Brevet FR2490863A1 — publié le 19820326

L'invention concerne un dispositif de transfert d'assemblages combustibles pour réacteur à neutrons rapides, entre une position de stocka- ge voisine de la cuve du réacteur et une position d'évacuation et d'intro- duction de ces assemblages. Les réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium liquide com- portent une cuve de grande dimension à l'intérieur de laquelle est disposé le coeur du réacteur constitué par des assemblages combustibles baignant dans le sodium liquide. Pour effectuer le rechargement du coeur du réacteur en assembla- ges combustibles, il est nécessaire de sortir les assemblages combustibles irradiés de la cuve, puis de les disposer dans un château de transport, gé- néralement après une période de stockage plus ou moins longue au cours de laquelle la radioactivité de ces assemblages combustibles diminue, pour leur évacuation vers une unité de retraitement. Parallèlement à cette évacuation de ces assemblages irradiés, des assemblages neufs sont introduits dans le réacteur nucléaire dans la zone de chargement du coeur o une machine de transfert peut venir les prendre pour les disposer à l'intérieur du coeur à la place des assemblages irra- diés. On dispose donc d'une machine de transfert placée au-dessus du coeur permettant de sortir ou d'introduire les assemblages dans le coeur et de les disposer dans une zone de stockage disposée dans la cuve du ré- acteur. On dispose d'autre part d'un ensemble de transfert comportant deux rampes inclinées et un sas de chargement-déchargement qui permet de transporter les assemblages combustibles entre la cuve du réacteur conte- nant le coeur et une zone de stockage proche de cette cuve o les assembla- ges peuvent séjourner un temps plus ou moins long au cours duquel leur ra- dioactivité décroit. Pour leur passage de la zone de stockage au château de transport, les assemblages combustibles doivent être pris en charge-par un ensemble complexe de manutention et de conditionnement comportant des ponts roulants ou d'autres machines de manutention. Cet ensemble complexe est implanté dans une partie du réacteur prévue spécialement à cet effet, ce qui augmente l'encombrement du bâtiment du réacteur et le coût de construction de celui-ci. D'autre part, on envisage actuellement, pour l'implantation des réacteurs nucléaires à neutrons rapides, de grouper plusieurs réacteurs sur un même site, afin de mettre en commun certaines installations annexes ou certains équipements de ces réacteurs. Dans le cas de réacteurs groupés sur un même site, le dispositif de transfert et de stockage d'assemblages combustibles tel que décrit dans la demande de brevet francais 80-02862 de la Société NOVATOME présente un grand intérêt car il simplifie considérablement l'ensemble des dispositifs nécessaires pour l'évacuation des assemblages irradiés vers une usine de re- traitement et pour l'approvisionnement du réacteur en assemblages neufs. Ce dispositif comporte en particulier des modules de transfert et de stockage des assemblages combustibles portés par des véhicules de transport circulant sur le site o sont implantés les réacteurs. Cependant, dans le cas o un stockage intermédiaire des assem- blages combustibles après leur sortie de la cuve du réacteur et avant leur prise en charge par les modules de transfert et de stockage est nécessaire, on doit disposer d'installations spéciales intégrées au bâtiment du réacteur pour le passage des assemblages combustibles entre leur position de stocka- ge au voisinage de la cuve du réacteur et une position d'évacuation à par- tir de laquelle les assemblages peuvent être pris en charge par le module de transfert. Le but de l'invention est donc de proposer un dispositif de trans- fert d'assemblages combustibles pour réacteurs nucléaires à neutrons ra- pides entre une position de stockage voisine de la cuve du réacteur et une position d'évacuation et d'introduction à partir de laquelle se fait l'é- vacuation des assemblages irradiés et l'approvisionnement du réacteur en assemblages neufs, ce