FR2600200A1 - Ensemble de pompe/echangeur de chaleur intermediaire pour un reacteur nucleaire refroidi par un metal liquide - Google Patents

Abstract

L'ENSEMBLE SELON LA PRESENTE INVENTION COMPREND UN ECHANGEUR DE CHALEUR 16 ET UNE ENCEINTE DEFINISSANT UNE CAVITE ANNULAIRE 48 ET SUPPORTANT UNE PLURALITE DE TUBES 54. UNE POMPE ELECTROMAGNETIQUE 18 DISPOSEE SOUS L'ECHANGEUR DE CHALEUR COMPREND UN ARRANGEMENT CIRCULAIRE DE COUPLEURS D'ECOULEMENTS. CHAQUE COUPLEUR D'ECOULEMENTS COMPREND UN CONDUIT 72A-B DE POMPE RECEVANT LE METAL LIQUIDE PRIMAIRE ET UN CONDUIT 70A-B DE GENERATEUR RECEVANT UN METAL LIQUIDE INTERMEDIAIRE. UNE PREMIERE CHAMBRE DE PRESSION 68 COMMUNIQUE AVEC LES CONDUITS DE GENERATEUR DE TOUS LES COUPLEURS D'ECOULEMENTS. LES CONDUITS DE GENERATEUR DIRIGENT LEURS ECOULEMENT DE METAL LIQUIDE INTERMEDIAIRE VERS UNE SECONDE CHAMBRE DE PRESSION 66 COMMUNIQUANT AVEC LA CAVITE ANNULAIRE DE MANIERE A PERMETTRE L'ECOULEMENT DU METAL LIQUIDE INTERMEDIAIRE A TRAVERS CETTE DERNIERE. UNE TROISIEME CHAMBRE DE PRESSION 66 RECOIT COLLECTIVEMENT LES ECOULEMENTS DE METAL LIQUIDE PRIMAIRE PROVENANT DES TUBES ET DIRIGE CE METAL VERS LES CONDUITS DE POMPE DES COUPLEURS D'ECOULEMENTS.

Description

ENSEMBLE DE POMPE/ECHANGEUR DE CHALEUR

INTERMEDIAIRE POUR UN REACTEUR NUCLEAIRE

REFROIDI PAR UN METAL LIQUIDE

La présente invention concerne les pompes électromagnétiques connues sous la désignation de "coupleurs d'écoulements" et utilisées pour pomper électriquement des fluides conducteurs, tels que les métaux liquides, et elle a trait plus particulièrement à des pompes de ce type utilisées dans les réacteurs 10 nucléaires refroidis par un métal liquide, dans lesquels l'énergie interne d'un premier écoulement du métal liquide, par exemple un écoulement de sodium intermédiaire, est transférée par de tels coupleurs d'écoulements à un second écoulement de métal liquide, 15 par exemple l'écoulement primaire de sodium. En outre, il est envisagé d'incorporer de tels coupleurs d'écoulements dans des ensembles comprenant des échangeurs de chaleur pour transmettre l'énergie thermique relativement élevée du second écoulement au

premier écoulement.

Au début de la réalisation des surrégénérateurs ou 5 réacteurs nucléaires à neutrons rapides refroidis par un métal liquide, on s'est aperçu que l'on pouvait pomper les métaux liquides à l'aide de pompes électromagnétiques. De telles pompes électromagnétiques présentent les avantages d'une simplicité qui leur est 10 propre et de l'absence de pièces mobiles par rapport aux pompes mécaniques classiques à rotor. De telles pompes mécaniques présentent des problèmes inhérents associés aux vibrations ou aux déformations thermiques dans les zones des pièces mobiles à tolérance serrées, comme par 15 exemple les paliers ou les joints d'étanchéité. En outre, les problèmes de cavitation associés au rotor n'existent

pas dans une pompe électromagnétique.

Une de ces pompes électromagnétique, connue sous la désignation de "coupleur d'écoulements", est particulièrement adaptée pour pomper l'écoulement primaire du métal liquide devant être chauffé par le coeur d'un réacteur nucléaire. De tels coupleurs d'écoulement transfèrent l'énergie interne d'un écoulement intermédiaire de métal liquide à l'écoulement 25 primaire, en entraînant, c'est-à-dire en pompant,

l'écoulement primaire.

Des exemples antérieurs de tels coupleurs

d'écoulement sont décrits dans le brevet U.S. N 2.715.

et dans le brevet britannique N 745.460. Dans un coupleur d'écoulement type, un métal liquide entraîné dans l'écoulement intermédiaire est dirigé à travers un 5 conduit de générateur du coupleur d'écoulement. De façon

adjacente au conduit du générateur se trouve un conduit de pompe à travers lequel s'écoule l'écoulement primaire.

Les écoulements intermédiaire et primaire de métal liquide à l'intérieur des couduits de générateur et de 10 pompe sont exposés à un champ magnétique commun. Le passage du premier écoulement à travers le champ magnétique commun engendre une tension relativement faible qui produit dans le conduit de générateur un courant important qui est appliqué au conduit de pompe 15 par une courte électrode à faible résistance disposée

entre les conduits de générateur et de pompe et par des conducteurs de retour disposés de part et d'autre de ces conduits. L'interaction du courant élevé résultant dans le conduit de pompe avec le champ magnétique commun 20 entraîne l'écoulement primaire dans le conduit de pompe.

De cette manière, l'écoulement intermédiaire du métal liquide dans le conduit de générateur se trouve "couplé" à l'écoulement primaire du métal liquide du conduit de pompe. L'utilisation de tels coupleurs d'écoulements 25 dans les systèmes de surrégénérateur ou réacteur nucléaire à neutrons rapides refroidis par métal liquide est décrit dans "Sodium Electrotechnology at the Risley et al., NUCLEAR ENERGY, 1981, Volume 20, Février, ND 1, pages 79-90. Le brevet US N' 4.469.471 de A. R. Keeton et al. décrit un mode de réalisation perfectionné d'un

tel coupleur d'écoulement.

Dans le brevet US N 4.412.785, on a décrit un

ensemble de coupleur d'écoulement/échangeur de chaleur destiné à être utilisé avec un réacteur nucléaire.

L'ensemble forme une région annulaire entre des enveloppes intérieure et extérieure. Une pluralité 10 d'ensembles de tubes est disposée à l'intérieur de la région annulaire r des espaces relativement importants étant laissés entre les ensembles de tubes adjacents. Un champ magnétique est établi dans une direction radiale à travers la région annulaire. Un premier fluide 15 conducteur, par exemple le métal liquide intermédiaire,

est pompé à travers les espaces entre les ensembles de tubes par une pompe intermédiaire de dimension accrue.

Un second fluide conducteur, par exemple le métal liquide primaire, est introduit dans les ensembles de 20 tubes. Le flux magnétique radial couple l'écoulement de métal liquide intermédiaire à l'écoulement de métal liquide primaire. L'écoulement, pompé extérieurement, du métal liquide intermédiaire dans les espaces compris entre les ensembles de tubes à travers le flux 25 magnétique radial donne naissance à une tension et à un courant dans une direction circonférentielle autour de la région annulaire. Le courant traverse les tubes adjacents et le métal liquide primaire qui s'y trouve en produisant une force d'entraînement dans une direction opposée, grâce à quoi le métal liquide primaire est

entraîné, c'est-à-dire pompé.

