Brevet FR2627320A1 — publié le 19890818

I Eauipements internes inférieurs de réacteur nucléaire La présente invention concerne les équipements internes inférieurs de réacteur nucléaire et trouve une application particulièrement importante dans le cas des réacteurs nucléaires à eau sous pression dits PWR. Toutefois, l'invention est applicable à tout type de réacteur comprenant une cuve de résistance à la pression d'un réfrigérant et comprenant un coeur constitué d'assemblages combustibles porté par une plaque support inférieure percée de passages pour le réfrigérant ascendant, une calandre délimitant une enceinte interposée entre ladite plaque support et le fond de la cuve, ladite calandre étant constituée par une paroi et des conduits d'amenée de réfrigérant vers les passages à travers la paroi et l'enceinte et étant traversée par des tubes-guides de doigts de gant de sonde d'instrumentation du coeur pénétrant dans le coeur. On connait déjà différents types d'équipements internes inférieurs de réacteur nucléaire. Le document FR-A-2 595 501 décrit des équipements internes inférieurs montrant une architecture du type décrit ci-dessus. Cette solution est satisfaisante mais la répar- tition des tubes-guides de doigts de gant de sonde d'instrumentation dans l'enceinte placée en fond de cuve du réacteur est complexe lorsque le nombre de conduits d'amenée de réfrigérant est élevé. La présente invention vise à fournir des équi- pements internes inférieurs de réacteur correspondant mieux & l'exigence de la pratique, notamment en ce qu'elle facilite cette répartition respective des réseaux de tubes-guides de doigts de gant et de conduits d'amenée de réfrigérant. Elle vise au surplus à réduire la perte de charge subie par le réfrigérant en amont du coeur, notamment dans les conduits d'amenée du réfrigé- rant et du fait du brusque changement de direction du réfrigérant autour du coeur. Plus précisément, la présente invention permet: - une meilleure répartition des réseaux respec- tifs de tubes-guides de doigts de gant et de conduits de passage d'amenée du réfrigérant vers le coeur à l'inté- rieur de la calandre des équipements internes infé- rieurs, - une meilleure alimentation en réfrigérant des assemblages du coeur situés à la périphérie de ce dernier, - une construction de calandre plus facile. Dans ce but l'invention propose des équipements internes inférieurs de réacteur nucléaire du type ci-dessus défini, caractérisés en ce qu'ils comprennent de plus une plaque de séparation fixée à la calandre, située au-dessous de la plaque support de coeur, pour délimiter avec ladite plaque support une chambre de répartition, ladite plaque de séparation étant percée de trous reliés aux conduits d'amenée du réfrigérant et étant fixée à la plaque support inférieure du coeur par des moyens de liaison mécanique répartis à la périphérie de la plaque de séparation et délimitant entre eux des passages d'accès du réfrigérant vers l'intérieur de ladite chambre. Dans un mode de réalisation avantageux les moyens de liaison mécanique sont constitués par des barreaux profilés pour limiter les pertes de charge du réfri- gérant et permettre la fixation et la protection des tubes-guides par rapport au dit réfrigérant avant leur pénétration dans l'enceinte. Les conduits d'amenée du réfrigérant au travers de l'enceinte vers la chambre de répartition peuvent par ailleurs avantageusement être espacés les uns des autres d'une distance égale à environ 1,5 fois la distance séparant les axes de deux assemblages combustibles adjacents. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels: - la figure 1 est un plan d'ensemble vu en coupe d'un réacteur muni d'équipements internes inférieurs selon l'invention; - la figure 2 est un agrandissement des équipements internes inférieurs selon l'invention; - la figure 3 est un barreau utilisé dans un mode de réalisation avantageux de l'invention; - la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3; - - la figure 5 est une vue partielle schématique et par en-dessous du cheminement des tubes-guides sous la plaque support du coeur, - la figure 6 est une vue en coupe d'un manchon de protection de doigts de gant dans un mode de réali- sation avantageux de l'invention; - la figure 7 est une vue suivant la flèche F de la figure 6; - la figure 8 est une coupe suivant VIII-VIII de l'embase de la figure 6. La figure 1 montre un réacteur à-eau pressurisée 1 comprenant une cuve 2 de résistance à la pression d'un réfrigérant fermée par un couvercle amovible 3 comportant des tubulures d'entrée 4 du réfrigérant et des tubulures de sortie 5 du réfrigérant, un coeur 6 muni d'une plaque support inférieure 7 percée de trous de passage 8 pour permettre le passage du réfrigérant de bas en haut dans les assemblages combustibles 9- et des grappes de contrôle 10 actionnées par des tiges de commande 11 au travers du couvercle 3 du réacteur 1. Le réacteur comporte également des équipements internes supérieurs 12 interposés entre le coeur 6 et le couvercle 3. Une enveloppe externe cylindrique 13, espacée de la surface intérieure 14 de la cuve 2 et munie d'une collerette de bride supérieure 15 permettant de la suspendre par pincement entre le couvercle 3 et la cuve 2, permet de canaliser le flux du réfrigérant entrant par les tubulures 4 en les dirigeant le long de la surface intérieure 14 de la cuve 2 pour pénétrer dans le coeur 6 par la partie basse des assemblages 9. Des moyens de passage 16 au niveau de la collerette 15 sont ménagés pour dériver un faible débit de flux réfrigérant entre l'arrivée par l'entrée 4 et le volume 17 délimité, d'une part par le couvercle 3. du réacteur et, d'autre part par la partie haute 18 des équipements internes supérieurs 12 du réacteur. Un ensemble de collection 19 du flux du réfri- gérant permet de conduire transversalement ce dernier sortant du coeur vers les circuits de récupération des calories extérieures au réacteur (ne figurant pas dans les dessins) par les tubulures de sortie 5 après avoir traversé l'enveloppe cylindrique 13 par des trous 20 disposés au droit desdites tubulures de sortie 5. Des tubes de guidage 21 permettent le passage des tiges de commande 11 des grappes 10 au travers de cet ensemble 19, et ce à l'abri des turbulences du flux réfrigérant. Les équipements internes supérieurs 12 comprennent encore un dispositif de séparation de débit 22 muni de guides 23 des grappes 10 et des tiges de commande 11. Il est diposé entre le coeur 6 et l'ensemble de collection 19. Il ne sera pas décrit plus précisément les équi- pements internes supérieurs 12 d'une réacteur auquel est applicable l'invention, un exemple de réalisation de tels équipements étant par exemple décrit dans le document FR-A-2 595 501 auquel on pourra se reporter. Le réacteur comporte par ailleurs un dispositif de guidage 30 de sondes d'instrumentation du coeur pénétrant dans le coeur par la partie inférieure 31 des assemblages combustibles 9. Ce dispositif comprend des tubes-guides 32 destinés chacun à livrer passage à au moins un doigt de gant 32' de sonde de mesure de flux. Ces tubes-guides 32 pénètrent dans la cuve 2 du réacteur 1 par des fourreaux 33 de traversée étanches, %figurant en pointillé sur la figure 1, également décrits dans le document FR-A-2 595 501 mentionné ci-dessus. Ces fourreaux 33 se trouvent situés au-dessus des tubulures d'entrée 4 et de sortie 5 du réfrigérant. Les tubes 32 cheminent ensuite jusqu'au-dessous de la plaque inférieure du coeur 7 le long de l'enveloppe externe 13 qui les supporte, le jeu existant entre le dispositif 22 et ladite enveloppe permettant leur passage. La répartition transversale des tubes- guides 32 se fait à l'abri des turbulences dans la chambre de séparation des débits 22. Selon une variante les tubes 32 cheminent au droit du coeur à l'extérieur de l'enveloppe externe 13. Ils sont dans ce cas protégés des turbulences du débit d'eau descendant par des plaques rapportées à l'exté- rieur de l'enveloppe externe 13. Une nouvelle répartition transversale s'effectue ensuite afin de distribuer les sondes vers les assem- blages 9 par l'intermédiaire des équipements