Brevet FR2137832A1 — publié le 19721229

L'invention se rapporte aux réacteurs nucléaires et plus partioulièrement aux tachines de rechargement et à un procédé de rechargelent pour réacteurs nucléaires. Différents types de réacteurs nucléaires comprennent un coeur de réacteur sous la forme de briques en matière de modérateur empi lles en colonnes avec du combustible nucléaire, soit logé dans des canaux de combustible formés dans le coeur et pouvant en être enlevé sans troubler les briques du coeur, soit (comme dans le réacteur à haute température) réparti à l'intérieur des briques elles-mêmes et ne pouvant Outre enlevé que par enlèvement des briques.Dans ce dernier cas, conte toute brique individuelle dans une colonne est ceurte par coiparaison avec la hauteur de la colonne mais qu'en même teipi chaque brique doit être accessible pour son enlèvement, la machine de rechargement prévue pour enlever les briques contenant da combustible irradié et pour les remplacer par de nouvelles briques doit comprendre un magasin relativement court pour recevoir les briques irradiées qui ont été enlevées du réacteur et les nouvelles briques qui doivent y entre introduites et une partie essentiellement tubulaire relativement longue pour contenir l'outil de chargement au moyen duquel les briques sont retirées et introduites et aussi des éléments de puits d'accès qui sont de dimensions globales comparables à celles de l'outil de chargement et qui sont placés, pendant les opérations de rechargement, dans les puits d'accès à travers lesquels on accède au coeur. Par suite de la dimension des briques à manipuler, le poids total et la dimension de la machine de rechargement nécessaire sont toue deux très grands La machine de rechargement doit entre transportée de place en'place en service et un but de la présente invention est d'établir une machine de rechargement en deux sections séparables dont chacune est transportable séparément, de sorte que le poids iaxiial à transporter à un instant quelconque est moindre que le poids total de la machine de rechargement.Un avantage complémentaire est que les deux sections peuvent chacune accomplir séparément certaines parties du cycle de rechargement, qui peut être de durée réduite par suite du fait que les deux sections peuvent accomplir siiultanément certaines opérations séparées. Conformément à l'invention, on établit une machine de rechargement pour un réacteur nucléaire qui comprend un coeur composé de colonnes de briques contenant le combustible et qui est muni d'un moyen de transport pour transporter la machine de rechargement par rapport au coeur, cette machine de rechargement comprenant une première section et une seconde section qui sont séparables l'une de l'autre et dont chacune peut être saisie par le doyen de transport pour être transportée par lui, la première section coipre- nant un magasin pour recevoir des briques contenant le combustible tandis que la seconde section comprend un outil de chargement et peut se placer au-dessus de la première section pour transférer les briques contenant le combustible en les introduisant dans le magasin et les extraire du magasin au moyen de lXoutil de rechargement. Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit un procédé pour le rechargement d'un réacteur nucléaire qui comprend un coeur composé de colonnes de briques contenant le combustible et qui est muni d'une machine de rechargement et d'un moyen de, transport pour transporter la machine de rechargement par rapport au coeur, le procédé comprenant les opérations suivantes (a) on place de nouvelles briques contenant le combustible dans un magasin contenu dans une première section de la machine de rechargement pendant que la dite première section est à un premier poste, décalé latéralement du coeur de réacteur, pour charger de telles nouvelles briques et décharger des briques irradiées contenant du combustible (b) en même temps qu'on effectue le dit chargement, on maintient une seconde section de la machine de recharge- ment au-dessus du coeur par le moyen de transport et, au moyen de la seconde section, on enlève du puits d'accès de la dalle supérieure du réacteur un bouchon de protection de dalle supérieure qu'on emmagasine dans la dite seconde section et on le remplace par un bouchon de protection temporaire préalablement ex aga- siné dans la dite seconde section (c) on transporte la seconde section par le moyen de transport jusqu'à un second poste, décalé latéralement du coeur et on y laisse la seconde section, puis on enlève de cette section le dit bouchon de protection de dalle supérieure et on charge dans cette section les éléments de rechargement de puits d'accès comprerant =ze goulotte de chargement (d) pendant que la seconde sections est parques au dit second poste, on transporte la première section par le moyen de transport à partir du premier