Brevet FR2599179A1 — publié le 19871127

Pelt_iréa-cternuc éair à _ _eau_preMssuise et â_circulation naturllle L'invention concerne un réacteur nuctéaire à eau pressurisée et à circulation naturelle de petite tailte, de type calogène ou électrogène, destiné à une utilisation locale. Un tel réacteur peut notamment être implanté sur une plate-forme de forage en mer, ou encore sur un fleuve ou sur un plan d'eau, dans une région isolée ne disposant pas de l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'une installation 10 industrielle. Compte tenu de ces utilisations d'un type très particulier, un tel réacteur doit être totalement autonome et transportable sans risque entre un site de chargement, dans lequel son coeur est mis en place, et son site d'utilisation. Ce 15 réacteur doit aussi remplir des conditions de sûreté intrinsèque à long terme, incluant de préférence l'hypothèse d'un chavirement, puisqu'il doit être implanté et transporté en mer ou en rivière. Enfin, l'utilisation très locale d'un tel réacteur impose qu'il soit réalisé de façon particulièrement simple, afin 20 de réduire son coût, d'accroître sa fiabilité et de simplifier son exploitation. Dans le cas particulier de la propulsion nucléai.re des navires, on utilise déjà des réacteurs nucléaires à eau pressurisée de petite taille. Ces réacteurs sont généralement 25 directement dérivés par homothétie des grands réacteurs à eau pressurisée. En particulier, ils comprennent toujours des pompes de circulation de l'eau du circuit primaire, ainsi que des circuits annexes assurant l'extraction de la puissance résiduelle à l'arrêt et en cas de chavirement du navire, Ces réacteurs sont 30 par conséquent trop complexes et trop coûteux pour pouvoir être affectés à la production locale d'électricité ou de chaleur conformément à l'invention. La présente invention a précisément pour objet un réacteur nucléaire à eau pressurisée de conception originale et 2599 1 7 9 particulièrement simple remplissant toutes les conditions de sûreté imposées, notamment en cas de chavirement, sans avoir recours à aucun circuit de refroidissement de secours annexe, ce réacteur étant par aitlleurs autopressurisé et fonctionnant en 5 circulation naturelle, ce qui permet de supprimer Les cannes chauffantes du pressuriseur et les pompes primaires indispensables dans les réacteurs actuels. A cet effet et conformément à L'invention, iL est proposé un réacteur nucléaire à eau pressurisée et à circulation 10 par convection naturelle, comprenant une cuve principale rempLie d'eau surmontée par un ciel de vapeur pressurisée, Ladite cuve contenant en partie inférieure te coeur du réacteur et en partie supérieure un générateur de vapeur, des structures internes canalisant La circulation de L'eau entre te coeur et Le 15 générateur de vapeur, une enceinte de confinement doubLant extérieurement La cuve principale et délimitant avec cette dernière un espace intermédiaire, caractérisé en ce que, La cuve principale n'étant pas calorifugéet l'espace intermédiaire comporte une zone supérieure remplie de gaz neutre pressurisé, 20 une zone intermédiaire remplie d'eau, communiquant avec La zone supérieure, et -délimitée entre L'enceinte et une viroLe mince reliant de façon étanche L'enceinte de confinement à la cuve, audessus du- coeur du réacteur, et une zone inférieure remplie d'eau et déLi;mitée entre la virole mince, La cuve et L'enceinte, Zs l'enceinte; de confinement étant noyée dans un liquide de refroidissement extérieur teL- que de V'eau et équipée intérieurement d'un caLorifuge dans Ca zone inférieure de l'espace intermédiaire, sauf dans une partie inférieure de L'enceinte de confinement située à un niveau inférieur au coeur 30 du-réacteur. Cette conception particulière de-La cuve principale, de l'enceinte de confinement et de l'espace intermédiaire délimité entre ces deux composants permet à La fois de limiter Les fuites thermiques à une valeur aussi faible que possible au fonctionnement nominal du réacteur et d'évacuer à court terme La puissance résiduelle dissipée dans le coeur du réacteur, quelle que soit L'inclinaison de celui-ci, lorsque t'extraction de puissance par Le circuit secondaire du générateur de vapeur est arrêtée. On aboutit ainsi à un réacteur nucléaire sans circuit 5 auxiliaire, ne nécessitant aucune surveiLLance en continu, apte à fonctionner sans intervention pendant la durée d'usure du coeur et utilisable de façon intrinsèquement sore dans tous les cas o l'on peut garantir que l'enceinte de confinement reste noyée dans le liquide de refroidissement extérieur. Dans un mode de réalisation préféré de L'invention, la zone supérieure de l'espace intermédiaire est formée dans une partie supérieure sphérique de l'enceinte de confinement. Cette forme particulière favorise ta condensation de la vapeur formée par l'ébullition de L'eau dans ta zone intermédiaire lors du 15 fonctionnement du réacteur à faible puissance, L'extraction de puissance par le circuit secondaire étant arritée. Dans ce même mode de réalisation préféré, en dehors de la partie supérieure sphérique de L'enceinte de confinement, la cuve principale et L'enceinte de confinement présentent une 20 configuration cylindrique centrée sur un axe vertical commun, ladite virole mince ayant également une configuration cylindrique centrée sur Ledit axe et étant fixée par son extrémité supérieure à L'enceinte de confinement, au bas de Ladite partie supérieure sphérique et, par son extrémité inférieure, à la cuve principale. 