Brevet FR2475782A1 — publié le 19810814

La présente invention se rapporte à un perfectionnement aux dispositifs permettant d'assurer la translation des barres de réglage à l'intérieur d'une enceinte fermée dans un réacteur nucléaire. On sait que l'on règle généralement la réactivité d'un réacteur nuclé- aire en règlant l'insertion, à l'intérieur du coeur, de barres de commande ayant la propriété d'absorber les neutrons, des variations lentes du niveax d'insertion de ces barres permettent de contr8ler le niveau de puissance fourni par le coeur, leur insertion totale et rapide permettant de réali- ser l'arrêt d'urgence du réacteur. Les mouvements lents des barres sont généralement réalisés à l'aide de dispositifs à vis et écrou, l'écrou étant bloqué en rotation et la vis blo- quée en translation. De tels dispositifs sont par exemple décrits dans les brevets français nO 1.241.783 et nO 1.450.728 et comportent, en outre, un mécanisme permettant l'insertion rapide de la barre de réglage par décro- chage de l'ensemble vis-écrou, l'écrou restant continuellement en prise avec la vis. Ces dispositifs connus utilisent un grappin ou crochet supportant, en état de fermeture, l'ensemble vis-écrou et actionné par un électro-aimant dont la bobine est placée sous le stator du moteur d'entraînement en rota- tion de la vis équipant ledit ensemble vis-écrou. L'insertion rapide de la barre de réglage dans le coeur du réacteur est obtenue par coupure de l'a- limentation électrique de la bobine de l'électro-aimant, ce qui entraine l'ouverture du grappin, la libération de l'ensemble vis-écrou, et par sui- te la chute de la barre de réglage dans le coeur du réacteur jusqu'à sa po- sition d'insertion maximale. Ce genre de réalisation de type connu présente néanmoins un inconvé- nient. En effet, les règles de sécurité applicables aux réacteurs nucléai- res imposent qu'en cas de séisme il soit, d'une part, possible de procéder à l'insertion rapide des barres de commande, d'autre part, que les encein- tes assurant la rétention du fluide primaire conservent leur intégrité. Or la présence de pales et de bobinage supplémentaires sous le stator du moteur d'entraînement de la vis conduit à allonger et à alourdir le mécanisme et par suite à majorer les efforts et les déformations subis par ce dernier en cas de séisme. Le dispositif selon l'invention permet de pallier cet inconvénient et présente en outre, l'avantage d'entratner une simplification du mécanisme. Il est caractérisé en ce que le rotor du moteur d'entraînement de la vis ou équivalent est muni en outre d'organes d'accrochage en position haute de celle-ci, lesdits organes d'accrochage étant commandés par action électro- magnétique à partir des bobines du stator dudit moteur d'entraînement de façon à ce qu'ils soient en position de fermeture sur ladite vis, ou équivalent, lorsque ledit stator est alimenté, à ce qu'ils se mettent en position d'ou- verture lorsque ledit stator n'est plus alimenté de façon à laisser choir l'ensemble du genre vis-écrou et en ce qu'il comporte un organe de ver- rouillage desdits organes d'accrochage permettant de maintenir ceux-ci en position ouverte lorsque ladite vis de commande ou équivalent n'est pas en position haute d'accrochage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 représente schématiquement le dispositif de commande de bar- re de réglage avec la vis en position haute d'accrochage. - la figure 2 est une vue du même dispositif avec la barre en position bas- se extrême, la vis étant décrochée. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement en 1 le coeur du réac- teur nucléaire, en 2 son enceinte pressurisée et en 3 une des barres de ré- glage. Le mécanisme de commande de la barre 3 est, de manière classique, enfermé dans une enceinte sous pression 4 en forme de tube clos sur le des- sus qui assure la rétention du fluide primaire; conformément à l'invention, ce mécanisme comporte - un moteur pas à pas à réluctance variable 5 dont le stator 6 est disposé à l'extérieur et autour de l'enceinte 4, le rotor 7 étant placé, de maniè- re classique, à l'intérieur de ladite enceinte. Selon l'invention, le no- yau central du rotor 7 supporte deux bras pivotants 8 sur lesquels sont usinés les pôles dudit rotor. Les bras 8 forment une pince qu'un ressort 9 placé à sa partie inférieure tend à ouvrir. Le maintien &s parties tour- nantes sur la partie intérieure de l'enceinte 4 est par ailleurs assuré par roulements à billes (11,12). - également attelée au rotor 7, une tige cannelée 10, occupant l'axe ver- tical du mécanisme et de longueur supérieure à la course de la barre de réglage 3, - montée coulissante sur la tige cannelée 10 de manière à tourner avec elle une douille 13 munie d'un évidement 14 dans Xquel viennent s'engager des ergots correspondants 15 de la partie inférieure des bras 8, lorsque la pince qu'ils forment est refermée. La douille 13 est reliée au totor 7 par un ressort 16 qui tend à la repousser vers le bas. - une vis 17 montée coulissante sur la tige cannelée 10 de manière à res- ter, comme la douille 13, toujours en prise avec elle. Dans la position de réglage de réactivité du réacteur représentée sur la figure 