Brevet FR2108034A1 — publié le 19720512

l'a présente invention concerne un réacteur à eau bouillante du type comportant un caisson de réacteur, une cuve de modérateur logée dans le caisson du réacteur et munie d'un dispositif-couvercle, plusieurs groupes séparateurs de vapeur q.ui sont dis-5 posés côte à côte au-dessus du dispositif-couvercle et un coeur logé dans la cuve de modérateur, le dispositif-couvercle comportant un couvercle pour la cuve de modérateur et des canaux qui tra- * versent le couvercle pour diriger vers les groupes séparateurs de vapeur le mélange de vapeur et d'eau formé dans le coeur, afin de 10 séparer de la vapeur la majeure partie de l'eau, caractérisé par le fait que les groupes séparateurs de vapeur sont réunis par groupes en ensembles \\ dont chacun est fixé au dispositif-couvercle au moyen de systèmes tendeurs, défini dans le préambule de la revendication 1 . 15 .Le brevet français 1 554 253 décrit un tel réacteur à eau bouillante, avec traitement interne de la vapeur. Le "mélange de vapeur et d'eau qui se forme dans le coeur est dirigé dans ce réacteur, à travers le couvercle de la cuve" dé modérateur, vers un groupe de traitement de la vapeur dans lequel la vapeur est 20 séchée en deux phases, à savoir d'abord dans des groupes séparateurs de vapeur, qui éliminent la majeure partie.de l'eau, puis dans un sécheur de vapeur qui extrait lt'eau résiduelle, si bien que la vapeur qui sort du réacteur est saturée mais ne présente pratiquement aucune humidité. Les groupes séparateurs de vapeur sont 25 disposés côte à côte latéralement et sont 'du type centrifuge,. Chaque groupe séparateur comporte un conduit montant qui est fixé par soudage au couvercle de la cuve de modérateur et qui contient une couronne de rails-guides avec des palettes inclinées pour mettre en rotation le mélange de vapeur et d'eau, l'eau étant 30 projetée par effet centrifuge contre la paroi du -tube,-tandis que la vapeur se rassemble au niveau de l'axe de celui-ci et peut % être évacuée vers le haut par un tuyau d'échappement de vapeur disposé concentriquement dans le conduit montant. L'eau séparée change de direction et retombe vers le bas dans un conduit des-35 cendant extérieur, disposé concentriquement parrrapport au conduit montant et au tuyau d'échappement. Une quantité additionnelle d'eau peut être extraite dans le groupe séparateur de vapeur au 71 34819 2 2108034 moyen d'un capot déflecteur fixé par soudage au tuyau d'échappement et placé au-dessus de lrorifice de celui-ci, avant que la vapeur ne soit dirigée vers le sécheur de vapeur. Dans ce réacteur connu, on rencôntre de grandes difficultés, 5 à l'occasion de la fermeture du réacffceur en vue de l'échange du combustible, pour démonter, inspecter et éventuellement remplacer ion ou plusieurs groupes séparateurs de vapeur. lorsqu'il apparaît * une raison de procéder à un tel remplacement, on peut être forcé d'échanger la totalité d'un ensemble couvercle de cuve de modéra-10 teur-groupe séparateur de vapeur. En raison du manque de place, il est également difficile de donner une largeur suffisante aux con- . duits de descente. Ces inconvénients sont évités, suivant la présente invention, par le fait que les groupes séparateurs de vapeur sont réunis par groupes en ensembles dont chacun est fixé au dis-15 positif-couvercle au moyen de systèmes tendeurs. Un tel réacteur offre des possibilités de service nettement améliorées et, par suite, irn profit économique indirect. En outre,. il est facile de donner des dimensions suffisantes à là section de descente pour lteau. 20 L'invention est décrite ci-après, de façon plus détaillée en référence aux dessins ci-annexés. -•La figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un réacteur selon l'invention. - la figure 2 est une coupe passant par la ligne II-II de 25 la figure 1. - La figure 3 est une coupe longitudinale d'un ensemble séparateur de vapeur entrant dans le réacteur.