Brevet FR2283522A1 — publié le 19760326

La pressente invention a pour objet un dispositif de refroidissement de la paroi haute d'une cuve de réacteur nucléaire, nota ent de la cuve principale dlun reacteur à neutrons rapides, refroidi par un métal liquide. Dans un réacteur à neutrons rapides refroidi au sodium, le sodium primail-e a-surant le refroidissement du coeur est contenu dans une cuve, dite cuve principale. Cene-ci est généralement entourée par une seconde cuve, dite cuve de sécurité, destinée en particulier à récupérer les fuites éventuelles de sodium en provenance de la cuve principale.Ces deux cuves sont surmontées dtune dalle, dite de fermeture supérieure, qui assure la protection biologique et qui supporte tous les composants devant plonger dans le sodium (en particulier les pompes primaires, les échangeurs intermédiaires dans Ae cas dXlrn réacteur intégré) ainsi que les dispositifs de manutention (en particulier les bouchons tournants). La cuve principale et son contenu ainsi que la cuve de sécurité doivent être supportés et étanches vis--à-vis des atmosphères environnantes. Un moyen connu consiste à suspendre la cuve principale à la dalle par soudure sur cette dernière de la virale de cuve. La euve de sécurité est alors liée à la dalle de façon identique. La dalle de fermeture supérieure joue alors le r8le de toit pour la cuve princiçale. La dalle peut être protégée des apports thermiques en provenance du sodium par des dispositifs calorifugés et elle est maintenue froide par des circuits internes de refroidissement 1 voisinage du niveau libre de sodium, la température de la cuve principale est voisine de celle du sodium froid en contact avec la cuve ; elle a donc une valeur élevee. Au point de liaison de la cuve avec la dalle, la température de la cuve est voisine de la température moyenne de la dalle ; cette température est relativement faible, puisque la dalle est maintenue à une température proche de l'ambiante par les circuits de refroidissement. il s'ensuit, entre ces deux niveaux un gradient de température qui peut être important, pouvant atteinre 4000 par mètre linéaire dans la zone de liaison. Une telle répartition de température évolue au cours des régimes transitoires auxquels est soumis le réacteur. Or, cette répartition doit tre telle que le comportement mécanique de la suspension soit toujours satisfaisant ; en particulier, il est nécessaire que le gradient de température au voisinage de l'encastrement de la partie haute soit faible.Or, l'attente de cuve ntest refroidie que par les échanges thermiques avec les parois froides de dalle et de cuve de sécurité ; en revanche,elle est réchauffée par les apports thermiques des re-,mosiphons gazeux qui stalimentent, d'une part, dans l'argon chaud du ciel de pile pour le thermosiphon intérieur, d' autre part, dans l'azote chaud constituant llatmosphère entre cuves principale et de sécurité pour le thermosiphon extérieur. La présente invention a pour but l'obtention d'une répartition de température qui soit la plus favorable possible à la tenue mécanique de la partie supérieure de la suspension de cuve ; dans une variante particulière, elle a aussi pour but de soustraire cette zone à au moins l'un des deux thermosiphons. A cette fin, l'invention prevoit un dispositif de refroidissement de la paroi haute de la cuve caractérisé en ce qutil comprend des serpentins parcourus par un liquide de refroidissement et immergés dans un liquide intermédiaire baignant ladite paroi etootenu dans un bac solidaire de ladite cuve. Les liquides de refroidissement et intermédiaire sont de préférence des métaux liquides comme par exemple l'alliage sodium-potassium. Dans une variante avantageuse, ltespace entre les cuves principale et de sécurité est obturé à sa partie supérieure par un écran calorifugé disposé sous le bac de refroidissement. Selon une autre variante qui peut être éventuellement associée à la précédente, il est prévu un joint d'étanchéité notamment à métal liquide et disposé entre la paroi haute de la cuve principale et la dalle, ledit joint étant dispose sous le bac de refroidissement. De toute façon, les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront mieux après la description qui suit dtexem- ples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe de la partie haute des cuves d'un réacteur nucléaire du genre à neutrons rapides, - la figure 2, illustre le dispositif selon l'invention de refroidissement de la partie haute de la cuve principale selon un premier mode de réalisation, - la