Brevet FR2125342A1 — publié le 19720929

La présente invention a trait à un système "à cellule chaude" permettant le rechargement d'un réacteur nucléaire utilisant un métal liquide comme agent refrigérant, et plus précisément à un sous-ensemble permettant à du personnel d'accéder au couvercle blindé de fermeture d'une telle cellule chaude. Les systèmes à cellule chaude pour le rechargement de réacteurs nucléaires sont considérés depuis peu comme des moyens efficaces de recharge des réacteurs nucléaires réfrigérés par métal liquide. Les systèmes de la sorte comportent une cellule chaude, construite autour du réacteur pour rechargement à distance dudit réacteur une fois que le tampon-bouclier ou couvercle blindé de fermeture a été enlevé, et remplie de gaz inerte. Mais avant que ce tampon puisse entre enlevé, il faut exécuter un certain nombre d'opérations indispensables sur ledit tampon ou auprès de lui; c'est ainsi par exemple qutil faut pouvoir enlever les boulons de fixation dudit tampon avant de pouvoir soulever celui-ci pour procéder au rechargement. On a sans doute proposé de faire exécuter les opérations indispensables par des robots manipulateurs à distance ou encore par du personnel porteur de combinaisons spéciales, et d'appareils respiratoires les isolant de l'environnement. Mais une telle solution se révèle peu efficace, sujette à des pertes de temps et conteuse. Un brevet récent des Etats-Unis N034282.793,décrit l'emploi d'un grand soufflet vertical, permettant de créer une atmosphère d'air dans la région du tampon-touclier et ainsi de permettre à du personnel d'avoir accès à cette région. Ce système ne permet pas à partir de l'intérieur du soufflet d'enlever les ceintures de fermeture du réacteur, ni de déposer le tampon bouclier sur le plancher adjacent à ltouterture d'entrée du réacteur. Dtun autre cSté le même système nécessite la construction d'une enceinte de réacteur à dme extrêmement élevé. La présente invention a essentiellement pour but de présenter un système à cellule chaude pour le rechargement d'un réacteur nucléaire, système permettant à du personnel d'avoir accès au sommet du couvercle blindé ou tampon-bouclier du réacteur et aux mécanismes d'entraSnement des barres de commande, aux goujons assurant la fermeture du réacteur et à tous autres composants montés sur ledit tampon. L'invention concerne donc un système permettant accès à certaines parties d'un réacteur nucléaire comportant, dans une chambre de réacteur, unecuve résistant à la pression avec couvercle amovible la fermant hermétiquement et porteur de mécanismes d'entraSnement de barres de commande. Suivant l'invention ce système se caractérise en ce qu'il est constitué par une enceinte dite d'accès qui est disposée dans ladite chambre de réacteur qui enferme ledit couvercle et lesdits mécanismes, et qui est pourvu d'une ouverture, en regard d'une autre ouverture percée dans la paroi de ladite chambre de réacteur, un soufflet étant disposé entre ces deux ouvertures. Pour mettre ce système au travail, on enlève un panneau fermant l'ouverture de ladite paroi de chambre de réacteur, on déploie le soufflet jusqu'à ce qu'il vienne prendre contact de façon étanche avec l'ouverture de ladite enceinte d'accès. On purge ensuite l'espace intérieur au soufflet jusqu'aux portes fermant cette dernière ouverture et enfin on ouvre ces portes pour permettre au personnel d'entrer dans l'enceinte d'accès En travaillant à l'intérieur de ladite enceinte le personnel peut maintenant démonter les mécanismes d'entraSnement des barres de commande et retirer les goujons assurant la fermeture du réacteur. Une fois que chacun de ces goujons a été enlevé une cloche d'étanchéité est boulonnée au-dessus du trou de goujon et l'inté- rieur de la cloche est purgé pour être ensuite rempli dtargon. Après départ du personnel, les portes d'accès sont fermées et l'espace les séparant est purgé pour titre rempli d'argon. Le soufflet peut alors être replié et le panneau de fermeture de la paroi de la chambre de réacteur remise en place. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un exemple préféré de réalisation et à l'examen des dessins annexés dans lesquels - La Figure 1 est une vue par le dessus du système de sécurité enveloppant un réacteur nucléaire et montrant l'agencement de la cellule de rechargement ainsi que des moyens d'accès9 le tout suivant l'invention - La Figure 2 est une vue en coupe partielle, prise selon la ligne II-II de la Figure 1, et montrant le détail de l'enceinte d'accès ainsi que du soufflet, le tout suivant l'invention. - La Figure 3 est une vue à plus grande échelle d'un dispositif d'étanchéité d'un goujon assurant la fermeture du réacteur. Telle qu'elle est représentée à la Figure 1, une cellule de rechargement 10 est entourée par une muraille ou paroi 12, présentant un passage pour accès de personnel 14 et un passage pour transfert de combustible 27. La cellule de rechargement 10 comporte encore deux galeries d'observation 18,20. L'intérieur de la cellule 10 est rempli d'un gaz inerte, par exemple d'argon. C'est dans cet espace qutont lieu les opérations de rechargement et autres de maintenance intéressant le réacteur nucléaire. La cellule 10 a un plancher 22. Au-dessous du plancher 22 se trouvent un réacteur nucléaire 24 et un puits de stockage de combustible 27. D'autres éléments d'équipement tels que pompes, puits de stockage, etc, peuvent également trouver place dans la cellule 10 ou au-dessous du plancher 22 de celle-ciO Le réacteur nucléaire 24 pour lequel est spécialement conçu le système suivant; l'invention est un réacteur refroidi par un métal liquide. Un réacteur de la sorte doit être isole de l'air extérieur, comme de toute atmosphère renfermant de I'oxygèng car le métal liquide couramment utilisé, par exemple du sodium, réagit avec ltoxygène. C'est pour cette raison que le réacteur est enfermé de façon étanche à l'intérieur d'une cellule de rechargement 10, remplie comme on l'a déjà indiqué, d'un gaz inerte. A la manière bien connue, le réacteur nucléaire 24 comporte une cuve résistante à la pression, dont on ne voit à la Figure 2 que le rebord supérieur 26 et un couvercle blindé ou tampon-bouclier 28 qui normalement ferme ladite cuve de réacteur de façon étanche, et plus précisément est boulonné sur la bride 26 au moyen d'un certain nombre de goujons 30 de fermeture. Sur ledit tampon sont montés un certain nombre de mécanismes (non représentés) pour I'entrarnement de barres absorbantes de neutrons dites de commande, de façon à pouvoir à volonté abaisser ces barres dans le coeur du réacteur 24 et les relever. I1 est désirable que ces mécanismes des barres de commande, ainsi que leurs organes électriques associés les commandant, en soient exposés ni audit gaz inerte, ni à la vapeur de sodium qui surmonte le sodium liquide dans le coeur du réacteur 24. Mais en raison d'un autre côté de la complexité de ces structures électriques et mécaniques, surmontant le tampon ou couvercle 28 du réacteur, il faut pouvoir effectuer des opérations de maintenance dans cette région. Ces opérations de maintenance ne peuvent titre exécutées facilement que si le personnel qui en est chargé n'a pas sa liberté de mouvement gênée par des combinaisons, de type spatial et par des appareils respiratoires. C'est pour cette raison qu'il faut pouvoir disposer également le moment venu d'un air atmosphérique normal aux abords immédiats du tampon 28. Pour pouvoir disposer d'une telle atmosphère on a monté une enceinte d'accès 32 au-dessus du tampon 28, fixée de façon étanche à la bride 34 extérieurement saillante de ce tampon. L'enceinte d'accès 32 doit etre fixée de façon étanche à la bride 34 du couvercle ou tampon 28, extérieurement aux goujons 30, de façon que le personnel ayant accès à l'enceinte 32 puisse travailler en particu7ier sur ces goujons 30. En vue de permettre le passage de la galerie d'observation 18 à enceinte d'accès 32, on a monté un élément en forme de soufflet 34, qui s'détend entre la paroi 36 de la galerie 28 et la paroi en regard 38 de l'enceinte 32o Comme le montre surtout la Figure 2, une ouverture 40 est percée dans la paroi 36. Cette ouverture est normalement fermée par un panneau 42. Intérieurement par rapport à l'ouverture 40 une plaque annulaire 44 est montée contre un épaulement de la paroi 36; c'est sur cette plaque 36 qu'est fixé de façon étanche le soufflet 34 en métal et tissu. L'extrémité du soufflet 34 opposée à la paroi 36 est également pourvue d'une plaque annulaire 46 formant intérieurement une ouverture 48 susceptible d'erre fermée de façon étanche. Pour permettre de déployer et de replier commodément le soufflet 349 on utilise pour bien faire deux ensembles 50 de barres, articulées entre elles à leurs extrémités et à la manière de ciseaux en leurs milieux. Chacun de ces ensembles articulés peut être déplacé au moyen d'un moteur 52 entraînant une vis 54. Un écrou à billes suiveur de la vis 54 est fixé à l'une des barres 58 des ensembles articulés 50 et la barre opposée 60 du mdme côté est fixée à une patte fixe 62 s'étendant intérieurement à partir de la plaque annulaire 44. Les barres du cEté opposé des ensembles articulés 50 sont respectivement fixées à un écrou suiveur 62 et à une patte fixe 64, ces deux éléments étant de leur coté solidaires de la plaque annulaire 46. L'enceinte 32 présente intérieurement une plaque annulaire 66, dont l'ouverture 67 donne au personnel accès à ladite enceinte. Quand le soufflet 