- - Les figures 4 et 5 sont des coupes transversales passant respectivement par les lignes TV-TV et Y-Y de la figure 3« 30 - La figure 6 représente, l'extrémité supérieure d'une bar re de traction entrant dans l'ensemble et la figure 7 représente son extrémité inférieure. Le réacteur à eau bouillante représenté sur la figure 1 et la figure 2 comporte un caisson de réacteur 1 et une cuve de 35 modérateur 2 logéecdans celui-ci. La cuve de modérateur 2 entoure le coeur 3 du réacteur qui est composé de plusieurs ensembles de combustible 4 verticaux et parallèles, dont deux seulement ont 71 34819 3 2108034 été représentés. La partie active du coeur, c'est-à-dire la partie qui contient le combustible nucléaire, est indiquée par une ligne discontinue. Vers le haut, les ensembles combustibles 4 sont étayés par une grille de coeur 5 qui repose sur un décroche-5 mént 6 à la partie supérieure de la'cuve de modérateur 2. La cuve de modérateur 2 comporte un dispositif couvercle 7 qui est constitué par vin couvercle bombé 8 de cuve de modérateur avec plusieurs canaux 9, afin de pouvoir évacuer vers le haut le mélange de vapeur et d'eau formé dans le coeur, ainsi que par des tubulures 10 10 qui sont fixées respectivement dans les différents canaux 9 et font saillie vers le haut à partir du couvercle. Les tubulures. 10 • ont des longueurs différentes, de sorte que leurs extrémités supérieures se trouvent toutes dans un même plan horizontal. Le couvercle 8 est fixé à la cuve de modérateur 2 au moyen d'un assemblage 15 à crochets (non représenté). A partir de chaque tubulure 10, le mélange de vapeur et d'eau est dirigé vers un groupe séparateur de vapeur 11 du type centrifuge. Les groupes séparateurs de vapeur 11 sont disposés côte à côte latéralement et sont réunis par groupes en ensembles 20 12 qui sont fixés~"aux tubulures 10 au moyen de dispositifs tendeurs 13. Comme on peut le voir de façon plus détaillée sur la figure 2, -les. groupes séparateurs de vapeur 11 sont disposés en un réseau hexagonal et la plupart des ensembles 12 contiennent sept groupes séparateurs .de vapeur, un groupe central et six 25 groupes périphériques, tandis que certains des ensembles extérieurs ne comprennent que cinq groupes séparateurs de vapeur, pour utiliser au mieux la place disponible, circulaire en coupe transversale, au-dessus de la cuve de modérateur. Il va de soi que' les groupes séparateurs de vapeur peuvent être également disposés 30 en un réseau carré, auquel cas.la majeure partie au moins des ensembles contient quatre ou neuf groupes séparateurs de vapeur ; mais un réseau hexagonal offre de plus grandes possibilités de disposer les groupes séparateurs de vapeur à proximité immédiate les uns des autres. Il est également possible de réaliser un ré-35 seau hexagonal formé d'ensembles à cinq groupes séparateurs de vapeur. " * De la figure 3 qui représente l'ensemble 12, il ressort 71 34819 2108034 que les groupes séparateurs de vapeur 11 sont construits selon le mode usuel pour des séparateurs centrifuges. C'est ainsi que chaque groupe séparateur de vapeur 11 est constitué par une conduite montante 14 qui comporte, vers le haut, une partie per-5 forée 15 à section progressivement décroissante en cône, line couronne 16 de rails-guides, disposée à la partie inférieure de la conduire montante, avec un moyeu 17 et des rails-guides 18 dirigés obliquement, pour mettre en rotation le mélange de vapeur et d'eau, l'eau étant projetée par effet centrifuge contre la paroi 10 de la conduite montante 14 et la vapeur étant comprimée vers l'axe longitudinal de cette conduite, ainsi que par un tuyau d'évacuation de vapeur 19, concentrique par rapport à la conduite montante 14, qui pénètre par le haut dans la partie supérieure de la conduite montante, jusqu'à un niveau' situé un peu au-dessous du 15 commencement de la partie perforée 15 à section progressivement décroissante en cône. Le tuyau d'évacuation 19 présente un orifice inférieur d'admission 20 à section progressivement décroissante en cône et un orifice supérieur d'échappement 21, dont la section augmente progressivement en forme de cône. 20 Dans les groupes séparateurs de vapeur usuels, la partie supérieure de la