Brevet FR2474744A2 — publié le 19810731

FR 2474744 A2 19810731 FR 8001616 A 19800125 La présente invention a pour objet des perfectionnements aux circuits caloporteurs secondaires pour réacteurs nucléaires refroidis par du sodium liquide. De fagon plus précise, l'invention a pour objet des améliorations apportées à un circuit caloporteur secondaire pour réacteur nucléaire tel que défini dans la demande de brevet français nO EN 7903335 déposée le 9 février 1979 au nom de la demanderesse. Dans cette demande de brevet, on a décrit un circuit caloporteur secondaire pour un réacteur nucléaire du type refroidi par un métal liquide, ledit circuit comprenant au moins un échangeur intermédiaire logé dans la cuve dudit réacteur, un générateur de vapeur extérieur à ladite cuve pour l'échange de calories entre le métal liquide secondaire circulant dans ledit circuit secondaire et de l'eau-vapeur, au moins une pompe de circulation dudit sodium secondaire et un réservoir de stockage dudit métal liquide secondaire et de récupération des produits créés par une éventuelle réaction métal liquide-eau dans ledit générateur de vapeur, ledit métal liquide étant susceptible d'occuper un niveau minimal dans ledit réservoir, caractérisé en ce que ledit réservoir est placé au niveau le plus bas de l'installation nucléaire, en ce que l'extrémité inférieure de la conduite de sortie de métal liquide dudit générateur de vapeur plonge directement dans ledit réservoir, en ce qu'on maintient dans ledit réservoir au-dessus du métal liquide une couverture de gaz inerte à une pression telle qu'elle équilibre la pression de métal liquide dans la totalité de ladite boucle secondaire, ledit réservoir jouantainsi en plus le rôle de réservoir anti-bélier aval pour ledit générateur de vapeur et de rEser- voir d'expansion lors des variations de température dudit métal liquide et en ce que ladite pompe comportant un rotor, ce rotor est situé au-dessus dudit niveau minimal. Selon un mode de réalisation préféré du titre principal, la pompe est soit du type électromagnétique, soit du type à joint gelé et l'entrée de cette pompe est branchée sur la conduite de sortie dudit générateur de vapeur, en amont dudit réservoir et la sortie de la pompe est directement raccordée à 1 'échangeur intermédiaire ou audit échangeur intermédiaire, c'est-à-dire que dans ce titre premier, il est prévu que dans le seul cas où la pompe de circulation du circuit secondaire est du type électromagnétique ou à joint gelé, cette pompe peut être disposée à l'extérieur du réservoir de stockage du sodium liquide. Selon le présent perfectionnement, il a éte constaté par les inventeurs qu'il était possible de substituer a des pompes électromagnetiques à joint gelé une pone à niveau libre ou plus généralement une pompe mécanique dans les mêmes conditions, c 'est-à-dire que cette pompe du type mécanique peut être également montée avec son entrée montée sur la conduite de sortie du générateur de vapeur. On comprend qu'une telle disposition présente l'avantage important d'éviter une circulation de sodium liquide dans le réservoir de stockage. En effet, en fonctionnement normal, le débit de sodium liquide sortant du générateur de vapeur entre directement dans la pompe pour être recyclé dans le circuit secondaire. Cependant, on comprend qu'avec une telle disposition, le réservoir de stockage continue à jouer le rôle de réservoir anti-bélier pour le circuit secondaire et de réservoir pour compenser les dilatations tnermiques à la température de fonctionne- ment du réacteur. Le présent perfectionnement concerne e gaiement dispositif de protection de ce type de pompe et monté comme indiqué précédemment qui permet d'éviter d'éventuelXes remontées de bulles de gaz dans le circuit secondaire du réacteur nucléaire. On sait en effet que dans les pompes mécaniques, il existe un certain nombre de fuites fonctinn- nelles qui, lorsque la pompe se désamorce, peuvent s'inverser. Ces fuites permettent alors l'introduction dans le circuit de la pompe de bulles de gaz qui sont très préjudiciables au fonctionnement normal du circuit secondaire du réacteur. On explicitera plus en détail ce problème ultérieurement. De toute fagon le perfectionnement sera mieux compris à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles on a représenté - sur la figure 1, une vue partielle montrant le montage d'une pompe dans la boucle secondaire selon le perfectionnement ; et - sur la figure 2, une vue en coupe verticale d'une pompe mécanique montrant les fuites fonctionnelles dans une telle pompe. Sur la figure 1, on a représenté le réservoir de stockage 24' ainsi que la partie inférieure du générateur de vapeur 6 avec sa conduite de sortie 6b qui plonge dans le réservoir de stockage 24' en dessous du niveau minimum de sodium qui est réferencé N'3. On a représenté également les soufflets de dilatation 24'a qui assurent l'étanchéité entre la partie supérieure du réservoir 24' et la conduite 6b. Sur cette figure 1, on a également représenté une pompe mécanique 12" dont la conduite d'aspiration 12"b débouche dans la conduite 6b en amont du réservoir 24'. En d'autres termes, la pompe 12" est extérieure au réservoir 24'. On comprend selon cette disposition, que le sodium qui sort du générateur de vapeur 6, pénètre directement dans la pompe 12" sans qu'il y ait à proprement parler circulation de sodium liquide dans le réservoir 24'.En