dispositif devant permettre une simplification de la structure du réacteur et une mise en commun avec d'autres réacteurs dispo- sés sur le site. Dans ce but, le dispositif de transfert suivant l'invention est démontable et amovible dans son ensemble pour son utilisation successive sur plusieurs réacteurs nucléaires et comporte: - une plateforme montée rotative sur un support destiné à venir reposer sur la structure du réacteur, la plateforme percée d'au moins une ouverture étant alors horizontale et mobile autour d'un axe vertical pour mettre successivement l'ouverture en concordance avec des puits verticaux d'accès aux positions de stockage et d'évacuation des assemblages ménagés dans la structure du réacteur et munis, à leur partie supérieure de dispositifs de fermeture et de jonction, - au moins une hotte pouvant contenir un assemblage en position verticale, disposée sur la surface supérieure de la plateforme autour de louverture ménagée dans celle-ci et munie d'un treuil de déplacement vertical des as- semblages à l'intérieur des puits et de la hotte, lorsque ceux-ci viennent dans le prolongement l'un de l'autre par rotation de la plateforme, - et au moins un dispositif de jonction porté par la plateforme pour le raccordement entre la hotte et les puits lorsque ceux-ci viennent en con- cordance. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant dé- crire à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, deux modes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention utilisé sur un réacteur nucléaire à neutrons rapides. verticale La figure 1 représente, dans une vue en coupe/brisée suivant A-A de la figure 3, une chaine de manutention des assemblages combustibles com- portant un dispositif de transfert suivant l'invention et dans laquelle les assemblages combustibles sont transférés depuis l'extrémité de la rampe se- condaire du sas de chargemenr-déchargement-jusqu'à un module de transfert. La figure 2 représente, dans une vue en coupe verticale brisée suivant AA de la figure 3, une chaine de manutention d'assemblages combus- tibles comportant un dispositif de transfert suivant l'invention et dans la- quelle les assemblages combustibles sont transférés depuis une capacité de stockage intermédiaire jusqu'à un module de transfert. La figure 3 représente une vue suivant F de la figure 1 ou de la figure 2. Sur la figure 1, on voit la cuve 1 du réacteur nucléaire rnnfer- mant le coeur de celui-ci à l'intérieur de laquelle pénètre la rampe primai- re 2 communiquant avec le sas de chargement-déchargement 3 permettant le passage des assemblages combustibles depuis la rampe primaire 2 jusqu'à la amener rampe secondaire 4 pour/ltassemblage combustible S dans sa position de sto- ckage intermédiaire Sa à la base de la rampe secondaire 4. Le dispositif de transfert amovible suivant l'invention permet de faire passer l'assemblage 5 de sa position de stockage intermédiaire Sa à une position 5b à l'intérieur d'un module de transfert 7 en position dtéva- cuation. Le dispositif de transfert amovible suivant l'invention permet de plus de disposer le module 7 à l'intérieur du chariot de transport 8 se dé- plaçant sur une voie de roulement 9 à la partie inférieure de la structu- re du réacteur. Le dispositif de transfert comporte une plateforme tournante Il montée rotative autour d'un axe vertical sur un support 12 reposant sur la structure du réacteur au-dessus de puitsd'accès 14 et 15 ménagés dans la structure du réacteur à la verticale de la position de stockage 5a des assemblages combustibles à la base de la rampe secondaire 4 et à la verti- cale de la position de chargement du module de transfert. La plateforme 11 est montée rotative sur le support 12 par ltin- termédiaire d'un palier à billes 16 et un dispositif d'étanchéité 17 permet d'isoler la zone d'espace située en-dessous de la plateforme et en communi- cation avec les puits ménagés dans la structure du réacteur de l'atmosphère extérieure. La plateforme 11 est percée d'ouvertures telles que 19 et 20 vi- sibles à la figure 1 et porte un