poste et on la dépose sur la dalle supérieure du réacteur au-dessus du dit puits d'accès (e) on transporte la seconde section par le moyen de transport à partir du dit second poste et on la place au-dessus de la première section (r) au moyen de la seconde section, on retire le bouchon de protection temporaire du dit puits d'accès en l'élevant à travers la première section et en l'emmagasinant dans le seconde section, puis OR fait descendre la goulotte de chargement de la seconde section à travers la première section en l'engageant dans le puits d'accès (g) au moyen dlue outil de chargement de la seconde section, on transfère des briques irradiées contenant le combus tible en les enlevant du coeur de réacteur à travers le puits d'accès et en les amenant dans le magasin de la première section, puis on transfère de nouvelles briques contenait le combustible provenant du magasin en les introduisant dans le coeur à travers le puits d'accès (h) au moyen de la seconde section on retire la goulotte de chargement du puits d'accès à travers la première section et on l'emmagasine dans la seconde section, puis on replace le bouchon de protection temporaire dans le puits d'accès ;; (i) on sépare la seconde section de la première et on la parque par le moyen de transport en la déposant une fois de plus au dit second poste de de la seconde section, on enlève les éléments de rechargement du puits d'accès, comprenant la goulotte de chargement, et on charge dans cette section le dit bouchon de protection de dalle supérieure (k) pendant que la seconde section est parquée au second poste, on transporte la première section par le moyen de transport jusqu'à un troisième poste et on la parque en ce poste (1) on enlève da magasin de la première section les briques irradiées et on les dépose au troisième poste pour un dépôt temporaire, puis on charge dans le magasin les briques irradiées déjà déposées au troisième poste (n) pendant que la première section est parquée au troisième poste, on transporte la seconde section par le moyen ae transport à partir du second poste en la plaçant au dessus du dit puits d'accès et là, au moyen de la sece de section, on enlève le bouchon de protection tempo raire du puits d'accès, on l'emmagasine dans la seconde section et on le remplace par le dit bouchon de protection de dalle supérieure (n) on ramène la seconde section au second pote par le moyen de transport et on la parque à ce poste (o) pendant que la seconde section est parquée au second poste, on transporte la première section par le moyen de transport du troisième poste au premier poste (p) on décharge les briques irradiées de la première secti au troisième poste ;; et (q) pendant que la première section est au premier poate, transporte la seconde section par le moyen de transport en l'amenant en position au-dessus d'un ar puits d'accès de la dalle supérieure On décrira ci-après une forme d'exécution d'exécution d'une @@@@@@ rechargement et son mode de fon@@ionnement en référente @@ @@@@@ annexé, dans lequel :: la figure 3 montra en élévation de profil une machine de rechargement selon l'invention, en association avec un moyen de transport et d'antres parties d'un réacteur nucléaire pour lequel elle est utilisée la figure 2 montre en élévation de face la section supérie@ de la machine de rechargementavequnessction decantrage abeissée et le moy@ de transport qui sont représentés sur la figure 1 ; et la figure 3 est un diagramme à échelons montrant un W le rechargement typique pour un réacteur nucléaire avec utilisetion @ la machine de rechargement représentée sur les figures 1 et 2. Belon les figures 1 et 2, un réacteur nucléaire ayant une dalle supérieure 11 est muni d'un moyen de transport qui comprend un pont roulant 12 mobile dans une direction le long de rails fixes 13 et un treuil roulant 14 mobile le long du pont dans la direction perpendiculaire à la précédente pour faire déplacer une machine de rechargement sur la dalle supérieure Il du réacteur. Conformément à l'invention, la machine de rechargement comprend une première section inférieure 15 et une seconde section supérieure 16 qui sont sépara- bles l'une de l'autre, chacune étant transportable séparément au moyen du pont 12 et du treuil 14. La section inférieure 15 de la machine de rechargement, qui comprend un magasin pour recevoir des briques contenant le combus tible, peut Stre saisie par des verrous de vérins 17 qui sont prévus sur 1. treuil 14 et qui permettent de la soulever au-dessus de la dalle supérieure 11 pour la transporter an moyen du pont 12 et du treuil 14.La section supérieure 16 de la machine de rechargement porte des prolongements 18 pouvant être saisis par en dessous par des supports 19 qui sont montés sur le treuil 14 et qui permettent de la soulever par des vérins 20 prévus aussi sur le treuil 14. Comme on l'expliquera plus loin, le