Brevet FR2525800A1 — publié le 19831028

I Procédé d'exploitation des couches fertiles de réacteurs régénérateurs à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide. La présente invention se rapporte à un procédé de déplacement des couches fertiles d'un réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide. On rencontre dans les réacteurs régénérateurs à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide, en particulier lorsqu'ils sont du ty- pe & coeur hétérogène, un défaut de construction qui est décrit cidessous et que l'on appelle lfissuration thermique" La cause fondamentale de ce défaut est la différence inhérente entre la puissance engendrée dans les assemblages combustibles et dans les assemblages de couches fertiles d'un coeur hétérogène de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidis- sement par métal liquide Un coeur hétérogène est un coeur présentant plu- sieurs régions entremlées de combustibles et de couches fertiles, qui créent une multitude d'interfaces combustible-couche fertile La puissance engendrée dans un assemblage de couches contenant des substances fertiles, augmente de manière continue avec la régénération du combustible fissile, tandis que la puissance engendrée dans un assemblage combustible contenant des matières fissiles, diminue de manière continue pendant la combustion nucléaire Au cours de sa durée de vie, un assemblage de couches fertiles voit sa puissance de sortie multipliée par un coefficient de 2 à 5 avant qu'il n'atteigne ses limites théoriques et ne doive être retiré du réac- teur et remplacé Le débit du fluide de refroidissement dans un assembla- ge de couches fertiles est réglé par un orifice déterminé d'entrée dont l'étude est faite en fonction des limites qui sont approchées à la fin de la vie de l'assemblage Un assemblage de couches fertiles est donc refroi- di plus qu'il n'est nécessaire pendant la plus grande partie de sa durée de vie qui est, dans le cas des assemblages de couches fertiles intérieures d'un coeur hétérogène, de l'ordre de 2 à 3 ans (analogue à la durée de vie O des assemblages combustibles) Cependant, le refroidissement anormalement élevé des assemblages de couches fertiles radiales est encore plus pronon- cé du fait des durées de vie plus longues ( 4 à 5 ans) et des gradients de puissance plus élevés à travers l'assemblage Ceci revient à dire que le débit du fluide de refroidissement, qui est réglé en fonction de la barre de puissance maximum, peut 8 tre jusqu'à 5 fois supérieur au débit passant dans la barre de puissance minimum. Le refroidissement anormalement élevé des couches fertiles a un effet tel que, au début de la vie de cette couche, la température du rflui- de de refroidissement venant d'un assemblage de couches fertiles peut être inférieure de 177 C à celle du fluide de refroidissement venant d'un as- semblage combustible contigu Si cette différence de température de "po- tentiel maximum" était complètement atténuée par le mélange du fluide de refroidissement, la conduction et l'entratnement, il n'y aurait aucun dé- faut de fissuration thermique Cependant, les essais d'écoulement dans les réacteurs modèles ont démontré que des différences importantes de tee- pérature à la sortie des assemblages ont pour résultat des chocs de courants chauds et froids de fluide de refroidissement sur lesstructures environ- nantes On a observé des différences de température de 30 à 60 pour cent du potentiel maximum dans des diagrammes d'&écoulement loin des manchons de sortie, dans la structure interne supérieure, et de 60 à 80 pour cent du potentiel maximm au voisinage des manchons de sortie des assemblages. Lorsque les courants chauds et les courants froids frappent des structu- res contigu Us, il créent dans ces structures des contraintes thermiques dues & une dilatation thermique différentielle Si ces contraintes dépas- sent la résistance à la fatigue du matériau, des fissures peuvent se pro- duire et, si les contraintes sont suffisaaent importantes, se propager. Ce défaut est appelé "fissuration thermique* Dans le cas de l'acier ino- xydable de type 316, les limites des différences de température maxinales du fluide vont de 26,7 & 49 i C pour les structures permanentes et de 49 C à 71 C pour les structures interchangeables Comme m peut le voir, des différences importantes de température de l'ordre de 177 C dépassent ces lixites, mxae lorsqu'il se produit une atténuation par mélange et conduction On peut utiliser l'alliage w Inconel 718 " pour résoudre la