Brevet FR2122446A1 — publié le 19720901

La présente invention a trait à un appareil compteur de corps conducteurs de l'électricité véhiculés par un fluide dans une tuyauterie en matière non magnétisable et constitués d'une matière de conductivité 5 électrique différente de celle du fluide, ledit appareil étant formé d'une bobine disposée sur une culasse en matière magnétisable . On n'a pas aicore résolu d'une façon satisfaisante le problème du comptage des éléments combustibles 10 dans la phase d'alimentation des réacteurs nucléaires, ce comptage devant être sûr et répondre aux exigences spéciales pour la surveillance de ces réacteurs, en particulier des réacteurs à haute température refroidis au gaz, alimentés d'éléments sphériques et dans lesquels les produits de fission 15 et de régénération sont répartis sur un grand nombre de petits éléments qui constituent un lit de boulets formant le "core" ou coeur de l'appareil. Le poste d'alimentation du réacteur permet de faire circuler les éléments du "core" en un circuit fermé et de les diriger sur différentes zones 20 superficielles du "core" par un système de tuyaux, au moyen du gaz de refroidissement, après mesure du taux de combustion, afin d'obtenir notamment une combustion massique aussi uniforme que possible. Il permet également d'introduire de nouveaux éléments dans le circuit fermé et d'évacuer les éléments 25 usés, pendant la marche de l'appareil, auquel cas les éléments sphériques, dont la plupart sont en graphite, doivent être comptés a différents points de ce poste. Un appareil connu pour le comptage des éléments transportés dans les tuyaux en acier non magnéti-30 sable comprend deux bobines disposées axialement l'une par rapport à l'autre et dont la section est perpendiculaire à celle des tuyaux, ceux-ci étant échancrés aux points de mesure suivant la section des bobines. Ces dernières sont montées en inductances d'un oscillateur à transistor. 35 Lorsqu'un élément se trouve au point de mesure, le couplage 72 01374 2 2122446 des bobines dont les champs induisent des courants de Poucault dans cet élément, est amorti, c'est-à-dire que la résistance d'entrée de l'oscillateur augmente fortement. Une impulsion de comptage est alors obtenue à la sortie de 5 l'oscillateur par l'intermédiaire d'un amplificateur à réaction surcritique. L'inconvénient de ce compteur connu est que le remplacement des bobines plongées dans le circuit de gaz transporteur radio-actif nécessite l'ouverture de ce 10 circuit avec les précautions nécessaires, ce qui demande bien du temps et est onéreux (restrictions et préparatifs industriels). Un autre compteur connu comporte une bobine enroulée au point de mesure sur la tuyauterie en 15 acier fin non magnétisable et alimentée en une tension alternative. Quand un élément traverse le point de mesure, des (courants de ïoucault se développent dans cet élément. Ces courants provoquent une variation d'intensité et un déphasage du courant de la bobine, qui forme une branche d'un 20 pont de mesure dont le désaccord fournit l'impulsion de comptage après amplification. L'inconvénient de ce compteur consiste en ce qu'il faut, pour remplacer la bobine, soit enlever celle-ci et enrouler une autre à la main sur le tuyau 25 correspondant, soit interrompre le circuit de gaz et remplacer ce tuyau par un autre portant une bobine intacte. Dans les deux cas, l'ouvrier doit travailler dans un local à haute température et à rayonnement radio-actif. . Le but de la présente invention est 30 d'obvier aux inconvénients susmentionnés et de réaliser un compteur dont la bobine de comptage peut être facilement remplacée sans qu'il soit besoin d'ouvrir ou d'interrompre le circuit de gaz transporteur radio-actif. Ce but est atteint par ce qu'on insère 35 dans la tuyauterie au moins deux broches opposées en matière magnétisable dont les extrémités extérieures sont 72 01374 3 2122446 reliées de façon détachable et conductrice du magnétisme aux extrémités d'une culasse. Par conséquent, le compteur suivant l'invention est composé de deux ensembles séparables l'un de 5 l'autre, à savoir d'un ensemble de broches fixées de façon non amovible sur la tuyauterie et d'une culasse portant une bobine d'excitation et/ou de comptage et assemblée de façon amovible sur ces broches, si bien que la culasse peut, si sa bobine est avariée, être facilement remplacée par une autre 10 portant une bobine intacte sans qu'il soit besoin de démonter un tuyau ou d'interrompre le circuit de gaz transporteur. Suivant l'invention, les broches sont assemblées sur la tuyauterie d'une façon étanche, ce qui permet d'éviter toute fuite de gaz radio-actif au point# de 15 mesure. Cet assemblage étanche peut être fait sans inconvénient, car les broches ne sont pas démontées lors du rem-placément de la. bobine. Selon un mode avantageux de mise en oeuvre de l'invention, on utilise uneculasse en U constituée 20 d'une masse de fer feuilletée et portant une bobine excitée par une tension alternative, les branches de cette culasse présentant des extrémités libres opposées, coudées en équerre, entre lesquelles est intercalée la tuyauterie et auxquelles sont reliées les extrémités des broches sortant de la 25 tuyauterie. Grâce à cette disposition, le flux électromagnétique induit par la bobine excitatrice est stabilisé dans la culasse, dans les broches et dans la zone comprise entre les extrémités libres des broches , ce qui conduit à un champ* magnétique relativement fort dans cette zone. 30 Conformément à l'invention, les broches sont conçues et insérées dans la tuyauterie de telle manière que leur face intérieure affleure la paroi intérieure de la tuyauterie et ne puisse gêner le passage des éléments combustibles au point de mesure. 