Brevet FR2124140A1 — publié le 19720922

La présente invention concerne les réacteurs nucléaires, et notamment les réacteurs à neutrons rapides dans lesquels le coeur est refroidi par une circulation de métal liquide. On connaît déjà des réacteurs de ce type comprenant trois cuves situées l'une dans l'autre et avant pour rôles, l'intérieure de soutenir le coeur du réacteur et les équipements intérieurs du réacteur, l'intermédiaire de contenir la masse de métal liquide et l'extérieure de pouvoir remplacer le cas échéant la cuve intermédiaire. La bonne tenue mécanique de ces cuves impliquant que celles-ci soient suspendues à une dalle surmontant le puits de bloc-pile dans lequel elles sont contenues, il est usuel de faire temporairement supporter les cuves par une structure provisoire pendant le temps de réalisation de la dalle et de les suspendre à la dalle lorsque celle-ci est en place en les délivrant de sur le support précédent. De telles opérations entraînent une perte de temps considérable et augmentent les difficultés de réalisation des réacteurs et par suite le prix de revient de ceux-ci. La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients des procédés connus et des réacteurs réalisés par application de ces procédés. Elle concerne à cet effet un procédé pour la réalisation d'un assemblage structurel de réacteur nucléaire dont le coeur est refroidi par une circulation de métal liquide et comportant, dans un puits de bloc-pile, trois cuves situées à l'intérieur les unes des autres, l'une intérieure ou primaire supportant le coeur du réacteur; la seconde intermédiaire ou principale contenant la masse de métal liquide, la troisième extérieure ou de sécurité pouvant pallier une éventuelle défaillance de la cuve principale et au-dessus desdites cuves, une dalle obturant l'ouverture du puits et présentant un diamètre supérieur à celui de la cuve extérieure r caractérisé en ce que successivement, on introduit les cuves dans le puits, on fait soutenir lesdites cuves par la seule paroi dudit puits, ou met en place la dalle d'obturation, on suspend les cuves à la dalle et on règle les moyens de suspension pour obtenir des lors une répartition déterminée des efforts auxquels les cuves soumettent la paroi du puits et la dalle. On obtent ainsi notamment une stabilité accrue des cuves, celles-ci étant à la fois suspendues et supportées. Suivant une caractéristique de l'invention, l'on introduit d'abord la cuve de sécurité dans le puits en la faisant soutenir par la paroi dudit puits, puis la cuve principale, dans la cuve de sécurité et l'on solidarise in situ les deux dites cuves. Cette disposition permet notamment de réaliser les cuves de sécurité et principale, en atelier et de pouvoir les manutentionner séparément très facilement. Pour supprimer au niveau de la cuve primaire, la plus chaude en fonctionnement, toute fixation rigide de cette cuve, on suspend la cuve primaire à la cuve principale préalablement liée à la cuve de sécurité. Par ailleurs, suivant une disposition avantaqeuse de l'invention, on réalise la cuve primaire en deux parties, on introduit séparément ces deux parties dans le puits, on les suspend séparément à la cuve- principale et on les assemble in situ. L'invention s 'étend également au réacteur obtenu par application du procédé precédent, réacteur comportant trois cuves situées à l'intérieur les unes des autres et entièrement contenues dans un puits de bloc pile dont l'ouverture est obturée par une dalle de diamètre supérieur à celui de la cuve extérieure, caractérisé en ce qu il comprend, des moyens complémentaires de soutien de l'ensemble des cuves sur la paroi latérale du pults, des moyens pour suspendre l'ensemble des cuves à la dalle et des moyens de réglage de ces moyens de suspension. Compte tenu des conditions de fonctionnement du réacteur, il est partlculíerement avantageux de multiplier autant-que faire se peut le nombre des moyens de suspension de la cuve primaire aux cuves principales et de sécurité et celui du nombre des moyens de suspension de l'ensemble des cuves à la dalle. Pour un réacteur dans lequel la cuve de sécurité présente un diamètre d'environ il mètres, les nombres précédentes peuvent l'un et l'autre être de 36, les moyens de portée sur l'épaulement pouvant alors également être de 36. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins annexés qui représentent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue partielle schématique, en coupe d'un réacteur suivant l'invention, - la figure 2 est une vue partielle en coupe du réacteur de la figure 1 montrant le détail des parties supérieur- des cuves de sécurité et principale et de goussets des suspentes auxquelles est liée la cuve primaire, - la figure 3 est une vue en perspective des dispositifs de mise en tension des suspentes liant les cuves à la dalle, - la figure 4 est une vue en perspective de l'un des moyens de guidage et de support des cuves sur la paroi du puits, - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques illustrant le montage des parties de la cuve primaire par rapport à la cuve principale. Le réacteur à neutrons rapides suivant l'invention, représenté sur les figures 1 à 6, comprend essentiellement dans un puits de