dif- ficulté car ses limites théoriques sont approximativement le double de celles de l'acier inoxydable de type 316, mais son coflt est plus élevé. Les défauts de fissuration thermique sont particulièrement importants dans les coeurs hétérogènes du fait du grand nombre d'interfaces combustible- couche fertile dans les régions o se produisent des différences de tempé- rature. En conséquence, l'objet principal-de la présente invention est de fournir un procédé pour atténuer la fissuration thermique à un degré tel qu' qu'on peut utiliser l'acier inoxydable de type 316 dans les structures per- manentes et interchangeables d'un réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide, dont les régions de combustible et -de couches fertiles constituent un coeur hétérogène. -Ain de réaliser cet objet, la présente invention consiste en un procédé pour réduire le gradient de température entre les assemblages com- bustibles contenant des matières fissiles et les assemblages contigus de couches contenant des substances fertiles, dans un réacteur à refroidisse- ment par métal liquide dont le coeur contient des assemblages de couches fertiles dispersés à l'intérieur du coeur afin de former une région de couches fertiles intérieures, et des assemblages de couches fertiles qui entourent le coeur afin de former une région de couches fertiles radiales comprenant une rangée intérieure et une rangée extérieure d'assemblages de couches fertiles Ce procédé se caractérise en ce qu'une moitié environ des assemblages de couches-fertiles dans la région de couches fertiles in- térieures est remplacée par des assemblages frais de couches fertiles -à chaque intervalle de rechargement, la plupart de ces assemblages de cou- ches fertiles appartenant donc chacun & l'un des deux groupes remplacés par des assemalages frais de couches fertiles à des intervalles alternés de rechargement; en mime temps, les assemblages de couches fertiles du premier groupe, remplacés par des assemblages frais, sont amenés à-des emplacements situés dans la région de couches fertiles intérieures et pré- alablement occupés par le deuxième groupe; les assemblages de couches fer- tiles du deuxième groupe, remplacés par ceux du premier groupes sont ame- nés à des emplacements situés dans la rangée intérieure de couches fertiles radiales; les assemblages de couches fertiles de cette rangée intérieure de couches fertiles radiales, remplacés par les assemblages de couches fer- tiles du deuxième groupe, sont amenés à des emplacements situés dans la rangée extérieure de couches fertiles radiales; et les assemblages de cou- ches fertiles déplacés de cette rangée extérieure de couches fertiles ra- diales, sont retirés du réacteur. Ce procédé permet de réduire les gradients de température entre les assemblages combustibles et les assemblages contigus de couches fer- tilest à un point tel que l'utilisation d'Inconel n'est pas nécessaire pour constituer les éléments du coeur. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la des- cription suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans les- quels: la figure 1 est une vue en plan schématique d'un coeur (coeur I) de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide illustrant la possibilité de réduction des gradients suivant la présente invention; la figure 2 est un schéma illustrant le procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 3 est une vue en plan schématique du coeur I d'un réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal li- quide, illustrant la disposition des zones d'écoulement; la figure 4 est une vue en plan schématique d'un autre coeur (coeur II) de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide, illustrant la séquence A d'une première variante de procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 5 est une vue en plan schématique du coeur II de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal li- quide, illustrant la séquence B de cette première variante de procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 6 est un schéma illustrant la première variante de procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 7 est une vue en plan schématique du coeur II de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal li- quide, illustrant une deuxième variante de procédé de déplacement des cou- ches fertiles; et la figure 8 est un schéma illustrant la deuxième variante de procédé de déplacement des couches fertiles. Le coeur de référence utilisé pour la description de ce procédé de