Brevet FR2716567A1 — publié le 19950825

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF D'INJECTION DE SECURITE ET DE REFRIGERATION DANS LA CUVE DES REACTEURS A EAU PRESSURISEE POUR ASSURER LA SURETE D'EXPLOITATION DES CENTRALES NUCLEAIRES A L'ARRET. CE DISPOSITIF PERMET EN TOUTE SECURITE LA CONDUITE DES REACTEURS. PARTICULIEREMENT DANS LA PHASE DELICATE D'EXPLOITATION APPELEE 1PASSAGE A LA PLAGE DE TRAVAIL BASSE DU CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT A L'ARRET'. LA FIGURE 1 REPRESENTE L'ENSEMBLE ETANCHE D'UNE CUVE DE REACTEUR EN SITUATION D'EXPLOITATION EN PUISSANCE ET COMPORTE: - LA CUVE (1), LES INTERNES INFERIEURS (2), LES INTERNES SUPERIEURS (3), LE COUVERCLE (4) ET LE COEUR (5) LA FIGURE 2 REPRESENTE LA SITUATION DE LA CUVE DU REACTEUR A L'ARRET PERMETTANT L'ACCES ET LE RENOUVELLEMENT PERIODIQUE DE CERTAINS ELEMENTS COMBUSTIBLES, CONSTITUANT LE COEUR NUCLEAIRE; LE COUVERCLE ET LES INTERNES SUPERIEURS ONT ETE RETIRES DANS LA SITUATION REPRESENTEE PAR LA FIGURE 2, LE REFROIDISSEMENT DU COEUR A L'ARRET EST ASSURE PAR LE CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT A L'ARRET POUR EVACUER LA FORTE PUISSANCE RESIDUELLE DU COEUR. CE CIRCUIT DE REFROIDISSEMENT A L'ARRET ASSURE LA CIRCULATION DE L'EAU SUR LE COEUR PAR L'INTERMEDIAIRE DES CIRCUITS PRIMAIRES DU REACTEUR (6) ET (7). POUR QUE CETTE FONCTION SOIT ASSUREE. IL EST IMPERATIF QUE LE NIVEAU D'EAU DANS LA CUVE (1) SOIT AU MOINS (8) SOIT AU-DESSUS DES GENERATRI CES INFERIEURES DES RACCORDEMENTS TUYAUTERIES PRIMAIRES (6) ET (7). LA SURETE D'EXPLOITATION DANS CETTE PHASE DELICATE DE TRAVAIL REPOSE UNIQUEMENT SUR LES CONSIGNES D'EXPLOITATION SANS AUCUN DISPOSITIF DE SECOURS NI DE SECURITE POUR CETTE SITUATION PRECAIRE DE TRAVAUX SUR LES CIRCUITS REACTEURS. LORSQUE LE NIVEAU D'EAU DANS LA CUVE EST EN GENERATRICE INFERIEURE, LE COEUR (5) RESTE TOUJOURS NOYE MAIS L'EVACUATION THERMIQUE DE PUISSANCE RESIDUELLE N'EST PLUS ASSUREE, AUCUN DISPOSITIF N'EXISTE POUR ASSURER UNE INJECTION DE SECURITE ; LES CIRCUITS HABITUELS D'EXPLOITATION EN PRESSION ETANT RACCORDES AUX CIRCUITS PRIMAIRES EN TRAVAUX NECESSITANT CETTE SITUATION CES DISPOSITIFS D'EXPLOITATION PREVUS POUR LA MARCHE EN PUISSANCE NE PEUVENT ETRE MIS EN OEUVRE ET LA SITUATION DEVIENT TRES VITE DELICATE POUR LA SECURITE NUCLEAIRE. DANS CETTE PHASE D'EXPLOITATION REDUITE A LA CUVE AUCUN DISPOSITIF DE NIVEAU, NI DE TEMPERATURE, PARTICULIEREMENT ADAPTES A CETTE SITUATION D'EXPLOITATION A L'ARRET N'EXISTE AVEC LA SENSIBILITE NECESSAIRE POUR LES PLAGES DE MESURES ADAPTEES. DANS CETTE SITUATION, LA PUISSANCE RESIDUELLE FERAIT MONTER LA TEMPERATURE DANS LA CUVE JUSQU'A EVAPORATION ET ASSECHEMENT DU NIVEAU D'EAU POUVANT ALLER JUSQU'A DECOUVREMENT DES ELEMENTS COMBUSTIBLES, UN DEGAGEMENT DE PRODUITS ET GAZ RADIOACTIFS EST POSSIBLE AU DESSUS DE LA CUVE. CET ENVIRONNEMENT REND