conduite montante 14 ainsi que le tuyau de vapeur 19 sont entourés par une conduite descendante concentrique, dans laquelle l'eau séparée, qui est éjectée à travers la partie conique perforée 15, modifie le sens de son mouvement et retombe 25 vers le bas dans une fente annulaire ménagée entre la conduite montante et la conduite descendante, pour être recyclée à travers le coeur. Dans l'ensemble représenté sur la figure 3j les conduites de descente ont été remplacées par une enveloppe 22 en forme de cloche, commune à l'ensemble de groupes séparateurs de vapeur, 30 avec une paroi verticale 23 et un couvercle horizontal 24. L'enveloppe entoure les groupes séparateurs de vapeur vers le haut, % mais les orifices d'échappement 21 des tuyaux de vapeur 19 font saillie sur le toit 24 -et sont fixés à celui-ci par soudage. La paroi de l'enveloppe est ondulée et se raccorde aux contours des 35 conduites montantes 14 de l'ensemble 12, de sorte que la section de descente peut être maintenue suffisamment grande, étant donné que, dans ces conditions, il est même fait usage de la section 71 34819 2108034 pratiquement triangulaire qui se trouve entre trois conduites de descente juxtaposées dans les modèles traditionnels. Une grille supérieure d'appui 25 relie le tuyau de vapeur central 19 de l'ensemble aux six tuyaux qui l'entourent et, comme on peut le voir 5 sur la figure 2, les six tuyaux périphériques sont raccordés à la paroi 23 de l'enveloppe en deux points chacun. Une grille moyenne d'appui 26 relie la conduite montante centrale 14 aux * six conduites qui l'entourent (voir figure 5) et une grille inférieure d'appui 27 relie les conduites montantes extérieures 10 14 à la paroi 23 de l'enveloppe, en deux points chacune. De la sorte, l'ensemble 12 est très stable et insensible aux vibrations. . Au-dessus de chaque orifice 21 d'échappement de vapeur se trouve un capot bombé déflecteur 28 pour séparer une quantité additionnelle d'eau. Les six capots extérieurs 28 sont réunis 15 par des traverses 29 formant une couronne hexagonale et, à partir du capot central 28, partent trois rayons 30 dont les extrémités externes sont fixées,..au milieu d'une traverse 29 sur deux, comme on peut le voir sur la figure 2. Au point de départ des rayons au-dessus du capot central 28 est. fixé un anneau de levage 31 20 et chaque rayon 30 est fixé par vissage, au moyen d'un écrou 32, à une tige filetée 33 qui fait saillie vers le haut sur le toit 24 de l'enveloppe, les tiges filetées 33 ont une longueur telle que les capots déflecteurs 28 se trouvent à une distance appropriée des orifices 21 d'échappement de vapeur et la fixation'de leurs 25 extrémités inférieures dans le toit de l'enveloppe est renforcée par des tôles de renfort 34 découpées obliquement, ce qui est parfaitement visible sur la figure 6. Les anneaux de levage 31, les rayons 30 et les tiges filetées sont suffisamment stables pour permettre que l'ensemble 12 soit extrait en bloc par trac-30 tion sur l'anneau de levage 31- Après que les trois écrous 32 ont été dévissés, tous les six capots déflecteurs peuvent être retirés, ce qui permet d'inspecter facilement l'intérieur des groupes séparateurs de vapeur, par exemple à l'aide d'un endoscope. Comme on l'a mentionné ci-dessus, l'ensemble 12 est fixé 35 au dispositif-couvercle 7 au moyen d'un système de serrage 13. Ce système de serrage contient une barre de traction 35 j longue, mince et verticale, qui est représentée dans sa-totalité sur la 71 34819 2108034 figure 3 et dont les extrémités supérieure et inférieure sont visibles à échelle agrandie sur les figures 6 et 7 respectivement. La barre de traction 35 est fabriquée en un matériau de haute qualité et comprend une longue partie moyenne qui est nettement 5 plus mince que ses parties terminales, si bien qu'il est plus facile, par un allongement préalablement déterminé de la barre, de parvenir à une fixation bien dosée de l'ensemble 12. La partie * moyenne mince doit être protégée^ contre les vibrations et, à cette fin, la barre de traction 35 est engainée par un tube 36 de