Dans une publication ayant pour titre "HighEfficiency DC Electromagnetic Pumps and Flow Couplers For LMFBRs," EPRI NP-1656, TPS 79-774, Final Report, January 1981, by I.R. McNab and C. C. Alexion, on a décrit un ensemble monobloc d'un échangeur de chaleur et 10 d'un coupleur d'écoulement pour un surrégénérateur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide (LMFBR) du type dit piscine. Une pluralité de modules de conduits est disposée en cercle, une bobine produisant un champ magnétique étant placée entre les modules de 15 conduits adjacents. Chaque module de conduits comprend un conduit de pompe à travers lequel le métal liquide primaire s'écoule et un conduit de générateur à travers lequel le métal liquide intermédiaire s'écoule dans une direction opposée. Le flux magnétique engendré par la 20 bobine de generation de champ magnétique est dirigé par un circuit en fer de manière à former un champ magnétique circulaire à travers tous les modules de conduits. Dans un des modes de réalisation, le métal liquide intermédiaire est introduit dans l'entrée, 25 disposée centralement, et est dirigé vers le bas de manière à être introduit dans un échangeur de chaleur intermédiaire constitué par une pluralité de tubes orientés verticalement. Le métal liquide intermédiaire est ensuite dirigé vers le haut et autour de ces tubes avant d'être introduit dans chacun des conduits de générateur. L'écoulement primaire de métal liquide est 5 dirigé vers le bas à travers- les conduits de pompe en sortant des conduits de pompe et en pénétrant dans les tubes de l'échangeur de chaleur intermédiaire et en s'écoulant vers le bas à travers ce dernier avant d'être déchargé et remis en circulation jusqu'au coeur du 10 réacteur nucléaire. Il est envisagé de pouvoir placer le coupleur d'écoulements en dessous d'un tel échangeur de chaleur-intermédiaire. Dans le mode de réalisation décrit, les écoulements intermédiaire et primaire de métal liquide à travers le coupleur d'écoulements sont 15 exposés l'un et l'autre à la température relativement élevée qui apparaît à la sortie du coeur du réacteur nucléaire, par exemple de 482 C à 538 C. Si on pouvait réduire la température des écoulements de métal liquide, on pourrait améliorer le rendement électrique du 20 coupleur d'écoulements. En outre, les exigences mécaniques concernant la conception d'un coupleur d'écoulements fonctionnant à des températures réduites seraient moins contraignantes. De plus, les extrémités supérieures de décharge des tubes orientés verticalement 25 de l'échangeur de chaleur intermédiaire aussi bien que les extrémités inférieures d'entrée des conduits de générateur du coupleur d'écoulements ne sont supportées

que par une seule plaque tubulaire ou plaque de support.

Il en résulte que les conduits de générateur évincent un certain nombre de tubes d'échangeur de chaleur intermédiaires qui, sans cela, seraient supportés par la 5 seule plaque de support, ceci ayant pour effet d'exiger un ensemble de plus grand diamètre ou dimension pour loger un nombre donné de tubes, selon ce qui est nécessaire pour recevoir un écoulement prédéterminé du métal liquide intermédiaire traversant ces tubes. Il est 10 souhaitable, pour le plus grand rendement de transfert

de chaleur entre les écoulements intermédiaire et primaire de métal liquide d'augmenter le débit du métal liquide intermédiaire tout en maintenant ou réduisant les dimensions de l'ensemble monobloc comprenant 15 l'échangeur de chaleur et le coupleur d'écoulements.

L'objet principal de la présente invention est de fournir un ensemble perfectionné de pompe/échangeur de chaleur intermédiaire pour un réacteur refroidi par un

métal liquide.

Compte tenu de cet objet, la présente invention réside en un ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe destiné à transférer l'énergie thermique d'un premier fluide chauffé, conducteur de l'électricité, à un second fluide pompé, conducteur de l'électricité, et à 25 transférer l'énergie interne du second fluide pompé, conducteur de l'électricité, au premier fluide conducteur de l'électricité, ledit ensemble comprenant un moyen formant échangeur de chaleur définissant une cavité annulaire destinée à recevoir un écoulement du second fluide conducteur de l'électricité, et une pluralité de tubes disposés à l'intérieur de cette 5 cavité, chacun des tubes étant traversés par un écoulement du premier fluide conducteur de l'électricité, ledit second fluide conducteur de l'électricité se trouvant dans la cavité se étant ainsi chauffé; un ensemble formant pompe disposé en dessous de l'échangeur 10 de chaleur et constitué par une pluralité de coupleurs d'écoulements disposés en une rangée circulaire, chaque coupleur d'écoulements comprenant un conduit de pompe destiné à recevoir le premier fluide conducteur de l'électricité et un conduit de générateur destiné à 15 recevoir le second fluide conducteur de l'électricité; et une conduite disposée centralement dans la cavité annulaire et à l'intérieur de la rangée de coupleurs d'écoulements pour recevoir le second fluide conducteur d'électricité, caractérisé par une première chambre de 20 pression disposée en dessous de l'ensemble formant pompe, en communication avec la conduite disposée centralement en vue de recevoir le second fluide conducteur de l'électricité et en communication avec chacun des conduits de générateur des coupleurs d'écoulements pour 25 diriger le second fluide pompé, conducteur de l'électricité, vers le haut à travers les conduits de générateur; une seconde chambre de pression disposée entre l'échangeur de chaleur et l'ensemble formant pompe, en communication avec chacun des conduits de générateur pour recueillir le second fluide conducteur de l'électricité lorsqu'il est déchargé de chacun des 5 conduits de générateur et en communication avec la cavité annulaire pour diriger le second fluide recueilli, conducteur de l'électricité, jusqu'à cette dernière; et une troisième chambre de pression disposée entre l'échangeur de chaleur et l'ensemble formant pompe, en 10 communication avec les tubes pour recevoir le premier fluide conducteur de l'électricité lorsqu'il est déchargé de ces derniers et en communication avec les conduits de pompe pour introduire dans ces derniers le premier fluide conducteur de l'électricité, grace à quoi 15 l'énergie interne du second fluide pompé, conducteur de l'électricité, est transférée au premier fluide

conducteur de l'électricité et pompe ce dernier.

