Brevet FR2130146A1 — publié le 19721103

La présente invention a/trait à une barre d'absorption pour réacteurs nucléaires à lit de boulets d'éléments combustibles refroidis par le gaz., Les barres d'absorption des réacteurs 5 nucléaires sont pressées dans le lit de boulets, qui forme coeur du réacteur, de préférence à l'aide d'un moyen pneumatique. Elles fléchissent d'une part sou& l'effet de la résistance des boulets à leur pénétration dans le lit, d'autre part en conséquence des efforts transversaux dus 10 à la pression statique ou dynamique des boulets sur ces barres, la pression dynamique provenant de la descente des boulets vers un trou central, consécutive à l'évacuation d'un certain nombre de boulets à travers ce trou. Elles sont exécutées en acier et sont 15 exposées au flux de neutrons rapides, qui, à partir d*une 21 dose de l'ordre de 10 nvt, produit ube fragilisation sensible de l'acier. Cette fragilisation diminue leur résistance â la flexion au point qu'elles peuvent rompre sous l'action des efforts transversaux pendant l'enfonçage dans 20 le lit de boulets et L'évacuation de ceux-ci. Cette rupture entraîne une interruption de service prolongée et onéreuse, ca^ la partie détachée de la barre doit être sortie du coeur de réacteur. Pour éviter cette interruption de ser-25 vice on exploite les réacteurs avec une dose de flux de neutrons nettement inférieure à la dose admissible,- ce qui a pour conséquence de réduire fortement leur disponibilité. L'invention a j>our but d'obvier à ces inconvénients et de réaliser une b&rre d'absorption qui peut 30 être sortie rapidement du réacteur, même à l'état rompu. Ce but est atteint par le fait qu'un organe de sécurité prévu à 1'intérieur de la barre est attaché à chacune des extrémités de celle-ci. Le rôle de l'organe de sécurité est de 35 relier entre elles les parties dfe la barre après rupture et 72 08336 2 2130146 d'en faciliter la sortie du réacteur. ^ Conformément à la présente invention, il y a intérêt à ce que l'organe de sécurité soit constitué par un câble mou pour qu'il puisse s'adapter à toute 5 flexion dé la barre, à l'abri de toute tension ou flexion néfaste aux points de fixation du câble sur la barre. Bien que la matière employée pour la confection du câble puisse subir une certaine fragilisation sous l'effet du flux de neutrons, cette matière possède la 10 résistance à la traction nécessaire pour faire face à toutes les sollicitations auxquelles elle sera soumise en service, même après rupture de la barre. L'organe de sécurité est avantageusement exécuté en une matière réfractaire résistant à la haute 15 température régnant à l'intérieur du réacteur. Au lieu d'employer com8t€^!ijie sécurité un câble, il est possible d'employer une barre pleine ou un tuyau, qui doivent être attachés d'une manière appropriée. Selon une autre caractéristique avanta-20 geuse de la présente invention, l'organe de sécurité est disposé au droit d'un canal de refroidissement prévu à l'intérieur de la barre d'absorption, parallèlement à l'axe longitudinal de ce dernier, si bien que les influences de la température peuvent être substantiellement négligées dans le 25 choix de la matière pour cet organe. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de sécurité est soudé ou fixé de manière amovible, à l'extrémité supérieure froide et à l'extrémité inférieure chaude de la barre, suivant les diemensions, la 30 forme et l'application de la barre, qui pourraient tenir compte de la possibilité de remplacement de certaines de ses parties. L'invention va maintenant être décrite en se référant à un mode de mise en oeuvre donné à titre 35 d'exemple et représenté au dessin ci-annexé. Par 1 est désignée une barre d'absorption 72 08336 3 i 2130146 I, à paroi double, formée d'une partie supérieure pousseuse 2 et d'une partie inférieure absorbante 3 munie de deux parois concentriques 4, 5 entre lesquelles est interposée une couche de matière 6 destinée à absorber les neutrons 5 pénétrant dans cette couche. A l'intérieur de la barre 1 se trouve un canal de refroidissement axial 7 alimenté d'un gaz re-froidisseur, qui entre dans ce canal par des ^orifices 8, ménagés dans l'extrémité supérieure de la barre 1, et qui 10 sort par des orifices 10, prévus dans l'extrémité inférieure arrondie 9, pour entrer dans le coeur 12 d'un réacteur nucléaire, constitué par des boulets d'éléments combustibles II. f ' Il est nécessaire de refroidir la barre 15 1 pour qu'elle ne se déforme pas à la température superficielle des boulets 11, qui est d'environ 1000° C. A l'intérieur de la barre 1 est disposé un organe de sécurité constitué par un câble mou 13* en acier par exemple, reliant la partie pousseuse 2 à la partie 20 absorbante 3 et attaché à la barre 1 par des boulons 14 prévus à ses extrémités. Il est possible de souder le câble 13 sur la barre 1. Ce câble refroidi, par le gaz ne peut 25 subir aucune surchauffe nuisible. La barre 1 peut être facilement retirée du coeur 12, même après rupture, car le câble 13 relie sûrement la partie supérieure 2 à la partie inférieure 3. 08336 4 2130146 Revendications 1. - Barre d'absorption pour réacteurs nucléaires à lit de boulets d'éléments combustibles refroidis par le gaz, caractérisée en ce qu'un organe de sécurité prévu à l'intérieur de la barre est attaché à chacune des extrémités de celle-ci. 2. - Barre selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de sécurité est constitué par un câble mou, une barire pleine ou un tuyau. 3. - Barre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe de sécurité est disposé au droit d'un canal de refroidissement prévu à l'intérieur de la barre d'absorption, parallèlement à l'axe longitudinal de ce dernier. 4. - Barre selôn l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisée en ce que l'organe de sécurité est fixé de manière amovible à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure de la barre. 5. - Barre selon! la revendication 2, caractérisée en ce que les extrémtiés du câble sont soudées à l'extrémité supérieure froide et à l'extrémité inférieure ghaude de la barre. \ 6. - Barre selon l'une quelconque des revendications précé dentes, caractérisée en ce qu'elleest formée d'une partie pousseuse et d'une partie absorbante, l'une des extrémités de l'organe de sécurité étant fixée à l'intérieur de la partie Mousseuse et l'autre extrémité de cet organe au droilfc de l'extrémité arrondie de la partie absorbante^