25 De préférence, des moyens d'équiLibrage de pression sont prévus entre la zone inférieure et Les zones supérieure et intermédiaire de L'espace intermédiaire. Ces moyens peuvent être constitués par un tube en col de cygne faisant saillie vers Le haut dans la zone intermédiaire, à partir de La virole mince. SeLon un autre aspect intéressant de L'invention, la cuve principale contient également un réflecteur annulaire entourant le coeur du réacteur, ce réflecteur étant formé de plusieurs secteurs séparés, normalement situés au niveau du coeur, chaque secteur étant apte à se déplacer vers Le haut à 35 L'aide de moyens élastiques lors d'une inclinaison du réacteur dépassant un angle donné, par exempte d'environ 60 . En cas de chavirement du réacteur, cette caractéristique permet d'assurer L'étouffement de La puissance dissipée par le coeur en introduisant de L'antiréactivité dans ce dernier. On compense 5. ainsi Le fait que dans ces conditions, La chute des éLéments absorbants ne peut avoir lieu ou n'est pas complète. SeLon un autre aspect de L'invention, La cuve principale contient au moins un système d'éléments absorbants aptes à se déplacer dans des tubes guides prévus dans Le coeur du 10 réacteur, Lors de L'actionnement de moyens de commande externes à La cuve, ces moyens de commande créant un mouvement de rotation transmis à une tige fiLetée Logée dans La cuve et sur LaqueLtte est monté un écrou portant ledit système, par L'intermédiaire d'un mécanisme comprenant un coupLeur magnétique assurant La 15 transmission du mouvement de rotation au travers de La cuve. Ces moyens de commande peuvent aussi être externes à l'enceinte de confinement; dans ce cas, un deuxième coupleur magnétique est disposé sur ladite enceinte de confinement pour 20 assurer La transmission du mouvement de rotation au travers de cette dernière. Des moyens internes à la cuve sont alors prévus pour déconnecter automatiquement Ledit système d'éléments absorbants de l'écrou Lorsque La pression dans La cuve excède une pression 25 donnée et Lorsque le niveau de L'eau dans La cuve descend endessous d'un niveau donné. On peut aussi envisager de faire chuter manuellement Le système d'éléments absorbants par l'intermédiaire d'un tube reliant La partie supérieure de La cuve à l'extérieur de 30 l'enceinte, et permettant de faire monter La pression dans La cuve par injection de gaz. Ce tube peut aussi être utilisé pour injecter du bore ou tout autre poison nucléaire soLuble. Ce tube, équipé d'une membrane claquante, est normalement fermé par des moyens d'obturation. Le coeur du réacteur ayant une partie active de hauteur donnée, Les guides dépassent de préférence cette partie active d'une demi-fois cette hauteur vers Le bas et d'une fois cette hauteur vers Le haut. Les éléments absorbants ont aLors une Longueur égale à 5 une fois et demie la hauteur de la partie active du coeur, une moitié de ces éléments étant absorbants sur toute Leur Longueur et L'autre moitié de ces éléments étant absorbants sur Les deux tiers supérieurs de Leur Longueur. On décrira maintenant, à titre d'exempLe non Limitatif, 10 un mode de réalisation préféré de L'invention en se référant aux dessins annexés dans LesqueLs: - La figure 1 est une vue en coupe verticaLe illustrant de façon schématique la chaudière d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée de petite taille réalisé conformément aux 15 enseignements de L'invention, la figure 2 est une vue en coupe verticaLe représentant schématiquement L'agencement du réfLecteur entourant Le coeur du réacteur représenté sur La figure 1, et - La figure 3 est une vue en coupe verticaLe 20 représentant à plus grande échelle et de façon schématique Le tube en col de cygne assurant l'équilibrage des pressions entre les zones inférieure et intermédiaire de l'espace intermédiaire formé entre la cuve et l'enceinte du réacteur de la figure 1. La chaudière de réacteur nucléaire à eau pressurisée 25 représentée sur La figure 1 comprend une cuve principale 10 à l'intérieur de laquelle est confiné de façon étanche L'ensemble du circuit primaire du réacteur. Cette cuve principaLe 10 présente une paroi cylindrique de révolution 10a normalement centrée sur un axe vertical. Cette paroi 10a est prolongée à son 30 extrémité inférieure-par un fond hémisphérique 10b. La cuve 10 est fermée à son extrémité supérieure par un couvercle 10c, égaLement de forme hémisphérique. Le couvercle 10c est fixé sur. une bride formant le bord supérieur de la paroi 10a par des moyens de fixation démontables tels que des goujons (non. 35 représentés). Conformément à une caractéristique importante de L'invention, La cuve principaLe 10 n'est pas caLorifugée et elle est doublée extérieurement par une enceinte de confinement 76 déLimitant avec La cuve 10 un espace intermédiaire.78. L'enceinte de confinement 76 présente de façon généraLe une symétrie de révoLution autour d'un axe vertical confondu avec L'axe de La cuve 10. De façon pLus précise, L'enceinte 76 comprend une paroi cyLindrique de révolution 76a entourant sur La majeure partie de sa hauteur La paroi 10a