déplacement des couches fertiles, est un coeur d'oxydes hétérogènes avec possibilité de couches fertiles de thorium Les caractéristiques de ce coeur sont un rechargement dispersés des assemblages combustibles dont le temps de séjour est de trois ans, des assemblages de couches fertiles in- térieures dont le temps de séjour est de trois ans (à l'exception des em- placements 11, 13, 14 et 16 dans la sixième rangée dont la durée de vie est de deux ans) et des assemblages de couches fertiles radiales dont le temps de séjour est de six ans On a choisi ce coeur en raison de l'exis- tence d'une analyse très détaillée concernant l'écoulement et la thermo- hydraulique, cette analyse pouvant 8 tre utilisée comme base de l'étude Le numéro de référence de l'assemblage et les gradients maxima de température entre assemblage pour l'assemblage de référence et pour le schéma de dépla- cement qui est l'objet de la présente invention, sont indiqués à la figure I qui n'illustre qu'un secteur de 600 du coeur par ailleurs symétrique. Le schéma d'exploitation des couches fertiles qui est l'objet de la présente invention, est illustré à la figure 2 Une moitié ( 60) des assemblages de couches fertiles intérieures (IB-1) sont amenés après un an (N) & un autre emplacement situé dans la région des couches fertiles intérieures (IB-2), o ils séjournent pendant la deuxième année (année d'équilibre N + 1, N étant l'année pendant laquelle les assemblages sont frais) Ces assemblages passent ensuite leur troisième année (N + 2) dans la première rang 6 e de couches fertiles radiales et leur dernière année (N + 3) dans la deuxième rangée de couches fertiles radiales A la fin de la quatrième année, ils sonut mis au rebut L'autre moitié des assemblages de couches fertiles intérieures suivent les ames stades de déplacement mais décalés d'une année Il y a donc deux séquences, appelées A et B, qui représentent la totalité du déplacement des assemblages de couches fertiles Quelques assemblages ne participent pas à ces déplacements: ce sont l'assemblage de couches fertiles intérieures situé au centre du coeur et 18 assemblages de couches fertiles radiales de la première rangée Dans le cas de l'assemblage central, du fait qu'il est le seul assemblage de ce type dans le réacteur, il est bien évident qu'il ne peut pas Etre amené à un autre emplacement pour des raisons de symétrie Cet assemblage a une puissance faible, mun écoulement limité et il est flanqué d'autres assembla- ges de couches fertiles intérieures On peut le laisser en place jusqu'e ce que les contraintes limites soient atteintes La raison pour laquelle 18 assemblages de couches fertiles radiales ne participent pas & ces dé- placements est simple: dans ce coeur particulier, il y a 78 emplacements disponibles dans la première rangée de couches fertiles radiales, alors que 60 assemblages seulement de couches fertiles intérieures sont amenés chaque année dans la première rangée de couches fertiles radiales A moins d'imaginer un schéma très compliqué de déplacement des assemblages le choix le plus évident consiste tout simplement à remplacer à intervalles réguliers les assemblages qui occupent ces 18 emplacements. Le tableau I illustre les déplacements des divers assemblages. En choisissant le déplacement d'un assemblage donné d'un emplacement à l'autre, on a pris soin de respecter les incompatibilités implicites con- tenues dans les deux séquences Par exemple, les assemblages de couches fertiles intérieures de type "doeneur N dans la séquence A, doivent 8 tre des assemblages de type Uaccepteur" dans la séquence B et réciproquement. De m 6 mel les emplacements des couches fertiles radiales doivent recevoir un assemblage de la séquence A et un assemblage de la séquence B, et non pas deux assemblages de la mi Ae séquence. TA&E&U 1 Résumé des déplacements des assemblages de couches fertiles IB-1 IB-2 1 81 RB 2 Mis au rebut Année (frais) I+ 1 1 + 2 X+ 3 X Séquence A (tous les assemblages appartenant & cette séquence sont dépla- cés la mne année) 39 212 217 6 13 209 222 1 16 213 221 27 34 211 220 14 41 202 216 28 32 210 214 33 26 201 215 31 205 223 2 11 204 219 25 207 218 Séquence B O (tous les assemblages appartenant à cette séquence sont dêpla- cés la siae année qui est l'année qui précède et l'amée qui suit les déplacements des assemblages appartemnat a la séquer- ce A) 28 204 218 41 40 205 215 16 35 é 12 222 34 2 209 221 13 30 211 217 39 33 207 214 11 27 202 216 32 14 201 219 26 6 210 223 31 I 213 220 Remarques: L'assemblage de couches