Brevet FR2091902A1 — publié le 19710121

Dans les réacteurs nucléaires les températures des parties inférieure et supérieure de la cuve contenant le coeur sont généralement très différentes, ce qui provoque des dilatations différentielles des différents organes. Ceci est particulièrement 5 sensible dans le cas des réacteurs à neutrons rapides refroidis par un métal liquide tel que le sodium, dans lesquels le sommier, qui supporte le coeur du réacteur, est soumis à une température élevée mais inférieure cependant à celle qui règne à la partie supérieure de la cuve et est relié à des organes et 10 des éléments combustibles qui sont soumis à des gradients thermiques importants. Des moyens de limitation de ces gradients sont évidemment mis en oeuvre mais il est cependant nécessaire de mesurer les déplacements des divers organes pour contrôler l'efficacité de 15 ces moyens et assurer la sécurité. La présente invention a pour but de réaliser une installation qui permette de contrôler ce déplacement. Elle a en effet pour objet une installation qui comporte un tube fermé qui à l'une de ses extrémités contient une mire 20 et est supporté par la structure à contrôler et à son autre extrémité est fermé par un hublot et est centré et maintenu ëlastiquement dans un orifice d'un organe fixe, et un tube d'observation fixé dans ce même orifice qui relie an objectif placé au droit du hublot à un système optique. 25 Tout déplacement vertical de la structure de supportage est transmise au tube fermé qui se déplace par rapport à l'objectif. De même des déplacements latéraux provoquent un pivotement dudit tube dans l'orifice de l'organe fixe c'est-â-dire un déplacement de la mire qui est immédiatement observé par le système 3 0 optique. La description ci-dessous d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté en coupe longitudinale sur la figure unique du dessin annexé, fera d'ailleurs ressortir les avantages et caractéristiques de 35 l'invention. Cette figure concerne une installation de contrôle du déplacement de la structure de supportage du coeur d'un réacteur nucléaire mais il est bien évident que l'installation de BAD 70 13093 2 2091902 l'invention pourrait être utilisée pour d'autres structures. Le réacteur représenté, qui est par exemple un réacteur à neutrons rapides, comporte une cuve 1 dont seule la paroi supérieure est représentée et qui est remplie presque totalement par un réfrigé-5 ^ant liquide 2 par exemple du sodium liquide. A l'intérieur de cette cuve le coeur du réacteur (non .représenté) est supporté par un sommier 4 sur lequel viennent .ep.'Ser les assemblages combustibles, barre de contrôle et autres - --.nés, qui traversent le toit 1 de la cuve ou lui sont reliés. 10 L'ensemble de la cuve est protégé par une protection biologique de préférence en béton et notamment par une dalle supérieure 6. Cette dalle 6 est percée d'un orifice 8 de pénétration qui est coaxial à un orifice 9 du toit 1 de la cuve. Dans l'axe de ces orifices 8 et 9 est placé un tube 10 15 fermé à ses deux extrémités qui traverse la totalité de la cuve et prend appui à sa partie inférieure sur un bloc 12 solidaire du sommier 4. Ce bloc est pourvu d'un logement conique 13 dans lequel vient se loger l'extrémité sphérique 14 dudit tube 10. A l'intérieur de la sphère 14 une mire 16 est éclairée par une 20 résistance chauffante 18. Le tube 10 qui traverse la totalité de la cuve fait saillie à l'extérieur de celle-ci et d'un manchon 22 entourant l'orifice 9, dans l'orifice 8 de la dalle 6. Sa traversée de la paroi 1 est rendue étanche par un soufflet élastique d'étanchëité 24 25 monté entre le manchon 22 et le tube 10. Un second soufflet d'ëtanchéité relie ledit manchon 22 à la paroi de l'orifice 8. Le tube. 10 est par ailleurs centré dans le manchon 22 par une bride 28 qui repose sur un fourreau 30 de protection biologique monté entre le tube 10 et le manchon 22. 