35 De préférence, les faces de la culasse appliquées sur les broches convergent vers le corps de eu- 72 01374 4 2122446 lasse, la face extérieure des broches étant adaptée à l'inclinaison des faces convergentes de la culasse. Dans ces conditions, la culasse portant la bobine excitatrice peut être facilement retirée de la tuyauterie et replacées sur 5 celle-ci sans risquer de pousser ses extrémités coudées au-delà des broches. L'avantage du compteur conforme à la présente invention réside donc dans le fait que la bobine de comptage peut être remplacée? très rapidement sans qu'il y 10 ait lieu d'ouvrir le circuit de gaz transporteur radioactif. Ce remplacement peut même être effectué à l'aide de manipulateurs, si le taux de radiation l'exige. Le dessin ci-joint représente à titre d'exemple non limitatif un mode de mise en oeuvre de la pré-15 sente invention. Dans ce dessin: La figure 1 est une coupe transversale d'un appareil suivant l'invention; La figure 2 est une vue de dessus de ce même appareil. 20 Une bobine d'excitation et de comptage 2 est enroulée sur une culasse 1 formée d'une masse de fer feuilletée en U dont les branches 3 et 4 comportent des extrémités coudées en équerre, situées l'une en regard de l'autre et entre lesquelles est intercalée une tuyauterie 5 25 en matière non magnétisable, de préférence acier fin, sur laquelle sont collées ou soudées d'une manière étanche au gaz des broches parallèles opposées 7 et 8 en matière magnétisable, fer ou matière frittée par exemple. Les broches 7, 8 affleurent la paroi 30 intérieure de la tuyauterie 5 et sont en contact avec les-dites extrémités coudées, qui sont chanfreinées de manière à former entre elles une enceinte convergente vers l'intérieur de la culasse 1. La face extérieure des broches 7» 8 est 35 agencée pour s'adapter au chanfrein desdites extrémités. La culasse 1 portant la bobine 2 peut donc être facilement 72 01374 5 2122446 placée sur les broches 7, 8 et est arrêtée dans cette position. Suivant la figure 2, neuf broches 7 et neuf broches 8 sont attachées à la conduite 5. Mais le nombre et le diamètre de ces broches, ainsi que la tension et la fréquence de la bobine 2, peuvent être adaptés aux caractéristiques électriques des éléments de construction de telle manière que des pertes maximales par courants de Foucault prennent naissance dans les corps à compter parcourant l'enceinte 9 comprise entre les broches 7 et 8. En conséquence, en alimentant la bobine 2 en une tension alternative, on crée dans la culasse 1 un flux magnétique alternatif qui est fermé par les branches 3, 4, les broches 7, 8 et l'enceinte 9. Lors du passage d'un élément conducteur, en graphite par exemple, le champ magnétique alternatif produit 'dans cet élément des (courants de ïoucault d'après la loi d'induction. Ces courants créent un champ magnétique agissant sur le champ magnétique générateur de façon à l1 affaiblir. Cela détermine une variation d'intensité et un déphasage du courant de la bobine 2, qui peuvent être mesurés par des ponts ou autres dispositifs "de mesure et transformés en une impulsion de comptage.. Au lieu d'adopter une masse de fer feuilletée portant une bobine excitée par une tension alternative, il est possible de prévoir un aimant p«rmanent portant une bobine non excitée. 72 01374 6 2122446 Revendications 1. - Appareil compteur de corps conducteurs de l'électricité véhiculés par un fluide dans une tuyauterie en matière non magnétisable et constitué d'une matière de conduc-5 tivité électrique différente de celle du.-fluide, ledit appareil étant formé d'une bobine, disposée sur une culasse en matière magnétisable, et caractérisé en ce qu'on insère dans la tuyauterie au moins deux broches opposées en matière magnétisable dont les extrémités 10 extérieures sont reliées de façon détachable et con ductrice du magnétisme aux extrémités d'une culasse. 2. - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les broches sont assemblées sur la tuyauterie d'une façon étanche. 15 3. - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par une culasse en U constituée d'une masse de fer feuilletée et portant une bobine excitée par une tension alternative, les branches de cette culasse présentant des extrémités libres opposées, coudées en équerre. 20 4. - Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par une culasse formée d'un aimant permanent, de préférence en U, portant une bobine de comptage non excitée. 5. - Appareil selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la tuyauterie est interposée entre les extré-25 mités coudées de la culasse, auxquelles sont reliées les extrémités des broches sortant de la tuyauterie. 6. - Appareil selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que la face intérieure des broches affleure la paroi intérieure de la tuyauterie. 30 7. - Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les faces de la culasse appliquées sur les broches convergent vers le corps de culasse, la face extérieure des broches étant adaptée 72 01374 7 2122446 à l'inclinaison des faces convergentes de la culasse.