Brevet FR2098240A1 — publié le 19720310

La présente invention est relative à la préparation d'un rëactëur nucléaire pour sa recharge en combustible et concerne plus particulièrement une nouvelle structure supérieure ou couvercle, conçue pour un enlèvement rapide. Le temps nécessaire pour l'enlèvement de la structure supérieure d'un réac-5 teur nucléaire constitue un handicap aux recharges fréquentes. Les conducteurs électriques raccordés aux mécanismes de commande et aux instruments de mesure doivent être déconnectés et remisés. Divers accessoires doivent être enlevés du couvercle et remontés sur ce dernier. Les joints d'étanchéité des instruments doivent être détruits. Les goujons du couvercle doivent être dévissés, enlevés 10 et remisés. Le couvercle doit être enlevé et remisé. Les arbres de guidage et d' entraînement doivent être enlevés et remisés séparément ainsi que les structures internes supérieures. Le fastidieux processus ci-dessus doit s'effectuer en ordre inverse lors de la remise en place des éléments cités ci-dessus, après recharge du réacteur. Le 15 temps nécessaire pour effectuer les opérations ci-dessus est normalement de un mois. De plus, à cause du grand nombre d'opérations à effectuer, la probabilité est grande que les pertes de temps deviennent un problème. De ce fait, le but principal de la présente invention est de fournir une structure de réacteur nucléaire où le temps nécessaire pour l'ouverture et la 20 fermeture de la cuve peut être fortement réduit. Pour ce faire, la présente invention consiste en un réacteur nucléaire comportant une cuve de pression fermée hermétiquement par un couvercle et contenant une structure supérieure de support d'éléments internes, une structure inférieure de support d'éléments internes et un noyau nucléaire disposé entre les dites 25 structures, ainsi que plusieurs barres de réglage agencées pour permettre des translations par rapport au noyau nucléaire et plusieurs mécanismes de commande connectés aux dites barres de réglage et situés sur le dit couvercle, caractérisé en ce qu'un moyen de levage disposé à l'extérieur des dits mécanismes de commande est attaché au couvercle de fermeture, en ce que la dite structure supéri-30 eure d'éléments internes est reliée au dit couvercle, dans le but que la dite structure supérieure tienne au dit couvercle pour dégager le dit noyau nucléaire lors de l'enlèvement du dit couvercle de la dite cuve. Une installation combinée de levage et d'écran est disposée au-dessus de la structure supérieure et est, de préférence, attachée au couvercle du réacteur 35 par quatre tiges de levage. Les extrémités inférieures de ces tiges de levage sont vissées dans des épaulements soudés sur le couvercle. Les extrémités supérieures de ces tiges sont munies de prolongements cylindriques qui traversent 1' écran par de grandes ouvertures. Chaque prolongement est de préférence fixé au-dessus de l'écran au moyen d'ion élément de verrouillage. ^0 Les parties internes supérieures sont fixées à la structure supérieure par 7-1 24819 2 2098240 quatre tiges de levage dont les extrémités inférieures sont vissées dans la plaque de support supérieur. Un écrou, vissé sur une partie supérieure de ces tiges, repose sur line face d'une collerette des adaptateurs qui sont scellés dans ceux-ci et qui traversent le couvercle. L'ouverture pour les adaptateurs est rendue 5 étanche par un bouchon à embase et par un agencement de joint convenable. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui va suivre et aux dessins annexés qui sont relatifs à une réalisation préférée donnée à titre d'exemple. Sur ces dessins: - Les figures 1A et 1B mises bout à bout représentent une coupe partielle d' 10 un réacteur nucléaire montrant la fixation du couvercle à l'installation de levage. - La figure 2 est une autre coupe de la partie du réacteur montrée aux figures 1A et 1B, représentant la fixation de la structure support des pièces internes supérieures du couvercle. 