Brevet FR2569040A1 — publié le 19860214

La présente invention concerne des réacteurs nucléaires et, en particulier, le genre de réacteur nucléaire, parfois appelé ci-apres "du genre spécifié ci-dessus", qui est du type connu sous le nom de surréqénérateur àrleutrons rapiae-s à refroidissement par du métal liquide, et qui comporte un coeur comprenant de multiples éléments combustibles et est disposé dans un récipient contenant une masse de métal liquide, habituellement du sodium, la chaleur engendrée par la fission se produisant dans le combustible étant extraite du coeur et transférée vers des échangeurs de chaleur par l'écoulement du métal liquide caloporteur, et le récipient étant disposé dans une voute de béton surmontée d'un toit. Pour des raisons de sécurité, il est usuel de faire appel à un récipient à double paroi de manière que toute fuite éventuelle de la partie intérieure du récipient puisse être contenue et décelée et que l'on puisse prendre des mesures pour y remédier afin d'éviter un manque de fluide caloporteur pouvant aboutir, s'il n'est pas décelé et/ou vérifié, à une surchauffe du coeur. Cependant, -dans le cas d'un récipient dont les doubles parois s'étendent jusqu'au toit, le récipient externe (ou de garde) doit etre réalisé en répondant à la même norme élevée d'intégrité que le récipient interne (ou primaire), ce qui augmente beaucoup le poids et le coût de cette partie de réacteur demandant déjà un gros investissement en capital.En particulier, la partie du récipient de garde qui s'étend au-dessus du niveau nominal du fluide caloporteur dans le récipient primaire est superflue du point de vue de son but principal, à savoir de contenir et de permettre la détection de toute fuite de fluide caloporteur provenant du récipient primaire. Des exemples sn'1t présentés dans les fascicules des brevets britanniques no1 307 680 et n 1 546 331. De plus, il est usuel aussi d'utiliser une cuve interne, au sein du récipient primaire, qui contient à la fois le coeur et la rnasse de métal liquide, afin d'éviter tout contact entre la masse de métal liquide et une partie supérieure cylindrique du récipient primaire. Donc, il est superflu, pour la même raison que celle indiquée dans le paragraphe précédent, que le récipient de garde s'étende au-dessus d'un fragment quelconque de la partie cylindrique du récipient primaire. Selon l'invention, un réacteur nucléaire du genre spécifié ci-dessus comprend un récipient primaire ayant une partie supérieure et une partie inférieure, la partie inférieure comprenant une partie hémisphérique ou I partie lement sphérique, une cuve interne pour contenir du métal liquide, cuve dont une paroi est espacée du récipient primaire et est fixée par son extrémité inférieure à la partie inférieure du récipient primaire, un récipient de garde, situé à l'extérieur de la partie inférieure du récipient primaire et à une certaine distance de cette dernière partie et qui est relié au récipient primaire à un niveau supérieur à celui de l'extrémité inférieure de ladite paroi de cuve. Avec un tel agencement, le récipient de garde fournit un moyen pour contenir et déceler toute fuite provenant de la partie du récipient primaire exposée à du métal liquide. La partie inférieure du récipient primaire peut avoir une forme partiellement sphérique et, en particulier, elle peut être hémisphérique. Le récipient de garde peut avoir une forme partiellement sphérique et par exemple une forme hémisphérique. La partie supérieure du récipient primaire peut être cylindrique. Le récipient de garde peut être relié au récipient primaire à l'extrémité inférieure de la partie cylindrique supérieure. Une forme de structure selon l'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple illustratif et nullement limitatif, en référence au dessin d'accompagnement sur lequel: la figure 1 est une coupe médiane latérale schématique d'un réacteur nucléaire du genre spécifié ci-dessus et qui illustre une conception connue, et la figure 2 est une vue semblable, montrant une structure selon l'invention. On ne montre sur les deux figures que les éléments du réacteur nécessaires pour une compréhension de l'invention, d'autres parties ou éléments nécessaires pour un fonctionnemement étant déjà bien connus de l'homme du métier. Bien entendu, des indices analogues de référence désignent des parties ou éléments- analogues sur les deux figures. On voit sur la figure 1, qui montre une conception connue, une voûte 1 de béton comportant un toit la et dans laquelle est supporté, par un étai tronconique 2, un récipient primaire 3 contenant le coeur C du réacteur comportant de multiples éléments combustibles. Le récipient 3 est fermé par un toit 4 faisant partie du toit la et comportant un dispositif de blindage. L'étai 2 porte aussi un récipient 5 de garde qui est espacé à l'extérieur du récipient primaire 3 et constitue un moyen de confinement et de détection de toute fuite éventuelle provenant du récipient 3. Les récipients 3 et 5 