Brevet FR2128167A1 — publié le 19721020

La sécurité des réacteurs nucléaires exige que toute rupture de gaine d'un assemblage combustible soit détectée très rapidement et que de plus l'assemblage défectueux soit déterminé avec précision. 5 Dans ce but, on effectue généralement un contrôle permanent de la radioactivité soit du réfrigérant lui-même, soit des produits de fission entraînés par ce réfrigérant et dès que cette activité devient anormale, on localise l'assemblage défectueux en deux étapes, d*abord un contrôle 10 de tous les assemblages par groupe de trois ou quatre, puis ensuite un contrôle un à un des assemblages du ou des groupes repérés lors du premier contrôle- La connaissance de l'assemblage défectueux exige donc deux séries de manoeuvres, l'une pour déterminer l'em-15 placement présumé de l'accident; l'autre pour localiser exactement le ou les assemblages dont la gaine est endommagée. Pour simplifier et accélérer cette sécurité, la présente invention réalise un sélecteur qui permet la localisation précise, directe de l'assemblage défectueux. 20 Cette invention a en effet pour objet un sélecteur de prélèvement pour localisation de rupture de gaine, qui comporte une plaque de répartition de tubes de prélèvement du fluide réfrigérant dans tous les assemblages, un planétaire fixé sur cette plaque autour desdits tubes, un 25 plateau tournant dans ce planétaire et percé d'au moins un évidement dans lequel tourne librement un satellite en prise avec ledit planétaire, un conduit excentré de guidage du fluide prélevé vers un appareil de mesure, traversant le satellite et débouchant en regard de la plaque 30 de répartition, et des moyens d'entraînement du plateau en rotation provoquant le déplacement du conduit du satellite au-dessus des tubes selon une succession d'hypocycloîdes. La simple rotation du plateau provoque le balayage pas à pas de l'ensemble des tubes de prélèvement. Le 35 choix des diamètres relatifs du satellite et du plateau permet en effet d'obtenir que la succession d'hypocycloîdes forme une courbe qui passe par tous les orifices des tubes 71 08067 2 2128167 de prélèvement, de telle sorte que ceux-ci sont balayés à la suite d'un nombre déterminé de tours du plateau. Les positions des tubes de prélèvement et les angles de rotation qui correspondent au passage de l'un 5 à l'autre étant connus, il est possible d'effectuer un contrôle rapide et de localiser directement et avec une grande exactitude les assemblages défectueux. La description ci-dessous d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux 10 dessins annexés, fera d'ailleurs ressortir clairement les avantages et caractéristiques de l'invention. La figure 1 est une vue, en coupe longitudinale avec arrachement partiel, d'un sélecteur de prélèvement. La figure 2 est une vue schématique en coupe 15 suivant la ligne I-I de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de localisation comportant un sélecteur suivant les figures 1 et 2. Pour permettre la localisation de la rupture de 20 la gaine d'un assemblage combustible de réacteur, nucléaire, des tubes de prélèvement 1 sont reliés aux prolongements des canaux contenant lesdits assemblages combustibles en vue de permettre le passage du fluide réfrigérant circulant dans ces canaux en direction d'un appareil d'analyse, 25 chacun de ces tubes correspondant à l'un des canaux ou des assemblages combustibles. Ces tubes 1 sont par ailleurs (fig. 1) fixés dans une plaque de répartition 2 maintenue de manière rigide, qui supporte un couronne 4, dentée intérieurement et cons-30 tituant un planétaire, immobilisée, par exemple par des vis 5, autour de l'ensemble des orifices des tubes I. Un plateau 6 est monté libre en rotation à 11 intérieur de la couronne 4„ Il est parallèle à la plaque de répartition et est centré dans celle-ci au moyen d'un axe 8 coopérant 35 avec un trou central 10 de ladite plaque 2. Ce plateau 6 comporte une encoche 12 sensiblement en forme de cercle, dans laquelle tourne un satellite 14 dont la denture est 1 08067 3 2128167 en prise avec celle du planétaire 4. Le satellite 14 et le plateau 6 sont montés à l'extrémité de deux axes 15 et 16 qui sont parallèles. Ils sont de plus reliés entre eux par un bras 18 qui est rigoureusement solidaire de l'axe 16 mais