HERMOSILLA-LARA, Sébastien (5 rue des Tonneliers, Chalon Sur Saône, F-71100, FR)
PIRIOU, Marc (8 rue Perrault, Chalon Sur Saône, Chalon Sur Saône, F-71100, FR)
BOURGOIS, Stéphane (10 rue du Champs de l'Orme, Aluze, F-71510, FR)
SARTRE, Bernard (12 route de Taisey, Saint-Remy, F-71100, FR)
HERMOSILLA-LARA, Sébastien (5 rue des Tonneliers, Chalon Sur Saône, F-71100, FR)
PIRIOU, Marc (8 rue Perrault, Chalon Sur Saône, Chalon Sur Saône, F-71100, FR)
BOURGOIS, Stéphane (10 rue du Champs de l'Orme, Aluze, F-71510, FR)
REVENDICATIONS
1.- Dispositif de détection et de mesure du taux de colmatage par des dépôts (15) ayant une concentration élevée de type magnétite, des passages (11 ) d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises (8) d'un générateur de vapeur (1 ) d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, ledit générateur de vapeur (1 ) comprenant un faisceau (4) de tubes (5) de circulation de l'eau primaire, dont les branches verticales sont maintenues dans lesdits passages (11 ) des plaques entretoises (8), caractérisé en ce qu'il comprend une sonde (20) formant au moins un détecteur (50) à courants de Foucault relié à un corps (21 ) de forme générale cylindrique portant, sur sa face externe, au moins deux détecteurs (24) de champ magnétique disposés coaxialement et solidairement audit corps (21 ) et contenant au moins un dipôle magnétique (30) produisant un champ magnétique continu, coaxial à ce corps (21 ) et dont l'orientation nord-sud coïncide avec l'axe longitudinal du corps (21 ), au moins un desdits au moins deux détecteurs (24) de champ magnétique étant positionné sensiblement au droit d'une des extrémités du dipôle magnétique (30) et ledit détecteur (50) à courants de Foucault et lesdits au moins deux détecteurs (24) de champ magnétique étant reliés par des moyens de connexion (26, 28) à un système d'amplification et de visualisation des variations des signaux transmis par lesdits détecteurs (50, 24) lors du déplacement de la sonde (20) dans un tube (5) du générateur de vapeur (1 ) au niveau de chaque passage (11 ) à examiner dans les plaques entretoises (8).
2. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent (30).
3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins aimant permanent (30) est formé par un cylindre de base circulaire.
4. - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit au moins aimant permanent (30) présente une longueur supérieure à son diamètre.
5. - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit au moins dipôle magnétique (30) est formé par au moins un bobinage alimenté par un courant continu.
6. - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit au moins bobinage contient un barreau amplificateur de champ.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit amplificateur de champ est un barreau de ferrite.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits au moins deux détecteurs (24) sont disposés sensiblement au droit des extrémités dudit au moins dipôle magnétique (30).
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits au moins deux détecteurs (24) sont disposés sensiblement entre deux dipôles magnétiques (30) montés en opposition.
10. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les détecteurs (24) sont positionnés les uns à proximité des autres.
11. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits au moins deux détecteurs (24) de champ magnétique sont formés chacun par une bobine comportant un nombre de spires inférieur à 200.
12. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits au moins deux détecteurs (24) de champ magnétique sont formés par une multitude de capteurs ponctuels répartis de manière régulière sur au moins une circonférence du corps (21 ) de la sonde (20).
13. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (21 ) de la sonde (20) comporte, à sa périphérie, des moyens de centrage (31 ) pour maintenir ledit corps (21 ) sensiblement dans l'axe longitudinal du tube (5) dans lequel ladite sonde (20) se déplace.
14. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (21 ) de la sonde (20) comporte un accéléromètre ou un mesureur de vitesse (53) relié à un préamplificateur (54).
15. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (21 ) de la sonde (20) est en un matériau amagnétique.
16. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps (21 ) de la sonde (20) est relié à des moyens de déplacement dans le tube (5).
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur (50) à courants de Foucault est relié au corps (21 ) par un tube flexible (52).
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur (50) à courants de Foucault est disposé en amont du corps (21 ) par rapport au sens du déplacement de la sonde (20) dans le tube (5).
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur (50) à courants de Foucault fonctionne à basse fréquence, inférieure ou égale à 100 KHz, et en mode absolu.
20. - Procédé de détection et de mesure du taux de colmatage par des dépôts (15) ayant une concentration élevée du type magnétite, des passages (11 ) d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises (8) d'un générateur de vapeur (1 ) d'un réacteur nucléaire d'eau sous pression, au moyen d'une sonde (20) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que :
- on introduit au moins une sonde (20) dans au moins un tube (5) du faisceau de tubes (4) du générateur de vapeur (1 ),
- on déplace à une vitesse déterminée ladite au moins sonde (20) dans ledit au moins tube (5),
- on effectue une corrélation entre les signaux délivrés par lesdits détecteurs (24) de champ magnétique et ceux délivrés par ledit détecteur (50) à courants de Foucault pour déterminer les valeurs extrêmes du taux de colmatage de chaque passage (11 ) dans les plaques entretoises (8), et
- on amplifie et on visualise les variations des signaux transmis par ledit détecteur (50) à courants de Foucault et par lesdits détecteurs (24) de champ magnétique lors du déplacement de ladite au moins sonde (30) dans ledit au moins tube (5) au niveau de chaque passage (11 ) à examiner dans les plaques entretoises (8).
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'on déplace ladite au moins sonde (20) à une vitesse élevée et constante.
22. - Procédé selon la revendication 20 ou 21 , caractérisé en ce qu'en fonction des variations des signaux transmis par ledit détecteur (50) à courants de Foucault et par lesdits détecteurs (24) de champ magnétique, on établit une carte de répartition des dépôts (15) pour au moins une plaque entretoise (8) du générateur de vapeur (1 ). |
Dispositif et procédé de détection et de mesure du taux de colmatage des passages d'eau dans un circuit secondaire d'un réacteur nucléaire à eau sous pression.
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de détection et de mesure du taux de colmatage des passages d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises 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 réchauffement et la vaporisation d'eau d'alimentation par la chaleur transportée par l'eau sous pression de refroidissement du cœur 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, appelée enveloppe de pression, 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 boîte 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 de la plaque tubulaire et la face supérieure depuis laquelle les tubes du faisceau sont maintenus dans la partie secondaire du générateur de vapeur dans laquelle une enveloppe interne, appelée enveloppe de faisceau, disposée dans une position coaxiale à l'intérieur de l'enveloppe de pression, délimite un espace annulaire avec cette enveloppe de pression.
Les tubes du faisceau sont de plus maintenus dans une disposition régulière dans des plans transversaux perpendiculaires à l'axe du faisceau, par
des plaques entretoises qui sont réparties à des distances régulières suivant la hauteur du faisceau.
Les plaques entretoises sont traversées par un réseau d'ouvertures qui est identique au réseau d'ouvertures de la plaque tubulaire du générateur de vapeur.
Ces plaques entretoises qui maintiennent les tubes du faisceau de tubes dans l'enveloppe de faisceau, disposent de passages d'eau secondaire le long des tubes du faisceau, au travers de l'épaisseur de chaque plaque entretoise et qui sont en forme de lobes, appelés passages tri ou quadri-foliés.
Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur, l'eau d'alimentation circulant en contact avec la surface extérieure des tubes du faisceau et à l'intérieur du circuit secondaire du réacteur, se charge en impuretés de nature diverse et notamment de type magnétite, qui peuvent se déposer sous la forme de boue dans différentes parties du générateur de vapeur et en particulier dans les interstices ménagées entre les tubes du faisceau et les passages des plaques entretoises qui sont réservés pour permettre la circulation de l'eau de refroidissement autour des tubes du faisceau.