fertiles intérieures IB ne 64 an'est jamais déplacé Il est laissé en place aussi longtemps qu'il est compatible avec les contraintes, puis mis au rebut, Les assemblages de couches fertiles radiales l B 1 ne 203 206 et 208 sont des assemblages dont le temps de séjour est d'une anée Ils sont chargés et mis au rebut chaque amée. L'écoulement est bien entendu fixe dans l'emplacement du coeur, tous les assemblages de couches fertiles étant physiquement identiques pour permettre les déplacements L'idée directrice dans la détermination de la répartition de l'écoulement était de concevoir un écoulement capa- ble de satisfaire autant que possible et de manière continue les exigences d'écoulement pendant la durée de vie et le logement transitoire des cou- ches fertiles Les détails particuliers relatifs à cette réalisation sont variables selon que lemplacement considéré se trouve dans les couches fertiles intérieures ou dans la première ou dans la deuxième rangées de couches fertiles radiales D'une manière générale, une bonne indication des nouvelles exidgences d'écoulement est donnée par le rapport de la puis- nominale sance linéaire/de pointe de barres à la fin du temps de séjour pour le coeur ayant subi des déplacements, à la puissance à la fin de la durée de vie pour le coeur de référence On obtient une évaluation de la va- nominale riation de la puissance linéaire/de pointe des barres à la suite des dé- placements, en utilisant des algorithmes simples Fondamentalement, lorsque l'assemblage Y est amené à l'emplacement Z, la fraction de puissance crê&e par la fission provoquée par les neutrons dépend de Y, l'assemblage étant déplacé (puisqu'elle est fonction de la quantité de matière fissile contenue dans l'assemblage) La fraction de puissance due à l'échauffement gamma dépend de 1 'environnement, c'est-à-dire de 1 'emplacement Z auquel est amené l'assemblage On suppose en outre que la variation de puissance relative, au cours d'un temps de séjour d'une année, après que 1 'assembla- ge a été amené à un emplacement donné, est égale à la variation de puis- sance pendant mune année correspondante de la durée de via de 1 'assemblage situé à cet emplacement dans le coeur de référence Les données relatives à la puissance de pointe des barres (et dans certains cas des assemblages entiers) ont été calculées dans la présente étude pour toutes les combi- naisons possibles de déplacement, ce qui a permis de déterminer pour cha- que assemblage la séquence optimum de déplacement. Dans les calculs des nouvelles exigences d'écoulement pour cha- que emplacement à la suite d'un déplacement, on a utilisé come paramètre l'écoulement requis (écoulement minimum nécessaire pour satisfaire l'exi- gence la plus limitative) pour chaque emplacement Ceci est important car, bien que l'écoulement soit le même pour tous les assemblages d'une zone donnée d'écoulement, l'écoulement requis est le m 1 me que l'écoulement de l'assemblage le plus défavorisé seulement Tous les autres assemblages de la zone d'écoulement ont un écoulement supérieur à l'écoulement requis. Du fait que l'écoulement requis à la suite d'un déplacement est égal à l'écoulement requis dans le coeur de référence, multiplié par un facteur d'écoulement dépendant de la puissance (c'est-à-dire dépendant de l'assem- blage et de l'emplacement auquel celui-ci est amené), on a disposé d'un degré supplémentaire de liberté pour optimiser l'écoulement Cependant, le choix de l'assemblage à déplacer a été quelque peu limité par l'exigence de réduction du gradient au minimum Par un choix judicieux des déplace- ments et l'exploitation des différences entre l'écoulement requis et l'é- coulement dans le coeur de référence, il a été possible d'optimiser l'é- coulement de telle façon que l'écart entre l'écoulement requis et l'écou- lement réalisé a été sensiblement plus faible que dans le cas du coeur de référence Ceci a eu pour résultat à la úois des économies d'écoulement et des gradients plus faibles de températures puisqu'un écoulement supé- rieur à l'écoulement requis, non seulement constitue un "gaspillage d'écoulement mais également produit une température plus basse du fluiide de refroidissement à la sortie de l'assemblage de couches úertiles. Le tableau 2 reproduit une comparaison des écoulements dans le coeur ayant subi des déplacements et dans le coeur de référence L'écou- lement est réduit de manière significative dans les couches fertiles in- térieures et dans la première rangée de couches fertiles radiales, et il est augmenté dans