Brevet FR2096874A1 — publié le 19720303

25S20 i 2096874 La présente invention est relative à un réacteur nucléaire comportant une cuve principale non soumise à la pression, cuve contenant un liquide caloporteur et surmontée d'une dalle l'isolant de l'atmosphère. L'invention peut s'appliquer 5 notamment à un réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium, du type dit "intégré", c'est-à-dire dans lequel la cuve principale renferme le coeur, les échangeurs de chaleur primaires et les pompes primaires, le tout immergé dans un bain de sodium fondu. Dans ce type de réacteur, la cuve principale, renfermant 10 du sodium à 400°G environ peut être de manière connue raccordée à la dalle supérieure, maintenue à la température ambiante, par une virole cylindrique où s'établit un gradient thermique. A la partie supérieure de la cuve, et en contact avec l'intérieur de cette virole, se trouve une atmosphère d'argon, appelée "couverture 15 gazeuse". Les variations de température du sodium entraînent des variations de température dans la virole cylindrique. Pour que les contraintes qui affectent la virole restent admissibles, il faut d'une part que cette dernière soit suffisamment longue et mince, d'autre part que le champ thermique soit maintenu à peu 20 près régulier. Toutefois cette seconde condition est difficile à obtenir ; en effet, les températures décroissent vers le haut et les mouvements convectifs de la couverture gazeuse et de l'atmosphère externe tendent à perturber la répartition régulière de température qui provient des échanges, de conduction thermique» 25 Enfin, pour parer les conséquences d'explosions éven tuelles il peut être intéressant d'augmenter le volume de la couverture gazeuse, sans toutefois augmenter l'épaisseur de cette couverture, ceci pour des raisons d'architecture générale. L'invention vise donc essentiellement à fixer la cuve principale sur son enveloppe de béton par une virole à gradient thermique, tout en améliorant la répartition de la température dans ladite virole et en augmentant le volume de couverture gazeuse. L'invention propose un réacteur nucléaire comportant une cuve principale remplie d'un liquide caloporteur chaud et surmontée 35 d'une dalle froide avec interposition d'une couverture gazeuse, caractérisé en ce que la cuve est supportée par une virole cylindrique de diamètre légèrement supérieur à la cuve, ladite virole étant fixée de manière étanche, à sa partie supérieure à la cuve, 70 25520 % 2096874 et à sa partie inférieure à un rebord périphérique de la cavité qui contient la cuve et qui est fermée par la dalleo Selon une caractéristique secondaire, la cavité contenant la cuve comporte une chambre périphérique d'un diamètre nettement 5 supérieur à celui de la cuve, et procure ainsi un grand espace annulaire pour la couverture gazeuse» Selon une autre caractéristique secondaire, les organes servant à la circulation et au renouvellement de la couverture gazeuse comportent une jupe fixée en partie supérieure à la dalle 10 et entourant la virole de supportage de la cuve, formant ainsi un espace annulaire avec ladite virole, le gaz circulant de bas en haut dans cet espace» Selon une autre caractéristique secondaire, l'espace situé entre la cuve principale et la cavité qui la contient, limité 15 notamment par la virole de supportage, est munie de dispositifs de mise au vide, ce qui permet d'obtenir l'isolement thermique de la cuve» Diautres caractéristiques de l'invention apparaîtront en même temps que ses avantages principaux à la lecture de la 20 description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et représenté sur la figure unique qui montre schématiquement le réacteur selon l'invention en coupe longitudinale» Dans le mode de réalisation particulier considéré, on 25 décrira un réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium du type dit "intégré". Le réacteur est essentiellement constitué par une cuve 1 remplie de sodium 2 dans lequel baignent le coeur, les échangeurs de chaleur primaires et les pompes primaires non représentés» 30 La cuve est située dans une enceinte 3 en béton. Cette enceinte comporte une cavité 4 de dimensions sensiblement identiques à celles de la cuve en sa partie inférieure, mais qui s'élargit à sa partie supérieure de façon à former une chambre périphérique annulaire 5» La cavité 4 est munie sur toute sa surface 35 