Brevet FR2431752A1 — publié le 19800215

La présente invention a pour objet une enceinte de confinement pour réacteur 9 eau. De façon plus précise, la présente invention concerne une enceinte de oenfinement pour rédacteur a eau comportant dans sa partie inférieure des structures .de supportage de la cuve du réacteur qui constituent en meeme temps des compartiments dont au moins certains servent à la fois d'espaces pour le stockage temporaire des assemblages combustibles et pour le stockage d'eau borée en vue de la mise en oeuvre de certaines opérations de sécurité du réacteur. On sait que les réacteurs nucléaires a eau et, plus précisément, les réacteurs nucléaires du type à eau sous pression sont constituées essentiellement par une cuve contenant le coeur et par des échangeurs de.chaleur et des pcmpes de circulation de l'eau de refroidissement du coeur. Cet ensemble est placé à l'intérieur d'une enceinte de confinement qui constitue une barrière supplémentaire entre l,extérieur et le matériau fissile des éléments combustibles du coeur du réacteur. En outre, on sait que pour le fonctionnement des réacteurs, en raison des normes de sûreté, il est nécessaire de disposer de réserves importantes d'eau borée, par exemple pour renoyer la cuve et le coeur du réacteur en cas de rupture. dans celui-ci ou pour asperger de l'eau borée à 1' intérieur de cette enceinte de confinement. Ces. réserves sont habituellement placées au dehors de l'enceinte de confinement et les pompes utilisées en cas d'accident doivent vaincre la différence de pression due à l'accident. Par ailleurs, on sait que pour l'exploitation de tels réacteurs, -il est nécessaire de procéder à des opérations de déchargement di combustible usé et de rechargement en combustible neuf. Pour proceder å cette deuxième opération, il existe au-dessus de la bride de la cuve du réacteur une structure formant piscine de manutention que l'on remplit, à l'arrêt du réacteur, d'eau de pureté nucléaire additionnée d'acide borique, cette eau étant habituellement prélevée dans les réserves mentionnées plus haut. I1 est en outre nécessaire de disposer d'une piscine de stockage des assemblages combus- tibles dans laquelle ceux-ci séjournent un certain temps pour décroissance de leur puissance radioactive résiduelle avant leur mise e-.chateau:de plomb et leur évacuation de l'installation. La présente invention concerne precisement une structure de l'enceinte de confinement qui, dans sa partie inférieure, oomporte au moins un compartiment dans lequel se trouvent rassemblées la fonction de piscine de stockage temporaire des assemblages combustibles lors des opérations de rechargement et de déchargement du du coeur, et la fonction de réservoir d'eau borée.De plus, selon l'invention, un tel réservoir stharmonise avec les structures bétonnées dans l'enceinte de confinement qui servent au supportage de la cuve du réacteur et des échangeurs des pompes du circuit primaire De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexes sur lesquelles on a repré sente - sur la figure 1, une demi-vue en coupe verticale de la partie inférieure de l'enceinte de confinement montrant la piscine de stockage temporaire des assemblages oombusti- bles, et une piscine de reprise externe servant à la mise en château de plomb avant évacuation du site. - sur la figure 2, une vue en coupe horizontale partielle de cette meme installation. Comme on le voit sur la figure 1, l'enceinte de confinement est constituée par un radier inférieur 2, par une paroi latérale 4 et par un plafond non représenté, l'ensemble définissant un espace étanche. A l'intérieur de cet espace étanche, on trouve un fût central 6 et un plancher horizontal épais 8 raccordé, d'une part, à la paroi latérale 4 et, d'autre part, au fût central 6. Entre le radier 2 et le plancher 8, on trouve des cloisons radiales telles que 10 (voir figure 2) qui définissent dans cet espace un certain nombre de compartiments et en particulier le compartiment 12 visible sur les figures 1 et 2.Le fût central 6 contient et supporte la cuve 14 du réacteur nucléaire, la bride de cette cuve étant raccordée de manière étanche à son extrémité supérieure 16, Le plancher 8 sert de plus de fond à une structure 18 formant piscine de manutention. I1 est courant dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée de trouver cette piscine 18 qui sert à la manutention des assemblages oombustiblest BLen entendu, cette piscine n'est remplie d'eau qu'après enlèvement au couvercle de la cuve 14 (le couvercle n'est pas représenté). Comme on l'a déjà indiqué, le compartiment 12 sert à la fois de piscine de stockage pour les assemhlages oombustibles en cours de rechargement QU de déchargement et, d'autre part, de réservoir de stockage d' eau borée. Dans sa première fonction, le compartiment 12 est mis en communication avec la structure formant piscine 18 par l'intermédiaire d'un passage vertical 20 qui débouche, d'une part dans le fond de la