Brevet FR2601807A1 — publié le 19880122

L'invention se rapporte à des installations de mesures thermiques et neutroniques disposées au coeur d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée. Ces installations comprennent Un tube guide qui s'étend depuis le fond de la cuve du réacteur jusqu'à une paroi qui constitue en fait la jupe de support du réacteur, une gaine logée dans le tube guide et qui s'étend jusqu'au coeur du réacteur, un câble flexible portant une sonde à son extrémité et logé dans la gaine. Du côté extérieur de la jupe, il est prévu une première vanne montée sur ' le tube guide et qui peut être fermée après que la gaine ait été retirée, et une seconde vanne à laquelle est raccordée l'extrémité correspondante de la gaine et qui peut être fermée après que le câble ait été dégagé. L'installation est complétée par un dispositif qui permet de dégager lue câble et de l'enrouler. La gaine est, bien entendu, fermée à son extrémité logée dans le réacteur de sorte que normalement aucune fuite de vapeur ne peut s'échapper par ladite gaine. On a toutefois pensé qu'une telle fuite pourrait se produire et que dans ce cas le câble flexible risquait, compte tenu de la pression de la vapeur d'être éjectée de la gaine. Dans ce cas, la seconde vanne doit se fermer et comporte une motorisation à cet effet. Si, toutefois, pour une raison quelconque la vanne ne se fermait pas les risques d'accidents pourraient être irréparables et l'invention se propose de réaliser un dispositif simple, d'un fonctionnement très sûr et qui soit susceptible d'arrêter toute fuite indépendamment de la seconde vanne d'arrêt. Le dispositif, selon l'invention est destiné à des installations de mesures thermiques et neutroniques disposées à l'intérieur d'un réacteur nucléaire, ladite installation comprenant un tube guide inséré entre le fond de la cuve du réacteur et une paroi de protection, une première vanne d'arrêt insérée sur le tube guide, une gaine traversant le tube guide et s'étendant jusqu'au coeur du réacteur, l'extrémité logée dans le coeur étant fermée et l'autre extrémité étant reliée à une seconde vanne d'arrêt, un câble flexible enroulé par une extrémité sur un enrouleur et dont l'autre extrémité porte une sonde, ledit. câble flexible étant susceptible de traverser les vannes et la gaine, ledit dispositif de sécurité étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps muni à une extrémité de moyens pour sa fixation à la seconde vanne et à son autre extrémité de moyens pour permettre de raccorder la gaine, ledit corps étant percé d'un conduit axial correspondant au conduit de la gaine et débouchant dans un alésage terminé du côté de la seconde vanne par une partie tronconique dont la petite base est pourvue d'un perçage s'ouvrant dans ladite vanne, dans la partie tronconique étant insére une bille et un siège étant ménagé à la petite base de la partie tronconique et des moyens étant prévus pour forcer la. bille à s'appliquer sur son siège en cas de fuite. Ainsi, grâce à l'invention, en cas de fuide, la bille coopérera automatiquement avec son siège indépendamment de la vanne. Suivant une première forme d'exécution, dans l'alésage est monté un piston mobile comportant une tête percée d'un trou central et prolongé par une jupe s'étendant du côté du conduit. Suivant une variante de réalisation, dans l'alésage est logé un diffuseur constitué d'un corps percé d'un conduit axial terminé par une partie évasée en forme de tronc de cône dont la grande base coïncide avec la grande base de la partie tronconique. Enfin, suivant un détail constructif le corps comporte à une extrémité un trou borgne taraudé destiné à se visser sur un embout correspondant de la seconde vanne et dans le fond duquel s'ouvre le perçage, l'alésage s'ouvrant à l'autre extrémité du corps et étant obturé par un couvercle monté de façon étanche et comportant un embout pour recevoir une bride de fixation de la gaine. L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant a'- des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple seulement et représentés aux dessins annexés, dans lesquels Figure. 