Brevet FR2073477A1 — publié le 19711001

45^8 1 2073477 La présente invention concerne un procédé et un appareil pour combattre des incendies provoqués par le sodium dans des installations utilisant du sodium liquide, c'est-à-dire fondu. Un exemple d'une telle installation est un réacteur nucléaire ^ surrégénérateur à neutrons rapides refroidi par du sodium, utilisé comme générateur d'énergie. Dans des réacteurs nucléaires surré.gcnérateurs à neutrons rapides refroidi par du sodium, il est courant de transmettre la chaleur dans le coeur du réacteur à du sodium liquide en circu-10 lation, ce sodium chauffé étant acheminé vers un ou plusieurs échangeurs de chaleur primaires dans lesquels la chaleur est transmise à un fluide secondaire de transmission de chaleur, également du sodium, qui passe dans des échangeurs de chaleur générateurs de vapeur d'eau, la vapeur d'eau engendrée et surchauffée 15 étant utilisée dans une machine telle qu'une turbine pour engendrer de l'énergie. Bien que'les échangeurs de chaleur primaires soient habituellement disposés dans une enceinte blindée qui contient également- le coeur du réacteur, une masse de sodium qui submerge le réacteur et des pompes pour faire circuler le sodium 20 entre le coeur et les échangeurs de chaleur primaires, le sodium secondaire est habituellement acheminé hors de la cuve du réac->teur vers les échangeurs de chaleur générateurs de vapeur d'eau qui se trouvent à l'extérieur de la cuvea Cela nécessite l'utilisation de canalisations de grand diamètre pour transporter le 25 sodium et s'il devait se produire une fuite dans l'une quelconque de ces canalisations ou si ces canalisations devaient se rompre par suite d'un état défectueux, le sodium liquide chaud venant en contact avec l'air environnant les canalisations serait susceptible de s'enflammer spontanément et de continuer à brûler tant que 30 durerail^fuite de sodium, les vapeurs dégagées par le sodium qui brûle sont abondantes et rendent rapidement la zone environnante intenable pour le personnel, ce qui pourrait mettre en danger la sécurité de l'ensemble du réacteur. On sait que si on laisse tomber le sodium qui brûle à tra-35 vers une plaque perforée dans un récipient situé au-dessous de cette plaque et scellé à cette dernière, le dégagement de la fumée et des vapeurs par le sodium qui brûle est légèrement réduit. 70 45448 2 2073477 la présente invention a pour objet un px^oeédé et un appareil destinés à réduire encore davantage les risques que présente le sodium qui brûle en comparaison des procédés et appareils connus» 5 Selon l'invention, un procédé destiné à combattre des in cendies provoqués par le sodium par suite de l'échappement du sodium fondu à partir d'une conduite ou d'une enceinte contenant le sodium fondu, consiste à diriger le sodium fondu qui s'échappe de manière qu'il tombe à travers une plaque perforée, à capter et 10 à retenir le sodium fondu dans un récipient scellé à ladite plaque perforée au-dessous de cette dernière, puis à répandre une matière particulaire sèche non toxique, non hygroscopique pour former une couverture sur la plaque perforée, la granulométrie de la matière particulaire étant telle qu'une proportion importante 15 de cette matière est retenue sur la plaque perforée, ladite matière particulaire étant compatible avec le sodium et la matière formant la plaque perforée» Un exemple d'une matière particulaire convenable, est la vermiculite déstratifiée et exfoliée. La perlite est un autre 20 'exemple d'une matière particulaire convenable. De préférence, le procédé selon l'invention consiste également à établir et maintenir une atmosphère inerte n'entretenant pas la combustion entre le récipient et la plaque perforée» Un appareil destiné à mett^e^eqi p^u^^un^procédé permet-25 tant de combattre des incendies/du sodium selon l'invention peut comporter une plaque perforée, un récipient disposé au-dessous de cette dernière, un dispositif assurant 1'étanchéité entre le récipient et la plaque perforée, un dispositif pour diriger le sodium fondu s'échappant d'une conduite ou d'une enceinte pour qu'il 30 tombe à travers la plaque perforée et soit capté et retenu par le récipient, et un dispositif pour étaler une matière particulaire sèche non toxique, non hygroscopique, afin de former une couverture sur ladite plaque perforée. La plaque perforée et le récipient sont situés de préféren-35 ce d'un côté de la région se trouvant verticalement au-dessous de la conduite ou de l'enceinte contenant le sodium, ledit dispositif destiné à diriger le sodium fondu s'échappant de la conduite ou de l'enceinte comportant une surface inclinée orientée latéralement de la région située verticalement au-dessous de la con-40 duite ou de l'enceinte vers la plaque perforée» BAD ORIGINAL 70 45448 3 2073477 D'autres avantages-et caractéristiques de l'invention res-sortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. 