de La cuve, à 10 L'exception de La partie supérieure de cette paroi. Endessous de La paroi 76a, L'enceinte 76 est prolongée par un fond 76b doublant extérieurement Le fond 10b de La cuve. Enfin, la paroi LatéraLe 76a est proLongée vers Le haut par une paroi sphérique 76c. L'hémisphère supérieure de cette paroi 76c constitue un 15 couvercle fixé de façon démontable, par exempte au moyen de goujons, sur une bride 76d constituant le bord supérieur de plus grand diamètre de L'hémisphère inférieur de cette emême paroi 76c. Comme L'iLLustre La figure 1, la cuve 10 repose par une virole cyLindriquue 10d sur un rebord annulaire délimitant 20 intérieurement La jonction entre La paroi cylindrique 76a et la paroi sphérique 76c de l'enceinte de confinement. Cette virole 10d est solidarisée par son extrémité supérieure de La bride formée à L'extrémité supérieure de La paroi 10a, de façon à délimiter avec cette dernière un espace annuLaire. A son extrémité inférieure, La cuve 10 est également centrée par rapport à l'enceinte 76 par un pion 80 disposé seLon Leur axe commun et reçu dans des logements appropriés formés dans Leurs fonds respectifs 10b et 76b. Le coeur 12 du réacteur est logé dans la partie 30 inférieure de La cuve 10 et seLon L'axe vertical de ceLLe-ci. IL est formé de crayons combustibles teLs que 12a, identiques à ceux qui sont utiLisés dans Les réacteurs électrogènes de conception cLassique et disposés verticaLement. La partie centrale active du coeur 10 ainsi formé est repérée schématiquement par une croix 35 sur La figure 1. Les crayons 10a sont supportés par une grille inférieure de coeur 14, horizontale et percée au pas trianguLaire de trous de passage d'eau, de diamètre supérieur au diamètre des crayons, et de trous borgnes servant de Logement aux embouts de maintien proLongeant Les crayons combustibles à Leur extrémité 5 inférieure. En partie haute du coeur, L'écartement entre Les crayons 10a est préservé par une première grille intermédiaire horizontale 16, percée de façon identique à La grille inférieure 14, sauf que Les trous borgnes sont rempLacés par des trous traversants permettant Le montage et Le démontage des crayons. Une deuxième grille intermédiaire horizontale 17 est placée immédiatement au-dessus de La grille 16. ELLe est égaLement percée de trous de passage d'eau mais ne présente pas de trou au-dessus des embouts supérieurs des crayons. Lors de la mise en place des crayons 10a, cette grille 17 n'est pas fixée et 15 peut coulisser légèrement vers le haut. Lors du montage (qui s'effectue à l'extérieur de La cuve 10) Les crayons 12a sont introduits par Le bas au travers des trous de passage d'eau formés dans La grille inférieure 14. Lorsque Leur embout supérieur est reçu dans le trou correspondant 20 de la première grille intermédiaire 16, les crayons sont encore déplacés vers Le haut d'une petite distance, en souLevant La deuxième grille intermédiaire 17, afin de dégagee leurs embouts inférieurs des trous de passage d'eau de La grille 14, pour Les introduire dans les trous borgnes de cette même grille. Les crayons 12a sont alors en place. Leur maintien en cas de choc ou de chavirement est aLors assuré par La fixation de La grille 17 sur La grille 16. Les grilles 14 et 16 sont elles-mêmes fixées à leur périphérie sur une virole cyLindrique de révoLution 18, d'axe 30 vertical confondu avec L'axe de La cuve. Cette viroLe 18 entoure Le coeur 12 du réacteur et se proLonge verticaLement vers Le haut, de façon à séparer Le débit d'eau ascendant reLativement chaude sortant du coeur du débit d'eau descendant relativement froide revenant vers le coeur, comme on Le verra uLtérieurement. 35 La viroLe 18 repose elLe-même sur un épauLement formé intérieurement dans La paroi cylindrique 10a de la cuve, par une pièce annuLaire 20 reLiée à L'extrémité supérieure de La virole 18 par des plaques verticales 22 orientées radialement par rapport à L'axe de La cuve. A son extrémité inférieure, La virole 18 est centrée sur Le fond 10b de La cuve par un pion 24 relié à L'extrémité inférieure de la viroLe 18 par des bras obliques 26 et reçu dans un Logement approprié formé dans Le fond de la cuve, seLon l'axe vertical de ceLLe-ci. Autour de son extrémité inférieure, La virole 18 est munie d'un support annuLaire horizontal 28 dont Le bord extérieur est prolongé vers le haut par une virole cyLindrique de révoLution 34, sur toute La hauteur de La partie active du coeur. Comme L'iLLustre plus précisément La figure 2, un 15 réflecteur annulaire 30 est Logé autour du coeur dans L'espace annulaire formé entre Les viroles 18 et 34. Ce réflecteur 30 repose normalement sur Le support 28. De préférence, il est divisé sur toute sa périphérie en plusieurs secteurs d'égales dimensions aptes à se déplacer verticalement indépendamment L'un 20 de l'autre. De façon plus précise, chacun des secteurs du réflecteur 30 peut se déplacer verticalement vers Le haut à L'aide d'un ressort de suspension 32 interposé entre la face supérieure de ce secteur de réflecteur et une plaque annulaire horizontale 33 située au-dessus de celui-ci. La plaque 33 peut 25 notamment être supportée par les plaques verticales 22, comme l'illustre la figure 2. Les grilles 14 et 16 supportant Les crayons combustibles constituant Le coeur 12 du réacteur servent