bloc-pile 1, une cuve intérieure ou primaire 2 supportant le coeur 3 du réacteur, refroidi par une circulation de métal liquide, une cuve intermédiaire ou principale 4 contenant la masse de métal liquide 5 assurant le refroidissement du coeur 3, une cuve extérieure ou de sécurité 6 enveloppant la cuve principale 4 et destinée à pallier une éventuelle défaillance mécanique de celle-ci et, au-dessus de l'ouverture du puits l, une dalle 7 de protection biologique, d'un diamètre supérieur à celui de la cuve de sécurité 6, et équipée d'un bouchon tournant 7a. Les parois du pulls sont en béton de même que la dalle et son bouchon tournant alors que les cuves sont métalliques. La cuve de sécurité 6 porte au voisinage de sa partie supérieure une pluralité de pattes d'appui 8 régulièrement réparties à la périphérie de a cuve et n rurère égal d'entretoises de manutention 9 dont chacune est située à l'intérieur de la cuve, en regard d'une patte d'appui. Les pattes d'appui 8 et entretoises 9 sont soudes à la cuve de sécurité 6. Chacune des pattes d'appui 8 porte sur un gaiet 10 par lequel elle s'appuie sur un épaulement annulaire 11 de la paroi latéraie 12 du puits i. Une partie des pattes d'appui 8 est guidée radialement par des calets verticaux 13 portés par l'épaulement il de la paroi 12 du puits 1 et associés par paire à chacune des pattes d'appui ainsi guidées. La cuve principale 4 est frettée par un profilé en =, 14 manchonné intérieurement par une tUle de renfort 15 et pourvu le long de son bord libre d'une pluralité de pattes de suspension 16, soudées les unes et les autres à la cuve principale 4. Dans le réacteur terminé représenté sur les figure 1 et 2, le profilé 14 est en outre soudé aux pattes d'appui 8 ainsi qu'à la cuve de sécurité elie-mème 6. En pratique, la solidarisation des cuves principale 4 et de sécurité 6 fait qu'elles sont toutes deux soutenues par la paroi 12. La cuve primaire 2 qui contient non seulement le coeur 3 du réacteur mais encore les protections neutroniques de celui-ci, les écrans thermiques et autre équipement intérieur du réacteur, représentés à la figure I sous la référence d'ensemble 17, est suspendue à la cuve principale 4 par des suspentes 18-19. En fait, la cuve primaire 2 est réalisée en deux éléments, l'un inférieur 2a, 1 autre supérieur 2b assemblés comme il sera décrit pius loin, l'un à l'autre, in situ dans le puits, par une couronne intermédiaire 2c à laquelle ces éléments sont soudés. Les suspentes 18 qui soutiennent l'élément inférieur 2a de la cuve primaire 2, sont chacune en deux parties, l'une supérieure 18a, i'autre inférieure 18b La partie supérieure de chaque suspente 18 est liée à l'une de ses extrémités à li un, respectivement d'une pluralité de goussets 20 solidaires de la tôle de renfort 15 et repartis angulairement dans un même plan le long de la face intérieure de ladite tôle, et à son autre extrémité à un anneau de compression 21 libre dans la cuve principale 4. La partie inférieure 18b de chaque suspente 18 est liée, elle à l'une de ses extrémités à l'anneau de compression 21 et à son autre extrémité à l'élément inférieur 2a de la cuve primaire 2.A l'anneau de compression 21 sont également accrochées des suspentes 22 soutenant à leur extrémité un bouclier 23, situé sous la cuve primaire 2 au droit du coeur 3 du réacteur. Les suspentes 19 qui soutiennent l'élément supérieur de la cuve primaire 2b de la cuve primaire 2 sont en une seule partie et sont liées chacune à, l'une de ses extrémités à l'un respectivement, d'une pluralité de goussets 24 solidaires également de ia tôle de renfort 15 et répartis angulairement dans un même pian, parallèle à celui contenant les goussets 20, le long de ia race interne de la tôle 15 et à son autre extrémité à un profilé 25 porté par l'élément supérieur 2a de ia cuve primaire 2, au voisInage de sa partie inférieure. Chaque suspente i9 ne pouvant être droite, du fait de la géométrie de la cuve 2, il est prévu à la périphérie de celie-ci des moyens de guidage 2o imposant à chaque suspente 19 un trajet brisé détermine. L'ensemble des cuves 2, 4, 6 est d'autre part suspendu à la dalle 7 par des suspentes 26 dont ia tension est réglable par des disposîtits de mise en tenslon 2; (Fig. 3) chaque suspente 26 est solidaire de l'une des pattes de suspension 16, traverse un orifice 28 ménagé dans la dalle ; et présente à son extrémité supérieure tins tête de retenue 26a, coopérant avec un des dispositifs de mise en tension 27.Chacun de ces dispositifs 27 comprend essentiellement une cale d'approche 29, une embase 30, deux coins 31-32 glissant l'un sur l'autre par la manoeuvre 'une -is et est traversé par la suspente 26 correspondante. Contrairement ia dis- position montrée à la fig 1, la tète de etenuS 26a de chaque suspente 26 est bien entendu appliquée sur la portée 34 ménagée dans ie coin supérieur @@ J dispositif de mse en tension 27.Par la manoeuvre ces dispositifs 2', contrôlée par exemple au moyen de jauges de contrainte, on réalise aisément d'une part, une répartition déterminée des efforts devant etre supportés respectivement par la paroi d puits et par la dalle et une répartition déterminée et réqulière des efforts devant être supportés par la dalle entre les différents