Brevet FR2261596A1 — publié le 19750912

Pour régler la température des réacteurs nucléaires, on utilise habituellement des barres de commande en une matière absorbant les neutrons Selon la puissance demandée au réacteur nucléaire, ces barres de commande sont plus ou moins enfoncées dans le coeur du réacteur La demande de brevet RFA 23 21 167.8 décrit un dispositif d'arrêt d'urgence pour réacteur nucléaire refroidi au gaz ce dispositif d'arrêt devant intervenir si, par suite d'une défaillance, le système d'arrêt normal du réacteur par -les barres de commande ne pouvait pas fonctionner La demande de brevet précitée propose que des cavités laissées libres dans un réacteur no- cleaire soient remplies de billes en une matière absorbant les neutron s Un tel procédé d'arrêt d'urgence exige, notamment s'il stagit d'un réacteur à boulets a présence de cavités å l'intérieur du réacteur, ce qui, dtune part altère l'homogénéité de la charge constituée par les boulets et, d'autre part, exige que ces cavités soient réalisées à l'aide d'une matière réfractaire aux très hautes températures La présente invention a pour but de réaliser un système d'arrêt dturgence n'exigeant pas l'aménagement de cavités dans le coeur du réacteur et permettant d'introduire dans le coeur du réacteur a en l'y répartissant, de ia matière absorbant les neutrons Pour cela, l'invention concerne un système d'arrêt d'urgence pour réacteur nucléaire refroidi au gaz, et consiste en ce que des conduites débouchent dans le circuit de réfrigération du réacteur, ces conduites communiquant, par l'intermédiaire de vannes de commande d arrêt avec un accumu lateur de gaz absorbant les neutrons La figure unique du dessin -annexé représente, à titre d exemple une forme de réalisation d'un système d'ar- rêt dturgence selon l'invention, pour un réacteur à boulets L'enceinte sous pression 1 d'un réacteur nucléaire refroidi au gaz est remplie, dans sa partie infémieure, d'une charge de boulets 2 Ces boulets contiennent se matériau fissile Dans sa partie inférieure, l!enseinte sous pression 1 comporte des parois inclinées 3 qui convergent vers le bas et permettent le passage du gaz réfrigérant (hèlium par exemple) o A l'extrémité inférieure des parois 3, on a prévu une conduite de sortie 4 pour les boulets.La conduite 5 de sortie de gaz est agencée du ceté extérieur des parois 3, tandis que la conduite 6 d'entrée de gaz réfrigérant se trouve à la partie supérieure de l'enceinte sous pression 1. te sens d'écoulement du gaz réfrigérant est repéré par des flèches 7 et 8. Comme système d'arrêt en cas de dérangement ou de panne dans l'installation du réacteur, il est prévu dès barres borées 10 qui sont agencées dans le couvercle 9 de l'enceinte sous pression 1 et qui peuvent être introduites par le haut dans le tas de boulets 2, pour interrompre la génération de chaleur. Pour le cas ou ce système de coupure ne fonctionnerait pas pour une raison quelconque, l'invention prévoit un système d'arreat d'urgence qui est constitué de conduites 11 débouchant dans l'enceinte sous pression 1, au-dessus du tas de boulets 2. Ces conduites Il sont reliées, par l'intermé- diaire de vannes de commande d'arrêt, à des réservoirs 13 faisant office d'accumulateurs. Ces réservoirs 13 sont remplis d'un gaz sous pression, absorbant les neutrons. Si l'on ouvre les vannes 12, ce gaz absorbeur de neutrons pénètre dans l'en- ceinte sous pression 1 , au-dessus du tas de boulets 2, se mélange au gaz réfrigérant et s'écoule , avec celui-ci, dans les intervalles entre les boulets 2.Ainsi, la réaction nucléaire se trouve interrompue en un temps extrêmement bref. Comme gaz absorbeur de neutrons, on adoptera avantageusement un gaz dont le poids spécifique diffère notablement de celui du gaz réfrigérant, de façon à permettre une séparation facile de ces gaz et à rendre possible la réutilisation du gaz réfrigérant. A titre d'exemple, du xénon, ou encore des gaz rares additionnés de composés gazeux du bore, convien- nent particulièrement bien comme gaz absorbeur de neutrons. Si l'on désire que le gaz d'arrêt du réacteur se mélange plus vite et plus intimement au gaz réfrigérant, il est avantageux d' introduire- le gaz absorbeur de neutrons immédiatement en amont ou en aval des ventilateurs qui, dans le circuit de refroidissement,sont prévus pour assurerl'écoulement du gaz réfrigérant0 Le système d'arrêt d'urgence selon l'invention n'est pas limité aux seuls réacteurs nucléaires à boulets, bien au contraire, on peut l'utiliser avec avantage dans tous les réacteurs nucléaires refroidis au gaz. R I C A T I 0 N S 1. Système d'arrêt d'urgence, pour réac- teurs nucléaires refroidis au gaz, caractérisé par le fait que des conduites qui, par l'intermédiaire de vannes, sont reliées à un réservoir de gaz absorbeur de neutrons, débouchent dans le circuit de réfrigérant du réacteur. 2. Système selon la revendication 1, pour réacteur nucléaire refroidi à l'hélium, caractérise par le fait que le gaz absorbeur de neutrons possède un poids spécifique relativement important par rapport à celui de l'hélium et par le fait qu'un composé gazeux du bore lui est ajouté. 3. Système selon la revendication I, caractérisé par le fait que le gaz absorbeur de neutrons est le xénon. 4. Système dtarrêt d'urgence pour réacteur à boulets, avec réfrigération par gaz s'écoulant de haut en bas, caractérisé par le fait que les conduites d'amenée du gaz absorbeur de neutrons ont leurs embouchures réparties sur le pourtour de l'enceinte sous pression dans laquelle elles débouchent au-dessus de la charge de boulets. 5. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les conduites reliées à un réservoir de gaz absorbeur de neutrons débouchent immédiatement en amont ou en aval des ventilateurs assurant 1' écoulement du gaz réfrigérant dans le circuit de réfrigération.