On va maintenant décrire, à titre d'exemple, le mode de réalisation préféré de la présente invention en 20 se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue simplifiée d'un système de réacteur nucléaire refroidi par un métal liquide et comprenant un ensemble de pompe primaire à sodium (PPS) et d'un échangeur de chaleur selon les enseignements de 25 la présente invention; les figures 2 et 3 sont, respectivement, une vue latérale simplifiée et écorchée et une vue en plan de dessus d'un réacteur nucléaire du type dit piscine refroidi au métal liquide et représenté sur la figure 1; la figure 4 est une vue en perspective détaillée de l'ensemble PPS/échangeur de chaleur représenté dans chacune des figures 1, 2 et 3; la figure 5 est une vue en coupe latérale de l'ensemble PPS/échangeur de chaleur représenté sur la figure 4; les figures 6 et 7 sont respectivement une vue en plan et en coupe de l'ensemble PPS/échangeur de chaleur suivant 6-6 de la figure 5 et tel qu'on le voit depuis le dessus du coupleur d'écoulements et une vue en plan et en coupe à travers la région principale ou région active du coupleur d'écoulements, cette coupe 15 étant faite suivant 7-7 de la figure 5; la figure 8 est- une vue en coupe et en plan de dessus d'un module de conduits comprenant deux conduits intermédiaires et deux conduits primaires, cette coupe étant faite suivant 8-8 de la figure 5; la figure 9 est une vue en coupe latérale partielle du module de conduits et de la bobine d'excitation, cette coupe étant faite suivant 9-9 de la figure 7 pour illustrer une région d'extrémité du coupleur d'écoulements; la figure 10 est une vue en coupe d'une spire creuse des bobine d'excitation apparaissant sur la figure 9; la figure 11 est une vue latérale en coupe partielle du module de conduits, cette coupe étant faite suivant 11-11 de la figure 8; la figure 12 est une vue latérale en coupe partielle du conduit primaire du module de conduits, cette coupe étant faite suivant 12-12 de la figure 11; la figure 13 est une vue latérale en coupe partielle de la chemise des conduits intermédiaire et 10 primaire montrant la façon suivant laquelle sont interconnectées les chemises et les parois des conduits; et les figures 14 et 15 sont, respectivement, des vues en plan de dessus en coupe partielle des plaques 15 centrales séparant les conduits primaire et intermédiaire, ces coupes étant faites suivant 14-14 et

-15 de la figure 11.

En se référant maintenant aux dessins et en particulier à la figure 1, on voit qu'on y a représenté 20 un système de réacteur 10 comprenant un ensemble 15 d'échangeur de chaleur intermédiaire (ECI) 16 et de coupleur d'écoulements ou pompe primaire à sodium (PPS) 18. L'échangeur 16 et la pompe 18 sont couplés en circuit avec une boucle ou écoulement primaire 14 25 de fluide conducteur de l'électricité, tel que du sodium, et une boucle ou écoulement intermédiaire 20 de fluide conducteur de l'électricité, par exemple du sodium. Comme on va l'expliquer, la PPS 18 pompe le métal liquide dans la boucle primaire 14 vers et depuis un coeur 12 de réacteur o le fluide primaire est chauffé à des températures relativement élevées de l'ordre de 500 C. Le ECI 16 transfère l'énergie du métal liquide primaire chauffé au métal liquide intermédiaire. Dans la boucle intermédiaire 20, une pompe mécanique 22 pompe le métal liquide intermédiaire à travers un conduit 10 d'entrée 21 jusqu'à la PPS 18 sous la forme d'un coupleur d'écoulements qui transfère au métal liquide primaire l'énergie interne du métal liquide intermédiaire entraîné. Il est envisagé que la pompe mécanique 22 ait une capacité accrue pour entraîner 15 également le métal liquide primaire. Le métal liquide intermédiaire passe à travers le ECI 16 recevant l'énergie thermique du métal liquide primaire chauffé par le coeur 12 et parvient, par l'intermédiaire du

conduit de sortie 23, à un générateur de vapeur 24.

Un fluide vaporisable, tel que l'eau, est entraîné en circulation à travers le générateur de vapeur 24, grâce à quoi l'eau est vaporisée avant d'être entraînée en circulation dans une boucle 34 de vapeur jusqu'à une turbine 26, les rotors de la turbine 26 étant entraînés 25 en rotation de manière à entraîner un générateur électrique 28 qui, à son tour, délivre de l'énergie électrique. La vapeur usée quitte la turbine 26 et est condensée par un condenseur 30 avant d'être renvoyée à la pompe 32 de condensat pour être remise en circulation

à travers le générateur de vapeur 24.

Une pluralité d'ensembles PPS/ECI 15 est incorporée dans la région annulaire entourant le coeur 12 d'un réacteur du type piscine, comme représenté à titre illustratif sur les figures 2 et 3. Six de ces ensembles PPS/ECI 15a à 15f sont disposés en une rangée circulaire autour d'un cylindre 36 de coeur, comme 10 représenté sur la figure 3. Un écran biologique 42 entoure le cylindre 36 de coeur. Le métal liquide intermédiaire est dirigé, par l'intermédiaire d'un conduit d'entrée 21, sur le ECI 16 et est déchargé de ce dernier par l'intermédiaire d'un conduit 23. Le métal 15 liquide primaire est pompé par les PPS 18 autour d'un écran 38 anti-neutrons, comme représenté par les flèches 40a, de manière à être chauffé à l'intérieur du cylindre 36 de coeur avant d'être renvoyé, comme indiqué par les

flèches 40b, vers chaque ECI de la pluralité de ECI 16.

Des détails supplémentaires de l'ensemble PPS/ECI sont représentés sur les figures 4 et 5. Le conduit d'entrée 21 est couplé à des colonnes descendantes extérieure et intérieure 44 et 45 qui s'étendent axialement sensiblement le long de la totalité de la 25 longueur de l'ensemble 15 en vue de l'introduction du métal liquide intermédiaire dans un diffuseur inférieur 68 de coupleur d'écoulements, disposé à la base de l'ensemble 15. La colonne descendante extérieure 44 est disposée concentriquement à la colonne descendante intérieure 45 et forme, avec cette dernière, un conduit annulaire descendant 86. Le métal liquide intermédiaire 5 est dirigé, comme indiqué par les flèches 84, à travers

la PPS 18 et le ECI 16 de manière à sortir par un conduit de sortie intermédiaire 46 qui est disposé concentriquement aux colonnes 44 et 45 et qui est couplé au conduit de sortie 23 pour acheminer le métal liquide 10 intermédiaire dans la boucle intermédiaire 20.

L'ensemble PPS/ECI 15 comprend une enveloppe extérieure 48 de ECI, qui entoure le ECI 16 et le supporte à son extrémité supérieure et qui entoure également la plaque tubulaire supérieure 50 et -la plaque 15 tubulaire inférieure 52. Les plaques tubulaires supérieure et inférieure 50 et 52 supportent, entre elles, un faisceau de tube 54. Les tubes 54 sont espacés les uns des autres et disposés dans l'espace annulaire formé entre l'enveloppe extérieure 48 de ECI et la 20 colonne descendante extérieure 44. Comme indiqué par les flèches 84, le métal liquide intermédiaire s'écoule autour du tube 54 et à travers cet espace annulaire. Le métal liquide primaire s'écoule comme indiqué par les flèches 82 à travers les tubes 54 en sortant des 25 extrémités inférieures de ces derniers pour pénétrer dans la chambre inférieure 64 de ECI. L'extrémité inférieure de la chambre 64 est entourée par une plaque

de support supérieure extérieure 56 de forme annulaire.

Une pluralité d'ensembles d'ouvertures 74a et 74b traverse toute l'épaisseur de la plaque 56 pour

décharger le métal liquide primaire.