Les dépôts qui s'accumulent entre les passages des plaques entretoises et la surface extérieure des tubes du faisceau colmatent progressivement ces passages empêchant une circulation de l'eau de refroidissement et pouvant produire un certain encastrement des tubes dans les passages, de telle sorte que les tubes se trouvent rigidement fixés dans la plaque entretoise et ne peuvent plus se déplacer dans la direction axiale commune au passage et au tube et sont également immobilisés dans les directions radiales.
Dans ces conditions, le rendement thermique du générateur de vapeur est largement dégradé et à l'extrême, les tubes risquent d'être mis sous contrainte au droit des plaques entretoises et de se fissurer en provoquant alors une fuite d'eau primaire dans le circuit secondaire ce qui entraînerait l'arrêt du réacteur nucléaire.
L'invention a donc pour but de proposer un dispositif et un procédé permettant par des moyens simples à mettre en œuvre, de détecter et d'estimer le taux de colmatage des passages de l'eau dans les plaques entretoises du circuit secondaire des générateurs de vapeur des centrales nucléaires à eau sous pression.
L'invention a donc pour objet un dispositif de détection et de mesure du taux de colmatage par des dépôts ayant une concentration élevée de type magnétite, des passages d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, ledit générateur de vapeur comprenant un faisceau de tubes de circulation de l'eau primaire, dont les branches verticales sont maintenues dans lesdits passages d'eau des plaques entretoises, caractérisé en ce qu'il comprend une sonde comportant au moins un détecteur à courants de Foucault relié à un corps de forme générale cylindrique portant, sur sa face externe, au moins deux détecteurs de champ magnétique disposés coaxialement et solidairement audit corps et contenant au moins un dipôle magnétique produisant un champ magnétique continu, coaxial à ce corps et dont l'orientation nord-sud coïncide avec l'axe longitudinal du corps, au moins un desdits au moins deux détecteurs de champ magnétique étant positionné sensiblement au droit d'une des extrémités du dipôle magnétique et ledit détecteur à courants de Foucault et lesdits au moins deux détecteurs de champ magnétique étant reliés par des moyens de connexion à un système d'amplification et de visualisation des variations des signaux transmis par ces détecteurs lors du déplacement de la sonde dans un tube du générateur de vapeur au niveau des passages à examiner dans les plaques entretoises.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent,
- ledit au moins aimant permanent est formé par un cylindre de base circulaire,
- ledit au moins aimant permanent présente une longueur supérieure à son diamètre,
- ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un bobinage alimenté par un courant continu,
- ledit au moins bobinage contient un barreau amplificateur de champ,
- ledit amplificateur de champ est un barreau de ferrite,
- lesdits au moins deux détecteurs sont disposés sensiblement au droit des extrémités dudit au moins dipôle magnétique,
- lesdits au moins deux détecteurs sont disposés sensiblement entre deux dipôles magnétiques montés en opposition,
- les détecteurs sont positionnés les uns à proximité des autres,
- les détecteurs sont formés chacun par une bobine comportant un nombre de spires inférieur à 200,
- les détecteurs de champ magnétique sont formés par une multitude de capteurs ponctuels répartis de manière régulière sur au moins une circonférence du corps de la sonde,
- le corps de la sonde comporte, à sa périphérie, des moyens de centrage pour maintenir ledit corps sensiblement dans l'axe longitudinal du tube dans lequel ladite sonde se déplace,
- le corps de la sonde comporte un accéléromètre ou un mesureur de vitesse relié à un préamplificateur,
- le corps de la sonde est en un matériau amagnétique,
- le corps de la sonde est relié à des moyens de déplacement dans le tube,
- le détecteur à courants de Foucault est relié au corps par une tige flexible,
- le détecteur à courants de Foucault est disposé en amont du corps par rapport au sens de déplacement de la sonde dans le tube, et
- le détecteur à courants de Foucault fonctionne à basse fréquence, inférieure ou égale à 100 KHz, et, de préférence, en mode absolu.