points d'application de ces efforts sur ladite dalle. A la dalle 7 est en outre accroché par des tirants articulés 35, dont un seul est représenté à la fig. 1, un toit métallique 36 coiffant l'ensemble des cuves 2, 4, 6 et reposant à sa périphérie sur les parties supérieures de celles-ci. Suivant le procédé de l'invention, la réalisation du réacteur qui vient d'être décrit est effectuée en opérant successivement: - l'introduction dans le puits 1, de la cuve de sécurité 6 que l'on fait soutenir seulement par l'épaulement annulaire li de la paroi latérale du puits 1, - la mise en place de la cuve principale 4 à l'intérieur de la cuve de sécurité 6 et la solidarisation de ces deux cuves par soudage, - le positionnement dans la cuve principale 4, des éléments de la cuve primaire 2 et de leurs moyens respectifs de soutien et ia solidarisation des éléments de la cuve primaire 2 par soudage1 - la mise en place dans la cuve primaire 2, du coeur 3 du réacteur et des équipements intérieurs 17 du réacteur, - les posltlonnements du tOit 35 puis de la dalle 7, - la mise en place des moyens de soutien 18-19 des cuves 2-4-6 et leur liaison avec la dalle 7, - ia mise en tension desdits moyens de soutien et la répartition des efforts à supporter, d'une part entre la dalle 7 et l'épaulement il de la paroi du puits et, d'autre part entre les différents points d'appui répartis sur la dalle. Bien entendu, l'invention n'est pas limités au mode ae réalisation décrit et représenté. On pourra au besoin recourir à d'autres modes et à d'autres formes de réalisation de l'invention sans rot: cela sortir du cadre de l'invention. REllENDICATION S 1o/ Procéaé pour ia réalisation d'un assemblage structurel de reacteur nuciéair? dont le coeur est refroil-par une circulation de métal liquide et comportant dans un puitsde.bloc-pile, trois cuves situées l'interieur les unes des autres, l'une intérieure ou primaire supportant le coeur du réacteur, la seconde intermédiaire ou principale contenant la masse de métal liquide, la troisième extérieure ou de sécurité pouvant pallier une éventuelle défaillance de la cuve principale et, au-dessus desdites cuves, une dalle obturant l'ouverture du puits et présentant un diamètre supérieur à celui de la cuve extérieure, caractérisé en ce que successivement, on introduit les cuves dans le puits, on fait soutenir lesdites cuves par la seule paroi dudit puits, on met en place la dalle d'obturation, on suspend les cuves à la dalle et on règle les moyens de suspens ion pour obtenir dès lors une répartition déterminée des efforts auxquels les cuves soumettent la paroi du puits et la dalle. 2 / Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit d'abord la cuve desécrité dans le puits en la faisant soutenir par la paroi dudit puits puis la cuve principale, dans la cuve de sécurité et que l'on solidarise in situ les deux dites cuves. 30/ Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on suspend la cuve primaire à la cuve principale préalablement liée à la cuve de sécurité. 40/ Procédé suivant la-revendication 3, caractérisé en ce qu'on réalise la cuve primaire en-deux parties, qu'on introduit séparément ces deux parties dans le puits, qu'on les suspend séparément à la cuve principale et qu'on les assemble in situ. 50/ Assemblage structurel de réacteur, obtenu par mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 et comportant trois cuves situées à l'intérieur les unes des autres et entièrement contenues dans un puits de bloc pile dont l'ouverture est obturée par une dalle de diamètre supérieur à celui de la cuve extérieur, caractérisé en ce qu'il- comprend, des moyens complémentaires de soutien de ltensemble des cuves sur la paroi latérale du puits, des moyens pour suspendre l'ensemble des cuves à la dalle et des moyens de réglage de ces moyens de suspension. 6 / Assemblage de réacteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les cuves extérieure et intermédiaire sont solidaires lrune de l'autre, la cuve extérieure portant sur un épaulement de la paroi du puits et les deux cuves étant liées à la dalle par des suspentes traversant chacune un dispositif de réglage. 7 / Assemblage de réacteur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la cuve intérieure est constituée par deux éléments assemblés dont chacun est suspendu à l'en- semble des deux autres cuves par un 7eu individuel de suspentes. 80/ Assemblage de réacteur suivant l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la cuve extérieure porte sur l'épaulement de la paroi latérale du puits par un galet et est guidée radialement par.rapport à ladite paroi. 90/ Assemblage de réacteur suivant l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les cuves extérieure et intermédiaire sont liées entre elles à leurs parties supérieures, par un profilé formant frette autour de la cuve intermédiaire et auquel les deux cuves sont soudées, la cuve intérieure étant manchonnée intérieurement par une tôle de renfort sur laquelle prennent appui les suspentes auxquelles est liée la cuve intérieure. 100/Assemblage de réacteur suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que la dalle supporte en outre un toit coiffant les cuves et lié à la dalle par des tirants articulés.