L'ensemble PPS/ECI 15 comprend une enveloppe

extérieure 49 de PPS qui entoure et loge la PPS 18.

L'enveloppe extérieure 49 de PPS supporte à son extrémité supérieure une plaque de support supérieure intérieure 58 qui comprend une pluralité d'ensembles 10 d'ouvertures disposés tout autour pour permettre le passage vers le haut du métal liquide intermédiaire comme suggéré par les flèches 84. Une enveloppe intermédiaire 51 recouvre, à ses bords supérieur et inférieur, la plaque de support supérieure extérieure 15- 56 et la plaque de support supérieure intérieure 58, respectivement. Les plaques 56 et 58 et l'enveloppe intermédiaire 51 définissent une chambre supérieure 66 de coupleur d'écoulement destinée à recevoir et à diriger le métal liquide intermédiaire lorsqu'il se 20 dirige vers le haut à partir de la PPS 18 et pénètre dans un passage annulaire d'interconnexion formé entre la colonne descendante extérieure 44 et un conduit intermédiaire 106 disposé concentriquement autour de la colonne 44. Du fait que les extrémités supérieures de 25 chacun des conduits 72a et 72b de pompe sont supportées par la plaque de support supérieure extérieure 56 et que les extrémités supérieures des conduits 70a et 70b de générateur sont supportées par la plaque de support supérieure intérieure 58, les tubes 54 du ECI 16 peuvent être disposés en un faisceau compact et être espacés de façon uniforme des uns des autres, l'écoulement du métal 5 liquide primaire pouvant être ainsi augmenté et le diamètre ou dimension de section droite de l'ensemble

PPS/ECI 15 pouvant être réduit au minimum.

L'enveloppe extérieure 49 de PPS supporte, à son extrémité inférieure, une plaque de support inférieure 10 intérieure 62. La plaque de support inférieure extérieure 60 est espacée sous la plaque 62 et forme avec une enveloppe inférieure 65 le diffuseur inférieur 68 de coupleur d'écoulements destiné à recevoir de lacolonne descendante 44 le métal liquide intermédiaire et 15 à le diriger de nouveau vers le haut à travers une grille ouverte 110, par l'intermédiaire des ouvertures de la plaque 62 et par l'intermédiaire de la PPS 18, comme indiqué par les flèches 84. La grille 110, ouverte à 50 %, brise tous les tourbillons et assure un 20 écoulement uniforme du métal liquide intermédiaire pénétrant dans le PPS 18. Le diffuseur inférieur 68 de coupleur d'écoulements est configuré et dimensionné en

vue d'une perte de pression minimale.

L'ensemble PPS/ECI 15 est conçu, du point de vue 25 structural, de manière à résister aux pressions et aux contraintes internes issues des écoulements des métaux liquides intermédiaire et primaire. Dans des conditions normales de fonctionnement, les pressions différentielles entre les conduits intermédiaires 70 et les conduits primaires 72 se trouvent réduites, car les écoulements des métaux liquides dans ces conduits se font en sens 5 opposé. De façon typique, une chute de pression dans les conduits intermédiaires 70 se traduit par une

augmentation de pression dans les conduits primaires 72.

La pression différentielle entre les conduits 70 et 72 peut, par conséquent, la fourchette de 9i différentielle entre] l'intérieur de la chan métal liquide intermét supérieure 66 de coup] 15 typique, de 97 KPa, tar normale entre le mi l'intérieur du diffuse varier, à titre illustratif, dans à 310 KPa. La pression le métal liquide primaire à nbre inférieure 64 de ECI et le liaire intérieur de la chambre leur d'écoulements est, de façon ndis que la différence de pression étal liquide intermédiaire à eur inférieur 68 de coupleur d'écoulements et les prolongements inférieurs des conduits primaires 72a et 72b est de l'ordre de 310 KPa. 20 Toutefois, il est envisagé que, dans des conditions anormales, la pression dans le circuit intermédiaire puisse s'élever jusqu'à 1520 KPa, tandis que la pression

dans le circuit primaire pourrait tomber jusqu'à O KPa.

La plaque de support inférieure extérieure 60 est 25 supportée simplement par l'enveloppe extérieure 49 de PPS, tandis que ses parties intérieures restent nonsupportées. La plaque de support supérieure intérieure 58 et la plaque de support inférieure intérieure 62 sont supportées à leurs périphéries extérieures par l'enveloppe extérieure 49 de PPS et sur leurs périphéries intérieures par une enveloppe intérieure 88. 5 L'enveloppe extérieure 49 de PPS et l'enveloppe intérieure 88 sont conçues de manière à résister à la pression interne, au poids axial et au charges sismiques verticales imposés par l'ensemble PPS/ECI 15 et supportés par cet ensemble. La conception et la 10 configuration de l'ensemble 15 ont été réalisées de - manière à éviter un flambage éventuel des enveloppes 48, et 88. Les charges sismiques horizontales ne devraient pas poser de problème étant donné que l'ensemble PPS/ECI 15 se trouve dans un tube de support 15 à tolérance étroite, rempli avec le sodium du bain

servant d'absorbeur de choc.

En se référant maintenant aux figures 6 et 7, en plus des figures 4 et 5, on voit que la PPS 18 comprend, à titre illustratif, une pluralité de coupleurs 20 d'écoulements individuels sous la forme de modules 69a à 69f de conduits. Chaque module 69 de conduits comprend une paire de conduits intermédiaires 70a et 70b, ou conduits de générateur, et une seconde paire de conduits primaires 72a et 72b, ou conduits de pompe, comme on 25 peut le voir sur la figure 7. A titre illustratif, les conduits intermédiaires 70 sont disposés entre les conduits primaires 72 formant une succession commençant à l'enveloppe extérieure 49 de PPS d'un conduit primaire 72a suivi par le conduit intermédiaire 70a, le conduit primaire 72b et le conduit intermédiaire 70b. Comme représenté particulièrement sur la figure 5, le métal 5 liquide intermédiaire s'écoule, comme indiqué par les flèches 84, vers le haut par l'intermédiaire de chaque paire de conduits intermédiaires, 70a et 70b, de chaque module 69 de conduits ou coupleur d'écoulements avant d'être introduit collectivement dans la chambre supérieure 66 de coupleur d'écoulements. Le métal liquide primaire, comme indiqué par les flèches 82, s'écoule vers le bas à travers la pluralité d'ensembles d'ouvertures 74a et 74b jusque dans les conduits primaires correspondants 72a et 72b, en s'écoulant vers 15 le bas à travers ces derniers pour être déchargé à

travers un ensemble d'ouvertures de sortie 108a et 108b, respectivement. Chaque module 69, de conduits comporte son propre ensemble correspondant d'ouvertures de sortie 108a et 108b à l'intérieur de la plaque de support 20 inférieure extérieure 60.