également à supporter des tubes guides verticaux 36 dont L'un 30 seulement est représenté sur la figure 1, pour en faciliter la lecture. Si on appelLe h la hauteur de La partie active du coeur 12 du réacteur, les tubes guides 36 dépassent cette hauteur de 0, 5 fois cette hauteur h vers le bas et d'une fois cette hauteur h vers Le haut. Afin d'assurer Le positionnement des tubes guides 36 à 2599 1 79 leur extrémité supérieure, cette extrémité est fixée sur une grille supérieure horizontale 38 Largement percée et fixée à sa périphérie sur la virole 18. Les tubes guides 36 sont disposés de façon à assurer le 5 guidage en coulissement vertical de crayons ou éléments absorbants 40, également disposés verticalement dans la cuve 10. Ces éléments absorbants 40 sont prolongés vers le haut par des tiges verticales 42 de diamètre plus faible, reliées par exemple en trois groupes à trois têtes d'absorbants 44, pour former un 10 système d'éléments absorbants. Pour simplifier, un seul de ces systèmes est représenté sur la figure 1. La longueur de chaque élément absorbant 40 est égale de préférence à une fois et demie la hauteur h de la partie active du coeur 12. De plus, environ la moitié des éléments absorbants 15 40 de chacun des systèmes sont absorbants sur toute leur longueur, alors que l'autre moitié de ces éléments absorbants ne sont absorbants que sur les deux tiers supérieurs de leur longueur. La tête 44 de chacun des systèmes d'éléments absorbants 20 est suspendue à un bras horizontal 46, orienté radialement par rapport à l'axe de la cuve, par l'intermédiaire d'une pince à flotteur 48. Cette pince à flotteur 48 est réalisée de la manière décrite et revendiquée dans la demande de brevet français n 8517594 du 28 novembre 1985 au nom du Commissariat à l'Energie 25 Atomique. Elle permet d'assurer la chute automatique des systèmes d'éléments absorbants, aussi bien lorsque le niveau N de l'eau à l'intérieur de la cuve descend en-dessous d'un niveau minimal acceptable, que lorsque la pression à l'intérieur de la cuve excède une pression maximale acceptable. Dans les conditions 30 normales de fonctionnement du réacteur, les flotteurs des pinces à flotteurs 48 se trouvent normalement en-dessous du niveau N1, de sorte que les systèmes d'éléments absorbants restent accrochées à ces pinces. Les bras 46 assurant le supportage des systèmes d'éléments absorbants 40 sont fixés sur un écrou 50 vissé sur une tige filetée 52 disposée seLon L'axe vertical de La cuve. La tige filetée 52 est supportée de façon tournante et centrée à L'intérieur de la cuve par une butée centrale 54. Cette butée 54 est ellemême reliée par des bras horizontaux 55, 5 orientés radialement, à L'extrémité supérieure d'une virole cylindrique de révolution 56 d'axe confondu avec L'axe vertical de la cuve 10. La virole 56 repose par son extrémité inférieure sur La grille 38. En plus de son rôLe de supportage de la butée 54, La virole 56 remplit dans la partie supérieure de La cuve 10 10 Le même r8le que La viroLe 18 dans La partie inférieure, c'estàdire qu'elle assure La séparation des écoulements montants et descendants de L'eau du circuit primaire. La virole 56 supporte également des rails verticaux Le long desquels sont guidés les bras 46 lors de leur déplacement verticat. A son extrémité inférieure, la tige filetée 52 est reçue dans un trou formé au centre de la grille 38 et permettant d'en Limiter le débattement latéral. La tige fiLetée 52 se prolonge vers Le haut au-delà de la butée 54, pour être solidarisée du rotor magnétique interne 20 mené 58a d'un coupLeur magnétique 58 permettant d'entraîner en rotation la tige filetée 52 au travers de La paroi du couvercle 10c de La cuve, sans rupture de l'étanchéité de cette dernière. A cet effet, Le rotor interne 58a est reçu dans une excroissance en doigt de gant 10e formée seLon L'axe vertical du couvercLe 10c. 25 Le coupleur magnétique 58 comprend également un rotor magnétique externe menant 58b disposé autour du rotor 58a, à L'extérieur de L'excroissance en doigt de gant 10e. Le rotor 58b est Lui-même fixé à L'extrémité inférieure d'une tringLerie 94, disposée seLon L'axe commun de la cuve et de 30 l'enceinte, et dont L'extrémité supérieure est fixée au rotor magnétique interne mené 96a d'un deuxième coupleur magnétique, 96, permettant de transmettre Le mouvement de rotation au travers de la paroi supérieure 76c de l'enceinte. A cet effet, le rotor interne 96a est placé dans une excroissance en doigt de gant 76e de La paroi 76c et Le coupleur magnétique 96 comprend un rotor magnétique externe menant 96b, pLacé à L'extérieur de cette excroissance, autour du rotor interne 96a. L'entrainement en rotation de ce rotor externe 96b est commandé par un servomoteur 98 agissant sur ce rotor externe par une tringLerie appropriée. Ce servomoteur 98 constitue te seuL dispositif de régulation externe du circuit primaire. En modifiant la réactivité dans le coeur, il permet de maintenir la pression de ce circuit dans les limites souhaitées. Pour compléter ta description des composants du circuit primaire situés à l'intérieur de La cuve principale 10, on voit sur la figure 1 qu'un générateur de vapeur annulaire 60 est disposé dans la partie supérieure de la cuve 10, entre la paroi a de La cuve et La virole 56. Ce générateur de vapeur 