la deuxième rangée de couches fertiles radiales afin de suivre l'accumulation des dommages provoqués aux gaines des assemblages déplacés On considère que l'évaluation de l'écoulement dans le cas de la deuxième rangée de couches fertiles radiales est forcée (c'est-à-dire que la durée de vie de ces assemblages pourrait être assurée avec un débit inférieur à celui qui a été estimé alors)* En fait, le degré d'incertitude est le plus élevé en ce qui concerne la deuxième rangée puisque celle-ci est l'aboutissement du dernier des trois déplacements et que toutes les approximations et hypothèses inhérentes à la présente étude sont cumulées au maximum pendant la dernière année Cependant, on doit souligner le fait que toute incertitude concernant l'écoulement dans la deuxième rangée de couches fertiles radiales, n'affecte pas les conclusions de la présente étude Ceci est de au Lait que les gradients de température entre assem- blages ne sont pas préoccupants dans cette région et la seule conséquence sera un réglage de l'écoulement requis. TABLEAU 2 Type Zone dvassemblage d'écoulem l B l B l B l B 7 ' RBI RBI RBI il RB 2 Ecouleitent Exigoences &'écoulement pour le coeur de référa et pour le coeur ayant subi des d 6 placeuenat Coeur de ré 2 érence Nbre cueetkgh ent d'assoeblaqes/zouie Ecele 1 (k/) Total partiel Total partiel Total partiel total dans les couches fertiles * 70 851 58 785 51 120 18 597 6 852 142 62 959 38 646 3 170 063 12 474 748 426 770 631 Coeur ayant subi des déplacemoents Nbre Ecoulement (kcg/h) d' assetiblag es/zone 54 884 47 173 38 555 19 051 4 999 491 42 502 209 614 2 224 869 26 943 22 226 I 475 081 8 699 441 O Lnl Coe Comme l'illustre le tableau 2, il y a un gain net sensible prévu d'écoulement dans les assemblages de couches fertiles (supérieur à 2 106 kg/h ou environ 4,5 % de l'écoulement total dans le réacteur) Ce gain est plus que suffisant pour compenser toute 'surprise" qui pourrait se produi- re lorsqu'on passe du concept & la réalisation En outre, -cet écoulement disponible pourrait permettre une affectation préférentielle de l'écoule- ment aux assemblages combustibles, ce qui permettrait de réduire les gra- dients entre assemblages, mae ean dessous des niveaux évalués. La figure 3 illustre les nouvelles zones d'écoulement dans le coeur ayant subi des déplacements et dans le coeur de référence Une com- paraison des répartitions des gradients maxima entre assemblages dans le coeur de référence et dans le coeur ayant subi des déplacements, a été illustrée auparavant à la figure 1 Pour chaque assemblage des couches fertiles intérieures et de la première rangée des couches fertiles radia- les, le gradient maximum est égal la différence entre la température de sortie des couches fertiles et la température la plus élevée de sortie des assemblages combustibles contigus Corme on peut le voirt, le gradient maximum est ramené de 140,C A 66 e C dans les couches fertiles intériewures et de 15 "C à 64 e C dans la première rangée des couches fertiles radiales. Même en tenant compte des incertitudes inévitables liées aux hypothèses utilisées dans la présente étude (mais sans perdre de vue l'existence d'un supplément d'écouleamet) on peut conclure sans risque que le dépla- cement des couches fertiles permet, en fait, de réduire de moitié les gra- dients entre assemblages Le gradient le plus élevé entre les assemblages combustibles et les assemblages contigus de couches fertiles, apparatt lorsque les assemblages combustibles ainsi que les assemblages de couches fertiles saont frais (les assemblages combustibles étant à leur puissance maximum, les assemblages de couches fertiles à leur puissance minimum); le gradient le plus faible apparatt lorsque les deux types d'assemblages atteignent la fin de leur durée de vie (puissance minimnum du combustible due à des effets d'appauvrissement, puissance maximum de la couche ferti- le due à la production de plutonium) Il s'ensuit qu'un procédé très ef- ficace permettant d'assurer des gradients faibles entre assemblages, con- siste à placer des assemblages combustibles frais à c 8 té d'assemblages de couches fertiles déplacés, et réciproquement Ceci exige des assemblages combustibles et des assemblages de couches fertiles intérieures qui aient la mène durée de vie, ainsi qu'un plan désynchronisé d'exploitation des assemblages combustibles Pour les gradients à l'interface combustible- il couche fertile intérieure, mentionnés dans la présente étude, on a utilisé la nouvelle et l'ancienne configurations (c'est-à-dire