rod for moving and pivoting the nozzle holder head can be produced in a manner different from that which has been described.
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The guide rail can be fixed at its second end to the envelope of the steam generator, at the level of a second eye hole diametrically opposite to the first eye hole through which the rail and the rod of the device; in this case, no support crutch is used.
The invention applies to the cleaning of any steam generator comprising a bundle, the tubes of which are arranged in a network with square or triangular meshes.