DANGEREUX ET PROBLEMATIQUE TOUTE INTERVENTION POUR ASSURER LE NOYAGE DU COEUR AVEC EGALEMENT UN NIVEAU DE RADIOACTIVITE FORT, INTERDISANT L'OPERATION HUMAINE LA FIGURE 3 REPRESENTE UN DISPOSITIF (10) DE SECURITE ET DE REFROIDISSEMENT A L'ARRET DES REACTEURS A EAU PRESSURISEE, POSITIONNE A L'INTERIEUR DES INTERNES INFERIEURS (2) ET A LA PLACE DES INTERNES SUPERIEURS DE CUVE, QUI ONT ETE RETIRES POUR EFFECTUER LE RENOUVELLEMENT COMBUSTIBLE (5). CE DISPOSITIF REPOSE DANS LA CUVE SUR LA PARTIE HAUTE DES INTERNES INFERIEURS. CE DISPOSITIF ASSURE UNE FONCTION DE REFRIGERATION DE LA PARTIE EAU PRIMAIRE DU DESSUS DU COEUR JUSQU'AU NIVEAU DES TUYAUTERIES PRIMAIRES (6) ET (7), UNE FONCTION DE CIRCULATION ET DE BRASSAGE DE L'EAU POUR PERMETTRE UN MEILLEUR ECHANGE THERMIQUE SI NECESSAIRE, UNE FONCTION D'INJECTION D'EAU BOREE AU DESSUS DU COEUR QUI PERMET UN REFROIDISSEMENT PAR MELANGE, UN MAINTIEN DE NIVEAU PAR APPOINT D'EAU ET UN EMPOISONNEMENT POSSIBLE DU COEUR. LA FIGURE 4 REPRESENTE CE DISPOSITIF DE SECURITE ET DE REFROIDISSEMENT POUR LES REACTEURS A EAU DANS LA PHASE D'ARRET. CE DISPOSITIF EST CONSTITUE PAR UNE STRUCTURE (10) A LA BASE DE LAQUELLE UN ECHANGEUR THERMIQUE EST COMPOSE D'UNE ENVELOPPE D'ECHANGE ALVEOLAIRE PERIPHERIQUE (21) ET D'UN SERPENTIN DE REFRIGERATION CENTRAL (22) ET D'UN CIRCULATEUR DE BRASSAGE (23). CE CIRCULATEUR EST ENTRAINE PAR UN ENSEMBLE DE MOTORISATION ELECTRIQUE ET PNEUMATIQUE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN ARBRE (19) ET (24). A LA PARTIE INFERIEURE DE CET ECHANGEUR THERMIQUE UNE RAMPE DE PULVERISATEURS (25) PERMET L'INJECTION D'EAU BOREE AU DESSUS DU COEUR A LA PARTIE HAUTE CE DISPOSITIF EST CONSTITUE PAR UNE PLAQUE SUPERIEURE (11) QUI REPOSE DANS LA CUVE SUR LA FACE D'APPUI SUPERIEURE DES INTERNES INFERIEURS. CETTE PLAQUE SUPERIEURE SUPPORTE UN MOTEUR ELECTRIQUE (12) ET UN MOTEUR PNEUMATIQUE D'APPOINT (13). SUR CETTE PLAQUE, IL EST FIXE : L'ARRIVEE D'EAU DE REFROIDISSEMENT (14) QUI COMPORTERA LES SYSTEMES DE MESURES DEBIT - PRESSION - TEMPERATURE DE L'EAU DE CIRCULATION, LA SORTIE D'EAU DE REFROIDISSEMENT (15) APRES SON PASSAGE DANS L'ECHANGEUR PERIPHERIQUE ET L'ECHANGEUR CENTRAL AVEC LES SYSTEMES DE MESURES EN DE BIT, PRESSION ET TEMPERATURE DE SORTIE. LA PLAQUE SUPERIEURE SUPPORTE EGALEMENT L'ARRIVEE D'INJECTION D'EAU BOREE (16) QUI POSSEDE EGALEMENT LES SYSTEMES ET INDICATEURS DE PRESSION ET DEBIT. L'ENSEMBLE DE L'ECHANGEUR THERMIQUE INFERIEUR ET LA PLAQUE SUPERIEURE SONT RELIES PAR DES COLONNES SUPPORTS (18) SOUDES AUX DEUX ENSEMBLES. AU MILIEU DE CE DISPOSITIF, UNE PLAQUE INTERMEDIAIRE (20) ASSURE LA TRANSMISSION DE L'ARBRE D'ENTRAINEMENT (19) GUIDE PAR UN PALIER (26) POUR ASSURER LE CONTROLE DE LA SITUATION DE L'EAU DANS LA CUVE ET LE DESSUS DU COEUR, UNE COLONNE (27) D'INSTRUMENTATION COMPORTERA UN CAPTEUR DE NIVEAU, DES MESURES DE TEMPERATURES DE LA PARTIE