n'est solidaire qu' axialement de l'axe 15 du satellite. Dans ce bras 18, ledit axe 15 est en effet libre en rotation sur lui-même. De la sorte, toute rotation du plateau 6 à l'intérieur de la couronne 4 provoque à la fois le déplacement du satellite 14 avec ledit plateau 6 et sa rotation sur son axe propre. Chaque dent du satellite parcourt donc une hypocycloïde à 1'intérieur du planétaire 4. Le satellite 14 est, au voisinage de sa périphérie, traversé par un conduit 20 qui d'une part débouche au droit de la plaque de répartition 2 et d'autre part est prolongé à l'intérieur de l'axe 15 pâr une tubulure 22 de liaison à un appareil d'analyse non représenté. La position de ce conduit 20 est déterminée en fonction de la répartition des tubes 1 sur la plaque 2 de façon à permettre la coïncidence de l'embouchure de ce conduit avec celle de chaque tube et par suite la mise en communication de ces tubes 1 avec la tubulure 22 et l'appareil d'analyse. Lors de la rotation du plateau 6, ce conduit 20 est déplacé par rapport à la couronne 4 et parcourt à 1'intérieur de celle-ci une succession d'hypocycloîdes. Or le diamètre du satellite, celui du plateau ou de la couronne 4, et la répartition des tubes sur la plaque 2 peuvent être tels que ces hypocycloîdes au cours d'un nombre déterminé de tours du plateau passent par tous les orifices des tubes de prélèvement et qu'ainsi le conduit 20 mette ceux-ci, chacun leur tour, en communication avec'i'appareil de mesure. Il peut même être obtenu des hypocycloîdes qui se referment sur elles-mêmes après un certain nombre de tours du plateau 6. Le conduit 20 se retrouve alors à son point de départ après l'analyse de tous les tubes de prélèvement et est prêt à guider un nouveau contrôle. 71 08067 4 2128167 Comme le montre la figure 2, les tubes de prélèvement 1 sont de préférence répartis sur la plaque de répartition 2 suivant six couronnes concentriques 21, au point de croisement de ces couronnes et des hypocycloîdes 5 parcourues par le conduit 20 du satellite. Par exemple avec un diamètre du satellite 14 de 224 mm, c'est-à-dire légèrement inférieur à la moitié du diamètre du plateau 6 (512 mm), un tour du plateau correspond à deux tours 1/16 du satellite et sept tours du 10 plateau permettent au satellite de se retrouver à son point de départ après avoir parcouru 16 hypocycloîdes qui sont presque des droites. Sur la figure 2 2, la position initiale du satellite est celle où le conduit 20 se trouve en A au-dessus d'un tube 15 de prélèvement situé sur la circonférence 21 extérieure. La rotation du plateau 6 dans le sens des aiguilles d'une montre oblige ledit conduit 20 à parcourir une première hypocycloïde reliant ce point A à un second point B de la même circonférence extérieure puis une seconde hypocycloïde 2 0 reliant ce point B à un troisième point C. Le satellite continuant sa trajectoire, le conduit 20 passe du point C à un point D de la circonférence interne, qui correspond à la fin de la première rotation du plateau 6. Tous les tubes représentés en traits épais sur la figure 2 ont été 25 contrôlés au cours de ce premier tour du plateau 6. Les rotations suivantes de ce même plateau 6 permettent au conduit 20 de parcourir les hypocycloîdes représentées en traits mixtes et ainsi de desservir tour à tour chacun des tubes de prélèvement représentés en traits 30 fins. Après sept tours du plateau 6, le conduit 20 a parcouru les seize hypocycloîdes et est revenu au point A. La totalité des tubes de prélèvement 1 a été contrôlée, certains tubes l'ont même été deux fois. Les tubes 1 sont disposés sur la plaque de répar-35 tition 2 à la jonction des circonférences et de l'une ou l'autre des hypocycloîdes de telle sorte que les angles de rotation du satellite qui séparent le passage d'un tube â l'autre sont connus et sont, toujours un multiple de 5°. 