Brevet FR2316706A1 — publié le 19770128

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux contrôles de perméabilité, Elle vise plus précisément le contrôle de certains éléments afin de déterminer si leur permé abilité ne dépasse pas les limites permises ou acceptables. Une multitude de dispositifs d'essai et de contrôleurs ont été developpés dans le passé pour mesurer les propriétés magnétiques de certains corps, caractérisées par la densité du flux et l'intensité du champ magnétique de ces corps. Bien que de conceptions différentes, tous ces contrôleurs connus visent à déterminer la perméabilité relative d'éléments avec une grande précision. Or, dans certains cas, la mesure de l & perméabilité n'a pas besoin autre rigoureuse, car il suffit de déterminer si celle ci est supérieure ou inférieure à une certaine limite donnée. Corme exemple d'un tel mode d'utilisation, on peut mentionner le domaine des réacteurs nucléaires. un un réacteur nucléaire, de la chaleur est produite par la fission d'une matière fissile, cette matière se présentant sous la forme d'éléments combustibles qui sont assemblés pour former le "coeur" du réacteur. Ce coeur est logé à l'intérieur d'un récipient de pression dont le sommet est fermé hermétiquement par une "tête". Le fonctionnement du réacteur nucléaire est réglé psr uuli certain nombre de tiges ou de barres econde. Ces barres de commande, constituées par une matière absorbant les neutrons, règlent le fonctionnement du réacteur en absorbant les neutrons excédentaires, réglant ainsi la vitesse de la réaction de fission. in généal, lersqu'une barre de commande est enfoncée dans le eceur, elle absorbe e les neutrons let ralentit la réaction de fission. Au contraire, lorsque la barre est rétractée, la réaction nucléaire est acclêrée0 Il ressort de ce qui précède qu'il est nécessaire de eonntfire B tout moment la position de chacune des barres de commande pour mattriser parfaitement la marche du réacteur nucléaire. Etant donné que les radiations doivent être empêchées de s'échapper du récipient de pression et par sa tate de fermeture, on conçoit qu'une détermination visuelle de la position des barres de commande est impossible. Pour réaliser un système primaire hermétique dans le réacteur, on utilise des enveloppes hermétiquement fixées à la tête de fermeture, pour permettre de rétracter les barres de commande.Ainsi, chaque fois qui on rétracte une barre de commande qui, autrement, s'élèverait au-dessus de la tête de fermeture, la barre stengage à l'intérieur de l'enveloppe prévue à cet effet, en empêchant ainsi les fluides du système primaire de s'échapper. Des moyens doivent, dans ces conditions, etre prévus pour détermincr la position de la barre de commande à l'intérieur de son enveloppe. En général, les moyens utilisés pour déterminer a position précise de la barre de commande dans son enveloppe sont constitués par un indicateur magnétique. Ces indicateurs magnéti ques sont placés à l'extérieur de l'enveloppe des barres de commande et la position exacte de la barre à l'intérieur de son enveloppe est "vue" par ces indicateurs magnétiques. Toutefois, pour être efficace, l'enveloppe des barres de commande doit permettre aux lignes de flux magnétiques des indicateurs magnétiques de la traverser pour gagne la barre de commande elle-même. Pour obtenir ce résultat, il faut que l'enveloppe de le barre de commande soit relativement non-magnétique. Les enveloppes des barres de commande sont généralement de matières, telles que l'acier inoxydable, qui permettent d'utiliser ces indicateurs magnétiques. Toutefois, en principe, ces enveloppes sont non-magnétiques. Néanmoins, ces enveloppes peuvent présenter certaines irrégularités de fabrication les rendant magnétiques. Or une enveloppe magnétique, si on ne s'en aperçoit pas, fournit des informations erronées concernant la position des barres de commande, mettant ainsi en danger la sécurité de fonctionnement du réacteur. En conséquence, les enveloppes de ces barres de commande doivent être contrôlées pcur déterminer si elles sont suffisamment nonmagnétiques (c'est-à-dire, si elles ont une perméabilité magnétique ne dépassant pas un seuil prédéterminé) afin de préserver la sécurite de fonctionnement de l'installation. Comme spécifié