BASSE A LA PARTIE HAUTE DE CETTE COLONNE. LA FIGURE 5 : REPRESENTE LE POSTE DE CONDUITE (32) DECENTRALISE PERMETTANT LA CONDUITE DE CETTE SITUATION EN TOUTE SECURITE ET HORS DE LA ZONE D'EXPOSITION RADIOACTIVE, EN PARTIE HAUTE PISCINE DU REACTEUR (31). CE POSTE COMPORTE UNE RESERVE D'EAU BOREE (33), UNE CAPACITE DE REFRIGERATION (34) ET UN PUPITRE (35) PERMETTANT L'EXPLOITATION ET LA MISE EN OEUVRE NECESSAIRE EN FONCTION DES PARAMETRES TEMPERATURES ET NIVEAUX D'EAU DANS LA CUVE POUR LA BONNE CONDUITE DU REACTEUR A L'ARRET. REVENDICATIONS 1) DISPOSITIF (10) POUR ASSURER L'INJECTION DE SECURITE ET LE REFROIDISSEMENT A L'ARRET, DISPOSE DANS LES CUVES DE REACTEURS A EAU PRESSURISEE CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UNE STRUCTURE D'ECHANGE (21) ET (22), UN CIRCULATEUR (23), UN PULVERISATEUR D'INJECTION D'EAU BOREE (25) SUR LE COEUR DU REACTEUR ET UN POSTE DE CONDUITE DECENTRALISE (32) POUR LA MISE EN OEUVRE A PROXIMITE DE LA CUVE A L'INTERIEUR DU BATIMENT REACTEUR. 2) DISPOSITIF SELON LA REVENDICATION 1 CARACTERISE EN CE QUE LA STRUCTURE D'ECHANGE THERMIQUE (21) ET (22), LE CIRCULATEUR (23) SONT POSITIONNES DANS LA CUVE JUSTE AU DESSUS DU COEUR, A LA PLACE DES INTERNES SUPERIEURS DANS LES INTERNES INFERIEURS. 3) DISPOSITIF SELON LA REVENDICATION 1 ET LA REVENDICATION 2 CARACTERISE PAR SON POSITIONNEMENT A PROXIMITE IMMEDIATE DE LA SOURCE CHAUDE, LE COEUR ET EN DESSOUS DES ENTREES ET SORTIES PRIMAIRES (6) ET (7). 4) DISPOSITIF SELON LA REVENDICATION 1 ET LA REVENDICATION 2 CARACTERISE PAR SA FIXATION EN APPUI SUR LES INTERNES INFERIEURS PAR LA PLAQUE SUPERIEURE (11). 5) DISPOSITIF SELON L'UNE QUELCONQUE DES REVENDICATIONS PRECEDENTES CARACTERISE EN CE QUE LA STRUCTURE DE REFROIDISSEMENT EST CONSTITUEE PAR UN ECHANGEUR ALVEOLAIRE (21) ET D'UN ECHANGEUR CENTRAL (22) MUNI D'UN SERPENTIN 6) DISPOSITIF SELON L'UNE QUELCONQUE DES REVENDICATIONS PRECEDENTES CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UN CIRCULATEUR (23) QUI PERMET D'AMELIORER L'ECHANGE THERMIQUE PAR BRASSAGE AU DESSUS DU COEUR, CE CIRCULATEUR EST ENTRAINE PAR UN ENSEMBLE ELECTROPNEUMATIQUE (12) ET (13) POSITIONNE SUR LA PLAQUE SUPERIEURE DU DISPOSITIF (11). 7) DISPOSITIF SELON L'UNE QUELCONQUE DES REVENDICATIONS PRECEDENTES CARACTERISE EN CE QU'IL COMPORTE UN PULVERISATEUR (25) D'EAU BOREE REPARTIE JUSTE AU DESSUS DU COEUR. 8) DISPOSITIF SELON L'UNE QUELCONQUE DES REVENDICATIONS PRECEDENTES CARACTERISE EN CE QUE LE POSITIONNEMENT DE LA COLONNE D'INSTRUMENTATION (27) PERMET UN CONTROLE ET DES MESURES DE NIVEAU ET DE TEMPERATURES SUR LA SOURCE CHAUDE EN DIRECT. 9) DISPOSITIF SELON L'UNE QUELCONQUE DES REVENDICATIONS PRECEDENTES CARACTERISE EN CE QUE LA MISE EN EXPLOITATION SE FAIT PAR UN POSTE DECENTRALISE AUTONOME (32) ET COMPORTANT UN RESERVOIR D'EAU BOREE (33), UNE CAPACITE REFRIGERANTE (34) ET UN POSTE DE CONDUITE (35).