1, cette vis 17 est bloquée en translation par les bras & qui l'enserrent à sa partie supérieure qui elle-même présente un renflement 18 en conséquence, - un écrou 19 en prise avec la vis 17, libre en translation et immobilisé en rotation par une clavette 20 coulissant dans une rainure longitudinale 21, - une tige de commande tubulaire 22 reliant l'écrou 19 et la barre de ré- gIge 3. Le fonctionnement du dispositif pour la compréhension duquel on se ré- fèrera également à la figure 2, est le suivant Lorsque le stator 6 du moter pas à pas 5 est sous tension, il attire la partie supérieure des bras pivotants l, ce qui permet le maintien, par son bourrelet 18, de la vis 17 en position haute. Pour réaliser un déplacement lent de la barre 3, on alimente les bobi- nes 6 de manière à créer dans le stator un champ tournant qui provoque la rotation du rotor 7 entratnant lui-mime, par l'intermédiaire de la tige cannelée 10, la rotation de la vis 17. L'écrou 19, immobilisé en rotation, se déplace alors longitudinalement sur la vis 17, elle-même immobilisée en translation, ce qui permet l'insertion lente ou l'extraction lente de la barre 3, qui lui est accouplée par l'intermédiaire de la tige de comman- de tubulaire 22. Pendant ces opérations, comme on le voit sur la figure 1, la douille de verrouillage 13 est dans sa position haute, le ressort 16 étant compri- mé et les ergots 15 sont engagés dans l'évidemment 14 de façon à permettre aux bras pivotants 8 de se fermer en maintenant la vis 17 en position hau- te. L'insertion rapide (figure 2) de la barre de commande 3 dans le coeur 1 du réacteur est obtenue par coupure de l'alimentation électrique du sta- tor 6 du moteur pas à pas 5. Sous l'action du ressort 9, et du poids de l'ensemble vis + écrou + tige de commande + barre de réglage, les bras pi- votants 7 s'ouvrent et libèrent l'ensemble constitué par la vis 17, l'écrou 19, la tige de commande 22 et la barre de réglage 3. La barre 3 chute alors dans le coeur jusqu'à sa position d'insertion maximale ce qui provoque l'ar- rêt du réacteur. Lors de l'ouverture des bras 8, la douille 13, libérée des ergots 15, descend sous l'action du ressort 16, ce qui, comme on le voit sur le dessin, bloque les bras 8 en position ouverte. 4 2475782 La remontée de la barre de commande 3, suite à cette insertion rapide, nécessite la remontée préalable de la vis 17. Ceci est réalisé grâce à la tige cannelée 10 qui reste en prise avec la vis 17, même lorsque cette der- nière est dans sa position la plus basse. On fait alors tourner le moteur dans le sens entrainant normalement la descente de la barre de commande 3, ce qui entraine la remontée de la vis 17. Il est à noter que la mise sous tension du stator 6 du moteur 5 ne provoque pas le basculement des bras 8, puisque ces derniers sont bloqués en position ouverte par la douille, de verrouillage 13. Lorsque la vis 17 arrive en position haute, sa partie supérieure entre en contact avec la face inférieure de la douille 13 et pousse cette der- nière vers le haut, le ressort 16 se comprimant. Lorsque l'évidement 14 usiné sur la douille 13 arrive à hauteur des ergots 15, les bras pivotants 8 se referment sous l'effet de la force d'attraction exercée par le sta- tor 6 sur la partie haute de ces bras pivotants. La vis 17 se retrouve ainsi immobilisée en translation et il est alors possible de commander à nouveau l'exécution de déplacements lents de la barre de réglage 3 par ro- tation du moteur 5. L'invention trouve son utilisation dans le domaine de la production d'énergie par réacteur nucléaire. REVENDI CATIONS 1- Dispositif de commande de barre de réglage de réacteur nucléaire du type comportant une enceinte tubulaire étanche associée à un moteur d'entraînement dont le rotor est situé à l'intérieur de ladite enceinte et le stator à l'extérieur de celle-ci, la rotation dudit moteur entrai- nant la montée ou la descente de la barre de réglage par l'intermédiaire d'une transmission du genre vis-écrou, caractérisé pn ce que ledit rotor (7) du moteur d'entraînement de ladite vis (17) ou équivalent est en ou- tre muni d'organes (8) d'accrochage en position haute de celle-ci, les- dits organes d'accrochage étant commandés par action électromagnétique à partir des bobines du stator dudit moteur d'entraînement de façon à ce qu'ils soient en position de fermeture sur ladite vis ou équivalent, lors- que ledit stator est alimenté, à ce qu'ils se mettent en position d'ou- verture lorsque ledit stator n'est plus alimenté de façon à laisser choir l'ensemble du genre vis-écrou et en ce qu'il comporte un organe de ver- rouillage (13) desdits organes d'accrochage permettant de maintenir ceux- ci en postion ouverte lorsque ladite vis de commande ou équivalent n'est pas en position haute d'accrochage. 2- Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits organes d'accrochage sont des bras pivotants sur lesquels sont usinés les p8les du rotor, en ce que ledit organe de verrouillage est cons- titué par une douille (13) coaxiale à ladite transmission (17, 18, 22) et munie d'au moins un évidement (14) permettant de contenir au moins une ex- croissance (15) de la partie inférieure desdits bras pivotants.