ci-dessus, les dispositifs antérieurs permettent de mesurer avec précision la perméabilité des enveloppes toutefois, ceci n'est pas nécessaire. En effet, pour qu'une enveloppe de barre de commande soit considérée comme acceptable du paint de vue magnétique, il suffit de savoir si sa perméabilité relative est au-dessous d'une limite déterminée. En conséquence, les contrôles longs et fastidieux des enveloppes avec les dispositiis de la technique antérieure sont inutilement dispendieux en effet, le résultat obtenu-est beaucoup plus précis que nécessaire. En conséquence, le but principal de 7 t invention est de fournir un appareil pour contrôler ou pour tester une enveloppe en vue de déterminer si sa perméabilité est à l'intérieur de certaines limites acceptables. Pour atteindre cet objectif, la présente invention apporte un appareil pour contrôler la perméabilité relative dc l'enveloppe d'une barre de commande d'un réacteur nucléaire, appareil qui comprend un premier et un second enroulement primaire interconnecté électriquement ; un enroulement secondaire disposé entre les deux enroulements primaires ; des moyens pour fournir une tension électrique alternative à ces deux enroulements primai res ; des moyens pour mesurer la tension de sortie dudit- enronle- ment secondaire, caractérisé en ce que lesdits enroulements primaires et secondaire sont disposés cSte à câte sur un support tubulaire ayant une perméabilité. relative sensiblenent égale à l'unité ; et ayant un diamètre intérieur légèrement plus grand que le diamètre extérieur de l'enveloppe des barres de commande afin de permettre d'enfiler ledit support sur une telle enveloppe~twur- mesurer sa perméabilité, lesdits moyens pour mesurer la tension de sortie dudit enroulement secondaire comportant des moyens pour indiquer un défaut chaque fois que la tension de sortie dépasse une limite préétablie. Une fois que le contrôleur de perméabilité a été préparé, on applique une tension alternative prédéterminée à cs enroulements primaires et l'enfile sur une enveloppe ayant une perme abilité connue, égale à la perméabilité maximale acceptable. On mesure ensuite la tension de sortie résultant de l'enroulement secondaire. On marque cette tension qui indique la valeur acceptable ; en autres termes, on étalonne l'indicateur. On'enfile ensuite le contrôleur de perméabilité sur une enveloppe devant être testée et on mesure à nouveau la tension de sortie de l'en- roulement secondaire. On compare les deux tensions de sortie, et les enveloppes produisant des tensions supérieures à la tension mesurée avec l'enveloppe ayant la perméabilité connue sont refusées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortircnt de la-description qui va suivre, en référence au dessin annexe, sur lequel: - la figure 1 est une représentation schématique d'un contrôleur de perméabilité conforme à l'invention ; et, - la figure 2 illustre une variante de réalisation du dispositif de mesure de la figure 1. Les propriétés magnétiques d'une matière peuvent être déterminées å partir de sa perméabilité relative. En effet, moins la matière considérée est magnétique, plus sa perméabilité relative est basse. La perméabilité la plus basse, celle du vide, est prise pour unité, La perméabilité des autres matières est alors référence par rapport à la perméabilité du vide, et est exprimée par un indice indiquant sa "permittivité" relative. Ainsi, les matières nou-magnétibques ont des perméabilités voisines de 1, tandis que les matières fortement magnétiques ont des perméabilités proportionnellement plus grandes. Le sontrôleur de perméabilité représenté sur la figure 1 comprend un support magnétique, tel que le tube 10, sur lequel sont enfilés deux enraulements primaires 12 et 14, un enroulement secondaire 16 étant disposé entre ces deux enroulements primaires 12 et 14. Les deux onroulements primaires 12 et 14 sont reliés électriquement, soit en série, comme représenté, soit en opposition, Bien que la description parle de deux enroulements primaires 12 et 14, il est bien évidest que ce montage pourrait ne comperter qu'un seul enralement primaire divisé. @@@@@@@ une !