60 est du type à simple passe 15 et à surchauffe. IL est formé de deux séries de tubes enroulés en hélice, schématisés en 62, ces deux séries étant disposées de façon imbriquée mais indépendante. A Leur extrémité inférieure, tes tubes 62 sont soudés sur deux collecteurs d'eau alimentaire semi-toriques 64 et, à 20 leur extrémité supérieure, sur deux collecteurs de vapeur semitoriques 66. Les collecteurs d'eau alimentaire 64 sont situés immédiatement au-dessus des pLaques radiales 22, aLors que Les collecteurs de vapeur 66 sont situés juste en-dessous de la surface Libre de L'eau contenue dans La cuve principaLe 10. Des bouchons (non représentés) sont généralement impLantés dans Les colttecteurs d'eau aLimentaire 64, en face de chacun des tubes 62, pour permettre La mise en pLace de diaphragmes de pied et L'inspection ultérieure des tubes. De façon comparable, des bouchons sont généralement impLantés en face des tubes 62 dans Les deux coLLecteurs de vapeur 66, afin de faciliter le passage d'une sonde d'inspection et de permettre L'obturation éventuelle d'un tube défectueux. De préférence, Le montage du générateur de vapeur 60 est conçu de façon à laisser aux tubes 62 la soupLesse nécessaire 35 pour qu'en fonctionnement normal ils soient toujours soumis à des 2 599179 contraintes de compression. Dans ces conditions, toute fissure Localisée a tendance à se refermer et ne diminue pas la résistance du tube au fLambage; une telle fissure ne peut donc aboutir qu'à une microfuite. En revanche, La mise en pression 5 intérieure des tubes Lors d'une opération d'entretien peut mettre instantanément en évidence de tels défauts. L'arrivée de l'eau alimentaire du circuit secondaire dans les colLecteurs 64 se fait par deux tubes verticaux 68a traversant de façon étanche Le couvercle 10c de La cuve. De mime, 10 L'évacuation de La vapeur admise dans Les colecteurs 66 s'effectue par deux tubes verticaux 70a traversant égaLement de façon étanche le couvercle 10c de La cuve principale. Au-dessus du couvercle 10c de la cuve, Les tubes 68a sont raccordés sur des tubes coudés 68b situés dans l'espace 15 intermédiaire 78. A Leur extrémité opposée, ces tubes coudés 68b sont eux-mêmes raccordés sur des tubes d'arrivée d'eau 68c traversant horizontaLement et de façon étanche la bride 76d formée dans La partie de plus grand diamètre de La paroi sphérique 76c de L'enceinte. Les tubes 68a, 68b et 68c sont 20 reLiés entre eux par des raccords étanches et démontabLes 69. De façon comparabLe, les tubes verticaux de sortie de vapeur 70a sont raccordés sur des tubes coudés 7Db situés dans L'espace intermédiaire 78. A leur extrémité opposée, ces tubes 70b sont eux-mêmes raccordées à des tubes 70c traversant 25 horizontalement et de façon étanche La bride 76d. Des raccords étanches et démontables 71 sont ici encore interposés entre Les tubes 70a, 70b et 70c. Les tubes coudés 68b et 70b situés dans L'espace intermédiaire 78 permettent d'absorber les dilatations 30 différentieLLes. L'eau contenue dans la cuve du réacteur est surmontée par un cieL de vapeur, obtenu par mise sous vide après fermeture du couvercLe 10c. Les cannes chauffantes du pressuriseur utiLisé dans Les réacteurs existants peuvent ainsi être supprimées. Le niveau N de l'eau à l'intérieur de la cuve est normalement situé nettement au-dessus du bord supérieur de La virole 56, afin de permettre sans perte de charge la circulation de L'eau au-dessus de cette virole. Par ailleurs, la virole 56 est également pourvue de trous (non représentés) le Long de la zone de surchauffe du générateur de vapeur 60, afin de permettre le libre passage de L'eau à ce niveau. Dans les conditions normales de fonctionnement du réacteur, une circulation de l'eau contenue dans la cuve principale 10 s'établit par convection naturelle dans le sens des 10 flèches F sur la figure 1. Ainsi, l'eau relativement chaude sortant à la partie supérieure du coeur 12 du réacteur s'écoule vers le haut dans La partie centrale de La cuve, en étant canalisée par la viroLe 18, puis par la virole 56. Au-dessus du bord supérieur de cette dernière, l'eau effectue un changement de 15 direction à 180 pour redescendre dans la zone annulaire délimitée entre la paroi latérale 10 de La cuve et Les viroles 56, puis 18. En parcourant La partie supérieure de cette zone annulaire, l'eau du circuit primaire circule autour des tubes 62 20 du générateur de vapeur 60, ce qui a pour effet de transférer à l'eau alimentaire du circuit secondaire la chaleur transportée par l'eau du circuit primaire. En se refroidissant, cette dernière réchauffe l'eau alimentaire du circuit secondaire pour la porter à ébullition. Dans le bas de la cuve 10, l'eau du 25 circuit primaire effectue à nouveau un changement de direction à pour franchir Le bord inférieur de la virole 18 et remonter à l'intérieur de celle-ci en traversant à nouveau le coeur 12 du réacteur. Conformément à l'invention, une virole mince 82, de 30 forme généralement cylindrique et, d'axe vertical confondu avec les axes de la cuve et de l'enceinte, est disposée entre les parois cylindriques 10a et 76a de celles-ci, au- dessus du niveau supérieur du coeur 12. Par "virole mince" on entend une virole dont l'épaisseur est telle que l'étanchéité soit réalisée entre 35 les zones intermédiaires 78a et 