procédé d'utilisation de la machine de rechargement est tel que le moyen de transport, compesé du pont 12 et du treuil 14, ntait jamais besoin de supporter simultanément les poids des sections inférieure et supérieure 15 et 16 de la machine de rechargement. La section supérieure 16 de la machine de rechargement comprend un outil de chargement au moyen duquel les briques contenant lo combustible peuvent être transférées, quand la section supérieure 16 est placée au-dessus de la section inférieure 15, entre le magasin de cotte dernière et un coeur de réacteur canon représenté) à travers un puits d 'accès (non représenté) dans la dalle supérieure Il. La section supérieure 16 comprend aussi un logement pour des éléments du puits d'accès, coule on l'expliquera plus en détails dans la suite de l'expesé. Un cycle do rechargement du réacteur avec utilisation de la machine de rechargement décrite en référence aux figures 1 et 2 sera maintenant décrit en référence à la figure 3 qui représente une disposition initiale dans laquelle la section supérieure 16 de la machine de rechargement est supportée par le pont et le treuil au-dessus d'un puits d'accès dans la dalle supérieure Il tandis que la section inférieure 15 est écartée de la dalle supérieure en un poste od des briques irradiées contenant le combustible de son magasin sont enlevées de ce magasin et du réacteur et remplacées par de nouvelles briques contenant le combustible.Ces deux positions (au-dessus de la dalle supérieure et au poste pour le déchargement de combustible irradié et le prélèvement de nouveau combustible) sont représentées sur la figure 3 par les niveaur d'ordonnées 21 et 24, respectivement tandis que les niveaux d'ordonnées 22 et 23 représentent deux autres postes occupés par les sections de la machine de rechargement pendant le cycle de rechargement et comprenant un poste de séjour pour la partie supérieure 16 de la machine de rechargement (indiqué aussi sur la figure I par-le même chiffre de référence 22) et un poste de dépit pour des briques irradiées contenant le combustible avant leur enlèvement du réacteur. Sur la figure 3, la position occupée par la section inférieure 15 à un instant quelconque est indiquée par un trait plein, la position occupée par la section supérieure 16 est indiquée par un trait interrompu et la position du pont 12 et du treuil 14 chaque fois qu'ils sont en service, par une ligne pointillée. Les sections inférieure et supérieure 15 et 16 étant initialement aux positions 24 et 21, les briques irradiées, amenées du dép8t de la position 23 comme on l'indiquera ci-aprbs, sont déchargées du magasin de la section inférieure 15 et du réacteur et de nouvelles briques sont placées dans le magasin.Pendant que s'effec- tue cette opération, la section supérieure 16, supportée par le pont 12 et le treuil 14 au-dessus d'un puits d'accès choisi dans la dalle supérieure et avec une section de centrage 25 abaissée pour s 'ac- coupler au puits d'accès du réacteur, est utilisée pour retirer de ce puits d'accès un bouchon de protection biologique qui le ferme normalement et le bouchon de protection est soulevé par la section supérieure 16 JusquXà un logement qui y est prévu pour le recevoir. Un bouchon de protection temporaire plus court, déjà logé dans la section supérieure 16 comme on 5indiquera ci-apres, est alors introduit par elle dans le puits d'accès. Le pont 12 et le treuil 14 sont alors utilisés pour soulever la section supérieure et pour l'amener à la position 22 où elle est déposée ou parquée en laissant le pont 12 et le treuil 14 sans charge. Â la position 22, le bouchon de protection enlevé du puits dtaccbs est déchargé de la section supérieure 16 qui prend à son bord des éléments de puits d'accès comprenant une goulotte de chargement destinée å à être introduite ultérieurement dans le s8me puits d'accès comme on le décrira plus loin. Pendant ce temps, le pont 12 et le treuil 14 sont utili- sés pour recueillir la section inférieure 15 (maintenant charge de nonvelles briques) au poste ou à la position 24, afin de la transporter à travers la dalle supérieure et de la déposer sur le puits d'accès dans lequel on a introduit un bouchon temporaire. Le pont 12 et le treuil 14 sont alors utilisés pour recueillir la section supérieure 16 (contenant maintenant la goulotte de chargement) au poste 22 et la placer (pendant quelle porte encore sa charg.) sur la section inférieure 15. La section supérieure 16 est alors actionnée pour retirer le bouchon temporaire du puits d'accès en l'élevant & travers la section inférieure 15 et en l'amenant dans la section supérieure 16 où il est conservé.La goulette de chargement est alors abaissée de la section supérieure 16 à travers la section inférieure 15 et engagée dans le puits d'accès d'où le bouchon temporaire a été enlevé. L'outil de chargement de la section supérieure 