effet, comme on l'a indiqué, la couverture de gaz inerte, par exemple d'argon, disposée aù-dessus du métal liquide dans le réservoir 24' équilibre les pressions dans le circuit secondaire. Cette absence de circulation est très avantageuse pour la structure du réservoir 24'. I1 faut cependant observer que les pompes mécaniques à niveau libre présentent un certain nombre de fuites qui, comme on l'a indiqué, peuvent s inverser en cas de désamorçage de la pompe. En se référant à la figure annexe 2, on comprendra mieux la nature de ces fuites. On trouve une virole de support 120 qui est fermée par un couvercle 122 muni d'une garniture d'étanchéité (non représentée sur la figure 2). La virole 120 supporte la volute de pompe 126 munie de ses orifices de refoulement 128 qui sont raccordés à la ou les conduites 10' de la figure 1. La pompe 12' comporte également un orifice axial d'aspiration de sodium 130 qui est raccordé à la conduite d'aspiration 130' raccordée à la conduite 12ut. A l'extrémité inférieure de l'arbre 12"a, on trouve la roue 132 de la pompe. Autour de la roue 132, on trouve le diffuseur 134 qui est solidaire d'un corps de pompe 136. L'arbre de pompe 12"a traverse ce corps 136 par un palier hydrostatique symbolisé par la réfé- rence 138. Au voisinage du palier 138, on trouve la chambre 140 d'alimentation de ce palier, et une chambre 140' où débouche une fraction du débit en provenance du palier hydrostatique (l'autre fraction étant dirigée vers l'ouïe d'aspiration de la pompe par des orifices percés dans le flasque supérieur de la roue).Pour assurer une certaine étanchéité, on trouve des joints à labyrinthes ou à segments ajustés 142 entre le corps 136 et la tubulure d'aspiration de sodium 130', entre ce corps 136 et la virole support 120. Ces dispositifs de semi-étanchéité ont pour objet de limiter les fuites référencées F1 entre les parties statiques 136 de la pompe et la virole support 120, afin de permettre un démontage aisé par le haut de tout l'ensemble constitué par le corps de pompe 136, la roue 132 et l'arbre 12"a. D'autres joints à labyrinthes ou à bagues d'étanchéité ajustées sont disposés respectivement entre le corps 136 et la roue 132 de la pompe. Les fuites correspondantes sont symbolisées par les flèches F2. Enfin, on trouve des fuites symbolisées par les flèches F3 et qui correspondent à l'alimentation et à la restitution du palier hydrostatique 138. Dans la partie supérieure de la virole 120, on trouve une couverture de gaz inerte, par exemple d'argon audessus du niveau N3. Pour remédier à cette introduction éventuelle de gaz dans le circuit secondaire et selon une disposition préférée du présent perfectionnement, on peut donner à l'ensemble constitué par la conduite de refoulement 12"c et à son prolongement 10' dans le circuit secondaire, une structure particulière. Selon la caractéristique préférée, la conduite de refoulement 12 "c présente une pente et une direction convenables pour réaliser un point haut référencé 160. La pente et l'orientation de la conduite de refoulement 12c sont telles que les bulles de gaz susceptibles d'apparaï- tre dans la pompe en cas de désamorçage de celle-ci peuvent remonter jusqu'au point haut 160 sans pénétrer dans le reste du circuit secondaire, c'est-à-dire dans la portion de conduite 10'. Un event 162 disposé dans le point haut 160 permet d'extraire l'ensemble du gaz pénétrant dans la conduite de refoulement. On comprend qu'ainsi ces bulles de gaz ne pénètrent pas dans la portion de conduite 10' et donc dans le reste du circuit secondaire. Pour compenser ce prelè- vement de gaz inerte, c'est-a-dire d'argon, il est prévu comme cela a été indiqué dans la demande principale, une possibilité par la conduite 164 d'introduire une quantité convenable d'argon à la partie supérieure du réservoir 24'. On comprend qu'ainsi, on évite l'introduction de bulles de gaz dans le circuit secondaire de refroidissement proprement dit et en particulier dans l'échangeur intermédiaire et dans le générateur de vapeur. Cependant, on maintient dans le réservoir la pression qui équilibre la pression statique dans l'ensemble du circuit secondaire. REVENDICATIONS 1. Circuit caloporteur secondaire pour un réacteur nucléaire du type refroidi par un métal liquide selon la revendication I du titre principal, caractérisé en ce que ladite pompe 12" est du type mécanique à niveau libre et en. ce que la pompe 12" est branchée sur la conduite de sortie 6b dudit générateur de vapeur 6 en amont dudit réservoir 24" et en ce que la sortie de ladite pompe 12" est directement raccordée à l'échangeur intermédiaire 6 ou auxdits échangeurs intermédiaires, ladite pompe 12" étant extérieure audit réservoir 24". 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou lesdites conduites de refoulement 12"c reliant la sortie de ladite pompe audit échangeur intermediaire comporte un point haut 160, la portion de ladite conduite 12 "c entre la sortie de la pompé et ledit point haut 160 présentant une pente suffisante et convenablement orientée pour que les bulles de gaz susceptibles de pénétrer dans ladite pompe puissent s'échapper et remonter par gravité jusqu'audit point haut 160, en ce que ledit point haut 160 est muni d'un évent 162 permettant l'évacuation desdites bulles et en ce qu'il comprend des moyens 164 pour introduire une quantité équivalente de gaz dans ledit réservoir 24" pour maintenir ladite pression.