Brevet FR2101062A1 — publié le 19720331

i 2101062 • S « Dans un certain nombre de réacteurs nucléaires actuellement construits et notamment dans les réacteurs à neutrons rapides le système de manutention des éléments combustibles comporte deux bouchons tournants de fermeture 5 de la cuve contenant le coeur du réacteur. Ces bouchons sont montés l'un à l'intérieur de l'autre et excentrés, le plus petit étant traversé par des canaux de manutention des éléments combustibles qui, grâce à la rotation simultanée des deux bouchons et/ou à celle du bouchon interne 10 seul peuvent être amenés au droit de chacun des canaux du réacteur. Les mécanismes de guidage et de commande des barres de contrôle, le couvercle du coeur, des thermocouples et autres organes à déplacer sont également supportés par le petit bouchon ou bouchon interne. Il est donc 15 nécessaire que ce petit bouchon s'étende au-dessus de tous les emplacements du coeur destinés à ces organes et notamment au-dessus des canaux destinés aux barres de contrôle. Comme les deux bouchons doivent de plus être 20 suffisamment excentrés pour permettre aux canaux de manutention de desservir tous les canaux contenant les éléments combustibles, les dimensions du grand bouchon sont nécessairement très importantes. Il est par ailleurs nécessaire de prévoir à l'intérieur de la cuve entourant 25 le coeur du réacteur un espace suffisant pour permettre la rotation du couvercle du coeur ainsi que des mécanismes des barres de contrôle autour de .l'axe du petit bouchon. Lorsque le réacteur nucléaire n'a qu'une puissance relativement faible, les canaux du coeur étant assez 30 rapprochés les uns des autres et les dimensions du coeur relativement faibles, un tel espace peut être laissé libre sans augmenter de'façon importante l'encombrement de la cuve. Par contre lorsque l'on veut réaliser un réacteur de grande taille et de puissance élevée, 1000 MWe par 35 exemple, l'espace libre à l'intérieur de la cuve doit être important, ce qui oblige à donner à celle-ci des dimensions beaucoup plus grandes que celles du coeur, entraîne une perte de place considérable et augmente 70 30088 2 21Û1062 inutilement le coût de l'installation. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en réalisant un système de manutention à deux bouchons tournants qui permet de limiter les 5 dimensions de la cuve contenant le coeur à un diamètre extrêmement voisin de celui dudit coeur. Cette invention a en effet pour objet un système de manutention à deux bouchons tournants pour réacteur nucléaire, comprenant un grand bouchon tournant par rapport 10 à la paroi du réacteur et, à l'intérieur de ce bouchon, un petit bouchon également rotatif, excentré par rapport au premier, qui supporte au moins un canal de manutention des éléments combustibles, système qui est caractérisé en ce qu'il comporte des mécanismes de passage des barres 15 de contrôle répartis dans le grand et dans le petit bouchon et une portion de couvercle du coeur du réacteur solidaire de chacun de ces bouchons. La répartition des mécanismes des barres de contrôle dans les deux bouchons permet de réduire d'une façon notable 2 0 les dimensions du petit bouchon et par suite de diminuer, et même pratiquement de supprimer, la nécessité d'un espace libre autour du coeur pour le passage des mécanismes des barres de contrôle lors du déplacement des bouchons. La largeur de la cuve peut donc être limitée à une valeur très voisine de 25 celle du coeur. La description ci-dessous d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, fera d'ailleurs apparaître plus clairement les avantages et caractéristiques de l'invention: 30 - La figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un réacteur nucléaire. - La figure 2 est une vue schématique de dessus des bouchons tournants de ce réacteur. Dans le réacteur représenté sur la figure 1, le 35 coeur 1 est enfermé à l'intérieur d'une cuve primaire 2 délimitée par une paroi latérale cylindrique 4 fermée à sa partie inférieure par un fond 6 et à sa partie supérieure 70 30088 3 2101062 par une dalle 8 supportant deux bouchons tournants 10 et 12. En effet dans l'orifice 9 de la dalle 8 est monté un grand bouchon 10 susceptible de tourner par rapport à ladite dalle 8. Ce bouchon 10, comme l'orifice 9, est 5 coaxial au coeur 1 et à la cu"e 2 du réacteur. Il supporte un second bouchon tournant 12 excentré par rapport à lui et susceptible d'être entraîné seul en rotation par des organes non représentés ou d'être déplacé en même temps que le giand bouchon 10 lors de la rotation de ce dernier. 