5 Sur ce dessin : La figure unique est une vue schématique en perspective en partie en arrachement d'une forme de réalisation de l'invention. En se référant au dessin, pour construire un appareil permettant de combattre les incendies dus/soàiumfco^e^ceïui décrit 10 dans le présent mémoire, on dispose, à proximité de grandes conduites de transport du sodium (dont une est représentée et est désignée par 1) couvrant la zone de travail/d'un grand réacteur nucléaire surrégénérateur à neutrons rapides, générateur d'énergie refroidi par du sodium, des passerelles (dont une est repré-15 sentée et désignée par 2) qui sont orientées dans des directions commodes pour la mobilité et l'exécution des travaux devant être effectués par le personnel. Les passerelles ne se trouvent pas sous les conduites transportant le sodium, pour des raisons de sécurité du personnel, mais sont disposées à une certaine dis-20 tance d'un côté comme on le voit sur le dessin. Un tablier en béton 3 se trouve sous les conduites, ce tablier étant incliné vers le bas en direction d'un côté de la passerelle 2, et un tablier en béton analogue 4 est incliné vers le bas de l'autre côté de la passerelle 2. Cette dernière est commodément supportée par 25 plusieurs poutres transversales dont une est représentée sur le dessin et désignée par 10, s'étendant entre des rebords 5 et 6 ménagés dans les tabliers 3 et 4» Une auge 7 s'étend sous la passerelle 2 sur toute sa longueur.. La passerelle 2 est constituée par une plaque métallique 8 30 commodément d'une épaisseur de 3,18 mm, et présentant des perforations 9 qui ont une section droite soit circulaire (comme représenté), soit carrée pour plus de commodité du point de vue de la fabrication. Le diamètre ou la largeur, suivant le cas, des perforations 9 est de préférence de 9,5 mm et certainement pas 35 inférieur à 6,35 uni, étant donné qu.'avec une dimension inférieure, la tension superficielle empêcherait l'écoulement libre du sodium à travers lesdites perforations. Inversement,, les perforations ne doivent pas être suffisamment grandes pour que les gra-nules qui seront décrits plus loin passent à travers elles. Les 70 45448 4 2073477 perforations 9 sont espacées de manière à couvrir 30 i<> de la surface, Commodément, l'auge a une profondeur d'environ 30 cm et est conçue pour contenir la totalité du sodium, provenant d'une con-duitq 1 qui fuit, tout en laissant un espace d'environ 7,6 cm au 5 moins entre la surface supérieure du sodium et la passerelle 2. Il est prévu un appareil pour distribuer des granules secs non toxiques, non hygroscopiques,sur la surface supérieure de la passerelle 2, bien qu'il . ne soit pas représenté sur le dessin. Cet appareil comporte commodément une trémie classique et un dis-10 positif d'étalement relié à cette dernière avec un clapet de retenue qui, lorsqu'il est actionné, libère les granules emmagasinées dans la trémie pour qu'ils tombent et se répandent sur'la passerelle 2. D'une manière idéale, lorsque la matière des granules est la vermiculite, l'épaisseur de la couche formée par les gra-15 nules sur la passerelle après l'étalement doit être d'environ 7,6 cm. Lorsqu'on utilise de la vermiculite, elle doit être déstratifiée et exfoliée et doit avoir une granulometrie empêchant que les granules passent à travers les perforations 9 de la plaque 8. 20 L'auge 7 doit comporter un moyen permettant de former et de maintenir une atmosphère inerte sous la passerelle 2. Ce moyen comporte commodément des conduites 11 d'alimentation en gaz inerte communiquant avec les deux côtés de l'auge 7 à travers le béton constituant les tabliers 3 et 4, les conduites 11 étant re-25 liées à un collecteur annulaire 12, dont seul un fragment est représenté, lui-même relié à une source de gaz inerte, le collecteur annulaire 12' comportant un système de commande (non représenté) qui petit être actionné rapidement pour-purger l'espace situé au-dessous de la passerelle au moyen d'un gaz" inerte et, après 30 la formation de l'atmosphère inerte, pour continuer ensuite à changer l'atmosphère inerte, par exemple à raison de dix changements de volume par heure. Un gaz inerte convenable est l'argon. En fonctionnement, au cas où il se produit une fuite importante