78b, sans avoir à résister à une 2 599 1 7 9 différence de pression. De façon plus précise, Le bord supérieur de La viroLe 82 est raccordé de façon étanche à L'enceinte 76, au niveau de L'extrémité supérieure de La paroi LatéraLe 76a de cette 5 dernière. Par ailleurs, le bord inférieur de la virole 82 est raccordé de façon étanche à la paroi LatéraLe 10a de Lacuve, à un niveau légèrement supérieur à celui des grilles intermédiaires 16 et 17. Dans La configuration seLon L'invention qui vient 10 d'être décrite, l'espace 78 formé entre la cuve et l'enceinte comprend une zone inférieure 78a délimitée entre la cuve 10 et L'enceinte 76, en-dessous de La virole 82, une zone intermédiaire 78b délimitée entre La viroLe 8Z, la viroLe 10d et Le haut de La paroi 1la de La cuve, et une zone supérieure 78c délimitée entre 15 La partie sphérique 76c de L'enceinte et L'extrémité supérieure de La cuve. Conformément à L'invention, La zone inférieure 78a est rempLie d'eau, normaLement à L'état liquide, aux conditions normales de fonctionnement du réacteur. La zone intermédiaire 78b 20 est également rempLie d'eau jusqu'à un niveau N situé approximativement au niveau du raccordement dela virole mince 82 sur L'enceinte 76. L'eau contenue dans cette zone 78b est surmontée d'un gaz neutre teL que de L'argon sous pression, qui communique avec de l'argon sous pression également contenu dans 25 La zone supérieure 78c par des passages 84 formés à La base de la virole 10b assurant Le supportage de la cuve. A titre d'exemple, pour une température de sortie du générateur de vapeur d'environ 2100C, La pression de gaz neutre dans les zones 78b et 78c est voisine de 19 bars. Comme L'ilLustre plus précisément la figure 3, afin d'assurer L'équilibrage en pression entre La zone inférieure 78a et Les zones intermédiaire et supérieure 78b et 78c, tout en empêchant toute vidange de La zone inférieure 78a même en cas d'inclinaison ou de renversement du réacteur, un tube en coL de cygne 86 est raccordé sur Le bord supérieur de La viroLe 82, en faisant sailLie vers Le haut dans La zone intermédiaire 78b. De pLus, L'enceinte 76 est équipée intérieurement d'un caLorifuge 88 sur toute sa paroi cylindrique 76a et sur La partie 5 supérieure du fond 76b. Au contraire, La cuve 10 n'est pas caLorifugée. Enfin, L'enceinte 76 est partiellement ou entièrement noyée dans un Liquide Ade refroidissement extérieur 90 pouvant être de L'eau de mer ou de rivière. Le calorifuge 88 est conçu et dimensionné afin que Les fuites thermiques soient faibLes au fonctionnement nominal du réacteur, tout en étant suffisantes pour évacuer La puissance résidueLLe quelle que soit L'orientation du réacteur, Lorsque L'extraction de puissance par Le circuit secondaire est stoppée. 15 La pression de gaz neutre dans la zone supérieure 78c et dans la zone intermédiaire 78b est déterminée afin d'assurer la non ébullition de L'eau contenue dans les zones 78a et 78b dans Les conditions normales de fonctionnement du réacteur, c'est-à-dire Lorsque Les pompes (non représentées) du circuit 20 secondaire fonctionnent normalement. Lors d'un arrêt des pompes du circuit secondaire, Le coeur du réacteur continue à dissiper une certaine puissance résiduelle conduisant à une augmentation de température de l'eau contenue dans la cuve. Cette augmentation de température conduit 25 à L'ébullition de l'eau contenue dans Les zones intermédiaire 78b et inférieure 78a. Dans cette dernière zone, le calorifuge 88 est dimensionné de telle sorte que La vapeur ainsi formée se condense sur la partie supérieure de la paroi cylindrique 76a sous L'effet de l'échange thermique avec L'eau extérieure 90. De façon comparable, La vapeur formée dans La zone intermédiaire 78b parvient dans La zone supérieure 78c par Les passages 84, ou elle se condense sur La paroi sphérique 76c pour redescendre dans La zone intermédiaire sous forme Liquide. Afin de canaliser L'eau condensée sur cette paroi 76c, celle-ci est 35 doublée intérieurement par une cloison hémisphérique 92 sur son hémisphère supérieure formant couvercle. De plus, Les tubes d'arrivée d'eau aLimentaire 68b situés dans La zone 78c assurent une certaine condensation de La vapeur formée dans cette zone. Grâce à ces caractéristiques, L'évacuation de La puissance résidueLLe du réacteur à l'arrêt est assurée automatiquement, même si Le circuit secondaire n'est pas disponibLe. En cas d'incLinaison du réacteur, La surface d'échange 10 utiLe entre la cuve principaLe 10 et L'eau contenue dans La zone intermédiaire 78b diminue jusqu'à disparaÂtre complètement en position horizontale. En revanche, dans La zone inférieure 78a, L'augmentation de L'incLinaison du réacteur a pour effet d'amener 15 progressivement La vapeur formée dans cette zone en contact avec La partie non caLorifugée du fond 76b de L'enceinte. L'échange thermique assurant Le refroidissement de cette zone inférieure 78a augmente donc de façon très importante avec L'incLinaison du réacteur. Une membrane cLaquante 104 peut être pLacée dans un tube 106 débouchant dans La cuve 10 immédiatement en-dessous du couvercLe 10c et reliant L'intérieur de La cuve à L'extérieur de L'enceinte 76, après avoir traversé la bride 76d formée dans La partie de grand diamètre de la paroi sphérique 76c de l'enceinte. 