Brevet FR2080625A1 — publié le 19711119

Dans les réacteurs à eau sous pression, la puissance de réacteur est commandée en général à l'aide d'un "banc" de "barres de contrôle, de telle façon que la température moyenne de l'agent de refroidissement soit conforme à un. 5 programme prescrit prédéterminé. Par le terme "banc" on entend ici l'ensemble de toutes les barres de contrôle assumant la même fonction. Le banc "de régulation de la puissance" a pour fonction en tant qu'organe de commande pour la régulation de la température de 10 l'agent de refroidissement, de compenser les réactions de réactivité de la température de l'agent de refroidissement et du combustible. Pour compenser les réactions de réactivité des produits de fission qui se forment en cours de fonctionnement, un banc de barres de contrôle "xénon" peut en outre être utilisé 15 en plus de l'acide borique. Toutefois, au cours d'un fonctionnement par cycles de charge de la centrale nucléaire, l'efficacité du banc de barres de contrôle de puissance dans la zone supérieure du réacteur est fortement différente, selon le programme de charge 20 précédent, en raison des empoisonnements locaux ou xénon dans le coeur du réacteur et selon les différences des degrés de combustion ou de consommation "dans le sens axial. Ceci signifie, dans le cas de charges partielles, que les barres ont des réactivités différentes qui sont, en outre, perturbées par un 25 procédé de régulation déjà proposé à ce sujet, selon lequel différentes barres sont enfoncées dans le coeur. Cependant l'efficacité différente signifie simultanément une modification de la répartition de la densité du flux de neutrons, ce qui peut conduire à des pointes de puis-30 sance locales inadmissibles. . La présente invention vise un procédé de manoeuvre des bancs de barres de contrôle, à l'aide duquel en particulier les cycles de charge journaliers peuvent être réglés de telle sorte que l'efficacité du banc de barres de contrôle de 35 puissance soit approximativement constante, indépendamment du programme de charge précédent, et que la répartition du flux ne se modifie que dans des limites admissibles. Dans un procédé de régulation de ce type, il convient de tenir compte en particulier des réactions de la température du combustible dépen-4-0 dant de la puissance du réacteur, soit l'effet dit Doppler, une bad original 71 055.99 2080625 réactivité élevée étant nécessaire lors d'une plus haute température du combustible, car une plus grande quantité de neutrons est alors captée en raison de l'élargissement des lignes de résonances . 5 L'invention est caractérisée par le fait qu'on compense la réaction de Doppler, apparaissant au cours de variations de la charge et conditionnée par la variation de la température du combustible nucléaire, à l'aide d'un banc de barres de contrôle •Doppler, tandis qu'on laisse le banc de barres de contrôle 10 de puissance à une profondeur d'enfoncement constante. Ainsi, pour un nombre de barres choisi d'une' manière -appropriée, seul le banc de barres de contrôle Doppler effectue, à l'état stationnaire, le réglage des cycles de charge qui peuvent varier, par exemple, entre une puissance de 100 et 40 %, 15 par le fait qu'il compense la réaction de la variation de la température du combustible entre ces deux points de charge par un enfoncement' complet ou une extraction complète. Le banc de barres de contrôle Doppler peut se composer d'un groupe partiel du banc de barres de contrôle de puissance. 20 En outre, les barres du banc de barres de contrôle Doppler et celles du banc de barres de contrôle de puissance sont interchangeables, de sorte que des effets de combustion différents de longue durée sont évités. Le mode d'action et le programme de mise en oeuvre des 25 différents bancs de barres de contrôle conformes à l'invention sont décrits en détail ci-après à l'aide du dessin schématique annexé, sur lequel : La figure 1 représente un coeur de réacteur arec les différents bancs de barres de contrôle utilisés. 30 La figure 2 est un graphique montrant les zones d'ac tion des différents bancs de barresde contrôle. Les figures 3a à 3c sont des diagrammes montrant le mode de mise en oeuvre des bancs de barresde contrôle de puissance et Doppler, en fonction d'un cycle de charge déterminé. 71 05599 2080625 Selon In figure 1, un banc de barres de commande de puissance L, un banc compensant la réaction de Doppler, dit banc de barres de contrôla Doppler D et un banc de barres de contrôle xénon X sont introduits dans le coeur 1 5 du réacteur. Toutefois, une seule barre de chaque banc est représentée pour plus de clarté. Le banc de barres de contrôle de puissance L se conpose de barres dites "noires", c'est-à-dire des barres qui absorbent presque tous les neutrons pénétrant dans celles-10 ci. En général, dans le cas de charges partielles faibles, ce banc L n'est introduit que dans la zone supérieure du coeur 1. Le banc de barres de contrôle Doppler D est formé également de barres noires. Le banc de barres de contrôle xénon X est constitué en général de barres dites "grises" , 15 dont le pouvoir d'absorption est plus faible, et peut évoluer sur toute la hauteur du coeur, mené sous pleine charge en vue de la compensation des empoisonnements au xénon, sans qu'il modifie de façon inadmissible la répartition du flux de neutrons. 