L'invention a également pour objet un procédé de détection et de mesure du taux de colmatage par des dépôts ayant une concentration élevée de type magnétite, des passages d'eau d'un circuit secondaire dans des plaques entretoises d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, au moyen d'une sonde telle que précédemment définie, caractérisé en ce que :
- on introduit au moins une sonde dans au moins un tube du faisceau de tubes du générateur de vapeur,
- on déplace à une vitesse déterminée ladite au moins sonde dans ledit au moins tube,
- on effectue une corrélation entre les signaux délivrés par lesdits détecteurs de champ magnétique et ceux délivrés par ledit détecteur à courants
de Foucault pour déterminer les valeurs extrêmes du taux de colmatage de chaque passage dans les plaques entretoises, et
- on amplifie et on visualise les variations des signaux transmis par le détecteur à courants de Foucault et par lesdits détecteurs de champs magnétique lors du déplacement de ladite au moins sonde dans le tube au niveau de chaque passage à examiner dans les plaques entretoises.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- on déplace ladite au moins sonde à une vitesse élevée et constante, et
- en fonction des signaux transmis par ledit détecteur à courants de Foucault et par lesdits détecteurs de champ magnétiques, on établit une carte de répartition des dépôts pour au moins une plaque entretoise du générateur de vapeur.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels:
- la Fig. 1 est une vue schématique en perspective d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression,
- la Fig. 2 est une vue schématique de dessus partielle d'une plaque entretoise d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression,
- la Fig. 3 est une vue schématique en coupe verticale d'un passage d'un tube du faisceau de tubes dans une plaque entretoise,
- la Fig. 4 est une vue schématique en perspective et partiellement arrachée d'un premier mode de réalisation d'une sonde du dispositif de détection et de mesure, conforme à l'invention,
- la Fig. 5 est une vue schématique en perspective et partiellement arrachée d'un second mode de réalisation d'une sonde du dispositif de détection et de mesure, conforme à l'invention,
- la Fig. 6 est une vue schématique d'un tube d'un générateur de vapeur, partiellement arraché et montrant la position d'une sonde au droit d'une plaque entretoise, et
- la Fig. 7 est un schéma montrant les lignes de champ engendrées par les deux aimants permanents de la sonde du dispositif de détection et de mesure, conforme à l'invention ;
Sur la Fig. 1 , on a représenté la partie inférieure d'un générateur de vapeur d'un réacteur nucléaire à eau sous pression, désigné de manière générale par la référence 1.
Le générateur de vapeur 1 comporte de manière classique une enveloppe de pression 2 de forme sensiblement cylindrique à l'intérieur de laquelle est disposée de manière coaxiale, une enveloppe de faisceau 3 contenant un faisceau de tube 4 du générateur de vapeur 1.
Le faisceau de tube 4 est constitué par un très grand nombre de tubes 5 plies en U, comportant chacun deux branches droites qui sont engagées et fixées à leur extrémité dans une plaque tubulaire 6 fixée à la partie inférieure de l'enveloppe de pression du générateur de vapeur 1.
L'enveloppe de pression 2 est raccordée à un fond hémisphérique délimitant une boîte à eau en deux parties.
A l'intérieur de l'enveloppe du faisceau 3, sont fixées dans des positions successives suivant la hauteur du faisceau des plaques entretoises 8 destinées à maintenir les branches des tubes 5 du faisceau 4 pour les empêcher de vibrer pendant le fonctionnement du générateur de vapeur.
Chacune des plaques entretoises 8 est percée d'un réseau d'ouvertures analogue au réseau d'ouvertures traversant la plaque tubulaire 6 dans laquelle sont fixées les extrémités des tubes 5 du faisceau 4. Les branches droites des tubes 5 du faisceau sont engagées dans les ouvertures alignées des plaques entretoises 8 espacées suivant la direction longitudinale du tube 5.