En se référant particulièrement aux figures 6 et 7, on voit qu'un champ magnétique de forme torique est formé par un ensemble de bobines d'excitation 76a à 76f, chaque bobine d'excitation 76 étant disposée entre une 25 paire adjacente de modules 69 de conduits. Chaque bobine d'excitation 76 est disposée autour de sa pièce polaire magnétique 78 qui forme le champ magnétique engendré par chaque bobine d'excitation 76 pour être dirigé en travers de l'entrefer dans lequel est disposé un des modules 69 de conduits. L'utilisation d'une pluralité de bobines d'excitation 76 dans la PPS 18 a pour but une 5 redondance. Chaque bobine 76 est alimentée séparément par son propre ensemble de conducteurs 104 de manière que chacune d'elles puisse être commandée et contrôlée complètement. Chaque pièce polaire 78 est supportée à l'intérieur de l'enveloppe 49 de ECI par une paire de 10 pieds de support 112a et 112b, comme on peut le voir sur la figure 7. La forme générale du champ magnétique produit par la pluralité de bobines d'excitation 76a à 76f et par -la pluralité correspondante de pièces polaires 78a et 78f est torique. Toutefois, chacune des 15 pièces polaires 78 comporte une paire de faces polaires 79a et 79b disposées à ses extrémités opposées. Les faces polaires 79a et 79b d'une seule pièce polaire 78 sont disposées parallèlement à leurs modules de conduits respectifs 69 de manière que le champ magnétique en 20 travers d'un module 69 soit uniforme. Lesconducteurs séparés 104 des bobines pénètrent dans l'ensemble PPS/ECI 15 par l'intermédiaire du conduit annulaire descendant 86 jusqu'à chacune des bobines d'excitation 76. Chaque bobine 76, comme représenté sur la figure 5, 25 comporte une pluralité de spires creuses 98 raccordées

électriquement en série les unes avec les autres.

Pour augmenter au maximum la force magnétomotrice produite pour un volume donné des bobines d'excitation 76, les spires 98 de ces bobines sont creuses et sont refroidies par circulation d'une petite quantité du sodium intermédiaire à travers ces bobines, comme 5 illustré sur la figure 5. Une petite partie du métal liquide intermédiaire refoulée dans le diffuseur inférieur 68 de coupleur d'écoulements est dirigée vers le haut par l'intermédiaire d'un conduit d'une pluralité de conduits d'entrée 94 communiquant avec le diffuseur 10 68. La pluralité de conduits d'entrée 94 dirige le métal

liquide intermédiaire de refroidissement jusque dans un collecteur d'entrée 92 de configuration circulaire.

Comme on peut le voir sur les figures 5 et 7, une pluralité de conduits d'amenée 100 d'entrée achemine le 15 métal liquide intermédiaire de refroidissement jusque dans la spire- 98. Le métal liquide intermédiaire de refroidissement est déchargé des spires 98 par l'intermédiaire d'une pluralité de conduits d'amenée 102 de sortie jusqu'à un collecteur 90 de sortie, également 20 de configuration circulaire. A son tour, le métal liquide intermédiaire est déchargé du collecteur de sortie 90 vers le haut par l'intermédiaire d'une pluralité de conduits de sortie 96 dans la chambre supérieure 66 de coupleurs d'écoulements. Dans un mode 25 de réalisation donné à titre illustratif de la présente invention, la chute de pression dans les spires'98 de la bobine d'excitation 76 est calculée de manière à être égale à la chute de pression dans les conduits intermédiaires 70a et 70b. Chaque bobine d'excitation 76 est enroulée, à titre illustratif, avec 140 spires 98 de conducteur de cuivre ayant des dimensions de section 5 droite d'environ 2,54 cm x 2,54 cm. Les spires 98 sont raccordées hydrauliquement sous forme de sept ensembles parallèles de 20 spires chacun. La bobine complète 76 peut être enroulée électriquement sous forme d'une hélice avec chaque ensemble de 20 spires s'enroulant de 10 l'extérieur d'une de ces couches jusqu'à l'intérieur et

passant, à cet endroit, à la couche suivante pour revenir de l'intérieur= jusqu'à l'extérieur de la bobine d'excitation 76. Par conséquent, chacun des conduits d'amenée d'entrée et de sortie,. 100 et 102, peut être 15 raccordé à l'extérieur de la bobine 76.

La PPS 18 comprend, dans le mode de réalisation illustratif représenté sur la figure 7, douze conduits primaires 72 et douze conduits intermédiaires 70. Une paire adjacente d'un conduit primaire 72 et d'un conduit 20 intermédiaire 70 forme un cQupleur d'écoulements. Dans ce mode de réalisation illustratif, douze de ces coupleurs d'écoulements sont présents. Une paire de tels coupleurs d'écoulements constituée de quatre conduits 70 et 72 forme un des modules 69 de coupleurs d'écoulements. 25 Chaque module 69 de coupleurs d'écoulements agit en parallèle avec un autre module de coupleurs d'écoulements pour transférer avec un rendement élevé l'énergie interne sous la forme d'une colonne

hydraulique ou pression relativement élevée du sodium intermédiaire, telle que communiquée par la pompe mécanique 22 au métal liquide primaire sous l'action des 5 courants électriques et des champs magnétiques couplés.

Cet accouplement est basé sur la relation de Lorentz o la force F sur une charge qo se déplaçant à travers un champ magnétique B avec une vitesse t est exprimée par la relation - -i F = qo V XB Cette équation étant une relation vectorielle, la force F devient maximale quand la vitesse V est perpendiculaire au champ magnétique B. Les bobines d'excitation 76 créent un champ magnétique de forme 15 torique, comme indiqué par les flèches 75, qui traverse chacun des coupleurs d'écoulements de chaque module 69 de conduits. Lorsque le champ magnétique indiqué par les flèches 75 traverse chacun des conduits intermédiaires 70, l'interaction du métal liquide intermédiaire pompé 20 vers le haut le long d'une ligne perpendiculaire à la face de la figure 7 et du champ magnétique dirigé perpendiculairement à cette ligne, engendre un gradient de potentiel électrique et a pour effet de faire circuler un courant radialement vers l'intérieur en 25 direction du centre de la PPS 18, comme indiqué par la ligne en traits interrompus 73a. Chaque module 69 de conduits est formé à l'intérieur d'une structure

stratifiée 80 qui procure une paire de trajets de retour effectifs 73b autour des conduits 70 et 72 avant une réintroduction dans le conduit primaire 72a.

L'écoulement réel à l'intérieur de chaque module 69 de 5 conduits et de sa structure stratifiée 80 est isolé électriquement de l'écoulement réel dans les autres modules de conduits. L'interaction entre l'écoulement réel dirigé radialement vers l'intérieur le long du trajet 73 à travers les conduits primaires 72a et 72b ou 10 conduits de pompe et le champ magnétique dirigé perpendiculairement à cet écoulement réel indiqué par les flèches 75 impose une force au métal liquide primaire se trouvant à l'intérieur des conduits primaires 72a et 72b, ce qui pompe le métal liquide 15 primaire vers le bas le long d'une ligne perpendiculaire à la page de la figure 7. Les conduits intermédiaires 70 alternent avec les conduits primaires 72 afin d'y éviter les courants de circulation aux extrémités. Chacun des conduits 70 ou 72 est calibré individuellement de 20 manière à présenter la proportion optimale. La géométrie en forme de tore du champ magnétique utilise de façon optimale l'espace à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 49 de PPS en permettant de maintenir le diamètre extérieur de l'enveloppe extérieure 49 de PPS à 25 peu près à la même valeur que celui de l'enveloppe extérieure 48 de ECI. En outre, la configuration torique du champ magnétique minimise la quantité de fer dans la

pluralité de pièces polaires 78a à 78f.