10 Une portion du couvercle du coeur 16 ou 18 est fixée à chacun des bouchons 10 et 12 et susceptible de tourner avec celui-ci. Les deux bouchons 10 et 12 sont par ailleurs traversés par des mécanismes 14 de guidage des barres de contrôle, 15 régulièrement répartis dans la partie centrale de l'ensemble qu'ils forment. Ces mécanismes 14 traversent successivement le bouchon 10 ou 12 puis une portion du couvercle du coeur 16 ou 18 et ouvrent au-dessus des canaux du coeur 1 de façon à permettre la chute des barres de contrôle dans 20 celui-ci ou leur remontée vers on dispositif de commande situé à l'extérieur des bouchons. De plus le petit bouchon 12 supporte un canal 20 de manutention des éléments combustibles, canal qui est déplacé par la rotation simultanée des deux bouchons 10 et 25 12 ou par celle du bouchon 12 seul, pour être amené successivement au droit de chacun des canaux contenant les éléments combustibles du coeur j. Au cours de cette rotation, les mécanismes de barres de contrôle sont également déplacés à l'intérieur de la cuve 2. 30 Par exemple, dans le mode de réalisation représenté où le petit bouchon a un diamètre à peu près moitié de celui du grand bouchon, le mécanisme extrême 14a après avoir fait un demi-tour autour de l'axe du bouchon 12 qui^ tourne seul, vient prendre sensiblement la place du canal 20 35 représenté sur la figure 1, au droit d'un point périphérique du coeur 1. De même une rotation d'un demi-tour 70 30088 4 2101062 de l'ensemble des bouchons 10 et 12 autour de l'axe du bouchon 10 déplace le mécanisme 14b situé dans le bouchon 10 à l'extrémité gauche de la figure 1 et l'amène en un point qui correspond sensiblement à la place du 5 mécanisme 14c le plus à droite dans le bouchon 12. Ces deux mécanismes extrêmes 14a et 14b restent donc au-dessus des canaux du coeur du réacteur quelle que soit la position des bouchons. Il en est de même des autres mécanismes 14. La paroi 4 de la cuve 2 peut par suite, grâce à la 10 répartition des mécanismes dans les deux bouchons, avoir au-dessus du coeur 1, une dimension interne très voisine de celle qu'elle comporte à sa partie inférieure. En effet le bouchon 12 a un diamètre nettement inférieur à celui des réacteurs connus dans lesquels il 15 doit supporter l'ensemble des mécanismes de barres de contrôle. Le parcours de chacun de ces mécanismes est donc réduit et ne les conduit plus en des points situés nettement à l'extérieur du coeur 1. Le bouchon 10 peut lui aussi avoir une dimension inférieure et par suite corres-20 pondre à un orifice 9 d'entrée dans la cuve de plus faible diamètre. L'espace perdu au-dessus du coeur est donc pratiquement supprimé. Dans le cas d'un réacteur de grande puissance, l'espacement des mécanismes de barres de contrôle est tel 25 qu'il permet aisément de prévoir la jonction des deux bouchons de même que celle des deux portions du couvercle du coeur entre deux mécanismes voisins. Les assemblages des éléments combustibles sont également plus espacés les uns des autres du fait de l'augmentation du diamètre 30 du coeur, ce qui facilite les déplacements relatifs des deux bouchons. Bien entendu diverses modifications pourraient être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, sans sortir du cadre de l'invention. 70 30088 5 2-101062 " REVENDICATIONS 1°) Système de manutention à deux bouchons tournants'pour réacteur nucléaire, comprenant un grand bouchon tournant par rapport à la paroi du réacteur et, 5 à l'intérieur'de ce bouchon un petit bouchon également rotatif, excentré par rapport au premier, qui supporte au moins un canal de manutention des éléments combustibles, système qui est caractérisé en ce qu'il comporte des mécanismes de passage des barres de contrôle répartis dans 10 le grand et dans le petit bouchon et une portion de couvercle du coeur du réacteur, solidaire de chacun de ces bouchons. 2°) Système"de manutention suivant la revendication 1, dans lequel les mécanismes de barres de contrôle sont 15 régulièrement répartis dans la partie centrale de l'ensemble formé par les deux bouchons. 3°) Système de manutention suivant l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le petit bouchon a un diamètre voisin de la moitié de celui du grand bouchon.