Brevet FR2507809A1 — publié le 19821217

La présente invention a pour objet un dispositif de sécurité et de commande de position pour barre de contrôle de réacteur nucléaire. Un certain nombre de tels dispositifs a été proposé jusqu'à ce jour. Par exemple, le brevet fran çais nQ 1 348 981 décrit un dispositif constitué par un tube mobile verticalement grâce à un système à pignon et crémaillère situé à sa partie supérieure tandis que sa partie inférieure comporte un grappin électromagnétique pour la préhension d'une barre de contrôle.Ce grappin est muni d'une série de doigts constituant des pièces polaires entourant la tête de la barre de contrôle. I1 comporte en outre, le long de sa partie centrale, une tige maintenue en position haute grâce à un deuxième électro-aimant : lorsque ce dernier est alimenté en courant, la tige vient en position haute, ce qui a pour effet de comprimer un ressort s'appuyant d'une part sur un bouchon vissé dans la carcasse du grappin et d'autre part sur un piston solidaire de la tige. Lorsqu'on désire relâcher brutalement la barre de contrôle, notamment en cas d'urgence, on coupe le courant d'alimentation des deux électro-aimants équipant le grappin. Sous l'action du ressort, la tige frappe la tête de la barre de contrôle et favorise ainsi la séparation de la. te te avec le grappin électromagnétique. La présente invention a pour but une amélio ration à ces dispositifs permettant notamment un enfoncement encore plus fiable et plus efficace de la barre de contrôle dans son fourreau en cas de déformation de celui-ci, par exemple à la suite d'un séisme. Selon la principale caractéristique du dispositif objet de l'invention, celui-ci, utilisable notamment dans les réacteurs à neutrons rapides et à refroidissement par circulation d'un métal liquide, la barre de contrôle comprenant un corps de barre coulissant dans un fourreau et terminé à son extrémité supérieure par une tête de préhension pouvant coopérer avec un électro-aimant monté à l'extrémité inférieure d'un tube de translation apte à coulisser à l'intérieur d'un tube-guide fixe, pourvu d'un dash-pot hydraulique, se caractérise en ce que le tube de translation comporte à sa partie supérieure une pièce de connexion réalisée en un matériau magnétique qui coopère avec un électro-aimant fixé au mécanisme de commande du tube de translation, capable de réaliser une liaison déconnectable, de sorte que le tube de translation puisse tomber par gravité en même temps que la barre de contrôle lorsque l'on coupe le courant d'alimentation des électro-aimants, aidant par son poids, en cas de frottement de la barre dans son fourreau, à l'enfoncement de la barre de contrôle. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en coupe verticale de l'ensemble du dispositif objet de l'invention, et - la figure 2 est une vue agrandie, schématique et en coupe, de la partie supérieure du dispositif objet de l'invention. Si l'on se reporte à la figure 1, on voit que le dispositif est placé à l'intérieur d'une cuve de réacteur nucléaire contenant une masse 20 de sodium liquide, une partie de ce dispositif étant située à l'intérieur d'un bouchon 22 de la dalle qui ferme la cuve à sa partie supérieure. Ce dispositif comporte essentiellement un tube de translation 2 mobile verticalement à l'intérieur d'un tube-guide fixe 4. Le tube 2 porte à son extrémité inférieure un électro-aimant 6 capable d'assurer la préhension de la barre de contrôle 10 : celle-ci se présente sous la forme d'un corps de barre 9 terminé à sa-partie supérieure par une tete de barre 8 pouvant venir au contact de l'électroaimant 6. D'une manière connue, le tube-guide 4 se termine à sa partie inférieure par un dash-pot hydraulique 12 destiné à amortir la chute du tube 2.Le dash-pot 12 se présente sous la forme d'un cylindre de diamètre supérieur à celui du tube- 4 comportant un certain nombre de trous 14 et se terminant par un palier 16. Le tube 2 comporte un piston 18, situé à 11 intérieur du dash-pot 12, ce piston ayant pour rôle de chasser le sodium liquide contenu dans le dash-pot à travers les trous 14, freinant ainsi la chute du tube 2. La position du dash-pot 12 est prévue suffisamment basse pour que celui-ci reste toujours à l'intérieur de la masse de sodium liquide, même en cas de baisse accidentelle du niveau de celui-ci. On voit encore que le tube 2 se termine à sa partie supérieure par une partie élargie 24 venant coopérer avec un électro-aimant 26. La liaison entre la partie supérieure 24 du tube 2 et l'électro-aimant 26, ainsi que le système permettant de manoeuvrer cet ensemble, vont être maintenant décrits plus en détail en référence à la figure 2. Sur cette figure, on voit que la partie élargie 24 du tube 2 est solidaire d'une pièce 27, réalisée en un matériau magnétique et maintenue contre la partie basse de l'électro-aimant 26 lorsque celui-ci est alimenté au moyen des fils 28. A sa partie supérieure, la carcasse 30 de l'électro-aimant 26 est rendue solidaire d'une pièce 32 formant écrou. L'écrou 32 est fixé au moyen des vis 34 sur la carcasse 30 de l'électroaimant immobilisé en rotation par les colonnes 46. L'écrou 32 est traversé en son centre par une vis 36 qui se présente sous la forme d'une tige filetée libre en rotation, mais bloquée en translation sous l'effet d'un palier 37 disposé