1 est une vue schématique montrant le système de mesure du flux. Figure 2 est une vue en coupe de la vanne d'arrêt avec le dispositif selon l'invention. Figure 3 est une vue en coupe d'une variante de réalisation de l'invention. A la figure 1 on a représenté très schématiquement une instrumentation destinée au coeur des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Sur cette figure la référence 1 désigne le fond de la cuve du réacteur, la référence 2, le coeur, centre d'un élément combustible, la référence 3 la chambre de fission. La cuve 1 est supportée par une jupe 4, un tube guide 5 reliant le fond de la cuve 1 à ladite jupe 4. Dans le tube guide 5 est montée une gaine 6 qui s'étend jusqu'au coeur 2 et dans lequel peut coulisser librement un câble 7 dont une extrémité porte une sonde 8. Du côté de la face extérieure de la jupe 4 qui constitue une paroi de protection, il est prévu une vanne 10 d'isolement du tube guide 5, un détecteur de fuite 12, une vanne automatique 14 à laquelle est raccordée la gaine 6, des sélecteurs 15 et un ensemble 16 prévu pour enrouler et dérouler le câble 7. La vanne 14 est une vanne automatique motorisée qui ne peut fre fermée que lorsque le câble 7 est dégagé. A la figure 2, on a représenté en détail et en coupe une telle vanne, celle-ci comportant un corps 18 avec un boisseau sphérique 19 convenablement guidé dans une cannelle 20 du corps, le boisseau étant percé d'un conduit diamétral 21 pour mettre en communication un conduit d'entrée 22 et un conduit de sortie 24, le boisseau 19 étant relié à une tige de commande 26 qui est reliée à un moteur (non représenté) pour commander l'ouverture et la fermeture du boisseau. Le corps 18 est, à l'extrémité du conduit d'enrée 22 terminé par un embout fileté 27 destiné recevoir un raccord pour la fixation de la gaine 6. Sur l'embout fileté -27 est monté le dispositif selon l'invention. Ce dispositif comprend un corps 30 dont une extrémité est pourvue d'un trou borgne 31 comportant un taraudage pour se visser sur l'embout 27 avec interposition d'un joint 32. Le corps 30 est, du côté opposé au trou borgne 31, percé d'un alésage cylindrique 33 prolongé par une partie tronconique 34 terminée par un perçage 35 s'ouvrant au centre du trou borgne 31. Dans l'alésage cylindrique 33 est monté coulissant un piston 37 présentant une jupe 38 et une tête 39 percée d'un trou axial 40. Entre la tête 39 et le perçage 35 est insérée une bille 41 qui est destinée à coopérer avec ltembouchure du perçage 35 qui constitue un siège 42. Le corps 30 reçoit un couvercle 45 qui est fixé par dix vis 46 se vissant dans des taraudages 49- dudit corps 30 avec interposition d'un joint 48 monté sur une saillie 47 s1 insérant dans l'alésage 33. Le couvercle 45 est terminé par un embout 51 identique à l'embout 27 de manière à pouvoir recevoir un raccord pour la fixation de l'extrémité de la gaine 6, ledit embout 51 étant percé d'un conduit 52 s'ouvrant dans l'alésage 33. Le câble 7 traverse le conduit 24, le conduit 21, le conduit 22, le perçage 35, le trou axial 40, le conduit 52 et s'étend ensuite dans la gaine 6. Si la gaine 6 est endommagée ce qui peut se produire, de la valeur à une température très importante (de l'ordre de 2850C) et à une pression voisine de 155 bars peut s'échapper à travers ladite gaine de sorte que le câble 7 risque avant même d'être enroulé d'être éjecté. Comme la vanne 14 est normalement motorisée, dès que le câble 7 a dégagé le boisseau 19, elle se ferme de sorte que les risques de voir la vapeur s'échapper par le vanne sont relativement réduits, toutefois, on peut imaginer une défection de la motorisation ou encore qu'un jet de vapeur s'étant échappé celle-ci est endommagée. Le dispositif selon l'invention constitue un système simple et sûr qui permet d'obvier à de tels problèmes.En effet lorsque le câble 7 ne traverse plus le perçage 35 le trou 40 et le conduit 52, si il y a une fuite de vapeur celle-ci pousse le piston 38, dont la tête tend à appliquer la bille 41 sur son siège 42 de sorte que même si la vanne 14 restait pour une raison quelconque ouverte la vapeur ne pourrait s'échapper, la fermeture du dispositif étant instantanée. A