internes inférieurs 34 décrits plus précisément ci-après et pour lesquels on se référera également à la figure 2. Afin de permettre le retrait et l'engagement d'un doigt de gant de sonde de mesure de flux à partir de l'extérieur du réacteur, des rayons de courbure suffisants sont ménagés pour les tubes-guides 32. Les équipements internes inférieurs 34 compren- nent une calandre 35 délimitant une enceinte 36 interposée entre la plaque support de coeur 7 et le fond de cuve 37. La calandre 35 est constituée par une paroi 38 percée de trous 39 et par des conduits 40 d'amenée du réfrigérant vers des passages 8 percés dans la plaque support 7 et par la partie terminale 32a des tubes- guides 32 de doigts de gant de sonde d'instrumentation de coeur. Les équipements internes inférieurs 34 comportent de plus une plaque de séparation 41 fixée à la paroi 38 au-dessous de la plaque support de coeur 7 délimitant avec ladite plaque support une chambre 42 de répartition, ladite plaque de séparation 41 étant percée de trous 43 reliés aux conduits 40 d'amenée du réfri- gérant et étant fixée à la plaque support inférieure 7 du coeur par des moyens de liaison mécaniques 44 ré- partis à la périphérie de la plaque de séparation et délimitant entre eux des passages 45 d'accès du réfrigérant vers l'intérieur de la chambre 42. Sur les figures 3 et 4 on a représenté un mode de réalisation avantageux de ces moyens de liaison mécanique 44. Il s'agit de barreaux 46 profilés pour limiter les pertes de charge du réfrigérant et permettre la fixation des tubes-guides 32, par exemple au nombre de quatre, avant leur introduction ou pénétration dans l'enceinte 36. La figure 5 montre schématiquement et en vue partielle par en-dessous une répartition possible des cheminements des conduits de guidage 32 des doigts de gant 32' d'amenée des sondes vers les assemblages et de leurs parties terminales 32a. Dans certains cas, au moins certains des tubes- guides 32 sont fixés sur les conduits de passage 40 à l'intérieur de l'enceinte 36. Sur la figure 6 on a représenté une vue en coupe d'un manchon 50 de protection et de passage de doigts de gant 32' dans la chambre 42 vers l'assemblage propre à le recevoir et situé en 51 au-dessus du manchon traversant la plaque support de coeur. Le manchon 50 est fixé & la partie terminale 32a du tube guide 32, par exemple par soudure. Chaque manchon comporte une conduite 52, une entretoise 53, par exemple en forme d'étoile comme représentée sur la figure 7, ladite entretoise étant destinée à centrer la conduite 52 en face du logement interne de l'assemblage destiné à recevoir le doigt de gant de sonde d'instrumentation et une embase 54 par exemple à section sensiblement cruciforme, comme représentée sur la coupe de la figure 8 et propre à laisser passer le réfrigérant vers l'assemblage. Eventuellement, le manchon de protection comporte de plus un diaphragme 55 de règlage du débit du réfrigérant inséré entre l'embase 54 et la plaque support du coeur 7. L'entretoise 53 et l'embase 54 sont rendues solidaires de la plaque support de coeur 7 par des moyens de fixation 56, 57 de façon connue en soi, par exemple par vis. Le fonctionnement normal du réacteur nucléaire comprenant les équipements internes inférieurs tels que décrits dans l'invention est explicité ciaprès. Des flèches noires 60 en traits pleins indiquent sur les figures 1 et 2 le trajet suivi par le flux principal du réfrigérant, en partie basse du réacteur notamment. Le réfrigérant froid entre dans le réacteur 1 par le tube d'entrée 4. Il est dévié par l'enveloppe extérieure 13, dans sa grande majorité, vers le bas du réacteur o il pénètre dans la chambre de répartition 42 d'une part directement par les trous de passage 45 et d'autre part par l'intermédiaire des conduits 40 de la calandre. Le réfrigérant passe ensuite de la chambre 42 dans les assemblages 9 via les trous 8 percés dans la plaque support de coeur 7, le long des manchons de protection 50 pour les assemblages munis d'une sonde, et suit ensuite un trajet connu en soi au travers des assemblages 9 du coeur du réacteur. Grâce au dispositif de l'invention, les doigts de gant de sonde de mesure de flux sont parfaitement guidés sans risque de détérioration et à l'abri des turbulences du réfrigérant jusqu'au coeur de l'assemblage. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus spécifiquement envisagés mais couvre également ceux rentrant dans le cadre des équivalences. REVENDICATIONS: 1. Equipements internes inférieurs (34) de réacteur nucléaire (1) comprenant une cuve (2) de résistance à la pression d'un réfrigérant et comprenant un coeur (6) constitué d'assemblages combustibles (9) portés par une plaque support inférieure (7) percée de trous de passage (8) pour le réfrigérant ascendant, une calandre (35) délimitant une enceinte (36) interposée entre ladite plaque support (7) et le fond de cuve (37), ladite calandre (35) étant constituée par une paroi (38), des conduits (40) d'amenée de réfrigérant vers les trous de passage (8) à travers la paroi (38) et l'enceinte (36) et étant traversée par des tubes-guides (32) de doigts de gant (32') de sonde d'instrumentation du coeur pénétrant dans le coeur à travers la plaque support (7) dudit coeur, caractérisés en ce qu'ils comprennent de plus une plaque de séparation (41) fixée à la paroi (38) au-dessous de la plaque support (7) de coeur pour délimiter avec ladite plaque support une chambre (42) de répartition, ladite plaque de séparation (41) étant percée de trous (43) reliés au conduit (40) d'amenée du réfrigérant et étant fixée à la plaque support inférieure (7) du coeur par des moyens de liaison mécanique (44) répartis à la périphérie de la plaque de séparation (41) et délimitant entre eux des passages d'accès (45) du réfrigérant vers l'intérieur de ladite chambre (42). 2. Equipements internes inférieurs selon 'la revendication 1, caractérisés en ce que les moyens de liaison mécanique (44) sont constitués par des barreaux (50) profilés pour limiter les pertes de charge du réfrigérant et permettre la fixation et la protection des tubes- guides (32) par rapport au dit réfrigérant avant leur pénétration dans l'enceinte (36). 3. Equipements internes inférieurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce que les conduits (40) d'amenée du réfrigérant au travers de l'enceinte vers la chambre de répartition (42) sont espacés les uns des autres d'une distance égale à 1,5 fois la distance séparant les axes de deux assemblages combustibles (9) adjacents. 4. Equipements internes inférieurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce qu' au moins certains des tubes-guides (32) sont fixés sur les conduits (40) d'amenée du réfrigérant à l'intérieur de l'enceinte (36). 5. Equipements internes inférieurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisés en ce que la chambre de répartition (42) comprend des manchons (50) de protection des doigts de gant (32') sortant de l'enceinte (36) via les tubes-guides (32) propres à recevoir et guider ledits doigts de gant jusqu'à leur pénétration dans le coeur (6) par les trous de passage (8) de ladite plaque support de coeur. 6. Equipements internes inférieurs selon la revendication 5, caractérisés en ce que chaque manchon de protection comprend une conduite (52) propre à recevoir au moins un doigt de gant, des moyens de centrage destinée à centrer ladite conduite dans le trou de passage (8) du réfrigérant vers un assemblage en face du logement interne audit assemblage propre à recevoir ledit doigt de gant issu de ladite conduite. 7. Equipements internes inférieurs selon la revendication 6, caractérisés en ce que les moyens de centrage comportent une embase (53) fixée à la plaque support (7) de coeur -et une entretoise (54) fixée en partie basse de la plaque support (7) de coeur et de section sensiblement cruciforme. 8. Equipements internes inférieurs selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisés en ce que au moins un manchon (50) de protection comporte de plus un diaphragme (55) de réglage de débit du réfrigérant inséré entre l'embase (54) et la plaque support (7) de coeur.