piscine 18 et, d'autre part, à l'intérieur du compartiment 12.Ce passage 20 est muni à son extrémité inférieure d'un clapet 22 permettant d'obturer le passage 20. Ce passage se prolonge au-delà de ce clapet 22 par un tube 24 qui est muni à son extrémité inférieure d'un joint annulaire gonflable 26. A l'intérieur ai compartiment 12, on trouve un Barillet 28 qui peut tourner autour de son axe vertical XX' et qui comporte un certain nombre de positions de stockage 30 pour des assemblages combustibles tels que 32. Le barillet 28 est disposé de telle façon que, par rotation autour de son axe vertical XX', chaque position de stockage 30 defile en-dessous du tube 24. D'autre part, la hauteur ai barillet est telle que, lorsque l'élément d'étanchéité 28 est gonflé, on assure effectivement une étanchéité ou une semi-étanchéité entre le tube 24 et une position de stockage 30 ou, plus précisément, entre la paroi du tube 24 et la face supérieure 28a du barillet. A l'intérieur du compartiment 12, on trouve une machine de manutention de type classique eonstituee par un pont roulant 34 se déplaçant sur des rails 36, 36' en forme d'arcs de cercle concentriques. Sur ce pont peut se déplacer un diariot 37 portant un tube 38 muni d'un organe d1 accro- chage des éléments combustibles non représentés. L'organe d'accrochage peut ainsi se déplacer Selon des coordonnées polaires, ce qui est bien adapté à la forme du compartiment 12.L'installation comporte également à l'extérieur de l'enceinte de confinement une piscine de reprise des éléments comBustibles portant la référence 40, Un tube horizontal de transfert 42 assure la liaison entre le fond di compartiment 12 et la piscine de reprise 40 qui comporte bien sûr des moyens de manutention classiques 44. La piscine 40 est remplie par de liteau jusqu'au niveau N ; elle peut bien entendu servir comme la piscine 18 au stockage d' éléments combustibles. Eh outre, on a figuré dans la paroi latérale 4 de l'enceinte de confinement un sas 46 de passage du personnel permettant un accès direct dans le compartiment 12, de telle façon que, pendant le fonctionnement du réacteur, le personnel n'ait pas à circuler dans l'espace supérieur de l'enceinte de confinement Cau-dessus du plancher 8) od peut exister un certain niveau de radioactivité, Le fonctionnement du compartiment 12 en tant que zone de stockage intermédiaire des assemblages combustibles est le suivant. Lors d'une opération de transfert d' assem- blages combustibles, comme cela est connu, on enlève. le couvercle de la cuve di réacteur 14 et on remplit la piscine de manutention 18. Bien entendu, lors de cette opération, l'obturateur 22 est fermé.Le barillet 28 est tourné de telle façon qu'une position de stockage 30 se trouve dans le prolongement du tube 24 et le joint 26 a été gonflé pour assurer l'étanchéité. A l'aide d'un dispositif de manutention non représenté, on extrait de la cuve du réacteur un assemblage combustible 32 que l'on anène dans la piscine 18 audessus du passage 20. On ouvre l'obturateur 22 et à l'aide de ce meme dispositif de transfert, on descend l'assemblage combustible 32 dans la position de stockage 30 du barillet 28 disposé dans le prolongement du tube 24. On ferme ensuite l'obturateur 22, on dégonfle le joint 26 et par rotation du barillet 28, on déplace la position de stockage 30 contenant l'assemblage combustible.A l'aide du deuxième dispositif de transfert, constitué par le pont roulant 34 et le tube 33 et le grappin associé, on déplace l'assemblage combustible pour l'amener dans un alveole de stockage tel que 32a (Figure 2) Lorsqu'après un certain temps de stockage et de décroissance radioactive on désire évacuer 1' élément combustible, on le déplace en position 32b et on le fait pivoter poux l'amener dans la position horizontale représentée par ltélQment com bus tib le 32c.Après avoir ouvert les obturateurs 42a et 42b disposés & chaque extrémité de la conduite .42, on transfère l'assemblage oombustihle de façon connue dans la piscine de reprise 40. Dès que l'assemblage combustible est arrivé dans la piscine 40, un dispositif schématisé en 50 permet le redressement de l'assemblage combustible (position 32d) et la deuxième machine de manutention 44- permet de saisir 1' assem- blage combustible 32d pour l'introduire dans le château de plomb 52, en vue de son transport. Pour la mise en place des éléments neufs dans le coeur, on effectue bien entendu les opérations inverses. I1 est important de noter que, grâce au système d'étanchéité 26 ou de semi-étanchéité qui isole l'espace constitué par le passage 20, l'intérieur du tube 24 et les différentes positions de stockage successives 30 de 1' inté- rieur du compartiment 12, il est possible de maintenir l'eau borée dans le compartiment 12 à un niveau N1 qui est largement inférieur au niveau de la machine de manutention 34, Q qui en simplifie considérablement le fonctionnement. On comprend que tous Qs éléments d'étanchéité sont neces- saires