En se référant maintenant aux figures 4 et 5, on va donner un bref aperçu des écoulements hydrauliques des métaux liquides intermédiaire et primaire. Les 5 flèches 84-1 à 84-8 indiquent l'écoulement du métal liquide intermédiaire à travers l'ensemble PPS/ECI 15, en partant de la flèche 84-1 indiquant l'endroit o l'écoulement du métal intermédiaire commence jusqu'à la flèche 84-8 indiquant l'endroit o le métal liquide 10 intermédiaire sort de l'ensemble 15. Le métal liquide intermédiaire arrive par le conduit d'entrée 21 de la boucle intermédiaire 20 et est dirigé vers le bas par les colonnes descendantes 44 et 45 puis pénètre dans le diffuseur inférieur 68 de coupleur d'écoulement o 15 l'écoulement du métal liquide intermédiaire s'inverse en revenant vers le haut à travers chaque ensemble des conduits intermédiaires 70a et 70b de chaque module 69 de conduits. Les écoulements parallèles du métal liquide intermédiaire à travers les 6 ensembles de conduits 20 intermédiaires 70 pénètrent dans la chambre supérieure 66 de coupleurs d'écoulements, qui recueille et dirige avec une perte minimale de pression le métal liquide intermédiaire s'écoulant vers le haut par l'intermédiaire du passage annulaire formé par le 25 conduit 108 et la colonne descendante 45 et pénètrent dans le ECI 16. Le métal liquide intermédiaire s'écoule vers le haut à travers le ECI 16 en circulant autour et à travers les espaces compris entre les tubes 54 avant d'être déchargé à travers le conduit de sortie intermédiaire 46 pour être ramené par le conduit de

sortie 23 dans la boucle intermédiaire 20.

D'une façon similaire, le métal liquide primaire est dirigé par l'intermédiaire de l'ensemble PPS/ECI 15 le long du trajet selon la succession qu'indiquent les flèches 82-1 à 82-6. Le métal liquide primaire chauffé revient du coeur 12 du réacteur et pénètre dans les 10 tubes 54 du ECI 16 en cédant son énergie thermique au métal liquide intermédiaire s'écoulant autour de ces tubes. Le métal liquide primaire refroidi sort des tubes 54 et pénètre dans la chambre inférieure 64 du ECI. Le métal liquide primaire continue sa course vers le bas à 15 travers les ouvertures 74a et 74b et pénètre dans chaque ensemble d'une pluralité d'ensembles de conduits primaires 72a et 72b en s'écoulant vers le bas à travers ces derniers et en étant pompé avant d'être déchargé à travers les ouvertures de sortie 108a et 108b et d'être 20 ramené par l'intermédiaire de la boucle primaire 14 au

coeur 12 du réacteur.

L'agencement de la structure stratifiée associée à chacun des modules 69 de conduits doit satisfaire à des considérations mécanique, électrique et magnétique25 fluidique-dynamique. Il existe souvent un large éventail d'états de pression dans les conduits 70 et 72 allant d'un état de pression négative à un état de pression élevée. Il est fréquent qu'une forte pression

différentielle existe entre les conduits intermédiaires et primaires 70 et 72. Des températures élevées existent, de façon caractéristique, non seulement à l'intérieur 5 des conduits primaires 72 mais également à l'intérieur des conduits intermédiaires 70, ces températures s'élevant jusqu'à 320 C approximativement. Des variations transitoires rapides de température de l'ordre de 83 C peuvent survenir à des vitesses relativement 10 élevées de 0,83 C/seconde.

On va maintenant expliquer en se référant aux figures 8 et 9 les détails de l'agencement des structures stratifiées 80 et de leurs modules 69 de conduits. Les conduits adjacents 72 et 70 sont séparés 15 par des plaques centrales 120 qui sont disposées le long de l'axe d'un conduit et servent à séparer un conduit d'un autre conduit et jouent le rôle d'électrodes pour le passage du courant le long du circuit radial 73a allant, comme représenté sur les figures 7 et 8, du 20 conduit primaire 72a au conduit intermédiaire 70a, du conduit intermédiaire 70a au conduit primaire 72b et du conduit primaire 72b au conduit intermédiaire 70b. Aux extrémités opposées de chaque module 69 de conduit, une paire d'électrodes 122a et 122b forme la paroi latérale 25 du conduit primaire 72a se trouvant en face de la plaque centrale 120a, et la paroi latérale du conduit intermédiaire 70b se trouvant en face de la plaque centrale 120c. De façon caractéristique, les électrodes 122a et 122b et les plaques centrales 120a, 120b et 120c sont formées d'un matériau très conducteur de l'électricité, tel que le cuivre, pour faciliter la 5 circulation du courant radialement le long du circuit 73a allant de l'électrode 122a, jusqu'à l'électrode 122b en traversant le métal liquide primaire se trouvant dans le conduit primaire 72a, la plaque centrale 120a, le métal liquide intermédiaire se trouvant dans le conduit 10 intermédiaire 70a, la plaque centrale 120b, le métal liquide primaire se trouvant dans le conduit primaire 72b, la plaque centrale 120c et le métal liquide intermédiaire se trouvant dans le conduit intermédiaire b. Le courant circule à travers l'électrode 122b le long du circuit de retour 73b jusqu'à l'électrode 122a à l'intérieur de la structure stratifiée 80. La structure stratifiée 80 comprend, comme représenté sur les figures 8 et 9, une pluralité de plaques composites intercalées 20 114 et le conduit de retour 130. Comme on peut le voir sur la figure 8, une plaque composite 114 comprend une paire d'éléments latéraux' 116a et 116b disposés le long des côtés du module 69 de conduits et formés d'un matériau magnétique pour faciliter, conjointement avec 25 les pièces polaires 78, le passage du champ magnétique à

travers l'entrefer formé par les modules 69 de conduits.

La plaque composite 114 comprend, en outre, des éléments

supérieur et inférieur 118a et 118b formés d'un matériau non magnétique de grande résistance mécanique, tel que de l'acier non magnétique, pour résister aux pressions internes régnant à l'intérieur des conduits 70 et 72 5 sans "shuntage", c'est-à-dire détournement, du champ magnétique autour des modules 69 de conduits.

Les conducteurs de retour 130 peuvent, comme représenté sur les figures 9 et 11, dans un mode de réalisation purement illustratif de la présente invention, être constitués par un élément rectangulaire, creux et d'un seul tenant comportant des parties latérales 130a et 130b disposées le long des grands côtés des modules de conduits, et une partie supérieure 130c disposée sur le dessus du module de conduits, comme 15 indiqué sur la figure 11, étant entendu qu'un élément inférieur 130b (non représenté) serait disposé à l'autre

extrémité du module 69 de conduits.