Ainsi et comme montré à la Fig. 2, chaque plaque entretoise 8 est traversée par des ouvertures 10 de passage des tubes 5 du faisceau 4 du générateur de vapeur et ces ouvertures ont, dans l'exemple de réalisation représenté sur cette figure, une forme comportant quatre lobes appelée quadh-foliés. Ces ouvertures peuvent avoir une forme à trois lobes appelée tri-foliés, comme montré à la Fig. 5.
Comme montré à la Fig. 6, chaque ouverture 10 comporte entre les lobes des arrêtes 10a qui assurent donc le maintien du tube 5 correspondant dans des directions transversales. Ces arrêtes 10a ménagent entre elles et avec la paroi externe de ce tube 5, un passage 11 de l'eau d'alimentation du générateur de vapeur circulant dans la direction verticale de bas en haut.
L'eau en circulation dans le circuit secondaire et à l'intérieur de la partie secondaire du générateur de vapeur 1 , en contact avec la surface extérieure des tubes 5 du faisceau 4, se charge en impuretés qui forment des dépôts 15 (Fig. 3) sur les plaques entretoises 8, en particulier dans les passages 11 entre les tubes 5 et les ouvertures 10 de ces plaques entretoises 8 qui doivent assurer le maintien des tubes 5 et le passage de l'eau d'alimentation au contact de la surface extérieure des tubes 5.
Ces dépôts ont une concentration élevée de type magnétite et il a été constaté que le colmatage des passages 11 commence par la partie basse, c'est à dire à partir de la face inférieure de la plaque tubulaire 8, et progresse vers le haut par accumulation au fur et à mesure du fonctionnement du réacteur.
Lors d'un arrêt du réacteur nucléaire, après un certain de temps de fonctionnement de ce réacteur, il faut pouvoir détecter la présence de ces dépôts et également mesurer le taux de colmatage dans les passages 11 des plaques entretoises 8.
A cet effet, le dispositif selon l'invention se compose d'une sonde représentée sur les Figs. 4 et 5 et désignée par la référence générale 20.
La sonde 20 comporte un corps 21 de forme générale cylindrique et réalisée, de préférence, en une matière ne présentant pas de caractéristiques magnétiques. Le corps 21 est obturé, à l'une de ses extrémités, par un bouchon de tête 22 de forme conique et, à l'autre de ses extrémités, par un bouchon de queue 23.
Ces bouchons, respectivement de tête 22 et de queue 23, sont fixés sur le corps 21 par tout moyen approprié, comme par exemple par vissage ou par collage.
Le corps 21 de la sonde 20 comporte, à sa périphérie des moyens de centrage 31 pour maintenir ledit corps sensiblement dans l'axe longitudinal du tube 5 dans lequel se déplace cette sonde 20.
Ainsi que représenté à la Fig. 4, les moyens de centrage sont formés par une bague 31 comportant à chacune de ses extrémités, un anneau 31 a élastique pour assurer un auto-centrage du corps 21 dans le tube 5.
Le corps 21 de la sonde 20 porte sur sa surface externe, au moins deux détecteurs 24 de champ magnétique disposés coaxialement et solidaires dudit
corps 21. Chaque détecteur 24 est constitué par une bobine disposée dans une gorge 25 creusée dans la paroi et s'étend transversalement par rapport à l'axe longitudinal du corps 21. Les détecteurs 24 sont reliés par des fils conducteurs 26 s'étendant le long du corps 21 jusqu'au bouchon de queue 23. Les fils s'étendent dans un canal central 26a ménagé à l'intérieur dudit corps jusqu'au bouchon de queue 23. Ce bouchon de queue 23 comporte un prolongement 27 situé dans l'axe du corps 21 et muni, à son extrémité libre, d'un connecteur 28 relié aux fils conducteurs 26 des détecteurs 24. Le prolongement 27 est constitué par un tube flexible ou par tout autre élément approprié, permettant le passage de la sonde 20 dans des portions de tubes cintrés.
