Brevet FR2675942A1 — publié le 19921030

Centrale nucléaire à cyclone. La présente invention se rapporte aux centrales nucléaires et à des cyclones destinés notamment à y être utilisés. Une centrale nucléaire comporte essentiellement un réacteur nucléaire enfermé dans une enceinte de confinement. En cas d'accident majeur, l'enceinte retient les gaz chargés de matières radioactives. La chaleur est évacuée par un système de refroidissement, qui limite également la montée en pression de l'enceinte. Si, néanmoins, la pression dépasse un seuil donné, l'enceinte de confinement communique, après manoeuvre d'une vanne, avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un filtre à sable destiné à retenir les matières radioactives. Ce filtre à sable devient un élément chargé de matières radioactives, qui se trouve nécessairement, en raison du grand volume qu'il occupe et de sa texture sablonneuse nuisible à des appareillages mécaniques, en dehors de l'enceinte. L'invention remédie à cet inconvénient. Suivant l'invention, le séparateur de particules de matières radioactives est un cyclone qutil est possible, d'une manière avantageuse, de loger dans l'enceinte. En cas d'accident majeur nécessitant l'évacuation des gaz chargés de matières radioactives de l'enceinte, et dès que la pression dans l'enceinte dépasse un seuil prévu, on met l'enceinte en communication avec un filtre à sable situé à l'extérieur de l'enceinte, par l'intermédiaire du cyclone. Les particules de matières radioactives, notamment l'hydroxyde de césium qui colmaterait rapidement un filtre normal, qu'il serait exclu de décolmater en raison de la radioactivité, se déposent sur la paroi du cyclone. Elles mettent ainsi en danger son bon fonctionnement sur une longue durée. Mais pour le bref laps de temps de quelques jours au plus pendant lequel doit fonctionner ce cyclone de sécurité, cela est acceptable. On fait ainsi jouer au cyclone, au prix de son engorgement, un rôle inhabituel de retenue des particules de matières radioactives sous forme de dépôts. Celles-ci sont ainsi maintenues à l'intérieur de l'enceinte, tandis que le gaz qui en est débarrassé pour une très grande partie en sort, en passant par le filtre à sable. Suivant un mode de réalisation préféré, le cyclone est muni d'ailettes extérieures de refroidissement qui permettent de s'opposer au chauffage dû au dépôt de matières radioactives. Le cyclone peut être constitué de deux tubes coaxiaux, le tube extérieur se prolongeant coniquement vers le bas, au-delà du tube intérieur, lequel communique avec l'extérieur par le haut par une sortie, les parois en regard des deux tubes définissant un intervalle annulaire communiquant avec l'extérieur par le haut par une entrée et, à l'une de ces parois, est fixé un élément hélicoïdal conformé de manière à définir avec elle un passage hélicoïdal. On garantit ainsi un trajet suffisant aux particules de matières radioactives dans le cyclone pour qu'elles aient le temps de s'y déposer. Le cyclone fonctionne mieux en atmosphère humide. C'est pourquoi, suivant une variante, il est prévu un réservoir d'eau et un conduit pouvant le mettre en communication avec le cyclone. Une plaque de rupture ou l'ouverture d'une vanne met le réservoir en communication avec le cyclone quand la pression dans l'enceinte dépasse un seuil prescrit. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple la figure 1 est un schéma d'une centrale nucléaire suivant l'invention, et la figure 2 est une vue en coupe du cyclone de la centrale nucléaire de la figure 1. La centrale nucléaire représentée à la figure 1 comporte un réacteur nucléaire 1 confiné dans une enceinte de confinement 2. Dans cette enceinte se trouve également un cyclone 3 muni d'une entrée 4 tangentielle, d'une sortie 5 vers le haut et d'une sortie 6 vers le bas, l'axe du cyclone étant vertical. La sortie 5 se prolonge par un conduit qui comporte, hors de l'enceinte 2, une vanne 5a et qui débouche, en dehors de l'enceinte, sur un filtre à sable 7 habituel. Le cyclone 3 est constitué d'un tube intérieur 8 et d'un tube extérieur 9 qui sont coaxiaux. Le tube 9 se prolonge vers le bas en une partie conique, au-delà du tube intérieur 8. Le bas du tube 9 est muni de la sortie 6 qui communique avec un réservoir 20. Les parois 11 et 12 en regard des tubes 8 et 9 définissent un intervalle annulaire 13 dans lequel débouche le conduit 4. Un élément hélicoïdal 14, conformé de manière à définir avec les parois 11 et 12 un passage hélicoïdal, est fixé à la paroi 11. Des ailettes de refroidissement 10 s'étendent longitudinalement suivant des génératrices de la paroi extérieure du tube extérieur 9. Une vanne 17 fermant un conduit 18 communiquant avec un réservoir 19 d'eau est ouverte lorsque la pression dans l'enceinte 2 dépasse un seuil prescrit. De l'eau et des gaz chargés de particules de matières radioactives entrent dans le cyclone par le conduit 4, suivent le trajet hélicoïdal défini par l'élément 14 et les parois 11 et 12, les particules se déposant sur la paroi 12. Le chauffage qui en résulte du tube extérieur est compensé par le refroidissement dû aux ailettes 10. Devant la sortie du tube intérieur 8, les gaz remontent par ce tube intérieur 8 en direction de la sortie 5, tandis que le liquide s'accumule au bas du cyclone et est éventuellement purgé par le conduit 6. REVENDICATIONS 1. Centrale nucléaire, comprenant une enceinte de confinement (2) d'un réacteur nucléaire (1) pouvant communiquer avec l'atmosphère extérieure par l'intermédiaire d'un séparateur de particules de matières radioactives, caractérisée en ce que le séparateur est un cyclone (3). 2. Centrale suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le cyclone (3) est dans l'enceinte (2). 3. Centrale suivant la revendication 2, caractérisée en ce que le cyclone (3) communique avec l'intérieur de l'enceinte (2) par une vanne (5a) lorsque la pression dans l'enceinte (2) dépasse un seuil prescrit. 4. Centrale suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cyclone (3) est muni d'ailettes extérieures (10) de refroidissement. 5. Centrale suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cyclone est constitué de deux tubes coaxiaux, le tube extérieur (9) se prolongeant coniquement vers le bas, au-delà du tube intérieur (8), lequel communique avec l'extérieur par le haut, par une sortie (5), les parois (11, 12) en regard des deux tubes (8, 9) définissant un intervalle annulaire (13) communiquant avec l'extérieur par le haut, par une entrée (4), et à l'une de ces parois (11, 12), est fixé un élément hélicoïdal (14) conformé de manière à définir avec elle un passage hélicoïdal. 6. Centrale suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée par un réservoir (19) d'eau, par un conduit (18) pouvant le mettre en communication avec le cyclone (3) et par une plaque de rupture mettant le réservoir (19) en communication avec le cyclone (3), quand la pression dans l'enceinte (2) dépasse un seuil prescrit. 7. Centrale suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée par un filtre à sable (7) disposé en aval du cyclone (3), en dehors de l'enceinte (2). 8. Cyclone comprenant un tube interieur (8) et un tube extérieur (9) coaxial au tube intérieur (8) et se rétrécissant coniquement vers le bas, jusqu'à y définir un premier orifice de sortie, l'extrémité supérieure du tube intérieur (8) définissant un second orifice de sortie et l'espace annulaire compris entre les deux tubes (8, 9) communiquant avec un orifice d'entrée (4), caractérisé par des ailettes de refroidissement (10) ménagées sur la paroi extérieure du tube extérieur (9), suivant la revendication 4. 9. Cyclone suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est tel que défini à la revendication 5.