Comme illustré sur la figure 11, les éléments supérieurs 118a (ainsi que les éléments inférieurs 118b, 20 non représentés) des plaques composites 114 sont encastrés dans des encoches 148 ménagées dans les électrodes 122a (et dans l'électrode 122b, non représentée) et sont formés d'un matériau approprié de grande résistance mécanique, tel que l'acier inoxydable. 25 L'insertion des éléments 122 dans les encoches 148 des électrodes augmente la résistance électrique et la résistance mécanique de la structure stratifiée 80 aux

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pressions créées à l'intérieur des conduits 70 et 72.

Une couche isolante est disposée. autour de chacun des éléments supérieurs 118a pour empêcher la circulation axiale du courant dans le cas d'un potentiel non uniforme dans ces éléments. Comme représenté sur les figures 8, 9 et 11, les plaques composites 114 et les conducteurs de retour 130 empilés sont assemblés et maintenus ensemble par une pluralité de vis 134 traversant des ouvertures ménagées 10 dans les plaques composites 114 et les conducteurs de

retour 130.Une fourrure isolante 138 est disposée autour de chaque vis 134 pour isoler électriquement celles-ci.

Les vis 134 traversent les ouvertures ménagées dans un chapeau de retenue 140 et un écrou 136 qui est vissé sur 15 l'extrémité de la vis 134 pour retenir assemblés les plaques composites 114, les conducteurs de retour 130 et

les chapeaux de retenue 140.

L'épaisseur des conducteurs 130 de retour est, à titre illustratif, deux fois celle des plaques 20 composites 114 de manière que le circuit de retour de courant soit suffisamment conducteur pour réduire à un minimum les pertes ohmiques tout en ayant encore une épaisseur suffisante pour qu'il existe une densité de flux magnétique acceptable dans les plaques. composites 25 114. Les plaques composites 114 et les conducteurs de retour 130 sont stratifiés le long de l'axe des conduits 70 et 72 de manière à s'adapter aux dilatations thermiques des conduits. La stratification des

conducteurs de retour 130 et des plaques composites 114 sert également à améliorer la réponse thermique de la structure stratifiée 80 aux transitoires de température 5 en faisant en sorte que celles-ci réagissent, du point de vue thermique, comme un élément global mince.

En se référant maintenant particulièrement aux figures 8 et 12, on voit que l'isolation électrique est assurée entre le circuit de courant radial 73a et le 10 circuit de retour 73b par des couches isolantes 124a et 124b qui sont disposées le long des grands côtés des modules 69 de conduits s'étendant depuis l'électrode supérieure 122a jusqu'à l'électrode inférieure 122b. Une chemise 120 est disposée à l'intérieur de chacun des 15 quatre conduits 72 et 70 pour empêcher le métal liquide chaud d'attaquer les couches isolantes 124. La pression élevée régnant normalement à l'intérieur des conduits 70 et 72 pousse les chemises entièrement soudées 128a, 128b, 128c et 128d contre les conduits correspondants 72a, 70a, 20 72b et 70b. Par suite de la différence des coefficients de dilatation thermiques des couches isolantes 124 et des chemises 128, une liaison entre les chemises 128 et les couches isolantes 124 n'est pas possible. Pour maintenir les chemises 128 à l'intérieur de leurs 25 conduits respectifs 70 ou 72, une pluralité d'éléments de retenue 152 en forme de T sont encastrés dans des fentes 154 de forme similaire ménagées dans les couches

d'isolants 124, ces éléments ayant leurs extrémités s'étendant hors des fentes 154 et étant reliés à leur chemise 128 comme représenté sur la figure 13.

L'espacement entre les points de raccordement des 5 éléments de retenue 152 et leur chemise 128 est choisi de manière à permettre à ces chemises 128 de supporter des conditions de pression négative à l'intérieur des conduits 70 et 72 et un certain degré de glissement entre ces chemises et ces conduits lorsque la 10 température du module 69 de conduit s'élève.

Comme illustré sur les figures 9 et 11, les chemises 128 s'étendent audelà des régions actives de leurs conduits 70 et 72, c'est-à-dire la région dans laquelle les pièces polaires 78 et les structures 15 stratifiées 80 confinent le champ magnétique lorsque celui-ci traverse les conduits 70 et 72. Les chemises 128 s'étendent vers le haut et sont supportées par une enveloppe 144 de section rectangulaire et ayant une configuration similaire à celle de son conduit 70 ou 72. 20 Une couche isolante 143 est disposée entre l'enveloppe 144 de support et la chemise prolongée 128 de manière à réduire les courants d'extrémité qui, sans cela, y seraient induits. En outre, une pluralité de plaques rectangulaires 142 espacées et comportant chacune une 25 ouverture rectangulaire de dimensions similaires à celles de l'enveloppe de support 144 sont disposées autour de l'enveloppe 144 de support pour augmenter la résistance mécanique des conduits 70 et 72 aux pressions internes. Dans les régions d'extrémité de part et d'autre des régions actives, la densité de flux déterminée par 5 les pièces polaires 78 n'est pas uniforme mais diminue plutôt presque exponentiellement à mesure que l'on s'éloigne de la région active. Le gradient de la densité de flux est déterminé par la conception magnétiquefluidique-dynamique et le diagramme de dispersion 10 magnétique correspondant. Dans la région d'extrémité, les pièces polaires 78 sont pourvues de parties épanouies 79 de manière à augmenter progressivement l'entrefer et, de ce fait, à réduire la densité du flux magnétique. Les détails des plaques centrales 120, représentées d'une façon générale sur la figure 8, apparaissent sur les figures 11, 12, 14 et 15. La structure des plaques centrales 120 garantit la maîtrise des pressions relativement élevées régnant à l'intérieur 20 de chaque conduit et des différences de pression élevées entre les conduits adjacents 70 et 72. Les plaques centrales 120 sont formées d'un matériau très conducteur, tel que le cuivre, afin qu'un circuit faiblement résistant soit offert à la circulation de courant 73a 25 dirigée radialement. Pour renforcer ces plaques 120, on dispose d'une pluralité de barres de renforcement 126 à l'intérieur de chaque plaque 120, comme on peut le voir sur la figure 11. Les barres de renforcement 126 sont constituées par un matériau présentant une forte résistance mécanique, comme par exemple l'acier inoxydable. Comme représenté particulièrement sur les 5 figures 8 et 14, les barres de renforcement 126 sont insérées dans des ouvertures des couches isolantes 124 ainsi que dans des fentes 160 formées dans les plaques composites 114 et les conducteurs de retour 130 intercalés. Pour isoler électriquement le circuit de 10 courant radial 73a vis-à-vis du circuit de courant de retour 73b, on dispose une couche 156 de matière isolante entre les plaques centrales 120 et les plaques -114 et les conducteurs de retour 130. En outre, une pièce rapportée 158 en acier inoxydable est disposée de 15 manière à loger les extrémités des barres de

renforcement 126 pour assurer une résistance mécanique.