d'un revêtement étanche 6, appelé "peau d'étanchéité", qui est refroidi extérieurement par un circuit de refroidissement non représenté. Une virole cylindrique 7 relie la cuve 1 à la cavité 4. Cette virole est raccordée à la partie supérieure de la cuve par 70 25520 » 2096874 l'intermédiaire d'un joint étanche 8, une soudure par exemple, A sa partie inférieure, la virole 7 est fixée, également de façon étanche, sur la peau d'étanchéité 6 à l'endroit 9 où là cavité 4 s'élargit pour former la chambre périphérique annulaire 5» Une 5 dalle 10 ou toît vient se placer sur la cavité 4 pour fermer le réacteur de façon étanche» A cet effet, elle est munie d'une peau d'étanchéité 11 et d'un revêtement calorifuge 12. Un baffle annulaire 13 ou jupe, fixé de façon étanche à la dalle 10 et muni également d'un revêtement calorifuge 14 délimite un passage annu-10 laire 15 dans la chambre périphérique 5 autour de la virole 7. La sole de supportage 16 du coeur est fixée (de façon non étanche) à la partie supérieure de la cuve par l'intermédiaire d'une virole-baffle 17. Le niveau libre 18 du sodium 2 est surmonté d'une couverture de gaz inerte 19* de l'argon par exemple» Ce gaz 15 inerte en contact avec le toitIO de la cuve, remplit également la chambre périphérique 5» Une circulation du gaz est établie par l'intermédiaire d'un circuit extérieur 20 comprenant notamment une pompe de circulation 21 et une installation de refroidissement et de purification 22» 20 La virole 7, maintenue en partie supérieure à la tempé rature du sodium et en partie inférieure à la température de la peau d'étanchéité 6, qui est refroidie, se trouve soumise à un gradient thermique régulier du fait de la conduction de chaleur dans le métal. 25 En fonctionnement normal, le gaz de la couverture après refroidissement et purification est refoulé suivant le sens des flèches dans la chambre périphérique et retourne à travers le passage annulaire 15 remplacer le gaz chaud qui recouvre le sodium de la cuve. Ce gaz s'échauffe progressivement en montant et se 30 stratifié donc thermiquement, ce qui permet de maintenir dans la virole 7 un gradient thermique régulier» Enfin la virole 7 reliant de façon étanche la cuve 1 à la peau d'étanchéité 6 crée un espace clos 23 tout autour de la cuve. Cet espace est normalement relié à un circuit 24 de mise 35 sous vide pour assurer 1*isolement thermique du réacteur. Toutefois, on se réserve la possibilité de le remplir de gaz, lorsqu'on désire rétablir la communication thermique et assurer un refroidissement de secours de la cuve» . . , , Bien entendu, l'invention n'est pas limitee au moae de réalisation décrit qui n'est donné qu'à titre d'exemple» 70 25520 x 2096874 REVENDICATIONS 1 - Réacteur nucléaire comportant une cuve principale remplie d'un liquide caloporteur chaud et surmontée d'une dalle froide avec interposition d'une couverture gazeuse, carac-5 térisé en ce que la cuve est supportée par une virole cylin drique de diamètre légèrement supérieur à la cuve, ladite virole étant fixée de manière étanche, à sa partie supérieure à la cuve, et à sa partie inférieure à un rebord périphérique de la cavité qui contient la cuve et qui est fermée par la 10 dalle» 2 - Réacteur nucléaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité contenant la cuve comporte une chambre périphérique d'un diamètre nettement supérieur à celui de la cuve» 3 - Réacteur nucléaire selon les revendications 1 et 2, caracté-15 risé en ce qu'il comporte un circuit fermé de gaz inerte entre la chambre périphérique, le toit de la cuve et une installation de purification extérieure» 4 - Réacteur nucléaire selon les revendications 1, 2 et 3, caracté risé en ce que les organes servant à la circulation et au 20 renouvellement de la couverture gazeuse comportent une jupe fixée en partie supérieure à la dalle et entourant la virole de supportage de la cuve» 5 - Réacteur nucléaire selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le gaz inerte circule de la chambre 25 périphérique, vers le toit de la cuve, en passant de bas en haut à travers l'espace annulaire délimité par la virole de supportage de la cuve et la jupe fixée sur la dalle» 6 - Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'espace situé entre la 30 cuve principale et la cavité qui la contient, limité notam ment par la virole de supportage, est munie de dispositifs de mise au vide»