ensemble de dispositifs visibles aux fi- gures l et 3. Chacun de ces dispositifs est placé à l'aplomb d'une ouverture tel- le que 19 et 20 traversant la plateforme 11 et mettant en communication le dispositif avec l'un des puits verticaux 14 et 15 ménagés dans la structure du réacteur, suivant la position de la plateforme par rapport à ces puits verticaux. En effet, le déplacement en rotation de la plateforme autour de son axe vertical de rotation permet de mettre successivement en concordance les différentes ouvertures et les différents dispositifs avec les puits ver- ticaux 14 et 15. Les dispositifs portés par la plateforme 11 comprennent une hotte à assemblages irradiés 23, un treuil à module 24, une hotte pour les assemblages neufs 25 et un dispositif d'ouverture et de fermeture des modules 26. Une ouverture a, de plus, été prévue pour le passage d'un péris- cope 27 permettant l'observation des assemblages transportés en vue de leur identification et leur orientation avant introduction dans le réacteur. Un dispositif moteur non représenté permet de faire tourner la pla- teforme Il autour de son axe pour mettre en coïncidence les diverses ouver- tures correspondant aux dispositifs 23-24-25-26 et 27 avec la partie supé- rieure des puits 14 et 15. A leur partie supérieure, les puits 14 et 15 sont fermés par des vannes 30 et 31 respectivement alors que la partie inférieure de la plate- forme 11 porte des dispositifs de jonction tels que 33 et 34 constitués par un dispositif comprenant un joint d'étanchéité cstiné à venir en position de jonction sur la face supérieure de la vanne 30 ou 31. De cette manière, lorsque la plateforme est dans une position telle que représentée à la figure 1, la hotte 23 pour les assemblages ir- radiés et le treuil à module 24 étant en position au-dessus des puits 14 et 15 respectivement, les dispositifs de jonction 33 et 34 permettent une jonction étanche entre l'intérieur de la hotte 23 ou l'intérieur du loge- ment du treuil 24 et les puits verticaux 14 et 15 disposés à l'aplomb des positions de stockage et d'évacuation de l'assemblage 5. La hotte pour éléments irradiés 23 est constituée par une envelop- pe interne tubulaire 35 recouverte par une enveloppe de protection 36 à l'intérieur de laquelle est disposé, à sa partie supérieure, un treuil 37 permettant le déplacement vertical de l'assemblage 5 dans l'espace consti- tué par la hotte et le puits 14, lorsque la vanne 30 est ouverte. Une pince 38 disposée à l'extrémité du câble du treuil permet l'accrochage de l'élément combustible 5 en position 5a et sa remontée à l'intérieur de la hotte 23 dont la hauteur est prévue pour qu'elle puisse contenir un assemblage 5. La hotte pour assemblages neufs 25 est identique à la hotte 23, à ceci près qu'elle ne comporte pas une paroi épaisse de protection contre les radiations analogue à la paroi épaisse 36. Le treuil à module 24 est disposé à l'intérieur d'un carter 40 dont la paroi épaisse permet un isolement contre les radiations. Une pince de manutention 42 fixée à l'extrémité du câble du treuil permet un accrochage des modules 7 pour leur déplacement à l'intérieur du puits 15 jusque dans leur position de chargement à l'intérieur du chariot de transport 8. Les modules 7 comportent une enveloppe 43 d'une dimension suffi- sante pour contenir un assemblage combustible, fermée par un bouchon 44 dont l'ouverture ou la fermeture peuvent être assurées par l'outil associé au dispositif d'ouverture et de fermeture des modules 26. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant Avant d'effectuer une opération de transfert, le dispositif est amené dans sa position de service o le support 12 repose sur la structure du réacteur de façon à ce que le treuil à module se trouve au-dessus du puits 15. Le support 12 est fixé sur la structure du réacteur grâce à des dispositifs de fixation amovibles et la plateforme est mise, grâce à son dispositif de déplacement, dans sa position représentée à la figure 1. Simultanément le module qui contient alors un assemblage neuf est amené par le chariot de déplacement 8 en-dessous du canal vertical 15 puis, dans sa position 7a, o il est maintenu en place par un dispositif de blocage 45, par le treuil à module 24 et son élément de préhension 42. Le module est alors ouvert. On fait alors tourner la plateforme 11 de 900 pour amener la hot- te 23 au-dessus du puits 14 et la hotte 25-au-dessus du puits 15. L'assemblage neuf contenu dans le module en 7a et l'assemblage irradié placé en position 5a sont levés simultanément dans chacune des hottes. La plateforme Il tourne alors de 1800 de manière à amener l'as- semblage irradié à l'aplomb du puits 15 et l'assemblage neuf à l'aplomb du puits 14. Les deux assemblages sont alors redescendus, l'assemblage irradié dans le module en 7a et l'assemblage neuf en 5a. Ce dernier pourra grâce aux rampes être replacé dans le réacteur. Une nouvelle rotation de 900 de la plateforme 11 ramènera le treuil à module à l'aplomb du canal 14. Le module est refermé. Il peut donc grâce à ce treuil être replacé dans le chariot 8 qui l'évacuera du réacteur. La chatne de manutention des assemblages combustibles représentée à la figure 2 est identique à la chaine représentée aux figures 1 et 3, à ceci près qu'une cuve de stockage intermédiaire des assemblages irradiés 51 est disposée au voisinage de la cuve 1 du réacteur pour le stockage d'un grand nombre d'assemblages irradiés après leur extraction du coeur et leur sortie de la cuve du réacteur, pour la décroissance de leur radioactivité. La rampe secondaire 4 débouche dans la cuve de stockage 51 o un dispositif de manutention 52 permet l'extraction de l'assemblage 5 du pot de transport 54 de la rampe 4 et le transport de l'assemblage irradié 5 en une position 5c dans la structure de stockage des assemblages disposée à l'intérieur de la cuve 51. La structure de stockage des assemblages est fixe et le disposi- tif de manutention 52 est implanté sur un bouchon tournant 53 solidaire d'un dispositif moteur de mise en rotation non représenté. De cette façon on peut remplir grâce au dispositif de manutention 52 et au bouchon tournant 53 du dispositif 51, l'ensemble des positions de stockage de cette structure. Une rampe 55 débouche à sa partie inférieure au niveau de la structure de stockage des assemblages irradiés. Un étui de stockage 56 est articulé à l'extrémité de cette rampe. Les assemblages 5 en position de stockage 5c peuvent être pla- cés grâce à l'outil de manutention 52 dans l'étui 56 à l'intérieur duquel ils peuvent être pris en charge par l'outil de préhension 38 du treuil 37 de la hotte à assemblages combustibles irradiés 23. Le dispositif de transfert suivant Itinvention disposé au-dessus des puits verticaux 57 et 58 communiquant pour l'un avec la rampe 55 et pour l'autre avec l'emplacement de chargement du chariot-de transfert 8 peut donc effectuer le transfert des éléments combustibles irradiés entre la cuve de stockage 51 et le module 7 en position 7a dans le canal 58. Les autres fonctions déjà décrites pour le dispositif représenté à la figure 7 peuvent être également effectuées par le dispositif de trans- fert représenté à la figure 2. La cuve de stockage 51 permet un stockage intermédiaire des as- semblages, entre leur sortie de la cuve du réacteur et leur transport grâ- ce au module 7 et au chariot 8, d'une durée suffisante pour que la radio- activité de ces assemblages ait décru d'une quantité importante. Le support 12 sur lequel est disposée la plateforme 11 étant amo- vible par rapport à la structure du réacteur, l'ensemble du dispositif de transfert peut être transporté d'un endroit à un autre sur la structure du réacteur au niveau de puits communiquant avec des positions de stockage et d'évacuation des assemblages combustibles. Dans le cas o plusieurs réac- teurs nucléaires sont disposés sur un même site, le dispositif de transfert peut être utilisé indifféremment sur l'un ou l'autre des réacteurs. Cette mise en commun du dispositif de transfert permet de réduire le coût de cons- truction des réacteurs nucléaires et de diminuer la durée s'écoulant entre deux