Comme représenté particulièrement sur la figure 12, les couches isolantes 150 sont disposées entre les éléments latéraux 116 des plaques composites 114 et les 20 conducteurs de retour 130 pour empêcher une circulation axiale de courant entre les conducteurs de retour 130 dans le cas d'un potentiel non-uniforme dans ces éléments.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Ensemble (15) d'échangeur de chaleur et de pompe pour transférer l'énergie thermique d'un premier fluide chauffé, conducteur de l'électricité, à un second 5 fluide pompé, conducteur de l'électricité, et pour transférer l'énergie interne du second fluide pompé, conducteur de l'électricité, au premier fluide conducteur de l'électricité, ledit ensemble comprenant: un échangeur de chaleur (16) définissant une 10 cavité annulaire (48) destinée à recevoir un écoulement du second fluide conducteur de l'électricité et une pluralité de tubes (54) disposés à l'intérieur de cette cavité, chacun des tubes recevant un écoulement du premier fluide conducteur de l'électricité qui les 15 traverse, ce qui fait que le second fluide conducteur de l'électricité se trouvant dans la cavité est chauffé; une pompe (18) disposée en dessous de l'échangeur de chaleur et constituée par une pluralité de coupleurs (69) d'écoulements disposés suivant un arrangement 20 circulaire, chaque coupleur d'écoulements étant constitué par un conduit (72) de pompe destiné à recevoir le premier fluide conducteur de l'électricité et par un conduit (70) de générateur destiné à recevoir le second fluide conducteur de l'électricité; et une conduite (45) disposée au centre de la cavité annulaire (48) et dans ledit arrangement de coupleurs (69) d'écoulements en vue de recevoir le second fluide conducteur de l'électricité, caractérisé par une première chambre (68) de pression disposée en dessous de la pompe (15), en communication avec la conduite (45) disposée centralement en vue de recevoir le second fluide. conducteur de l'électricité et en communication avec chacun des conduits (70) de générateur des coupleurs (69) d'écoulements pour- diriger le second fluide conducteur de l'électricité vers le haut à travers les 10 conduits (70) de générateur; une seconde chambre (66) de pression disposée de façon intermédiaire dans l'ensemble (15) d'échangeur de chaleur et de pompe, en communication avec chacun des conduits (70) de générateur pour recueillir le second 15 fluide conducteur de l'électricité lorsqu'il est déchargé de chacun des conduits (70) de générateur et en communication avec la cavité annulaire (48) pour diriger le second fluide recueilli, conducteur de l'électricité, vers cette dernière; et une troisième chambre (64) de pression disposée de façon intermédiaire dans l'ensemble (15) d'échangeur de chaleur et de pompe, en communication avec les tubes (54) destinés à recevoir le premier fluide conducteur de l'électricité lorsqu'il est déchargé de ces derniers et 25 en communication avec les conduits (72) de pompe pour introduire le premier fluide conducteur de l'électricité dans ces derniers, l'énergie interne du second fluide pompé, conducteur de l'électricité étant ainsi transférée au premier fluide conducteur de l'électricité

et pompe ce fluide.

2. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 1, caractérisé par une pluralité de bobines d'excitation (76), chacune de ces bobines d'excitation étant disposée entre des coupleurs adjacents parmi lesdits coupleurs d'écoulements et pouvant être mise en fonction pour engendrer conjointement les unes avec les autres un champ magnétique torique (75) traversant chacun des conduits

de générateur et de pompe.

3. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 2, caractérisé par des conducteurs électriques séparés (104) pour chacune des bobines d'excitation, le champ magnétique engendré par chacune de ces bobines d'excitation pouvant être ainsi

commandé sélectivement.

4. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe 20 selon la revendication 3, caractérisé par le fait que

ladite conduite comprend des première (44) et seconde (45) colonnes d'écoulement disposées concentriquement l'une autour de l'autre et formant un passage annulaire entre elles en vue de recevoir les conducteurs 25 électriques précités.

5. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 2, caractérisé par une

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pluralité de pièces polaires (78), chaque pièce polaire étant associée & une bobine correspondant parmi ladite pluralité de bobines d'excitation pour transformer le flux magnétique engendré par ces dernières en champ magnétique torique.

6. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 2, caractérisé par le fait que

chacune des bobines d'excitation de la pluralité de bobines d'excitation est formée d'une pluralité de 10 spires (98), chacune de ces spires étant creuse.

7. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 6, caractérisé par des moyens

(94, 96, 100, 102) pour introduire le second fluide conducteur de l'électricité dans les spires creuses, les 15 bobines d'excitation étant ainsi refroidies.

8. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les moyens d'introduction précités comprennent un collecteur (92), au moins un conduit (94) en communication avec la première chambre de pression et le collecteur pour introduire le second fluide conducteur de l'électricité dans le collecteur, et une pluralité de moyens d'alimentation (108) d'entrée associés chacun au collecteur et à une des bobines d'excitation pour 25 introduire le second fluide conducteur de l'électricité

dans les spires de cette bobine d'excitation.

9. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 8, caractérisé par le fait que les moyens d'introduction comprennent, en outre, un second collecteur (90), au moins une seconde conduite (96) en communication avec la seconde chambre de 5 pression et le second collecteur, et un ensemble de second moyens d'alimentation (102) associés chacun au second collecteur et à une des bobines d'excitation pour recevoir le second fluide conducteur de l'électricité quand il est déchargé de cette bobine d'excitation et 10 pour délivrer à la seconde chambre de pression, par l'intermédiaire du second collecteur, le second fluide

déchargé, conducteur de l'électricité.

10. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 1, caractérisé par un moyen (106) pour définir un passage allant de la seconde

chambre de pression à la cavité annulaire.

11. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 10, caractérisé par un moyen (46) communiquant avec la cavité annulaire pour 20 décharger de celle-ci le second fluide chauffé,

conducteur de l'électricité.

12. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ensemble de pompe comprend une première plaque (60) 25 disposée à la base de cet ensemble, une première plaque annulaire (62) disposée au-dessus de la première plaque et formant avec cette dernière la première chambre dé pression, une seconde plaque annulaire (58) disposée audessus de la première plaque annulaire- et supportant entre ces plaques la pluralité de coupleurs d'écoulement, et une enveloppe (49) disposée autour de l'ensemble de 5 pompe pour supporter à son extrémité supérieure la première plaque annulaire et à son extrémité inférieure

la seconde plaque annulaire.

13. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 12, caractérisé par une troisième plaque annulaire (50), une quatrième plaque annulaire (52) disposée en dessous de la troisième plaque annulaire pour supporter la pluralité de tubes entre ces plaques, une cinquième plaque annulaire (56) disposée en dessous de la quatrième plaque annulaire et 15 définissant entre ces plaques la troisième chambre de

pression, et une seconde enveloppe (48) disposée autour de l'échangeur de chaleur et supportant à son extrémité supérieure la troisième plaque annulaire et à son extrémité inférieure les quatrième et cinquième plaques 20 annulaires.

14. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 13, caractérisé par le fait que

les seconde (58) et cinquième (56) plaques annulaires sont espacées l'une de l'autre et définissent entre 25 elles la seconde chambre de pression.

15. Ensemble d'échangeur de chaleur et de pompe selon la revendication 13, caractérisé par le fait que

lesdites première (49) et seconde (48) enveloppes ont un diamètre à peu près égal.