@@@@@@que 10 a un diamètre intérieur plum @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@laquelle des matières à toster. Le @@@@@@@@@@@@@@@@@@que 10 pent être ecastitué par l'une des nombrouses @@@@@@@@@@@@@@@@pormenbilités relatives sensiblement égales à @@@@@@@@@@@@@@@@@@ium, l'acior inoxydable, les fibres de verre @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@le tube 10 est fait d'une datière @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ que les lignes du champ engendré par les @@@@@@@@@@@@@@@@@@@ires 12 14 le travorsent afin de permettre de mesurer la perméabilité du corps qui a été introduit dans le tube 10. L'enroulement secondaire 16 est placé sur le tube 10, entre les deux enroulements primaires 12 et 14. L'enroulement secondaire 16 est isolé électriquement des enroulements primaires 12 et 14. L'enroulement 16 est connecté à un dispositif 18 permettant de mesurer sa tension de sortie.Dans la forme de réalisation représentée, ce dispositif de mesure 18 est constitué p2r un voltmètre 20. Les conducteurs 22 et 24 aboutissant aux enroulements primaires 14 et 12 sont connectés à une source 26 capable de fournir un courant alternatif à ceux-ci. Bien que la source électri que 26 puisse être constituée par une fiche introduite dans une prise de courant, la forme de réalisation préférée comporte un potentiomètre 28. Ce potentiomètre 28 permet conjointement avec un voltmètre 30, d'utiliser le dispositif avec une tension connue quelle que soit la nature du courant alternatif d'alimentation disponible. On place l'élément 32 à contrssler à l'intérieur du tube 10.Bien que l'élément 32 qu'on veut tester ait été désigné dcomme une enveloppe pour une barre de commande d'un réacteur nucle- aire, il- est bien évident que l'invention.n'est nullement limitée à cette application particulière et qu'elle peut tput aussi bien être utilisée pour tester d'autres objets au d'autres composants, tels que des barres et des tuyaux. La procédure pour tester si la perméabilité est acceptable est a suite : Le fait que la présente description se réfère aux permé abilité maximales acceptables, ne limite l'invention d'aucune manière. En fait, l'invention s'étend tout aussi bien aux cas dans lesquels la matière testée doit présenter une certaine perméabilité minimale pour Outre acceptée. Après que le contrôleur de perméabilité a été fabriqué, on applique une tension alternative connue aux enroulements primaires 12 et 14. Une enveloppe 32, qui a une perméabilité relative égale à la perméabilité maximale acceptable mesurée par l'un des dispositifs précis de la technique antérieure, est placée dans le tube 10.On observe ensuite > Yin de sortie de l'enroulement secondaire 16, mesurée par le veltmètres 20. Ce-tte tension constitue la tension de référence, et rearésente la tension de sortie maximale acceptable : autrement dit, si par la site certaines enveloppes 32 devaient produire une tension de sortie plus grande que cette tension de référence, on en concluerait que leur perméabilité dépasse les limites acceptables et qu'elles doivent être refusées. Âpres que la tension de référence a été observée, on étalonne définitivement la tension d'entrée du con- troleur, apr8s quoi l'enveloppe ayant la perméabilité connue n'est plus nécessaire. Par la suiteS on enfile le contrSleur sur une enveloppe 32 devant être contrElée. On observe ensuite la tension de sortie de l'enroulement secondaire 16, telle qu'elle est indiquée par le voltmètre 20. Comme il a été expliqué, on compare alors la tension do sortie de l'enveloppe en train autre contrôlés avec la tension de référence ou d'étalonnage provenant de l'enveloppe dont la perméabilité est connue, et on considère comme acceptables et satisfaisantes les enveloppes donnant une tension de sortie infé- rieure à cette tension de référence, tandis' que toutes les enveloppes qui sont à l'origine de tensions de sortie plus grandes que la tension de référence sont refusées.De cette manière, l'acceptabilité des enveloppes peut être déterminée de manière efficace sans être astreint à des mesures inutilement précises. Lorsque le dispositif doit être utilisé pour déterminer l'acceptabilité d'une matière qui doit posséder une certaine permé abilitc minimale, on modifie en conséquence le fonctionnement du contrôleur. On utilise l'étalonnage initial en introduisant une matière ayant une perméabilité connue égale à la perméabilité minimale