utilisations successives du dispositif de transfert, ce qui augmente la fiabilité de la chaine de transfert des assemblages. D'autre part, le dispositif de transfert suivant l'invention per- met de supprimer un ensemble complexe intégré à la structure du réacteur qui en augmentait l'encombrement et le coût de construction. Mais l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits; elle en comporte au contraire toutes les variantes. C'est ainsi qu'on a décrit un dispositif adapté au cas o le transfert des assemblages combustibles se fait à l'intérieur de modules qui peuvent être placés sur des chariots de transport, mais qu'il est éga- lement possible d'utiliser le dispositif suivant l'invention dans le cas o de tels modules ne sont pas utilisés. Dans ce cas, la plateforme pourrait porter uni uement une hotte pour assemblages irradiés et une hotte pour assemblages neufs ou même é- ventuellement une seule hotte pour le transfert des assemblages. On peut également imaginer d'autres dispositifs portés par la plateforme pour effectuer des manutentions ou des travaux spéciaux sur les assemblages ou leurs conteneurs de transport. Enfin, bien que le dispositif de transfert suivant l'invention soit particulièrement bien adapté au cas d'un ensemble de réacteurs nuclé- aires à neutrons rapides regroupés sur un marme site, il est possible égale- ment de l'utiliser pour l'exploitation d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides isolé. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de transfert d'assemblages combustibles pour réac- teur nucléaire à neutrons rapides entre une position de stockage voisine de la cuve (1) du réacteur et une position d'évacuation et d'introduction à partir de laquelle se fait l'évacuation des assemblages irradiés (5) et l'approvisionnement du réacteur en assemblages neufs, caractérisé par le fait qu'il est démontable et amovible dans son ensem- ble pour son utilisation successive sur plusieurs réacteurs et qu'il com- porte - une plateforme (11) montée rotative sur un support (12) destinée à venir reposer sur la structure du réacteur, la plateforme percée d'au moins une ouverture (19, 20) étant alors horizontale et mobile en rotation autour d'un axe vertical pour mettre successivement l'ouverture en concordance avec des puits verticaux (14, 15) d'accès aux positions de stockage et d'évacuation des assemblages (5) ménagés dans la structure du réacteur et munis, à leur partie supérieure, de dispositifs de fermeture et de jonc- tion (30, 31), - au moins une hotte (23) pouvant contenir un assemblage en position verti- cale disposée sur la surface supérieure de la plateforme (11) autour de l'ouverture (19> ménagée dans celle-ci et munie d'un treuil (37) de dépla- cement vertical des assemblages à l'intérieur des puits et de la hotte, lorsque ceux-ci viennent dans le prolongement l'un de l'autre par rotation de la plateforme, - et au moins un dispositif de jonction (33, 34) porté par la plateforme pour le raccordement entre la hotte et les puits lorsque la hotte vient en concordance avec ceux-ci. 2.- Dispositif de transfert selon la revendication 1, dans le cas o le transport des assemblages combustibles se fait dans des modules (7) portés par des chariots de transport (8) caractérisé par le fait que la pla- teforme (11) porte en plus de la hotte (23) un treuil de manutention des mo- dules (24) et un dispositif d'ouverture et de fermeture de ces modules (26). 3.- Dispositif de transfert selon l'une quelconque deà revendica- tions 1 et 2, caractérisé par le fait que la plateforme (11) porte deux hottes dont l'une (23) destinée aux assemblages irradiés comporte une paroi d'isolation (36) contre les rayonnements de forte épaisseur et dont l'autre (25) est destinée aux assemblages neufs. 4.- Dispositif de transfert suivant l'une quelconque des revendi- cations 1, 2 et 3, caractérisé par le fait qu'en position de stockage, les assemblages combustibles (5) se trouvent à l'intérieur d'une structure (51) de stockage intermédiaire des assemblages irradiés (5) de grande capacité.