Le corps 21 présente un diamètre intérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 5.
Le corps 21 contient au moins un dipôle magnétique 30 (Figs. 4 et 5) produisant un champ magnétique continu.
Selon un premier mode de réalisation ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent 30 coaxial à ce corps 21 et dont l'orientation nord-sud coïncide avec l'axe longitudinal dudit corps 21.
L'aimant permanent 30 est formé par un cylindre de base circulaire et présente une longueur supérieure à son diamètre.
Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur les Figs. 4 et 5, ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un aimant permanent 30 comprenant de préférence deux aimants permanents élémentaires, respectivement 30a et 30b.
L'orientation des pôles des deux aimants permanents élémentaires 30 et 30b est opposée.
A titre d'exemple, l'orientation des pôles des aimants permanents élémentaires 30a et 30b, dans le sens du bouchon de tête 22 vers le bouchon de queue 23, est Nord-Sud pour l'aimant 30a et Sud-Nord pour l'aiment 30b.
D'une manière générale, au moins un desdits au moins deux détecteurs 24 est positionné sensiblement au droit d'une des extrémités du dipôle magnétique.
Selon un mode de réalisation préférentiel, chaque détecteur 24 est placé sensiblement entre les aimants permanents élémentaires 30a et 30b et notamment au droit d'une des extrémités d'un aimant permanent élémentaire 30a
et 30b, ces aimants élémentaires étant aimantés selon l'axe longitudinal et montés en opposition.
Selon une variante, chaque aimant permanent élémentaire 30a ou 30b peut être composé également de deux aimants permanents élémentaires et, dont l'orientation des pôles est Nord-Sud, Nord-Sud et Sud-Nord et Sud-Nord, Sud- Nord.
Selon un troisième mode de réalisation, ledit au moins dipôle magnétique est formé par au moins un bobinage, non représenté, alimenté par un courant continu.
Ce type de bobinage est généralement formé par un support cylindrique sur lequel un fil électrique est enroulé extérieurement avec des spires jointives en spirale depuis le pôle nord jusqu'au pôle sud.
Le bobinage qui est alimenté par un courant continu peut être monté sur un amplificateur de champ, comme par exemple un barreau de ferrite placé à l'intérieur de l'enroulement.
Mais, la solution préférentielle réside dans au moins un aimant permanent comme dipôle magnétique car il ne nécessite pas une alimentation électrique et de plus l'aimant permanent produit un champ magnétique fort.
Dans l'exemple de réalisation représenté sur les Figs. 4 et 5, le corps 21 comporte deux détecteurs 24 disposés entre deux dipôles magnétiques formés chacune par un aimant permanent élémentaire 30a et 30b.
Les deux détecteurs 24 sont disposés à proximité l'un de l'autre.
Les deux détecteurs 24 sont identiques et ils sont formés chacun par une bobine ayant au maximum 200 spires.
Selon une variante représentée à la Fig. 5, les détecteurs de champ magnétique sont formés par des multiéléments, comme par exemple des micros- bobines 40 disposées à la périphérie du corps 21 et réparties de manière régulière selon deux circonférences parallèles du corps 21 de la sonde 20.
Ces multiéléments peuvent aussi être constitués par des sondes à effet Hall ou bien encore des sondes de type GMR (magnétorésistance à effet géant).
Comme montré sur les Figs. 4 à 6, la sonde 20 comporte aussi un détecteur 50 à courants de Foucault, de type connu.
Ce détecteur 50 comporte un embout d'extrémité 51 de forme conique et est disposé à une distance déterminée du bouchon de tête 22 en amont du corps 21 par rapport au sens de déplacement de la sonde 20 dans le tube 5, ainsi qu'on le verra ultérieurement. Le détecteur 50 est relié au bouchon de tête 22 du corps 21 par un tube flexible 52.
Le détecteur 50 à courants de Foucault est raccordé au connecteur 28 par des fils conducteurs 50a, qui sont disposés dans le tube flexible 52, dans le canal central 26a du corps 21 , et dans le tube flexible 27 jusqu'audit connecteur 28.