16 est alors utilisé pour enlever du coeur de réacteur les briques irradiées contenant le combustible et les élever à travers la goulette de rechargement Jus que dans le magasin de a section inférieure 15 où elles sont déposées.L'outil de chargement est alors utilisé pour transférer de nouvelles briques contenant le combustible, du magasin jusqu'à l'intérieur du coeur de réacteur. Quand ce remplacement des briques contenant le combustible est achevé, la section supérieure 16 retire et emmaga- sine la goulotte de rechargement une fois de plus et réintroduit le bouchon de protection temporaire dans le puits d'accés. Le pont 12 et le treuil 14 ramènent alors la section supérieure au poste 22 et la parquent là une feis de plus.La goulotte de chargement est déchargée de la section supérieure parquée 16 qui prend à bord une fois de plus le bouchon de puits d'accès qui avait été initialement enlevé du puits d'accès par lequel le rechargement a été effectué. Pendant que la section supérieure reste parquée au poste 22, le pont 12 et le treuil 14 reviennent pour recueillir la section inférieure 15 dont le magasin est maintenant chargé de briques irradiées et pour la transporter jusqu'au poste 23 où elle est enoore déposée. Â ce poste, les briques irradiées sont déchargées du magasin de la section inférieure 15, pour atr. conservées pendant une certaine azuré. (par exemple 100 jours) avant dêtre transportées au poste 24 pour 8tre évacuées du poste.Après décharge de ces briques nouvellement irradiées, la section inférieure 15 prend dans son magasin celles des briques, déjà emmagasinées an poste 23t qui sont prStes pour être évacuées du poste. Pendant que la section inférieure 15 est au poste 23, le pont 12 et le treuil 14 reviennent pour recueillir la section supé- rieure 16, contenant maintenant le bouchon de protection normal pour le puits d'accès rechargé, et la transporter une fois de plus à ce puits d'accès et y faire descendre la section 25 en place sur le puits d'aceès du réacteur pendant que le bouchon de protection temporaire est encore enlevé du puits d'accès et emmagasiné dans la section supérieure 16 et que le bouchon de protection normal est abaissé de la section supérieure 16 et réintroduit dans le puits d'accès.Quand cela est achevé, la section supérieure 16 (contenant le bouchon de protection temporaire) est de nouveau parquée au poste 22. Cela libère une fois de plus le pont 12 et le treuil 14 qui reviennent au poste 23 et y recueillent la section inférieure 15 contenant maintenant-les briques irradiés qui sont prêtres à être déchargées du réacteur. La section inférieure 15 est transportée de nouveau au poste 24 pour le déchargement de ces briques et pou le chargement de nouvelles briques dans son magasin ; pendant cat opération, le pont 12 et le treuil 14 reviennent au poste 22, recueillent la section supérieure parquée 16 (contenant le boucher de protection temporaire) et la placent au-dessus du puits d'accèe de la dalle supérieure à travers lequel doit se faire l'opération suivante de rechargement.Les sections inférieure et supérieure 1@ et 16 sont maintenant revenues (comme représenté par l'extrémité de droite de la figure 3) dans leurs positions initiales représen tées à l'extrémité de gauche de la figure 3 ; le cycle de rechar gement est achevé et le cycle de rechargement suivamt est et effectué de la même manière. On observera d'après la desscription qui présède du cycle rechargement représenté sur la figure 3 que le moyen de transp@@@ constitué par le pont 12 et le treuil 14 n'a jamais besoin da supporter à la fois le poids des deux sections 15 et 16 de la machine de rechargement. Ainsi, le moyen de transport peut lui@@@ être de construction considérablement moins massive qu'il ne @st nécessaire autrement. De pluss on voit qu'en beaucoup de pointe t cycle de rechargement, les des sections de la machine de A6 gement accomplissent chacune, sépale'ment mais simultamément, dt opérations différentes du cycle en das postes séparés et parallèle des deux sections assure une réduction notable de la durée totale du cycle de rechargement R E V E N D I C A T I O N S . 1. Machine de rechargement pour un réacteur nucléaire qui comprend un eoeur composé de colonnes de briques contenant le combustible et qui est muni d'un moyen de transport pour transporter la machine de rechargement par rapport au coeur, cette machine de rechargement étant caractérisée par le fait qu'elle comprend une première section et une seconde section qui sont séparables l'une de l'autre et dont chacune peut Titre saisie par le moyen de transport pour être transportée par lui, la première section comprenant en magasin pour recevoir des briques contenant le combustible tandis que la seconde section comprend un outil de chargement et peut se placer au-dessus de la première section pour transférer les briques contenant le combustible on les introduisant dans le magasin et les extraire du magasin an moyen de l'outil de chargement. 