Brevet FR2026347A1 — publié le 19700918

L'invention concerne des réacteurs nucléaires refroidis par liquide dans lesquels le liquide réchauffé dans le coeur du réacteur et qui, le cas échéant, sert en même temps de modérateur, est soutiré de façon usuelle à l'extrémité supérieure du réacteur nucléaire dans un but de transmission de chaleur et est ramené à l'extrémité inférieure du coeur du réacteur après avoir cédé sa chaleur dans un échangeur de chaleur. Pendant ce circuit du réréfrigérant, des bulles de gaz peuvent parvenir dans le réfrigérant et être entratnées avec celui-ci, soit du fait d'influences extérieures, soit par le circuit lui-méme. Dans le cas où ces bulles de gaz parviennent également dans le' coeur du réacteur, en particulier dans le centre du coeur du réacteur, et y occupent un volume déterminé qui en principe doit être occupé par le réfrigérant, elles peuvent autre un danger pour le réacteur. Si un volume déterminé de bulles de gaz est dépassé, le réacteur nucléaire peut s'emballer en quelques milli-secondes du fait de son excès de réactivité. Pour empêcher ceci, le taux de bulles de gaz dans le réfrigérant doit être largement maintenu en-dessous de la limite critique, ou, dans la mesure du possible, on doit empêcher complètement que les bulles de gaz parviennent au centre du coeur du réacteur. Le problème est résolu avec un-procédé pour extraire des bulles de gaz entrainées dans le courant de réfrigérant d'un réacteur nucléaire refroidi par liquide et pour ma-intenir éloignées les bulles de gaz du centre du coeur du réacteur, procédétdans lequel, conforcément à l'invention, le réfrigérant ínt-rodait dans la partie inférieure de la cuve du réacteur est guidé dans un circuit forcé hélicoidal, orienté vers le bas, le courant étant dévié radialement au point le plus bas et étant guidé à travers le centre du coeur du réacteur nucléaire, de sorte que les bulles de gaz se rassemblent au-dessus du courant du réfrigérant et sont ensuite retirées. Pour'appliquer'le procedé, conformément à une autre caractéristique de l'invention, on prévoit avantageusement, dans la partie inférieure de la cuve du réacteur, en-dessous du coeur du réacteur, un conduit annulaire pour le réfrigérant dans lequel débouchent des embouts d'admission munis d'élémentts pour guider le courant et le conduit est relié par des plaques de guidage à une chambre collectrice située au-desous qui débouche dans le centre du coeur du réacteur par une cheminée intérieure. Selon une autre caractéristique d-e l'invention, une cheminée extérieure est séparée du conduit annulaire et débouche dans la zone marginale du coeur du réacteur et au moins un orifice cuation est ménagé à la partie supérieure du conduit. L'invention est explicitée plus en détail ci-après à l'aide du dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue latérale en coupe de la partie inférieure de la cuve du réacteur ; et - la figure 2 est une coupe suivant la ligne À-B de la figure 1. Comme on le voit sur la figure 1, on prévoit dans la cuve du réacteur, en dessous du coeur du réacteur, dans ce qu'on appelle le sommier, un conduit annulaire 1 qui est délimité latéralement par la cuve du réacteur 2 et la paroi de la cheminée intérieure 3. Dans le conduit débouche un ou plusieurs embouts d'admission 4-qui sont munis å l'interieur du conduit d'élémentsftour guider le courant0 La cheminée intérieure 3 est entourée à une certaine distance par une cheminée extérieure 6 dont la partie inférieure plonge dans le conduit et qui est reliée à son extrémité supérieure aux zones marginales du coeur du réacteur. Dans la zone inférieure, le conduit se prolonge par une chambre collectrice 7 qui débouche dans la cheminée intérieure 3.Entre le conduit et la cheminée intérieure sont disposes un9certain nombre de plaques de guidage 8. Dans la partie supérieure/du conduit est ménagé un orifice d'évacuation 10 pour les bulles de gaz. La réalisation décrite ci-dessus fonctionne comme suit, Dans l'exemple de réalisation représenté, le courant de réfrigérant constitué par trois courants partiels pénètre radialement dans le sommier et est immédiatement dévié par les éléments de guidage de courant 5 dans une direction tangentielle, tous les courants partiels étant guidés dans la même direction. Le courant s'écoule alors dans le conduit 1 sur un parcours hélicoïdal à faible pente orienté vers le bas.Pendant le séjour assez long du réfrigérant sur ce parcours hélicoïdal dans 16 conduit, deux forcesperpendi- culaires entre elles agissent sur les bulles de gaz entraînées dans le courant de réfrigérant, à savoir une force portante orientée vers le haut et une force orientée suivant l'axe de symétrie de la cuve du réacteur. La force qui en résulte guide la multiplicité de bulles de gaz vers la surface oblique faisant face aux embouts d'admission, d'où, ezi 8e dirigeant vers le haut, elles atteignent l'orifice dtévaeua- tion 10. Le reste des bulles de gaz-qui est séparé plus tard du courant, sort de celui-ci et se dirige radialement vers l'intérieur et parvient dans la cheminée extérieure qui conduit le réfrigérant vers les zones marginales du coeur du réacteur dans lesquelles un faible pourcentage en bulles de gaz dans le réfrigérant ne présente pas autant d'inconvénients que dans le centre du coeur du réacteur. La plus grande partie du réfrigérant est guidée en direction radiale dans la zone inférieure du conduit par les plaques de guidage 8 et est amenée au centre du coeur du réacteur par la chambre eollectrice 7 et la cheminée intérieure 3. Par suite de la formation de pression dans l'appareil de guidage 8 due à la diminution prévue par 1Pinvention de la vitesse de l'écoulement du courant, une force supplémentaire s'exerce sur les bulles de gaz pour les repousser. REVENDICATIONS 1. Procédé pour extraire d'un courant de réfrigérant dans un réacteur nucléaire refroidi par un liquide des bulles de gaz entraînées et pour maintenir ces bulles de gaz loin du centre du coeur du réacteur, caractérisé en ce que le réfrigérant introduit à la partie inférieure de la cuve du réacteur est guidé dans un circuit forcé hélicoïdal orienté vers le bas, en ce que le courant est dévié radialement au point le plus bas et est conduit à travers le centre du coeur du réacteur, les bulles de gaz se rassemblant au-dessus du courant de réfrigérant et dotant ensuite retirées. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on prévoit dans la partie inférieure de la cuve du réacteur, en-dessous du coeur du réacteur' un conduit annulaire-pour le réfrigérant, dans lequel débouchent des embouts dwadmission munis d'éléments pour le guidage du courant, et en ce que le conduit est relié par l'intermédiaire de pla- ques de guidage à une chambre collectrice situéeen-dessous qui débouche par une cheminée intérieure dans le centre du coeur du réacteur. 3, Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une cheminée extérieure séparée du conduit annulaire débouche dans les zones marginales et en ce qu'au moins un orifice d'e'va- cuation est ménagé à la partie supérieure du conduit. 4. dispositif. selon la Tevendication 2, caractérisé en ce que dans la partie inférieure du sommier est placé un appareil de guidage qui dévie le courant de la direction tangentielle vers une direction radiale et provoque de ce fait une diminution de la vitesse d'écoulement