acceptable, puis on mesure la tension de sortie de lten- roulement secondaire 16. Ensuite, les matières produisant des tensions de sortie inférieures à la tension de référence ou d'étalonnage produite par la matière connue sont refusées, seules les matières produisant une tension de sortie supérieure à la tension de référence sont acceptées. De nombreuses modifications peuvent etre apportées au dispositif de 5 Invention pour l'adapter à des besoins particulierse C'est ainsi, par exemple, qu'au lieu que le dispositif de mesure 18 soit un voltmètre 20, ce pourrait être une résistance de charge 34 associée à un ampèremètre (non représenté)* Une autre medification utile de ce principe (représentée sur la figure 2) consiste à utiliser comme résistance de charge 34 une lampe électrique 38. Une source électrique 36 peut alors être intercalée dans le circuit de sortie de l'enroulement secondaire 16. Cette source élec- trique auxiliaire 36 fournit au circuit secondaire un courant de signe inverse, ayant une intensité pratiquement égale à celle du courant circulant dans le circuit secondaire quand l'enveloppe ayant la perméabilité connue est présente dans le tube 10. Si, après cela, on place le controleur de perméabilité au-dessus d'une enveloppe à tester, les courant de sortie inférieurs au courant de référence n'affectent pas l'état de la lampe 38, tandis que ceux qui sont plus grands que la valeur de référence allument la lampe 38.De cette manière, la comparaison de la tension de sortie produite par l'enveloppe contrôlée avec la tension de référence de vient automatique et il n'est plus nécessaire que d'observer si la lampe 38 s'allume, Une autre variante consiste à utiliser un voltmètre modifié comme dispositif de mesure 18.Dans ce cas, une fois que la tension de sortie produite par l'enveloppe ayant la perméabilité connue a été déterminée, c'est-à-dire une fois qu'on connaît la tension de sortie-de référquee, on marque un repère correspondant à celle-ci, après quoi pour toutes les tensions inférieures à la tension de référence l'aiguille vient se placer au-dessus d'une zone verte ou acceptable, tandis que quand elle est supérieure à cette dernière, l'aiguille se place au-dessus d'une zone rouge qui commande le rejet. On voit donc que l'invention apporte un moyen pratique pour contr8ler l'acceptiabilité de la perméabilité de certaines matières, sans qu'il soit nécessaire de procéder à des mesures minutieuses, et que, nar conséquent, elle est adaptée pour les applications dans lesquelles la perméabilité dtune matière doit être comprise entre des limites déterminées. REVENDICATIONS 1. Appareil pour contrôler la perméabilité relative de l'enveloppe d'une barre de commande d'un réacteur nucléaire, appareil qui comprend un premier et un second enroulement primaire interconnecté électriquement ; un enroulement secondaire disposé entre les enroulements primaires ; un dispositif pour fournir une tension électrique alternative à ces deux enroulements ; un dispositif pour mesurer la tension de sortie dudit-enroulement secondaire, caractérisé en ce que lesdits enrônlements primaires et secondaire 12, 14, 16 sont disposés cate à côte sur un support tutoulaire 10 ayant une perméabilite relative sensiblement égale à l'unité s et ayant un diamètre intérieur iégèrement plus grand que le diamètre extérieur de l'enveloppe de la barre de commande afin de permettre d'enfiler ledit support sur l'enveloppe pour mesurer sa perméabilité, le dispositif ppur mesurer la tension de sortie dudit enroulement secondaire comportant des moyens pour indiquer un défaut chaque fois que la tension de sortie dépasse une limite prédéterminée. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour mesurer la tension de sortie dudit enroulement secondaire 16 comprennent une résistance de charge 34 et une source électrique alternative prédéterminée 36 disposée dans le circuit de l'enroulement secondaire en opposition aux tensions qui y sont engendrées par le courant alternatif circulant dans les dits enroulements primaires 12, 14, la résistance de charge 34 etia source électrique alternative 36 étant montées cn série avec ledit enroulement secondaire 16. 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la résistance de charge 34 est une ampoule électrique.