ont des parties supérieures cylindriques et des parties inférieures hémisphériques. La partie hkmisphé- rique 6 du récipient 5 de garde est espacée du sol et de la surface interne de la voûte 1.Une cuve interne 7 est supportée par un étai tronconique B s'appuyant sur le récipient primaire 3, de sorte que la partie cylindrique 9 de la cuve 7 est espacée de la partie cylindrique lO du récipient 3 et contient la masse 11 du fluide caloporteur, ce qui empêche la masse 11 de venir au contact de la partie cylindrique supérieure 10 du récipient 3. Cependant, la masse 11 peut venir en contact, et vient bien en contact, avec la partie hémisphérique 12 du récipient 3. On voit sur la figure 2 que la voûte 1 comporte un récipient primaire 3 supporté dans cette voûte par un étai tronconique 2, et qu'un toit 4 ferme le récipient 3. Une cuve interne 13 est cylindrique, est espacée de la partie cylindrique supérieure 10 du récipient 3 et joue le même rôle que la partie 9 de la cuve interne 7 du modéle de la figure 1. La cuve 13 comporte une partie inférieure 13a de paroi qui est soudée de maniére étanche. sur place, en formant un anneau 14, à la partie hémisphérique 12 du réci pient 3. Un récipient 16 de garde a seulement une forme hémisphérique et est disposé à l'extérieur de la partie 12 du récipient 3 en étant espacé de cette partie 12. L'extrémité supérieure du récipient 16 est soudée, sur place, au récipient 3 en 15, c'est-à-dire à l'extrémité inférieure de la partie cylindrique 10 du récipient 3, qui est à un niveau supérieur à celui de la soudure 14. Ainsi, le récipient 16 de garde est situé à l'extérieur de la portion de la partie cylindrique 12 du récipient sous pression avec laquelle le fluide caloporteur 11 est en contact. Les parties 12 et 16 peuvent également n'être que partiellement sphérique. La partie cylindrique supérieure 10 peut également s'étendre jusqu'au niveau de la soudure 14, la partie 16 étant façonnée en conséquence, ce qui donne un récipient à double paroi jusqu'au niveau de la soudure 15. Les avantages d'une structure selon l'invention comprennent : - une économie de temps/coût de construction sur le site, car un seul récipient (3,12,16) nécessite maintenant d'être mis en place et ajusté dans la voûte, alors que le modèle traditionnel exige la mise en place et l'ajustement de deux récipients (3,5) - il ne faut plus transporter qu'un seul récipient jusqu'au site d'édification du réacteur, - la nouvelle conception élimine certaines soudures circonférentielles entre récipients et supports ou étais; - le diamètre de la voûte peut être réduit - on maintient à des niveaux plus élevés la surface libre du sodium, même en cas de fuite ; et - on économise le coût et le poids d'une partie du récipient de garde. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées à la structure du réacteur nucléaire décrite et représentée. REVENDICQTIONS 1. Réacteur nucléaire, du type connu sous le nom de surregénérateur à neutrons rapides, avec refroidissement par du rnétal liquide, ce réacteur comportant un coeur comprenant de multiples éléments combustibles et qui est disposé dans un conteneur contenant une masse de métal liquide, la chaleur engendrée par la fission se produisant dans le combustible étant extraite du coeur et transférée à des échangeurs de chaleur par l'écoulement du métal liquide à rôle de caloporteur, et le conteneur étant disposé dans une voûte en béton surmontée d'un toit, ce réacteur comprenant un récipient primaire ayant une partie supérieure et une partie inférieure, la partie inférieure comprenant une partie partiellement sphérique, une cuve interne pour contenir du métal liquide et dont une paroi est espacée du récipient primaire, un récipient de garde espacé à l'extérieur de la partie inférieure du récipient primaire, réacteur caractérisé en ce que la partie inférieure (13a) de la paroi de la cuve interne (13) est fixée (en 14) à la partie inférieure du récipient primaire (3) et en ce que le récipient (16) de garde est relié au récipient primaire (3) à un niveau (15) beaucoup plus élevée que l'extrémité inférieure (14) de la paroi (13a) de la cuve interne (13). 2. Réacteur nucléaire selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie inférieure (12) du récipient primaire (3) est partiellement sphérique. 3. Réacteur nucléaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie inférieure (12) du récipient primaire (3) est hémisphérique. 4. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient (16) de garde est partiellement sphérique. 5. Réacteur nucléaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient (16) de garde est hémissphérique. S. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie supérieure (10) du récipient primaire (3) est cylindrique. 7. Réacteur nucléaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que le récipient (16) de garde est relié au récipient primaire (3) à l'extrémité inférieure (15) de la partie cylindrique supérieure (10) de ce récipient (3).