De préférence, le détecteur 50 fonctionne à basse fréquence, inférieure ou égale à 100 KHz, et, de préférence, en mode absolu plutôt qu'en mode différentiel pour la simplicité de son signal et pour sa moindre influence à la distance interbobinages, donc pour une meilleure précision.
A titre d'exemple, la géométrie préférentielle du détecteur 50 à courants de Foucault est de l'ordre de 2 mm pour l'épaisseur des bobinages et de l'ordre de 3 mm pour l'espace inter-bobinages.
Enfin, la sonde 20 peut comporter également un accéléromètre 53 ou un mesureur de vitesse disposé à l'intérieur du corps 21 , relié à un préamplificateur 54, ainsi que représenté sur les Figs. 4 et 5.
Le connecteur 28 est relié par des moyens appropriés de type connu, à un système d'amplification et de visualisation ou d'enregistrement des variations des signaux transmis par les détecteurs 24.
Dans ce qui suit, le fonctionnement de la sonde 20 sera décrit avec un aimant permanent 30, le fonctionnement avec un bobinage alimenté par un courant continu étant identique.
La détection et la mesure du taux de colmatage par des dépôts 15 du type magnétite dans les passages 11 d'eau du circuit secondaire d'une plaque entretoise 8 s'effectuent de la manière suivante.
On introduit à partir d'une ouverture de visite d'une des boîtes à eau du générateur de vapeur (visible sur la Fig. 1 ), une sonde 20 à l'intérieur d'un tube 5 du faisceau 4. Cette sonde 20 est reliée au système d'amplification et de visualisation des variations des signaux transmis par les détecteurs 24.
La sonde 20 est déplacée par des moyens appropriés de type connu, comme par exemple une perche, ou par l'intermédiaire d'un tireur-pousseur placé
à l'extérieur de la boîte à eau du générateur de vapeur, à l'intérieur du tube 5 dont on souhaite examiner le colmatage des passages 11 des plaques entretoises 8 dans lesquelles ledit tube 5 est placé.
Cette sonde 20 est déplacée dans le tube 5 à une vitesse élevée et constante et l'accéléromètre 53 et son préamplificateur 54 permettent de donner une indication de la constance de la vitesse de déplacement de la sonde 20 dans le tube 5 au droit des plaques entretoises 8 ou bien pour asservir la vitesse de déplacement de cette sonde à une valeur constante de façon à augmenter la précision de la détection et de la mesure du taux de colmatage des passages 10 de ces plaques entretoises 8.
L'aimant 30 placé dans le corps 21 de la sonde 20 émet un champ magnétique continu.
Lors du passage de la sonde 20 au niveau d'une plaque entretoise 8, le détecteur 50 à courants de Foucault traverse en premier cette plaque entretoise 8 ce qui envoie un signal qui est amplifié et visualisé sur un écran de façon à détecter et à caractériser l'endroit où un dépôt 15 de magnétite a pu se produire.
Après le passage du détecteur 50 au niveau de la plaque entretoise 8, les deux détecteurs 24 et l'aimant permanent 30 traversent cette plaque entretoise 8.
Si aucun dépôt 15 de magnétite n'est présent, les lignes de champ de l'aimant permanent 30 sont modifiées et un courant apparaît dans les détecteurs 24.
Les détecteurs 24 ne sont sensibles qu'aux variations des lignes de champ de l'aimant permanent 30. Ces variations sont liées au fait que l'aimant permanent 30 se déplace dans le tube 5 et détecte les corps ferromagnétiques. Ainsi, dans les générateurs de vapeur classiques, les plaques entretoises 8 ont un comportement magnétique et sont donc détectées par les détecteurs 24.
Pour des plaques entretoises 8 n'ayant pas de comportement magnétique, si il n'y a pas de magnétite, il n'y aura pas de lignes champ modifiées et donc pas de détection par les détecteurs 24.