que les gradients calculés se rapportent à des interfaces combustible fraiscouche fertile déplacée et combustible épuisé-couche fertile fratche) Le plus élevé des deux gradients (généralement le premier) a été reporté régulièrement sur la figure l e On a vu auparavant qu'en déplaçant, dans le présent procédé, une moitié des assemblages de couches fertiles intérieures chaque année, les assemblages de couches fertiles qui sont frais se limitent chaque an- née à ceux qui remplacent les assemblages déplacés, c'est-à-dire la moitié des assemblages de couches fertiles intérieures On fait alterner une an- née sur deux les emplacements des assemblages frais de couches fertiles intérieures L'écoulement ne peut pas ttreréduit dans les assemblages frais car l'écoulement & un emplacement est dicté par les exigences de refroidis- sement de l'assemblage qui est déplacé la deuxième année Par conséquent, la solution à apporter au problème du gradient élevé qui se produira entre les assemblages combustibles et les assemblages de couches fertiles contigus lorsque les uns et les autres sont frais, consiste à exploiter le com- bustible de manière appropriée Du fait que la température de sortie des assemblages combustibles est maximum au début de la vie de ces derniers et minimum à la fin de leur vie, alors que le contraire est vrai en ce qui concerne les assemblages de couches fertiles, il est clair qu'on obtient une diminution significative du gradient entre assemblage lorsqu'un assem- blage combustible frais se trouve-à c 8 té 'd'un assemblage déplacé de cou- ches fertiles (les deux assemblages étant à leurs températures les plus hautes) et lorsqu'un assemblage combustible appauvri avoisine un assembla- ge frais de couches fertiles (les deux assemblages étant alors à leurs tem- pératures les plus basses) Afin de pouvoir réaliser cette combinaison, il faut que les assemblages combustibles et les assemblages de couches ferti- les aient la m&me durée de vie ( 2 ans dans le présent exemple), et que la 3 C configuration du coeur soit telle que les temps de séjour des assemblages combustibles et des assemblages de couches fertiles soient effectivement désynchronisés Le système élaboré dans la présente invention, selon le- quel une moitié des assemblages de couches fertiles intérieures est dépla- cée chaque année, exige qu'une moitié des assemblages combustibles soient chargés également chaque année. La réalisation complète du chargement désynchronisé des assem- blages combustibles et des assemblages de couches fertiles peut ne pas être recommandable car cela découplerait effectivement (au sens "physique nucléaire" du terme) la partie centrale du coeur avec, en conséquence, une puissance nominale linéaire excessive dans les assemblages combusti- bles lorsqu'ils sont frais Cependant, on peut imaginer une première va- riante de système d'exploitation des assemblages, dans lequel les puis- * sances limites du combustible ne sont pas dépassées et le nombre d'interfaces, dans lesquelles la disposition "désynchronisée" n'est pas maintenue, se limite à quelques emplacements seulement Les figures 4, 5 et 6 illus- trent ce système pour une configuration de coeur proposée et généralement étudiée (différente de la configuration considérée dans l'étude préala- ble de conception) Conrne le représentent les figures 4 et 5, les inter- faces non "désynchronisées" sont au nombre de 12 seulement sur un total possible de 65 On réglera les gradients à ces emplacements en répartis- sant une partie de l'excès d'écoulement existant entre les assemblages combustibles concernés On doit bien noter que, pour assurer la disposi- tion "désynchronisée", on amène les assemblages de couches fertiles inté- rieures à la troisième rangée des couches fertiles radiales et ensuite, au cours de la troisième année, dans la position de déplacement dans la couche fertile intérieure (voir tableau 3) Cette "garniture de la troi- sième rangée" a pour conséquence de décaler d'un an les séquences de char- gement des assemblages combustibles et des assemblages de couches fertiles intérieures, ce qui fournit l'effet de "désynchronisation". Une deuxième variante de système de déplacement est proposée aux figures 7 et 8 Dans ce système, l'idée de "désynchronisation" est rempla- cée par une réduction au maximum de l'écoulement dans tous les assemblages de couches fertiles intérieures Dans la première variante de système de déplacement, chaque emplacement d'assemblage de couches fertiles inté- rieures sera occupé en