à l'intérieur d'un bouchon 47 qui ferme la partie supérieure du tube-guide 4. La partie supérieure 38 de cette vis 36 s'engage dans l'extrémité creuse de l'arbre d'un moteur électrique 40 pouvant être situé à l'extérieur ou à l'intérieur du bouchon 22. Ce moteur, qui assure donc les mouvements de rotation de la vis 36, repose sur la platine 42 qui est en contact étanche avec une collerette 44 terminant le tube-guide 4 (figure 1). La combinaison des mouvements de la vis 36 et de l'écrou 32, à l'aide du moto-réducteur 40, commande le déplacement vertical de l'électro-aimant 26 et donc du tube 2 qui lui est lié.Ce mouvement est guidé par des colonnes verticales 46 (figure 2) : la partie basse de celles-ci est maintenue fixe tandis que leur partie supérieure traverse un bouchon 47 et se termine par une partie filetée 48 sur laquelle est vissé un écrou 49 qui a pour effet d'appuyer un ensemble de rondelles 50 sur la face supérieure du bouchon 47, assurant ainsi un serrage élastique dans le cas où l'on désirerait que les colonnes soient montées tendues. Une autre variante (non représentée) de guidage vertical de l'électro-aimant 26 peut être obtenue au moyen de galets, solidaires de celui-ci et coulissant dans des rails verticaux fixés au bouchon 47. En fonctionnement normal, l'électro-aimant 26 est alimenté en permanence à l'aide des fils 28 et reste solidaire du tube de translation 2. Lorsqu'on désire relâcher brutalement la barre de contrôle 10, par exemple en cas d'une anoma lie de fonctionnement du réacteur, on coupe le courant d'alimentation de l'électro-aimant inférieur 6 et la barre tombe dans le fourreau 11 sous l'effet de son propre poids. Comme ce mouvement peut être freiné par une déformation accidentelle du fourreau Il, par exemple à la suite d'un séisme, on pousse la barre de contrôle, grâce au dispositif objet de l'invention, en coupant simultanément le courant d'alimentation de l'électro-aimant 26. Le tube 2 tétant plus maintenu, tombe par gravité et pousse la barre 10 à l'intérieur du fourreau 11. On assure ainsi un enfoncement Complet de la barre, même en cas de déformation accidentelle du fourreau 11. Le dispositif selon l'invention présente des avantages particulièrement intéressants puisqu'il permet l'enfoncement sûr et efficace de la barre dans son fourreau même en cas de déformation de celui-ci. Lors de l'arret d'urgence, seul le tube 2 tombe et il n'entrain pas d'organes annexes qui pourraient entraver sa chute. Par ailleurs, la coupure simultanée des deux électro-aimants accot encore la sûreté de fonctionnement :ainsi, en cas de non séparation de l'élec- tro-aimant 6 avec la tête de barre, l'ensemble barre de contrôle-tube de translation, séparé du mécanisme de commande au niveau de l'électro-aimant 26, peut chuter dans le coeur du réacteur. Enfin, la disposition du mécanisme à l'intérieur du bouchon 22 le protège efficacement contre des chocs éventuels. Il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'être décrit, mais qu'on peut envisager des variantes sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Par exemple, le mécanisme de commande de position de l'électro-aimant 26 par vis et écrou peut être remplacé par n'importe quel autre mécanisme notamment un dispositif à pignon et crémaillère. REVENDICATION} 1. Dispositif de sécurité et de commande de position pour barre de controle de réacteur nucléaire, la barre de contrôle (10) comprenant un corps de barre (9) coulissant dans un fourreau (11) et terminé à son extrémité supérieure par une tête de barre (8) pouvant coopérer avec un électro-aimant (6) monté à l'extrémité inférieure d'un tube de translation (2) apte à coulisser à l'intérieur d'un tube-guide fixe (4) pourvu d'un dash-pot hydraulique (12), caractérisé en ce que le tube de translation (2) comporte à sa partie supérieure une pièce de connexion (27) réalisée en un matériau magnétique qui coopère avec un électro-aimant (26) fixé au mécanisme de commande du tube de translation et capable de réaliser une liaison déconnectable, de sorte que le tube de translation puisse tomber par gravité en même temps que la barre de contrôle lorsque l'on coupe le courant d'alimentatiçn des deux électroaimants (6, 26), aidant par.son poids, en cas de frottement de la barre dans son fourreau,à l'enfoncement de celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de commande de déplacement vertical de l'électro-aimant (6) comporte un ensemble à pignon et crémaillère déterminant le mouvement axial du tube de translation (2) suspendu à l'électro-aimant (6). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de commande de déplacement vertical de l'électro-aimant (26) comprend un écrou (32) bloqué en rotation coopérant avec une vis (36) immobilisée en translation, l'ensemble vis-écrou pouvant ainsi commander le mouvement axial du tube de translation (2) suspendu à l'électro-aimant (6). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble constitué par l'écrou (32) et l'électro-aimant (26) est bloqué en rotation par des colonnes verticales (46) fixées à l'intérieur du tube-guide (4). 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ensemble constitué par l'écrou (32) et l'électro-aimant (26) est bloqué en rotation au moyen de galets guidés par des rails verticaux fixés à l'intérieur du tube-guide (4).