Par contre, si le passage 11 est partiellement colmaté par un dépôt 15 de magnétite, lors de la circulation de la sonde 20 au niveau de ce passage 11 , les lignes de champ de l'aimant permanent 30 sont différemment modifiées ce qui fait apparaître dans les détecteurs 24 un courant différent.
Le signal ainsi émis est amplifié et visualisé indiquant ainsi la présence d'un dépôt 15 au niveau de la plaque entretoise 8.
Selon l'amplitude des signaux ainsi tansmis, un opérateur peut déterminer le taux de remplissage d'un passage 11 d'une plaque entretoise 8.
Si le passage 11 est totalement colmaté par un dépôt 15 de magnétite, ou si le dépôt est uniforme le long du tube 5, lors de la circulation de la sonde 20 au niveau de ce passage 11 , le détecteur à courants de Foucault détecte et mesure la présence de dépôt 15 dans ledit passage 11 alors que les lignes de champ de l'aimant permanent 30 n'auraient pas été suffisamment modifiées pour faire apparaître dans les détecteurs 24 un courant différent.
Les signaux transmis peuvent également être enregistrés.
La sonde 20 est déplacée sur toute la hauteur du tube 5 permettant ainsi de détecter ou non la présence de dépots 15 dans les passages successifs de ce tube 5 dans les différentes plaques entretoises 8.
L'amplitude des signaux émis par les détecteurs 24 de champ magnétique augmente quand la vitesse augmente.
De même, la sensibilité de détection de dépôts 15 pour la sonde 20 augmente aussi quand la vitesse augmente. Par exemple, quand la vitesse de déplacement de la sonde 20 est multipliée par deux, la sensibilité de détection de cette sonde est également multipliée par deux.
D'une manière générale, le dispositif selon l'invention permet d'effectuer une détection et une mesure en différentiel grâce à la présence et la disposition des deux détecteurs 24, au lieu d'une simple détection.
L'emplacement d'au moins un des deux détecteurs 24 au bord de l'aimant permanent 30 et, de préférence, avec un détecteur 24 monté au bord de chaque aimant permanent élémentaire 30a et 30b aimanté selon l'axe longitudinal et monté en opposition l'un par rapport à l'autre, permet de bénéficier des variations du champ radial. Ainsi, le champ est globalement radial du fait que les lignes de champ f sont incurvées aux extrémités, comme représenté à la Fig. 7.
L'ensemble formé par ledit au moins aimant permanent 30 et les deux détecteurs 24 constitue une sonde à flux de fuite qui permet, selon le type de colmatage dans les passages de la plaque entretoise, d'obtenir deux courbes de calibration différentes pour déterminer et mesurer le taux de colmatage. Le
détecteur 50 à courants de Foucault fourni une indication permettant de déterminer la courbe qu'il faut choisir et une corrélation entre les signaux des détecteurs 24 à flux de fuite et ceux du détecteur 50 à courants de Foucault, permet de mesurer le taux de colmatage avec un grande précision.
Plusieurs sondes 20 peuvent être utilisées simultanément dans différents tubes 5 du faisceau de tubes 4 afin de détecter et de mesurer le taux de colmatage des passages de plusieurs tubes 5 en même temps pour dresser une carte de l'encrassement de chaque plaque entretoise 8.
Le dispositif selon l'invention permet donc par des moyens peu onéreux et simples à mettre en œuvre de détecter l'emplacement et de mesurer rapidement le taux de colmatage des passages d'eau d'un circuit secondaire dans les plaques entretoises d'un générateur de vapeur pour déterminer si un nettoyage des passages de ces plaques est nécessaire.
L'invention s'applique à la détection et à le mesure du taux de colmatage par des dépôts de matériau magnétique dans des passages de tout générateur de vapeur ou échangeur de chaleur comportant un faisceau de tubes maintenu par des plaques transversales dans lesquelles sont ménagées des ouvertures de passage d'eau.