pro-10 tection et de raidissement avec des guides 37 pour la barre. La partie terminale inférieure de la barre de tractioa 35 s'adapte exacftément dans le tube protecteur 36 et sa partie la plus basse a la forme d'une vis 38 avec une tête 39 à six pans. Le tube protecteur 36 comporte un six-pans intérieur correspondant à cette 15 tête, ainsi qu'un six-pans extérieur 40, permettant de le saisir avec une clef. La tige de traction est fixée par vissage à un organe d'ancrage 41 prévu à cette fin, comportant une partie inférieure 42 qui est fixée à son tour par soudage aux tubulures 10 du couvercle de la cuve de modérateur et dont la face supérieure 20 est dans un même plan avec la face supérieure des tubulures, ainsi qu'une partie supérieure de transition 43, fixée par soudage à la partie inférieure, ayant une longueur plus précise et munie d'un trou fileté 44 pour la vis 38 de la barre de traction. Du côté extérieur de la partie de transition 43 sont formées deux en-25 coches parallèles 45 diamétralement opposées, dans lesquelles f est pressé le bord inférieur du tube protecteur 36 afin de bloquer l'assemblage à vis. Le blocage n'est pas suffisamment rigide pour que le bord inférieur du tube protecteur ne soit pas extrait automatiquement des encoches lorsque la barre de traction est 30 dévissée au moyen d'une clef qui s'engage sur le six-pans du tube, protecteur. La fixation et le desserrage de la barre de traction et du tube protecteur ne peuvent être effectués que lorsque l'ensemble 12 n'est pas en place. CesêLé.ments ne font donc pas partie de l'ensemble. 35 Pour fixer un ensemble de sept groupes séparateurs, on utilise trois barres de traction, tandis que deux barres de traction sont nécessaires pour cinq groupes séparateurs et qu'un 71 34819 2108034 ensemble de quatre ou trois groupes séparateurs peut être fixé au moyen d'une seule barre de traction. Afin que lors de sa descente vers le dispositif-couvercle 7, l'ensemble 12 soit dirigé précisément dans sa position correcte par rapport aux trois 5 barres de traction 35 avec leurs tubes protecteurs 36, lesquels sont libres, il est fixé d'une part,* à la face inférieure du toit 24, de courts tubes-guides 46 qui s'élargissent vers le bas en « forme d'entonnoir (figure 3) et, d'autre part, deux des couronnes 16 de rails-guides sont munies, à leur périphérie inférieure, d'une 10 bague directrice 47 dont le diamètre intérieur est tel qu'elle s'adapte sur la face externe de la tubulure 10. lorsque l'ensemble. 12 est en place, la barre de traction 35 et le tube protecteur 36 font saillie en dehors du toit 24 de l'enveloppe, le tube protecteur 36 se termine approximativement au niveau des capots déflec-15 teurs 28 et il est entouré par un tube-guide supérieur fixe 48, soudé à la face supérieure du toit 24 de l'enveloppe, ce tubé se terminant par un rebord robuste 49- le trou central du rebord s'amincit en cône vers le haut et constitue le guide pour la partie terminale supérieure de la barre de traction, laquelle présente 20 au-dessus du rebord un filetage 50, une partie plus mince 51 à six pans, un col 52 et, tout en haut, une tête 53 qui est également plus.mince que la partie munie.de filets. De la sorte, un écrou tendeur 54, en prise avec le filetage 50, peut être complè-^ tement retiré de la barre de traction lorsque l'ensemble 12 doit 25 être détaché du dispositif-couvercle 7. 1'écrou tendeur 54 comporte une saillie tubulaire 55 dirigée vers le bas, dont le bord inférieur est destiné à porter contre la face supérieure du rebord 49. lors de la fixation de l'ensemble 12, on utilise un dispositif extracteur qui, prenant appui sur la face supérieure du 30 rebord 49, saisit la tête 53 et donne à la barre de traction une pré-tension prédéterminée, puis 1'écrou tendeur 54 est vissé jusqu'à ce qu'il porte contre le rebord 49. lors du vissage, le dispositif extracteur engaine la partie à six pans 51 et s'oppose à ce que la partie moyenne amincie de la barre soit soumise à des 55 efforts de torsion, le desserrage de l'ensemble s'effectue de manière correspondante. 