2. Machine de rechargement selon la revendication 1, dans laquelle la seconde section comprend de plus une goulotte de charge à 9t à introduire dans us puits d'accès de la dalle supérieure de réacteur pendant le rechargement par ce puits d'accès. 3. Precédé de rechargement d > nn réacteur nucléaire qui comprend un coeur composé de colonnes de briques contenant le cosbustible et qui est muni d'une machine de rechargement et d'un aryen de transport pour transporter la machine de de rechargement par rapport au coeur, le procédé comprenant les opérations suivantes (a) on place de nouvelles briques contenant le combustible dans un magasin contenu dans une première section de la machine de rechargement pendant que la dite première section est à un premier poste, décalé latéralement du coeur de réacteur, pour charger de telles nouvelles briques et décharger des briques irradiées contenant du combustible (b) en même temps qu'on effectue le dit chargement, on maintient une seconde section de la machine de rechar gemment au-dessus du coeur par le moyen de transport et, au moyen de la seconde section, on enlève du puits d'accès de la dalle supérieure du réacteur un bouchon de protection de dalle supérieure que on emmagasine dans la dite seconde section et on le remplace par un bouchon de protection temporaire préalablement emmaga siné dans la dite seconde section (c) on transporte la seconde section par le moyen de transport Jusqu à un second poste, décalé latéralement du coeur et on y laisse la seconde section puis on enlève de cette section le dit bouchon de protection de dalle supérieure et on charge dans cette section les éléments de rechargement de puits d'accès comprenant; une goulotte de chargement (d) pendant que la seconde section est parquée au dit second poste, on transporte la première section par le moyen de transport & partir du premier poste et on la dépose sur la dalle supérieure du réacteur au-dessus du dit puits d'accès (e) on transporte la seconde section par le moyen de transport à partir du dit second poste et on la place au-dessus de la première section (f) au moyen de la seconde section, on retire le bouchon de protection temporaire du dit puits d1accès en lél- vant à travers la première section et en l'emmagasinant dans' la seconde section, puis on fait descendre la goulotte de chargement de la seconde section travers la première section en l'engageant dans le puits d'accès (g) au moyan d'un outil de chargement de la seconde section, on trsns!bre des briques irradiées contenant le combus tible en les enlevant du coeur de réacteur à travers le puits d'accès et en les amenant dans le magasin de la première section, puis on transfère de nouvelles briques contenant le combustible provenant du magasin en les introduisant dans le coeur à travers le puits d'accès (h) au moyen de la seconde section on retire la goulotte de chargement du puits d'accès à travers la première section et on ltemmagasine dans la seconde section, puis on replace le bouchon de protection temporaire dans le puits d'accès (i) on sépare la seconde section de la première et on la parque par le moyen de transport en la déposant une fois de plus au dit second poste (j) de la seconde section on enlève les éléments de rechar gement du puits d'accès, comprenant la goulotte de chargement et on charge dans cette section le dit bouchon de protection de dalle supérieure (k) pendant que la seconde section est parquée au second poste on transporte la première section par le moyen de transport jusqu'à un troisième poste et on la parque en ae poste (I) on enlève du magasin de la première section les briques irradiées et on les dépose au troisième poste pour un dépôt temporaire, puis on charge dans le magasin les briques irradiées déjà déposées au troisième poste;; (m) pendant que la première section est parquée au troisiè- me peste, on transporte la seconde section par le moyen de transport à partir du seeond ponte en la pla çant -au-dessus du dit puits d'accès et là, au moyen de la seconde section on enlève le bouchon de protec tion temporaire du puits d'accès, on l'emmagasine dans la seconde section et on le remplace par le dit bouchon de protection de dalle supérieure (n) on ramène la seconde section au second poste par le moyen de transport et on la parque à ce poste (o) pendant que la seconde section est parquée au second poste, on transporte la première section par le moyen de transport du troisième poste au premier peste (p) on décharge les briques irradiées de la première section au troisième poste ; et (q) pendant que la première section est au premier poste, on transporte la seconde section par le moyen de transport en l'amenant en position au-dessus d'un autre puits d'accès de la dalle supérieure.