25 Le tube 106 est normalement fermé par un robinet et un bouchon 110. Cette membrane 104 est régLée pour ne se déchirer qu'en cas de surpression par rapport à la cuve. ElLe permet, en cas de blocage du mécanisme de commande des éLéments absorbants 40 et de nécessité de retour à froid, d'injecter de L'azote, pour 30 provoquer Le dépinçage et la chute des systèmes d'éléments absorbants sous L'effet d'un accroissement de la pression à L'intérieur de la cuve. Un bottier d'instrumentation 112 est également implanté dans La zone supérieure 78c, en-dessous de La bride 76d. Dans ce 35 boîtier sont Logés des capteurs tels que des capteurs de pression 2599 1 79 et de niveau de l'eau dans la cuve et dans L'enceinte, des capteurs de température, etc... Cette implantation permet à La fois de maintenir ces capteurs à une température ambiante Locale aussi basse que possible et de Les Loger dans une zone non 5 concernée par L'enlèvement du couvercLe de l'enceinte permettant le démontage des structures internes de la cuve lorsqu'un remplacement du coeur est nécessaire. - Dans.ce cas, après enlèvement du couvercLe formé par L'hémisphère supérieur de la paroi 76c, les tubes de raccordement 10 d'eau aLimentaire 68b et de vapeur 70b du circuit secondaire sont démontés, de même que La tringLerie 94. Le couvercle 10c de La cuve peut aLors être enLevé et L'ensembLe des structures internes est sorti de La cuve et rempLacé par un ensemble neuf. Après mise en place du couvercle 10, L'air de la cuve 15 est pompé par mise sous vide, ce qui permet d'obtenir un ciel de vapeur permettant Le fonctionnement du réacteur de manière autopressurisée, la circulation de L'eau du circuit primaire s'effectuant en convection naturelle comme décrit précédemment. Dans les conditions normales de fonctionnement, 20 L'extraction de La chaLeur produite dans le coeur 12 vers L'utilisation est assurée par L'eau circuLant dans Le circuit secondaire. En plus des pompes précédemment mentionnées, ce circuit compend des vannes de régulation placées dans Les tubes 68c. Les fuites thermiques sont normalement Limitées par Le 25 calorifuge 88 garnissant intérieurement La paroi cylindrique 76a de L'enceinte. Dans ces conditions aucune ébullition de L'eau contenue dans les zones 78a et 78b ne se produit. Lors d'un arrêt des pompes du circuit secondaire, Le coeur 12 du réacteur continue à dissiper une certaine puissance 30 résiduelle. L'échauffement de l'eau du circuit primaire qui en résulte amène à ébullition L'eau contenue dans Les zones 78a et 78b. Comme on l'a vu précédemment, Le dimensionnement du calorifuge 88 est alors tel qu'il assure un retroïdisement suffisant par le liquide extérieur 90 pour condenser La vapeur 35 formée entre la virole 82 et La paroi 76a dans la zone inférieure 2 599 1 79 78a. De même, la vapeur formée dans La zone intermédiaire 78b s'échappe par Les passages 84 dans La zone supérieure 78c o elle se condense sur la paroi 76c, sous l'effet du refroidissement assuré par Le Liquide extérieur 90. Lorsqu'une incLinaison du réacteur se produit, L'eau contenue dans L'espace intermédiaire 78b s'échappe vers l'espace supérieur 78c, de sorte que ces deux zones n'assurent pratiquement plus Le refroidissement du circuit primaire. En revanche, La vapeur qui continue à se former dans La zone 1. inférieure 78a vient aLors en contact avec Le fond non calorifugé. de L'enceinte 76, ce contact étant d'autant ptus grand que l'inclinaison de La cuve est important. La condensation de La vapeur formée s'accroit donc sensiblement avec L'inclinaison, de sorte que L'efficacité du refroidissement du circuit primaire par 15 l'eau contenue dans La zone inférieure 78a est d'autant plus grande que Le réacteur est incliné. La puissance résidueLle dissipée dans Le coeur peut donc être évacuée quetle que soit ['inclinaison du réacteur. De plus, La puissance dissipée dans Le coeur du réacteur est 20 étouffée [ors d'un accroissement de La pression primaire ou d'un abaissement du niveau N1 de L'eau contenue dans la cuve, par La chute automatique des systèmes d'éléments absorbants commandée par Les dispositifs 48. Dans le cas o cet étouffement ne se produirait pas ou 25 serait seulement partiel, notamment en raison d'une inclinaison plus ou moins grande du réacteur, La structure particulière du réfLecteur annulaire 30 décrite précédemment permet d'introduire automatiquement de L'anti- réactivité supplémentaire dans Le coeur, sous L'effet du déplacement vers Le haut d'un ou pLusieurs 30 secteurs annulaires de ce réfLecteur résultant d'une incLinaison de la cuve au-delà d'environ 60 . Bien entendu, L'invention n'est pas limitée au mode de réaLisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes Les variantes. En particulier, on notera que Les 35 structures du coeur et du générateur de vapeur peuvent être sensiblement modifiées sans sortir du cadre de l'invention. De même, toutes les dispositions particulières prévues pour préserver la sOreté du réacteur en cas de chavirement peuvent tre supprimées lorsqu'un tel risque n'existe pas. Ainsi, un 5 réflecteur de type habituel peut alors être placé autour du coeur du réacteur. Par ailtleurs, Le servomoteur de commande 98 peut aussi être placé dans La zone 78c, à l'extérieur de la cuve 10. Le coupleur magnétique 96 est alors supprimé. REVENDICATIONS 1. Réacteur