20 Pour expliquer le mode de-mise en oeuvre du banc de barres de contrôle Doppler D, il convient de se référer en particulier au diagramme de la figure 2. Sur ce dernier,la puissance P est portée en °/o sur l'abscisse et la hauteur du coeur depuis son bord supérieur K jusqu'à son bord inférieur 25 Ku, est portée vers le bas sur l'ordonnée. Le banc de barres de contrôle de puissance L a une profondeur d'enfoncement constnnte HQ qui peut diminuer d'environ 20 à 8 % avec l'accroissement de la combustion. Le banc de barres de contrôle Doppler D qui peut se composer d'une partie du banc de bar-50 res de contrôle de puissance L,dcit compenser seul la réaction de la variation de la température du combustible, en cas de fonctionnement par cycles de charge. On suppose dans ce cas un fonctionnement par cycles de charge compris entre une puissance de 100 et 40 c/o. Le nombre de barres de ce banc D est choi-35 si de telle sorte qu'elles soient enfoncées entièrement dans le coeur du réacteur à la charge minimale adoptée (40 %), afin de compenser les réactions précitées en ce sens qu'elles absorbent régulièrement sur toute la hauteur du coeur. Il est cependant possible également de choisir, pour des charges par-40 tielles plus faibles, un nombre plus petit de barres pour le bad original 71 05599 * 2080625 banc de barres de contrôle Doppler D qui est dans ce cas également enfoncé entièrement. Cette possibilité supplémentaire permettant de varier le nombre des barres de banc de barres de contrôle Doppler D, qui est chaque fois entièrement enfon-5 cé, évite dans une large mesure une répartition axiale non uniforme du flux sous charges partielles. le mode de mise en oeuvre du banc L et du banc D, en fonction d'un cycle de charge prédéterminé, est représenté sur les figures 3a à 3e» Le diagramme de puissance est repro-10 duit sur la figure 3a. En partant d'une puissance P = 100 %, la puissance doit être abaissée à 4-0 % à un moment t-^- et élevée - de nouveau à 100 % à un moment tg . La profondeur d'enfoncement lg du banc de .barres de contrôle de puissance L est représentée sur le diagramme de la figure 3b et la profondeur d'enfoncement 15 D-™ du banc de barres de contrôle Doppler D est reproduite sur Jli la figure 3c, et ce, entre le bord supérieur KQ et le bord inférieur K du coeur pour les deux bancs précités. Par suite d.e l'augmentation initiale de la température de l'agent de refroidissement dans le circuit du réacteur, les barres de contrôle 20 du banc L et du banc D reçoivent tout d'abord simultanément un ordre d'enfoncenent> à partir du régulateur de la'température de l'agent de refroidissement, en vue d'acquérir une efficacité suffisante. Une introduction simultanée du banc L est tout d'abord nécessaire, car le banc D travaille trop lentement. Après 25 réglage suffisant de la température de l'agent de refroidissement, le banc L reçoit de nouveau un ordre d'extraction jusqu'à son ancien point de travail, tandis que le banc D assume à lui seul la compensation. Lors d'une nouvelle augmentation de la charge de 4-0 °/o jusqu'à la charge de 100 %, au moment le 30 banc D revient de nouveau dans sa position de pleine charge qui correspond au point de travail du banc L. Etant donné que les barres du banc D se trouvent de nouveau,sous pleine charge, dans le banc entier "noir" et sont, par conséquent, extraites presque entièrement du coeur 35 la répartition de la puissance dans le coeur sous pleine charge n'est pas perturbée de façon supplémentaire par celles-ci. Il est particulièrement avantageux que les barres de contrôle Doppler du banc D puissent être échangées, à des intervalles de temps prolongés, contre les barres de contrôle de puissance du banc L, en vue d'éviter des effets de combustion 4-0 différent s o bad original 71 05599 2080625 REVENDICATIONS 1. Procédé de manoeuvre de "bancs de "barres de contrôle lors de la régulation de la puissance de réacteurs nucléaires à eau sous pression, en particulier lors de la ré- 5 gulation de cycles de charge, avec un "banc de "barres de contrôle de puissance, caractérisé par le fait qu'on compense la réaction de Doppler, se manifestant lors de variations de charge et conditionnée par la variation de la température du combustible, avec un banc de barres de contrôle Doppler, tan- 10 dis qu'on laisse le banc de barres de puissance à line profondeur d'enfoncement constante. 2. Procédé suivant la revendication 1, carac térisé par le fait qu'on forme le banc de barres de contrôle Doppler d'un groupe partiel du banc de barres de contrôle de 15 puissance. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on utilise le banc de barres de contrôle Doppler de façon supplémentaire au banc de barres de contrôle de puissance. 20 4. Procédé suivant la revendication 2', carac térisé par le fait qu'on peut interchanger les barres de contrôle Doppler du banc et les barres de contrôle de puissance. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on peut choisir 25 le nombre des barres de contrôle Doppler de telle sorte qu'une compensation de la réaction de Doppler, conditionnée par chaque cycle de charge■journalier présent , s'effectue avec ces seules barres lors d'une introduction complète dans le coeur du réacteur.