30 Un léger jeu latéral est ménagé entre ce fourreau 30 et ledit manchon de façon à laisser le tube 10 libre de pivoter et de se déplacer latéralement lors des déplacements du sommier 4 Le tube 10 est fermé à l'intérieur de l'orifice 8 par un hublot. Il est par ailleurs maintenu sous vide primaire de façon 35 à supprimer- toute convexion naturelle des gaz sous l'effet des gradients des températures entre les deux extrémités du tube. &A0 ORiGff^^ 70 13099 2091902 L'orifice 8 est lui-même fermé par un bouchon 32 fixé sur la paroi extérieure de la dalle 6 et traversé en son centre par un tube 34 supportant au droit du hublot 20 un objectif 36. Ce tube d'observation 34 relie ledit objectif 36 à un système opti-5 que comportant un microscope 38 et une lunette de visée 40 reliée par un système de miroirs 42 et notamment par un miroir tournant 44 à l'objectif 36. L'ensemble de ce système optique est supporté par un trépied 46 solidaire du tube 34 et reposant sur la paroi supérieu-10 re 7 de la dalle 6. Le système optique est ainsi rigoureusement centré et immobilisé par rapport à l'orifice 8 de la dalle. Tout déplacement du sommier 4, qu'il soit vertical ou horizontal, est transmis au bloc 12 qui entraîne la sphère 14. Les déplacements verticaux déplacent axialement le tube 10 et le 15 hublot 20 par rapport à l'objectif 36 tandis que les déplacements latéraux provoquent un pivotement du tube 10 et un mouvement latéral de la mire 16 par rapport à l'axe dudit objectif 36. Une rotule 48 est fixée autour du tube 10 et du hublot 20, entre ceux-ci et le bouchon 32, et guide les déplacements du tube par 20 rapport à ce bouchon. La rotation du miroir 44 permet de diriger le faisceau lumineux sur le microscope 38 ou sur la lunette de visée 40 selon les déplacements que l'on veut contrôler. En effet les déplacements verticaux du tube 10 et par suite du hublot 20 sont transmis par 25 un micromètre (non visible sur le dessin) au microscope 38 tandis que les déplacements dans le plan horizontal, c'est-à-dire les déplacements latéraux de la mire 16, sont observés et mesurés par la lunette de visée 40 qui comporte un réticule. De la sorte à tous moments il est possible de suivre et 30 de mesurer les déformations de la structure de supportage du coeur ou sommier et de cconnaître la position relative de celle-ci par rapport à la paroi supérieure de la cuve 1 et à la dalle 6. Au fur et à mesure du fonctionnement du réacteur, ce déplacement peut être surveillé. Tout déplacement accidentel ou trop important 35 déclenche alors des mesures de sécurité. Diverses modifications pourraient bien entendu être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, sans sortir du cadre de l'invention. 70 13099 2091902 REVENDICATIONS 1°) Installation de contrôle du déplacement d'une structure dans un réacteur nucléaire, caractérisée en ce qu'elle comporte un tube fermé qui à l'une de ses extrémités contient une mire et est supporté par la structure à contrôler et à son autre extrémité 5 est fermé par un hublot et est centré et maintenu élastiquement dans un orifice d'un organe fixe, et un tube d'observation fixé dans ce même orifice qui relie un objectif placé au droit du hublot à un système optique. 2°) Installation suivant la revendication 1, caractérisée 10 en ce que le tube fermé est maintenu sous un vide primaire. 3°) Installation suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'extrémité inférieure du tube fermé est formée par une sphère contenant la mire et un filament d'éclairage de celle-ci. 15 4°) Installation suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte un trépied de support du système optique appuyé sur la paroi extérieure de l'organe fixe. 5°) Installation suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'organe fixe est une dalle de protection 20 biologique du réacteur. 6°) Installation de contrôle du déplacement de la structure de supportage du coeur d'un réacteur nucléaire, suivant la revendication 5, qui comporte un manchon de passage du tube solidaire de la paroi supérieure de la cuve du réacteur, un premier 25 système élastique de jonction étanche du tube et de ce manchon et un second système élastique de jonction étanche du tube et de la paroi de l'orifice de la dalle. 7°) Installation suivant la revendication 6, qui comporte un fourreau de protection biologique entre le tube et le manchon. 30 8°) Installation suivant la revendication 7, dans laquel le un anneau de centrage solidaire du tube fermé repose sur la protection biologique. 70 13099 2091902 9°) Installation suivant l'une des revendications 1 à 8 dans laquelle le système optique comporte un microscope d'observation des déplacements verticaux, une lunette de visée avec réticule d'observation des déplacements dans le plan horizontal çt un miroir tournant entre ces deux organes et l'objectif.