dans une canalisation 1 de transport du sodium, le sodium 35 chaud qui s'échappe s'enflamme spontanément dans l'air environnant et tombe sur le tablier respectif 3 ou 4 et s'écoule le long, de ce tablier sur la plaque 8 constituant la"passerelle 2 pour tomber dans l'auge 7 à travers les perforations 9» Le sodium contenu dans l'auge continue à brûler mais la présence de la plaque 70 45448 2073477 perforée 8 constituant la passerelle 2 réduit le dégagement des vapeurs dans l'espace de travail du réacteur„ La formation et le changement de l'atmosphère inerte sont amorcés sitôt après la détection des vapeurs de sodium dans l'atmosphère ; l'étalement des 5 granules sur la plaque 8 est retardé soit par un opérateur, soit par une commande automatique convenable ,3'usqu'à ce que le sodium . ait cessé de couler à partir de la conduite 1 et soit en totalité dans l'auge 7. L'étalement des granules est destiné à former une.couverture présentant une porosité minimale qui confine sen-10 siblement toutes les vapeurs, en empêchant ainsi une concentration importante des vapeurs de se répandre dans les zones de travail oV®He serait préjudiciable pour la sécurité du réacteur. Ên outre, l'atmosphère inerte formée au-dessous de la plaque 8 qui est à une pression légèrement supérieure à celle régnant à 15 l'extérieur empêche une entrée d'air à travers la couverture (qui a en tout cas une porosité minimale), et ainsi le sodium., qui est privé d'une atmosphère susceptible d'entretenir sa combustion, cesse de brûler. L'expérience a montré qu'il faut plusieurs heures pour refroidir le sodium à une température de solidification, 20 après quoi il peut être enlevé et les tabliers, la plaque et l'auge peuvent être nettoyés. 70 45448 6 2073477 KE7EHDICATI0NS 1. Procédé pour combattre des incendies dus ù l'inflammation du sodium, par suite de l'échappement du sodiu::. f : 15 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière particulaire est de la vermiculite déstratifiée et exfoliée . 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière particulaire est la perlite. 20 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à former et à maintenir une atmosphère inerte n'entretenant pas la combustion entre le récipient et la plaque perforée. 5. Appareil destiné à mettre en oeuvre un procédé pour com- du 25 battre des incendies dus à 11 inflammation/sodium, par suite de l'échappement du sodium fondu d'une conduite ou d'une enceinte qui le contient, appareil caractérisé en ce qu'il comporte line plaque perforée, un. récipient disposé au-dessous de cette dernière, un moyen assurant l'étanchéité entre le récipient et la plaque 30 perforée, un moyen pour diriger le sodium fondu s1 échappant- de la conduite ou de l'enceinte de manière qu'il tombe à travers la plaque perforée et qu'il soit capté et retenu par le récipient, et un dispositif pour étaler une matière particulaire sèche non toxique, non hygroscopique, de manière à former une couverture 35 sur la plaque perforée, la granulométrie de la matière particulaire étant telle qu'une proportion importante de ladite matière est retenue sur la plaque perforée, cette matière jjarticulaire étant compatible avec le sodium et la matière formant la plaque perforéei - v-.V BAD ORIGINAL COPV / U 4 0 4 '4 d 7 2073477 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments pour introduire un gaz inerte dans le récipient au-dessous de la plaque perforée afin de forner une atmosphère inerte n'entretenant pas la combustion dans l'espace 5 compris entre la plaque perforée et le récipient. 7o Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la plaque perforée et le récipient se trouvent d'un côté de la région située verticalement' au-dessous de la conduite ou de l'enceinte contenant le sodium, ledit moyen destiné à diriger Je so-■10 dium fondu s ' échappant de la conduite ou de l'enceinte comprenant une surface inclinée orientée latéralement de la région située verticalement au-dessous de la conduite ou de l'enceinte vers la plaque perforée. 8. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que 15 le dispositif destiné à étaler la matière particulaire sèche pour former une couverture sur la plaque perforée comporte une trémie pour contenir la matière particulaire, un clapet de retenue retenant la matière particulaire dans la trémie,' un organe pour actionner le clapet afin de libérer la matière particulaire de la 20 trémie et la faire tomber sur la plaque perforée, et un élément pour étaler la matière particulaire et pour former une couverture sur la plaque perforée. &AD orig'naL