la figure 3, on a représenté en coupe une variante de réalisation du dispositif, selon l'invention, celui-ci comportant un corps 60 avec à une extrémité un trou borgne 61 destiné à se visser sur l'embout 27 de la vanne 14 avec interposition d'un joint 62. Le fond du trou borgne 61 comporte un perçage axial 65 qui débouche dans un alésage cylindrique 63 raccordé au perçage par une partie tronconique 64 avec un siège 66 pour une bille 67. Dans l'alésage 63 est monté un diffiseur 68 percé d'un conduit axial 70 terminé par une partie évasée 69 en forme de tronc de cône dont la grande base coIncide avec la grande base de la partie en tronc de cône 64. Le corps 60 comporte un couvercle 71 fixé par des vis 72 vissées dans des taraudages 73, ledit couvercle étant percé d'un conduit axial 76 et étant terminé par un embout 77 identique à l'embout 27. Le couvercle comporte une saillie 74 engagée dans l'alésage 63 et un joint 75 étant inséré entre le corps 60 et ledit couvercle 71. L'embout 77 reçoit un raccord permettant de le relier de manière étanche à la gaine 6 et si il se pro duit une fuite dans la gaine dès que le câble 7 est dégagé du perçage 65 et du conduit 70 la bille 67 vient s'appliquer sur son siège 66 s'opposant ainsi à l'éjection de vapeur. Le diffuseur 68 tend à créer dans l'espace délimité par les cônes 69 et 64 un tourbillon de vapeur qui entraine automatiquement la bille 67 vers le siège 66. Bien -entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et représentés. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détail sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10- Dispositif de sécurité pour installation de mesures thermiques et neutroniques disposée à l'intérieur d'un réacteur nucléaire, ladite installation comprenant un tube guide (5) inséré entre le fond de la cuve (1) du réacteur et une paroi (4) de protection, une première vanne d'arrêt (10) insérée sur le tube guide (5), une gaine (6) traversant le tube guide (5) et s'étendant jusqu'au coeur du réacteur, l'extrémité logée dans le coeur étant fermée et l'autre extrémité étant reliée à une seconde vanne d'arrêt (14), un câble flexible (7) enroulé par une extrémité sur un enrouleur (16) et dont l'autre extrémité porte une sonde, ledit câble flexible étant susceptible de traverser les vannes et la gaine, ledit dispositif de sécurité étant caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps (30-60) muni à une extrémité de moyens (31,61) pour sa fixation à la seconde vanne (14) et à son autre extrémité de moyens pour permettre de raccorder la gaine (6), ledit corps(30,60) étant percé d'un conduit axial (52,76) correspondant au conduit de la gaine (6) et débouchant dans un alésage (33, 63) terminé du côté de- la seconde vanne (14) par une partie tronconique (34,64) dont la petite base est pourvue d'un perçage (35,65) s'ouvrant dans ladite vanne, dans la partie tronconique étant insérée une bille (41,67) et un siège (42,62) étant ménagé à la petite base de la partie tronconique (34,64) et des moyens (37,68) étant prévus pour forcer la bille (41,67) à s'appliquer sur son siège en cas de fuite. 2"- Dispositif de sécurité, selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'alésage (33) est monté un piston mobile (37) comportant une tête (39) percée d'un trou central (40) et prolongé par une jupe (38) s'étendant du côté du conduit (52,76). 3 - Dispositif de sécurité, selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'alésage (63) est logé un diffuseur (68) constitué d'un corps percé d'un conduit axial (70) terminé par une partie évasée (69) en forme de tronc de cône dont la grande base coïncide avec la grande base la partie tronconique (64). 4 - Dispositif de séurité, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (30,60) comporte à une extrémité un trou borgne taraudé (31,61) destiné à se visser sur un embout correspondant de la seconde vanne (14) et dans le dont duquel s'ouvre le perçage (35,65), l'alésage (33,63) s'ouvrant à l'autre extrémité du corps (30,60) et étant obturé par un couvercle monté de façon étanche et comportant un embout (77) pour recevoir une bride de fixation de la gaine.