Brevet FR2727362A1 — publié le 19960531

La présente invention concerne un propulseur nucléaire avancé. On connait des protulseurs nucléaires, qui ne sont utilisés que pour la propulsion navale,car ils sont conçus de manière à ce que leur énergie résiduelle (énergie non transformée en travail mécanique) soit dissipée par de l'eau froide fournie par l'environnement en quantité illimitée. Le propulseur nucléaire avancé objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il permet la propulsion nucléaire terrestre. Ce propulseur nucléaire avancé comporte en effet des moyens qui Permettent de dissiper son énergie résiduelle en utilisant l'air environant. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens permettant de dissiper l'énergie résiduelle du propulseur nucléaire comportent un condenseur dont le faisceau tubulaire, assurant la condensation de la vapeur d'échappement d'une turoine, est parcouru par de l'air aspiré dans l'atmoschère par un ventilateur; selon une autre caractéristique de 1'invention, cet air passe dans le compartiment froid (évatorateur) d'une machine frigorifique, ou dans un réchauffeur d'air, avant d'entrer dans le faisceau tubulaire du condenseur, de façon à ce que cet air soit tortue à la température requise pour le bon fonctionnement du condenseur, compte-ten des différences de température imtortantes que teut crésen- ter l'air ambiant, en fonction des conditions climatiques. Selon un mode de réalisation du propulseur nucléaire objet de la présente invention, celui-ci comporte un réacteur nucléaire à eau pressurisuée, relié à un échangeur-évatorateur, qui alimente la turbine à vapeur, associez au condenseur sus-mentionné; l'énergie cinétique de rotation de la turbine est transmise aux roues motrices de locomotion, soit par lsntermédiaire d'une génératrice entrainée tar la turbine et alimentant en courant électrique des moteurs de traction couplés aux roues motrices, soit uniquement par transmission mécanique. t-nur la sécurité, en cas d'avarie du réacteur avec relâchement de substances radioactives, le réacteur est contenu dans une enceinte de confinement qui peut être mise en comnunication avec le condenseur (espace vapeur), de manière à faire circuler ces substanzes en circuit ferme permettant d'en Drélever de 'a chaleur, au moyen de l'air ambiant aspiré tar le ventilateur, passant dans le comtartiment froid de la machine frigorifique suis dans le faisceau tubulaire du condenseur, le fonctionnement de ces acDareils (comte de circulation, ventilateur, machine frigorifique) étant assuré par de l'énergie fournie par un réacteur de secours. Le dessin joint illustre l'invention ,à titre d'exemple non limitatif. Tel qu'il est représenté sur ce dessia, le propulseur nucléaire selon l'invention comporte un réacteur nucléaire à eau pressurisée (1), qui fournit de l'eau à haute temrérature à l'échangeur-évaporateur (2), rar l'intermédiaire d'une pompe de circulation (3); cette eau entre dans leéchangeur-évaporateur (2) par la boite à eau (4), puis circule dans le faisceau tubulaire à tubes en U (5) où elle cède de la chaleur, et sort de cet échangeur-évaporateur (2) par la boite à eau (6), pour titre re cyclée (réchauffée) dans le réacteur (1); l'eau contenue dans l'espace compris entre l'enveloppe de l'échangeur-évaporateur (2) et le faisceau tubulaire (5) se vaporise, et la vapeur ainsi produite est fournie par la canalisation (7) à la turbine (8); la valeur détendue dans la turbine (8) entre dans le condenseur (9) , eu elle se condense au contact du faisceau tubulaire (10), parcouru ar de l'air aspiré dans l'atmosphère rar le ventilateur (11); l'eau de condensation est collectée dans le Duits (1?' du condenseur (9), et recyclée dans l'échangeur-évaporateur (2'. par la pompe de circulation (151; l'air de refroidissement du con denseur (9), avant d'entrer dans le faisceau tubulaire (10) tasse au travers du comtartiment froid (évanorateur)(14! d'une machine frigorifi que comprenant les autres appareils suivants: comtresseur de fluide fri gorigène (15', condenseur de fluide frigorigène (16) refroidi par le ventilateur (17). La turbine ( 8) entraine une génératrice (18), aui alimente en cou rant électrique continu les moteurs de traction (19 ont le mouvement de rotation est transmis aux roues locomotrices (20'. La turbine (8) entraine également un alternateur (21) qui fournit le courant électrique nécessaire aux auxiliaires, dont les pompes de circulation d'eau (3)(13) les ventilateurs (11)(17), le compresseur de la machine frigorifique (15). L'air entrant dans le condenseur (9) peut aussi etre préconditionné par le réchauffeur (22) recyclant de l'air chaud dans la buse (23). Des variantes peuvent être apportées au mode de réalisation décrit ci-dessus, sans sortir du cadre de l'invention. Le propulseur nucléaire avancé objet de la présente invention peut être utilisé pour la propulsion à grande autonomie, notamment de trains sur de très grandes distances, de matériels lourds de travaux publics appelés à évoluer sur des sites privés de toute source d'énergie; il peut aussi constituer une minicentrale nucléaire pouvant être amenée à pied d'oeuvre dans des régions éloignées dépourvues de moyens énergétiques et sans eau. REVNDICATIONS 1) Propulseur nucléaire avancé caractérisé en fie au'l comporte des moyens permettant la croculsion nucléaire terrestre, lesdits moyens comprenant un réacteur à eau pressurisée (II. relié à un échangeurévaporateur (2), qui alimente une turbine à vapeur (8), associée à un condenseur refroidi nar air (9), et dont l'énergie cinétique de rotation est transmise aux roues motrices de locomotion (20), soit tar l'intermédiaire d'un alternateur ou d'une génératrice de courant continu (18) entrainés par la turbine (8) et alimentant en courant électrique des moteurs de traction (19), soit par l'intermédiaire d'une transmission uniquement mécanique. 2) Propulseur nucléaire avancé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le refroidissement du condenseur (9) se fait par circulation d'air aspiré dans l'atmosphère au moyen d'un ventilateur (11), dont le fonctionnement est assuré par de l'énergie prélevée sur celle fournie à la turbine (8). 3) Propulseur nucléaire avancé, selon les revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que l'air de refroidissement du condenseur (9) est conditionné dans le compartiment froid (14) d'une machine frigorifique, ou par un réchauffeur d'air (22), avant d'entrer dans le condenseur (9), " énergie nécessaire au fonctlonnement de cette machine frigorifiaue ou du réchauffeur d'air étant prélevée sur celle fournie à la turbine (8). 4) Pronulseur nucléaire avancé, selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce nue le réacteur (1) est contenu dans une chambre de confinement pouvant tWre mise en communication avec le condenseur (9) (espace vapeur), de sorte qu'en cas d'avarie du réacteur (1) avec relachement de substances radioactives, celles-ci peuvent circuler en circuit fermé permettant à'en prélever de la chaleur de façon continue,