nucléaire à eau pressurisée et à circulation par convection naturelLe, comprenant une cuve principaLe (10) rempLie d'eau surmontée par un cieL de vapeur 5 pressurisée, Ladite cuve contenant en partie inférieure Le coeur (12) du réacteur et en partie supérieure un générateur de vapeur (60), des structures internes (18, 56) canaLisant La circulation de L'eau entre Le coeur et Le générateur de vapeur, et une enceinte de confinement (76) doubLant extérieurement la cuve À10 principale et délimitant avec cette dernière un espace intermédiaire (78), caractérisé en ce que, la cuve principale (10) n'étant pas calorifugée, L'espace intermédiaire (78) comporte une zone supérieure (78c) remplie de gaz neutre pressurisé, une zone intermédiaire (78b) rempLie d'eau, 15 communiquant avec La zone supérieure, et délimitée entre L'enceinte (76) et une viroLe mince (82) reliant de façon étanche l'enceinte de confinement à La cuve, au-dessus du coeur (12) du réacteur, et une zone inférieure (78a) rempLie d'eau et délimitée entre la virole mince (82), La cuve (10) et L'enceinte (76), 20 L'enceinte de confinement (76) étant noyée dans un liquide de refroidissement extérieur (90) et équipée intérieurement d'un caLorifuge (88) dans La zone inférieure (78a) de L'espace intermédiaire, sauf dans une partie inférieure de l'enceinte de confinement située à un niveau inférieur au coeur (12) du 25 réacteur. 2. Réacteur nucléaire selon La revendication 1, caractérisé en ce que La zone supérieure (78c) de L'espace intermédiaire est formée dans une partie supérieure sphérique (76c) de L'enceinte de confinement (76). 3. Réacteur nucléaire seLon La revendication 2, caractérisé en ce que, en dehors de la partie supérieure sphérique (76c) de L'enceinte de confinement (76), La cuve principale (10) et l'enceinte de confinement (76) présentent une configuration cyLindrique centrée sur un axe vertical commun, 35 Ladite virole mince (82) ayant également une configuration 2599 1 7 9 cyLindrique centrée sur Ledit axe et étant fixée par son extrémité supérieure à L'enceinte de confinement (76), au bas de Ladite partie supérieure sphérique (76c) et, par son extrémité inférieure, à la cuve principale (10). 4. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des moyens d'équilibrage de pression (86) sont prévus entre la zone inférieure (78a) et les zones supérieure (78c) et intermédiaire (78b) de l'espace intermédiaire. 5. Réacteur nucléaire selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'équilibrage de pression comprennent un tube en colt de cygne (86) faisant saillie vers le haut dans la zone intermédiaire, à partir de la virole mince (82). 6. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que La cuve principale (10) contient également un réflecteur annulaire (30) entourant le coeur (12) du réacteur, ce réflecteur étant formé de pLusieurs secteurs séparés, normalement situés au niveau du coeur, chaque 20 secteur étant apte à-se déplacer vers le haut à L'aide de moyens élastiques (32) lors d'une inclinaison du réacteur dépassant un angle donné. 7. Réacteur nucléaire selon L'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que La cuve principale 25 (10) contient au moins un système d'éléments absorbants (40) aptes à se déplacer dans des guides (36) prévus dans Le coeur (12) du réacteur, Lors de L'actionnement de moyens de commande (98) externes à La cuve principale (10), ces moyens de commande (98) créant un mouvement de rotation transmis à une tige filetée 30 (52) Logée dans La cuve (10) et sur laquelle est monté un écrou (50) portant ledit système, par L'intermédiaire d'un mécanisme comprenant au moins un coupleur magnétique (58) assurant La transmission du mouvement de rotation au travers de la cuve (10). 8. Réacteur nucléaire selon La revendication 7, 35 caractérisé en ce que les moyens de commande (98) sont placés à L'extérieur de l'enceinte de confinement, ledit mécanisme comprenant un deuxième coupleur (96) assurant La transmission du mouvement de rotation au travers de L'enceinte de confinement (76). 9. Réacteur nucLéaire seLon L'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que des moyens (48) sont prévus pour déconnecter automatiquement ledit système de L'écrou (50) lorsque la pression dans La cuve (10) excède une pression donnée et lorsque le niveau N1 de L'eau dans la cuve (10) descend en-dessous d'un niveau donné. 10. Réacteur nucléaire selon La revendication 9, caractérisé en ce qu'un tube (106) relie la partie supérieure de la cuve (10) à l'extérieur de l'enceinte, ce tube étant équipé d'une membrane claquante (104) et normalement fermé par des 15 moyens d'obturation (10). 11. Réacteur nucléaire selon L'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que, Le coeur (12) du réacteur ayant une partie active de hauteur h donnée, les guides (36) dépassent cette partie active d'une demi-fois cette hauteur 20 h vers le bas et d'une fois cette hauteur h vers le haut. 12. Réacteur nucléaire selon la revendication 11, caractérisé en ce que les éLéments absorbants (40) ont une Longueur égaLe à une fois et demie La hauteur h de La partie active du coeur (12), une moitié des éLéments étant absorbants 25 sur toute Leur Longueur et L'autre moitié des éLéments étant absorbants sur Les deux tiers supérieurs de Leur Longueur.