71 08067 5 2128167 Le programme de rotation du satellite ainsi que le programme d'arrêt et de démarrage du plateau 6 peuvent ainsi aisément être établis à l'avance et être télécommandés. L'entraînement du plateau 6 est de préférence effectué, comme le montre la figure 3, au moyen d'un fourreau perforé 24 solidaire à sa partie inférieure du plateau 6 et prolongé à travers la cuve du réacteur et le bouchon 25 de fermeture de celle-ci jusqu'à l'extérieur oû il est solidaire d'une roue dentée 26 en prise avec un pignon 28 relié à un système moteur, non représenté, de commande de la rotation du plateau et du satellite. A l'intérieur de ce fourreau 24,un tube 30 est relié à la tubulure de prélèvement 22 par l'intermédiaire d'un joint tournant 32. Ce tube qui est fixe débouche à la partie supérieure d'une boîte de dégazage 34 permettant, grâce à un système de chicanes, 11 évacuation du liquide réfrigérant en direction de la cuve et celle des produits de fission gazeux vers un conduit 36 de liaison à l'appareil de mesure extérieur, non représenté. Le mode de commande du plateau varie toutefois selon le dispositif de localisation dans lequel est monté le sélecteur. Dans certains cas par exemple le fourreau 24. n'existe pas et le plateau 6 est entraîné au moyen d'un arbre placé dans le prolongement de l'axe 16 qui à uné de ses extrémités traverse le bouchon 25 pour être commandé depuis l'extérieur et à l'autre est relié au plateau 6 par un cône massif. L'axe 15 du satellite 14 est supporté par ce cône, dans lequel il est libre en rotation et que traverse la tubulure 22, un joint tournant.reliant au sommet de ce côrie ladite tubulure 22 au tubes 30. Celui-ci est porté par l'arbre d'entraînement en rotation et mis en communication avec une boîte de dégazage fixe placée à l'extérieur dudit arbre. De même que dans le cas de l'entraînement par le fourreau 24, les tubes de prélèvement sont tous un à un mis en communication avec l'appareil de mesure. Le contrôle complet peut être effectué rapidement et automatiquement. La position de l'assemblage dont provient 71 08067 6 2128167 le fluide analysé est cependant toujours connue avec précision, ce qui permet de localiser directement et sans retard le ou les assemblages défectueux. Diverses autres modifications pourraient bien 5 entendu être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, sans sortir du cadre de l'invention; notamment la disposition des tubes de prélèvement sur la plaque de répartition ou les rapports des diamètres du satellite et du plateau et la forme des hypocycloîdes 10 varient en fonction du contrôle à effectuer. Un dispositif de réglage de la position de départ du satellite par rapport à la couronne 4 pourrait être ajouté. 71 08067 7 2128167 REVENDICATIONS 1°) Sélecteur de prélèvement pour localisation de rupture de gaine, qui comporte une plaque de répartition de tubes de prélèvement du fluide réfrigérant dans tous les assemblages, un planétaire fixé sur cette plaque autour 5 desdits tubes, un plateau tournant dans ce planétaire et percé d'au moins un évidement dans lequel tourne librement un satellite en prise avec ledit planétaire, un conduit excentré de guidage du fluide prélevé vers un appareil de mesure, traversant le satellite et débouchant en regard 10 de la plaque de répartition, et des moyens d'entraînement du plateau en rotation provoquant le déplacement du conduit du satellite au-dessus des tubes selon une succession d'hvpocy-cloïdes. 2°) Sélecteur suivant la revendication 1, dans 15 lequel les diamètres du satellite et du plateau sont tels que la succession d'hypocycloîdes forme une courbe fermée. 3°) Sélecteur suivant l'une des revendications 1 et'2, dans lequel la plaque de répartition est percée de trous de fixation de tubes de prélèvement disposés suivant 20 plusieurs couronnes coaxiales, sur la courbe parcourue par l'embouchure du conduit du satellite. 4°) Sélecteur suivant les revendications 2 et 3, dans lequel les tubes de prélèvement sont répartis dans la plaque de répartition sur six couronnes concentriques et 25 les diamètres du plateau et du satellite sont tels que la courbe parcourue par le conduit du satellite est fermée après sept tours du plateau. 5°) Sélecteur suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le plateau est solidaire d'un fourreau 30 perforé entraîné en rotation qui entoure une boîte de dégazage des produits prélevés par le sélecteur et un tube de liaison du conduit du satellite à cette boîte. 6°) Sélecteur suivant l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le plateau est solidaire d'un arbre rotatif 35 qui supporte' un tube de liaison du conduit du satellite à une boîte de dégazage disposée à l'extérieur de cet arbre.