figure 3, représente un second mode de réalisation du dispositif de refroidissement selon l'invention, - la figure 4, représente un exemple de réalisation des serpentins de refroidis sement. On a représenté sur la figure 1, en coupe, la partie haute des cuves d'un réacteur nucléaire du genre à neutrons rapides. On voit sur cette figure, un caisson bétonné 2, fermé par une dalle supérieure 4 à laquelle sont suspendues une cuve principale 6 et une cuve de sécurité 8. La paroi haute 10 de la cuve principale est refroidie par un dispositif 12 qui comprend des serpentins 14 parcourus par un liquide de refroidissement et immergés dans un liquide intermédiaire 16 qui baigne ladite paroi 10 et qui est contenu dans un bac 18 solidaire de la paroi 10. Le liquide de refroidissement est amené dans le serpentin par des tubulures 20 entre des entrées 22 et des sorties 24. Sur la figure 1, il est prévu également entre la cuve principale 6 et la cuve de sécurité 8, un écran calorifugé 26 qui s'appuie sur les deux cuves de façon élastique. Cet écran a pour but de bloquer le thermosiphon d'azote présent dans la partie inférieure 30 de 1 espace intercuve. Toutefois, le système de refroidissement 12 peut être utilisé de façon plus générale sans qu'il soit nécessairement associé à un écran calorifugé tel que 26. De même, la figure 1 mentionne la présence d'un joint d'étanchéité 32 à métal liquide disposé entre la paroi haute 10 et la partie centrale de la dalle 4. Ce joint est constitué dtun bac 34 contenant un métal liquide et d'une lame 36 plongeant dans ledit métal. Le dispositif de refroidissement 12 est avantageusement associé à un tel joint d'étanchéité, mais cette combinaison n'est que facultative. Le rôle de ce joint d'étanchéité est de bloquer le thermosiphon d' argon 40 à ltintérieur de la cuve principale 6. La figure 2 représente avec plus de détail le dispositif de refroidissement 12. Pour simplifier, les éléments représentés à la fois sur la figure 1 et la figure 2 portent les mêmes références. Le circuit de refroidissement 12 comprend des serpentins 14 qui ne sont pas fixés sur la paroi de la cuve mais qui en assurent, néanmoins, le refroidissement par l'intermédiaire du liquide 16, dans lequel ils plongent. H est avantageux d'utiliser pour ces deux liquides de refroidissement et intermédiaire un alliage sodium-potassium liquide à la température ambiante. Le dispositif de refroidissement comprend en outre un tropplein 42 et une canalisation 44 d' aspiration du tropplein 42. Le dispositif 12 comprend également une tubulure de vidange 46 associée à un tube 48 d'aspiration. Sur la figure 3, le dispositif de refroidissement diffère de celui qui est représenté sur la figure 2, notamment par le fait qu'il comprend un tropplein 50 et un réservoir de tropplein 52, associé à une conduite d' aspiration du tropplein 54. Le métal liquide intermédiaire 16 peut être délivré par l'intermédiaire de la conduite 56. Dans toutes ces variantes 'le joint d'étanchéité 32 peut être constitué par du sodium liquide. La figure 4 représente un exemple de réalisation des serpentins 14. Cette figure correspond au cas particulier où le système de circulation du liquide réfrigérant comprend deux canalisations 60 et 60' d' arrivée reliées aux entrées 22 et deux canalisations de sortie 62 et 62' reliées aux sorties 24. REVENDICATIONS 1. Dispositif de refroidissement de la paroi haute de la cuve principale d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides, ladite cuve étant vsuwendue à une dalle par ladite paroi haute, caractérisé en ce qui comprend des serpentins parcourus par un liquide de refroidissement et immergés dans un liquide intermédiaire baignant ladite paroi et contenu dans un bac solidaire de ladite cuve. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins I'un des deux liquides de refroidissement et intermédiaire est un métal liquide 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les liquides de refroidissement et intermédiaire sont constitués par un alliage sodium-potassium. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, la cuve principale étant entourée par une cuve de sécurité, l'espace entre les cuves principale et de sécurité est obturé à sa partie supérieure par un écran calorifugé disposé sous ledit bac. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un joint d'étanchéité à métal liquide est disposé entre ladite paroi haute et ladite dalle sous ledit bac. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit métal liquide est du sodium.