71 34819 2108034 REVENDICATIONS 1Réacteur à eau bouillante comportant un caisson de réacteur 1, une euve de modérateur 2 logée dans le caisson du réacteur et munie d'un dispositif-couvercle 7, plusieurs groupes séparateurs de vapeur »11 qui sont disposés côte à côte au-dessus 5 du dispositif-couvercle et ion coeur 3 logé dans la cuve de modérateur, le dispositif couvercle comportant un couvercle 8 pour la cuve de modérateur et des canaux 9 qui traversent le couvercle ' pour diriger vers les groupes séparateurs de vapeur le mélange• de vapeur et d'eau formé dans le coeur, afin de'séparer de la va-10. peur la majeure partie de l'eau, caractérisé par le fait que les groupes séparateurs de vapeur 11 sont réunis par groupes en ensembles 12 dont chacun est fixé au dispositif-couvercle au moyen de systèmes tendeurs 13. 2.- Réacteur à eau bouillante selon la revendication 1, 15 dans lequel les canaux 9 comprennent des tubulures 10 en saillie vers le haut à partir du couvercle 8 de la cuve de modérateur et chaque groupe séparateur de vapeur comporte une conduite montante 14, caractérisé par le fait que chaque ensemble '12 comprend une enveloppe 22 en forme de cloche qui est commune à l'ensemble, 20 entoure vers le haut les groupes séparateurs de vapeur 11 et est fixée rigidement aux conduites montantes 14, et par le fait que le système tendeur 13 comprend au moins une barre de traction verticale 35, longue et mince, dont l'extrémité inférieure est fixée au dispositif-couvercle 7 dans un organe d'ancrage 41 logé 25 dans celui-ci, et dont l'extrémité supérieure est munie d'organes 54 pour presser vers le bas l'enveloppe 22, au moins indirectement, et presser de la sorte les conduites montantes 14 contre les tubulures 10. 3.- Réacteur à eau bouillante selon la revendication 2, 30 caractérisé par le fait que la barre de traction 35 est munie, à sa partie supérieure, d'un filetage 50 et d'un écrou 54 eh prise avec celui-ci, écrou qui porte contre l'enveloppe 22 au moins indirectement, et par le fait que la barre de traction 35 est munie, au-dessus de 1'écrou 54, d'une tête 53 qui constitue le point de ^ fisation pour un organe extracteur, de telle manière qu'une 71 34819 9 2108034 pré-tension prédéterminée de la barre de traction'35 soit atteinte par un certain étirage de la barre de traction 35 par rapport à l'enveloppe 22 avant le vissage de 1'écrou 54 jusqu'en position d1 appui. 5 4.- Réacteur à eau bouillante selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la barre de traction 35 présente une longue partie moyenne qui est plus mince que les parties terminales. 5.- Réacteur à eau bouillante selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'au-dessus du filetage 50, la barre de 10 traction 35 est exécutée de telle sorte que, lorsqu'un organe de préhension la saisit, une rotation de la barre 35 ne:.soit pas pos- . sible par suite du vissage ou du dévissage de 1'écrou 54. 6.- Réacteur à eau bouillante selon la revendication.4 ou 5, caractérisé par le fait que la barre de traction 35 traverse 15 l'enveloppe 22 dans un tube 36 de protection et de raidissement muni de guides 37 pour la barre. 7.- Réacteur à eau bouillante selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la paroi de l'enveloppe 22 forme un.conduit de descente pour l'eau séparée 20 dans l'ensemble 12. 8.- Réacteur à eau bouillante selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la paroi de l'enveloppe 22 a une forme ondulée qui s'adapte aux contours des conduites montantes 14 de l'ensemble 12. 25 ■ 9.-" Réacteur à eau bouillante selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, dans lequel chaque groupe séparateur de vapeur 1 est du type centrifuge et comporte un tuyau d'échappement de vapeur 19 qui fait saillie à travers le toit de l'enveloppe 22 et un capot déflecteur 28 disposé au-dessus du tuyau d'échappe- 30 ment de vapeur, caractérisé par- le fait que les capots déflecteurs 28 sont raccordés les uns aux autres à l'intérieur de l'ensemble 12 et sont fixés de façon amovible par rapport au reste de l'ensemble 12.