34 est en position repliée, une porte 68 ferme hermétiquement l'ouverture 67. Des joints d'étanchéité 70, 72 dilatables ou gonflables permettent pour bien faire d'isoler hermétiquement le soufflet 34, tout autour de l'ouverture de la plaque annulaire 66 et de la tape 42 appliquée sur la paroi 36, respectivement. On dispose également d'un conduit de purge 74, passant à travers la plaque annulaire 66, et permettant de purger de gaz inerte l'espace intérieur à l'ouverture 67 pour Il remplacer ce gaz par de l'air, avant que les portes 48, 68 soient ouvertes pour donner au personnel accès à l'intérieur de l'enceihte 32. On dispose enfin de cloches 76 parachevant ltétanchéité des goujons 30, à raison d'une cloche par goujon. Ces cloches 76 sont utilisées en fait pour isoler de façon étanche les ouvertures pratiquées dans la bride extérieure 34 du tampon 28 quand les goujons 30 sont enlevés. Si ces cloches 76 n'existaieht pas, du gaz inerte renfermant de la vapeur de sodium s'infiltrerait à l'intérieur de l'enceinte 32, une fois que le tampon 28 a cessé de coopérer avec la bride 26 du réacteur pour fermer celui-ci hermétiquement, quand par exemple le couvercle ou tampon 28 et 11 enceinte 32 ainsi que leurs structures associées ont été retirées sur un côté du réacteur, en cours de rechargement. L'infiltration de gaz inerte renfermant de la vapeur de sodium à l'intérieur de l'enceinte 32 pourrait causer des dégradations des composants mécaniques et électriques intérieurs à cette enceinte. Chaque cloche 76 doit également être pourvue d'un conduit de purge 78, de façon que toute fraction de gaz inerte qui aurait réussi à s'infiltrer dans ladite cloche, en cours de fonctionnement du réacteur, puisse être extraite avant l'enlèvement de la cloche 76. Comme on le voit à la Figure 3, on s'assure en outre que l'infiltration de gaz à l'intérieur de l'enceinte 32 sera réduite au strict minimum, en disposant un certain nombre de joints toriques 80 entre les éléments jointifs associés à chaque goujon 30. En définitive quand du personnel doit pouvoir accéder aux structures avoisinant le tampon 28, qu'il s'agisse par exemple des mécanismes de commande ou des équipements électriques associés, on commence par retirer le panneau 42. On met ensuite en route les moteurs 52 pour que le soufflet 34 se déploie jusqu'à prendre contact avec l'élément annulaire 66 de l'enceinte 32. On peut alors gonfler le joint 70 pour réaliser au mieux ce contact. On utilise ensuite le conduit de purge 74 pour extraire le gaz inerte de la région située entre les portes 48, 68 et le remplacer par de l'air. On peut alors mettre en place une passerelle 82 pour faire pont sur la longueur du soufflet : à cette fin des rebords 84, 86 peuvent être fixés aux éléments annulaires 44, 46 respectivement0 Une fois cette purge effectuée, on remplit d'air la galerie d'observation 18, l'espace intérieur au soufflet 34, l'espace compris entre les portes 48, 68 et l'espace intérieur à l'enceinte 32. Le personnel peut alors s1 avancer sur la passerelle 76, ouvrir les portes 48, 68 et avoir ainsi accès à l'enceinte 32. Avant d'enlever les goujons 30, on purge les cloches 76 de tout gaz inerte par les conduits 78. On peut alors retirer les cloches 76, enlever les goujons 30, remettre en place les cloches 76 et replacer ces cloches sous gaz inerte. Une fois le personnel sorti de l'enceinte 32 et les opérations énumérées ci-dessus exécutées en sens inverse, on peut retirer le tampon 28, enceinte 32 et ses structures associées de leurs emplacements au-dessus du réacteur et les déposer sur le plancher 22 de la cellule de rechargement l0o REVENDICATIONS 1 - Système permettant à du personnel d'avoir accès à certaines parties d'un réacteur nucléaire comportant dans une chambre de réacteur, une cuve résistant à la pression surmontée d'un tampon-bouclier amovible la fermant hermétiquement et porteur des mécanismes d'entrarnement de barres de commande, caractérisé en ce qu'il est constitué par une enceinte dite d'accès qui est disposée dans ladite chambre de réacteur, qui enferme ledit tampon et lesdits mécanismes, et qui est pourvu d'une ouverture, en regard d'une autre ouverture percée dans la paroi de ladite chambre de réacteur, un soufflet étant disposé entre ces deux ouvertures. 2 - Système selon la revendication l, caractérisé en ce que ladite enceinte d'accès surmonte directement ledit tampon et est fixée de façon étanche sur lui. 3 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit soufflet est extensible en direction sensiblement parallèle au plancher de ladite chambre de réacteur, 4 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite enceinte d'accès dispose de moyens permettant de purger son atmosphère intérieure.