15 - La figure 3 est une vue en coupe à grande échelle de la partie supérieure du dispositif de fixation de la figure 2 et - La figure U illustre une variante de l'élément de la figure 3. La figure 1 représente une partie d'une cuve de pression de réacteur nucléaire 10, fermée par un couvercle 12 qui est maintenu sur la cuve par plusieurs 20 boulons 1U. Les boulons peuvent être serrés ou désserrés et basculés en bas d' une collerette extérieure 16 de la cuve 10 au moyen d'un dispositif de basculement 18 qui est décrit en détail dans la demande de brevet US. No. 53 198- La cuve de réacteur 10 contient un noyau nucléaire (non représenté). Le noyau nucléaire est constitué d'un grand nombre d'assemblages combustibles dis-25 posés verticalement, qui sont fixés latéralement par des plaques de noyau supérieure et inférieure. Une structure supérieure de support d'éléments internes comportant la plaque supérieure de noyau se trouve directement au-dessus du noyau nucléaire. La structure supérieure d'éléments internes comporte un support de faisceau 30 20 qui est fermement attaché à la plaque supérieure de noyau par plusieurs éléments cylindriques 22. Certains de ces éléments cylindriques 22 servent à relier le support de faisceau 20 à la plaque supérieure du support de noyau tandis que d'autres contiennent divers équipements servant à guider les éléments de réglage et pour aligner ceux-ci avec les tubes de guidage se trouvant dans le noyau du 35 réacteur nucléaire. La structure supérieure de support de noyau est en principe portée par une enveloppe de noyau 2k qui repose sur une collerette extérieure 26 de la cuve 10. Une rondelle élastique 28 est disposée entre un épaulement 30 du support de faisceau 20 et la bride supérieure de l'enveloppe 2k. Plusieurs broches de positionnement 32 sont également prévues pour assurer un alignement cor-1+0 rect de la structure supérieure de support des pièces internes comme expliqué 71 24812 3 2098240 ei-après. Comme on peut le voir aux figures 1A et 2, plusieurs adaptateurs de traversée de couvercle 3^ sont scellés dans le couvercle 12 et le traversent. Des mécanismes d'entraînement de barres de réglage 35 qui positionnent le matériau 5 neutrophage dans et hors du noyau nucléaire sont montés sur le sommet des adaptateurs de traversée. Plusieurs socles 36 sont également montés sur le couvercle 12. Des tiges 38 surmontant le couvercle 12 d'une certaine longueur sont vissées dans les socles 36. 10 Un écran U0 est situé au-dessus des mécanismes de commande 35 et stabilise ceux-ci latéralement. L'écran 1+0 est fixé sur les tiges 38. Chaque tige est é-quipée d'un dispositif de levage hydraulique 1+2 à proximité de son extrémité. L' écran l+O repose sur ces dispositifs de levage 1+2 et est coiffé par un élément de verrouillage 1+3 actionné hydrauliquement pour y maintenir, de manière sûre, une 15 structure H6, ressemblant à une broche, qui est fixée au sommet des tiges 38. Cet agencement mentionné en dernier lieu est décrit en détail dans la demande de brevet US. No. 53 200. Les mécanismes de commande 35 des barres de réglage et les tiges 38 sont disposés à l'intérieur d'une gaine circulaire 48 qui est supportée par des conso-20 les 50 fixées sur les tiges 38 juste au-dessus des socles 36. Les gaines 1+8 portent plusieurs supports de câbles électriques 52 ainsi qu'une plateforme de support de raccords électriques $h. La plateforme 5^ et les consoles 50 servent à fixer fermement les câbles électriques aux mécanismes de sorte que, quand la gaine et la structure qui lui est associée sont déplacées, le câblage électrique ne 25 doit pas être déconnecté. Un berceau 56 est fixé à la plateforme pour maintenir l'alignement correct des câbles électriques 53. En se référant à la figure 2, on peut voir que le support de faisceau est constitué d'une plaque supérieure 60, d'une plaque inférieure 62 et d'une série d'entretoises verticales 6h de renforcement. La plaque inférieure est percée de 30 trous taraudés 66 à proximité de sa périphérie extérieure. Une extrémité d'une tige 68 qui s'élève par dessus le couvercle 12 à travers les adaptateurs de traversée 31* vient se visser dans chacun des trous taraudés 66. Les extrémités supérieures des tiges 68 sont fixées au sommet des adaptateurs de traversée 3l+. Aux figures 3 et on peut voir qu'un écrou 70 est fixé 35 à proximité d'une extrémité de chaque tige 68 et repose sur le sommet des adaptateurs de traversée 3l+. Ce montage est rendu étanche a l'atmosphère ambiante au moyen d'un bouchon de fermeture 7^• Le bouchon de fermeture 7^ présente une embase 76 qui vient en contact avec un rebord 78 dirigé vers le haut prévu aux a-daptateurs 3^. Une bague conique 79 munie d'une bague de retenue peut être uti-1+0 lisée pour assurer l'étanchéité requise. Le dispositif d'étanchéité peut être 71 24819 k 2098240 maintenu en place au moyen de boulons 80 gui sont vissés dans les adaptateurs de traversée 3*+. L'écrou 10 peut être empêché de se libérer soit par une rondelle 83 (figure 3), soit par une rondelle élastique 83' type "Belleville" (figure U). Pour permettre d'enlever la structure supérieure du réacteur nucléaire qui 5 comporte les mécanismes de commande 35 cle barres de réglage, le couvercle de cuve 12 et l'ensemble supérieur de pièces internes (qui comporte le support de faisceau 20, les éléments cylindriques 22 et la plaque supérieure de noyau (non représentée)), il suffit simplement d'attacher un moyen de levage à la pièce d1 accrochage 86 solidaire de l'écran Uo. En fait, les boulons 1U sont d'abord dés-10 serrés puis dégagés de la collerette inférieure 16 au moyen du dispositif de basculement 18. Le moyen de levage est ensuite mis en marche et soulève verticalement l'écran Uo de la cuve 10, le couvercle 12 étant également soulevé pour autant qu'il soit attaché à l'écran UO par les tiges 38. L'ensemble supérieur des pièces internes est simultanément soulevé du fait qu'il est relié par les ti-15 ges 68 au couvercle 12 à travers les adaptateurs de traversée 3k sur lesquels il est fixé. Il est donc évident qu'un gain substantiel de temps et de dépense peut être réalisé en vertu de la conception essentiellement unitaire de la structure supérieure. Si l'on désire enlever la structure supérieure sans enlever l'ensemble supé-20 rieur des éléments internes, il suffit de retirer les bouchons d'étanchéité 7^ et les écrous 70 qui ont été dégagés par l'opération précédente. Quand 1'écran 1+0 est ensuite levé, la structure supérieure est complètement enlevée mais l'ensemble supérieur des pièces internes restera à l'intérieur de la cuve 10. Lorsque l'ensemble supérieur des pièces internes est replacé dans la cuve 25 de réacteur à la fin des manoeuvres de recharge, il doit être soigneusement guidé en bonne position pendant au moins trois mètres ou plus. Dans ce but, trois boulons de guidage 88 sont attachés de manière amovible aux collerettes extérieures de la cuve de pression, extérieurement aux boulons 1 H. L'action de guidage réalisée par les boulons de guidage 88 en coopération avec l'action de guidage 30 réalisée par les broches de positionnement 32 fixées à l'enveloppe de noyau 2k assurent un alignement correct de la structure supérieure par rapport au noyau de réacteur lorsque celle-ci est replacée après recharge. A la fin de cette opération, le dispositif de basculement 18 peut à nouveau ramener les boulons 1U en place et appliquer le serrage correct sur ceux-ci. 71 24819 5 2098240 REVENDICATIONS. 1. Réacteur nucléaire comportant une cuve de pression fermée hermétiquement par un couvercle et contenant une structure supérieure de support d'éléments internes, une structure inférieure de support d'éléments internes et un noyau nu- 5 cléaire disposé entre les dites structures, ainsi que plusieurs barres de réglage agencées pour permettre des translations par rapport au noyau nucléaire et plusieurs mécanismes de commande connectés aux dites barres de réglage et situés sur le dit couvercle, caractérisé en ce qu'un moyen de levage disposé à l'extérieur des dits mécanismes de commande est attaché au couvercle de fermeture, en ce 10 que la dite structure supérieure de support d'éléments internes est reliée au dit couvercle, dans le but que la dite structure supérieure tienne au dit couvercle pour dégager le dit noyau lors de l'enlèvement du dit couvercle de la dite cuve. 2. Réacteur nucléaire suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen 15 de levage comporte un écran et en ce que les mécanismes de commande sont supportés latéralement par l'écran. 3. Réacteur nucléaire suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la dite structure supérieure de support d'éléments internes est reliée au couvercle par plusieurs boulons traversant le dit couvercle et pouvant être ma- 20 noeuvrés par le dessus pour solidariser les parties internes supérieures avec le couvercle et en ce que le dit couvercle est raccordé au moyen de levage par plusieurs tiges, chacune d'elles étant pourvue d'un écrou amovible pour fournir un support à un adaptateur de traversée monté sur le couvercle. U. Réacteur nucléaire suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un dis-25 positif d'étanchéité entoure chaque écrou et qu'il est fixé de façon amovible, au point de vue étanchéitê, avec l'adaptateur de traversée. 5. Réacteur nucléaire suivant l'une des revendications 3 ou U, caractérisé en ce qu'une gaine entoure les mécanismes de commande, la dite gaine étant supportée par les dits boulons.