puisque le niveau de l'eau dans la piscine 18 est très largement supérieur au niveau N1. On a décrit jusqu ici la fonction "piscine de stockage temporaire" du compartiment 12. Cependant, comme on l'a déjà indiqué, ce compartiment 12 sert également de réservoir d'eau borée pour les différentes interventions de sûreté qui peuvent être nécessaires en cas d'incidents sur l'installation nucléaire Dans ce but, des pompes telles que 60 immergées dans l'eau du compartiment 12 sont raccordées à une conduite 62, elle-mEme reliée à des dispositifs d'aspersion internes å l'enceinte de confinement qui sont de type parfaitement connu en eux-memes. De même, une pompe 64 est raccordée à une conduite 66 qui permet par exemple d'alimenter les conduites primaires de l'installation nucléaire en cas de rupture de celles-ci pour eviter un dénoyage du coeur. L'ensemble des structures internes I l'enceinte de confinement est décrit plus en détail dans la demande de brevet français déposée le même jour au nom du demandeur. En particulier le bas de la paroi de l'enceinte de confinement peut être réalisé comme sur la figure 2 de la demande de brevet citée. Comme on le soit mieux sur la figure 2, les cloisons radiales 10 définissent bien sûr. d'autres compartiments tels que le compartiment 12a. Ces compartiments servent en particulier au stockage d'eau borée comme cela a été décrit dans la demande déjt citée. Si l'eau borée contenue est susceptible d'être introduite dans le circuit primaire dans d'autres cas que celui d'un grave accident, on doit évidemment la maintenir dans une grande pureté, ce qui est obtenu par des moyens connus comportant notamment le revêtement des parois par de l'acier inoxydable. On comprend qu' ainsi 1' enceinte de confinement pour réacteur nucléaire. à eau selon l'invention, permet un gain de place sensihle et une amélioration de la strette puisqudun grand volume d'eau borée se trouve à l'intérieur de l'enceinte de confinement, sans que les pompes d'ìnjection aient à vaincre la surpression interne causée par l'accident. L'utilisation, a des fins de refroidissement en cas d'accident, de l'eau de la piscine à combustible, ne pose pas de problèmes significatifs de sûreté, étant entendu que:les éléments combustibles sont recouverts d'une large tranche d'eau qui devrait être évaporée ou évacuée à l'ext8rieur astant que ces éléments soient dénoyés et puissent se détériorer, les risques liés à la détérioration des éléments contenus dans la cuve étant alors beaucoup plus graves. REVENDICATIONS 1. Enceinte .de confinement pour xeacteur à eau comprenant une cuve contenant le coeur constitué par des assemblages combustibles, au moins un échangeur de chaleur et une pompe de circulation, ladite enceinte oomprenant un radier, une paroi latérale et un plafond et des structures internes, ladite enceinte étant caractérisée en ce que lesdites structures internes comprennent un fût central vertical fixé sur le radier et supportant la cuve à son extrémité supérieure, un plancher horizontal supportant le fond d'une piscine de manutention, une pluralité de cloisons rayonnantes définissant dans l'espace limité par le fût, le plancher et le radier, une pluralité de compartiments, un de ces compartiments servant de piscine de stockage des assemblages combustibles et de réservoir d'eau borée, ledit plancher horizontal étant traversé par un conduit formant passage vertical entre la piscine de manutention et ledit compartiment. 2. Enceinte selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit compartiment comprend intérieurement des moyens de manutention des assemblages combustibles, un barillet à axe vertical muni d'une pluralité de positions de stockage pour assemblages combustibles, ledit barillet étant disposé de telle façon que dans la rotation, chaque position de stockage vienne au droit de l'orifice formant passage, et des moyens de pompage pour prélever de 1' eau borée dans ledit compartiment et l'acheminer vers 1' enceinte de confinement au-dessus du plancher horizontal. 3. Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit conduit formant passage est muni d'un obturateur et en ce qurii est prolongé par un tube interne audit compartiment, ledit tube comportant à son extrémité inférieure un élément d'étanchéité apte I réaliser une semi-étanchéité entre 1' extrémité inférieure dudit tube et la face supérieure du barillet 4. Enceinte selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour faire communiquer la partie inférieure ledit oomp.artiment avec une piscine extérieure à ladite enceinte, les moyens de mise en communication permettant le passage d'un assemblage combustible. 5. Ehceinte selon l'une quelconque des revendications 1 a 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de itianutention dudit compartiment consistent en un pont roulant guidé par deux rails en forme d'arcs de cercle concentriques, ledit pont comportant un chariot mobile supportant des moyens de levage.