alternance par un assemblage frais et par un asse- blage déplacé (séquences A et B)-;-par conséquent, au début de l'année pendant laquelle l'assemblage est frais, la température de sortie de l'as- semblage est minimum car la puissance produite est la plus faible, tandis' que l'écoulement est adapté à la production (maximum) de puissance dans l'assemblage déplacé, à la fin de la deuxième année Bien entendu, dans ce système, le gradient est réglé au moyen du concept de "désynchronisa- tion". Par contre, dans la deuxième variante du système, le gradient est réglé par la répartition de l'écoulement dans les assemblages de cou- ches fertiles intérieures Chaque emplacement d'assemblage de couches fertiles intérieures sera occupé chaque année (intervalle de rechargement) soit par un assemblage frais ou par un assemblage déplacé; par conséquent, la variation de puissance du début à la fin de la durée de vie de l'assem- blage à un emplacement quelconque, est limitée à une année, au lieu de deux comme dans la première variante du système L'écoulement sera adaptés selon que l'emplacement est occupé par un assemblage frais ou un assemblage déplacé, cet écoulement étant sensiblement plus faible dans le premier cas La figure 7 représente la disposition des assemblages de couches fer- tiles intérieures dans le présent système Apres la deuxième année, les assemblages sont successivement amenés dans la première, la deuxième et la troisième rangées de couches fertiles radiales o ils restent à chaque emplacement pendant une année, leur durée de vie totale étant de cinq an- nées La caractéristique du présent système réside dans le fait que les assemblages frais et les assemblages déplacés de couches Lertiles inté- rieures se succèdent coeme les "perles d'mun collier", comue l'illustre la figure 7; le chargement du combustible peut ttre optimisé séparément de manière à réduire au minimin la puissance nominale linéaire et augmenter ainsi la marge de sécurité vis-à-vis de la fusion du combustible. Les tableaux 3 et 4 illustrent respectivement la première et la deuxième variantes de système de déplacement des assemblages. TABLZ&U 3 Si Q 1 JEE DE DÉPLACPIEI Mfi Rm RE VAJIAMT Séquience A Coimeélesaimées 2, 4,,6 Armées 2,4,6 Années 3,,5,,7 Aimées 4,6,,8, Armées 5,7,9 g Armées 6,8,10 o. IB Frais 18 ' IB I'El I 1 82 Séquence B Coxme les armées 1, 3, 5 Années 1,3,5 Années 2,4,6 Années 3,5,, 7 Armées 4,6,8, Années 5,7,99 IB Frais 13 36 RB 3 21.1 IB IBI IB 2 MB 205 reste en place pendant 2 années 2 anmées suivantes, puis rebuité. IBI 216 reste en place pendant 2 armées 2 années suivantes, puis rebuté RB 1 217 reste en place pendant 2 années 2 années suivantes, puis rebuté. déplacé en 192 203 pendant les déplacé en XB 2 213 pendant les déplacé en 192 218 pendant les TABLEAU 4 DEU Xi IHE VARIAME SÉWUE 1 S DE Di PLACEMNT AVEC REPARTITICE DE LVÉCO Uc LEMENT Emplacement IB recevant des assemblages frais chaque année: 2,3,15, 13,17, 56,36,34 t 32,48 Séquence de déplacement 2 ème année 3 ème année 4 ème année 5 ème année l B Frais IB RB 1 1 B 2 RB 3 o O 2 45 216 220 211 3 35 202 212 223 47 208 203 229 13 22 207 226 334 17 10 214 222 331 56 39 215 221 333 ** 36 4 213 * 34 201 (RB 1) 210 (RB 2) 224 (RB 3) 32 18 209 225 332 48 33 204 228 330 * séquence plus courte ( 4 années) IB amené directement en RB 1 ** séquence de 3 années seulement; après séjour en 213 rebuté - ** IBI 205 reste en place pendant 2 années; déplacé en RB 2 227 pendant les 2 années suivantes, puis rebuté. RBI 206 reste en place pendant 2 années; déplacé en RB 2 218 pendant les 2 années suivantes, puis rebuté. RB 1 217 reste en place pendant 2 années; déplacé en RB 2 219 pendant les 2 années suivantes, puis rebuté. Pour l'appréciation de certaines des valeurs de mesure indiquées ci- dessus, en doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conver- sion d'unités anglo-saxonnes en munités métriques. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion qui vit=ment d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de Modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. - - REVEDICATIONS 1 Procédé pour réduire le gradient de température entre des assemblages combustibles contenant des matières fissiles et des assem- blages contigus de couches contenant des-substances fertiles dans un ré- acteur à refroidissement par métal liquide dont le coeur contient des assemblages de couches fertiles, dispersés à l'intérieur afin de former une région de couches fertiles intérieures 'et des assemblages de couches fer- tiles qui entourent le coeur afin de former une région de couches fertiles radiales comprenant une rangée intérieure et une rangée extérieure d'as- semblages de couches fertiles, ce procédé étant caractérisé en ce qu'une moitié environ des assemblages de couches fertiles dans la région de cou- ches fertiles intérieures est remplacée par des assemblages frais de cou- ches fertiles à chaque intervalle de rechargement, la plupart de ces as- semblages de couches fertiles appartenant donc chacun à l'un des deux groupes remnplacés par des assemblages frais de couches fertiles à des in- tervalles alternés de rechargement; en mme temps, les assemblages de couches fertiles du premier groupe, remplacés par des assemblages frais, sont amenés à des emplacements situés dans la région de couches fertiles intérieures et préalablement occupés par le deuxième groupe; les assemblages de couches fertiles du deuxième groupe, remplacés par ceux du premier groupes sont amenés à des emplacements situés dans la ran- gée intérieure de couches fertiles; les assemblages de couches fertiles de cette rangée intérieure de couches fertiles radiales, remplacés par les assemblages de couches fertiles du deuxième groupe, sont amenés à des emplacements situés dans la rangée extérieure de couches fertiles radia- les; et les assemblages de couches fertiles déplacés de cette rangée ex- térieure de couches fertiles radiales, sont retires du réacteur. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs assemblages combustibles aux emplacements d'assemblages de cou- ches fertiles qui présenteraient normalement une température basse par rap- port aux assemblages combustibles contigus, ont des orifices d'écoule- ment relativement petits afin de réduire l'écoulement du fluide de refroi- dissement dans les assemblages. 3 Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractéri- sé en ce que plusieurs de ces assemblages combustibles sont placés de tel- le sorte que des assemblages combustibles irradiés sont généralement con- tigus à des assemblages frais de couches fertiles; et en ce que les as- semblages combustibles frais sont généralement contigus à des assemblages irradiés de couches fertiles. 4 Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caracté- risé en ce qu'un petit nombre d'assemblages de couches fertiles situés à l'intérieur du coeur font exception au système général suivant ces reven- dications, ces assemblages exceptionnels de couches fertiles étant remplacés en synchronisation avec des assemblages combustibles contigus dans le but de coupler le coeur au sens nucléaire, ces assemblages exceptionnemels de couches fertiles recevant un écoulement supplémentaire pour compenser cette synchronisation. 5 Procédé suivant la revendication 49 caractérisé en ce que ces assemblages exceptionnels de couches fertiles sont exploités suivant un système appelé "garniture de troisième rangée", qui comprend le dépla- cement des assemblages exceptionnels de couches fertiles, après irradiation pendant un intervalle de rechargement dans une région de couches fertiles intérieures, dans la troisième rangée extérieure de couches fertiles ra- diales qui se trouve généralement sur le pourtour extérieur de la couche fertile, pendant un intervalle de rechargementt, à la suite de quoi ces assemblages exceptioànels de couches fertiles sont amenés à un emplacement de la région de couches fertiles intérieures pendant un intervalle de re- chargement, ces emplacements comportant une interface avec un assemblage combustible qui est relativement frais, cette interface n'étant donc pas mdésynchrouisée M, cet emplacement recevant un écoulement supplémentaire compensatoire du fluide de refroidissement, & la suite de quoi ces assem- blages exceptionnels de couches fertiles sont amenés à un emplacement si- tué dans la couche fertile radiale intérieure pendant un intervalle de re- chargement, et amenés ensuite A un deuxième emplacement situé dans la cou- che fertile radiale pendant un intervalle de rechargement, puis retirés du réacteur. 6 Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caracté- risé en ce que les emplacements des assemblages de couches fertiles inté- rieures sont désignés pour recevoir alternativement des assemblages frais et des assemblages appauvris, cette désignation une fois fixée pour un- emplacement restant ensuite inchangée, de sorte que les répartitions d'é- coulement entre les emplacements d'assemblages de couches fertiles inté- rieures sont bien adaptées pour répondre aux exigences.