Brevet FR2731048A1 — publié le 19960830

On connaît des propulseur. nucléaires qui développent des puissances importantes et qui nécessitent, de ce fait, un système de refroidissement du réacteur à l'arrêt, car, à l'arrêt, les réactions de fission étant empêchées par la chute des barres de contrôle dans le coeur du réacteur, celui-oi oontinue néanmoins à dégager une quantité de chaleur résiduelle relativement importante, due à la radioactivité des produits de fission, formés pendant le fonctionnement normal du réacteur, à sa puissance nominale. Le moteur nucléaire objet de la présente invention permet de remédier à oet inconvénient; en effet, étant de petite puissance, ce moteur nu cléaire ne nécessite pas de système de refroidissement à l'arrêt s 1' énergie calorifique résiduelle fournie par le réacteur à l'arrêt est dissipée par convection naturelle. Selon une réalisation de l'invention, le coeur du réacteur constitue une chambre d'échauffement d'un flux d'air prélevé dans l'atmosphère et lis en circulation dans ce coeur par un compresseur d'air; l'air sortant à haute température du coeur entraine une turbine à gaz dont le mouve lent de rotation est transmis aux organes de propulsion proprement dits, roues ou hélice. Selon une autre réalisation de l'invention, l'air à haute température entrainant la turbine à gaz n'est pas chauffé dans le coeur du réacteur, lais dans un échangeur de chaleur, lequel est chauffé par un gas primaire caloporteur circulant, par recyclage, dans un circuit fermé constitué par le coeur du réacteur (où le gaz primaire s'échauffe) et l'échangeur (où le gaz primaire cède de la chaleur). Les dessins joints, planches I et 2, illustrent l'invention, à titre d'exemples non limitatifs. Tel qu'il est représenté sur la planohe I, le moteur nucléaire selon l'intention comporte un réacteur nucléaire (I), de type RUT, dont le coeur (2) est parcouru par de l'air, qui entre par la tuyère (3), et qui est fourni par le compresseur axial (4); l'air sortant à honte température du coeur (2) par la tuyère (5) entraîne la turbine à gaz (6) et s'échappe de oette turbine (6) par la tuyère (7). La chaleur fournie par le coeur (2) est réglée au moyen des barres de contrôle (8), actionnées par le dispositif de commande (9).Le démarreur (1O), alimenté en courant électrique par la batterie d'acoumulateurs (11), effectue le lancement initial du compresseur d'air (4); n régime établi, le compresseur d'air(4) est entrainé par la turbine (6) elle-même, laquelle entraine également l'alternateur auxiliaire (12). Le mouvement de rotation de la turbine (6) est transmis aux roues motrices (13) par la boite de vitesses (14). Tel qu'il est représenté sur la planche 2, le moteur nucléaire selon l'invention comporte, on plus des composants figurant sur la planche I, un échangeur de chaleur (15) t l'air venant du compresseur axial (4) passe à l'intérieur des tubes d'échange thermique (I6), dans lesquels il est porté à haute température, puis entraine la turbine à gaz (6) et s'échappe de cette turbine (6) par la tuyère (7); les tubes (I6) sont chauffés par circulation d'air primaire, qui est introduit dans 1' échangeur (15), entre l'enveloppe (17) de celui-ci et les tubes (16), par le ventilateur (18), après avoir été porté à haute température dans le coeur (2) du réacteur; l'air primaire ayant circulé dans l'échangeur (15) est recyclé en circuit fermé dans le coeur (2) du réacteur par le ventilateur (19). L'énergie consommée par les ventilateurs (18) et (19) est fournie par l'alternateur auxiliaire (12). Le moteur nucléaire objet de la présente invention peut être utilisé pour la propulsion de véhicules terrestres ou de petites unités navales, auxquels il peut donner une très grande durée d'autonomie sans ravitail ler; il peut aussi être utilisé comme groupe électrogène (par entrainement d'un alternateur de puissance) ou oomme moteur d'entrainement méoanique à très grande durée d'autonomie. REVENDICATIONS I) Moteur nucléaire, de petite puissance, caractérisé en ce qu'il comporte un réacteur (I) dont le coeur (2) est parcouru par de l'air fourni par un compresseur (4), cet air, qui sort à haute température du coeur (2), entrainant une turbine à gaz (6) dont le mouvement de rotation est transmis à des organes de propulsion, hélice ou roues motrices (13). 2) Moteur nucléaire de petite puissance selon la revendication I, caractérisé en ce que l'air fourni par le compresseur (4) et destiné à l'entrainement de la turbine (6) est porté à haute température en passant dans un échangeur de chaleur (I5), lequel est chauffé par circulation d'un gaz primaire caloporteur en circuit fermé, constitué par le coeur (2) du réacteur, où le gas primaire s'échauffe, et par l'échangeur (15), où le gaz primaire cède de la chaleur.