Brevet FR3004272A1 — publié le 20141010

DISPOSITIF DE TRAITEMENT DE SIGNAUX DETECTES PAR DES DETECTEURS DE NEUTRONS ET DISPOSITIF DE CONTROLE COMMANDE ASSOCIE DESCRIPTION Domaine technique et art antérieur L'invention concerne un dispositif de traitement de signaux détectés par des détecteurs de neutrons et le dispositif de contrôle commande de coeur de réacteur nucléaire associé. Le contrôle et la protection du coeur d'un réacteur nucléaire électrogène civil sont actuellement assurés par l'utilisation de détecteurs neutroniques multi-sections fournissant un signal continu qui couvre la hauteur du coeur afin de mesurer le flux neutronique et la destribution axiale de la puissance émise par le coeur du réacteur. Chaque détecteur neutronique fournit un signal de détection qui est transmis jusqu'à la salle de contrôle commande. Le système électrique qui transmet les signaux de détection jusqu'à la salle de contrôle commande est constitué d'une pluralité de câbles (il y a autant de câbles que de détecteurs). Un tel système est de structure complexe et sa maintenance est souvent difficile à mettre en oeuvre. C'est un système coûteux. Par ailleurs, la qualité de certaines liaisons électriques peut ne pas être excellente du fait d'une mauvaise adaptation d'impédance de certaines connexions. Des signaux détectés peuvent alors être partiellement réfléchis. Le système de transmission de l'invention ne présente pas ces inconvénients. Exposé de l'invention En effet, l'invention concerne un dispositif de traitement de signaux détectés par un ensemble de n détecteurs de neutrons, le dispositif comprenant : -n commutateurs ayant chacun une entrée et une sortie, chaque commutateur recevant, sur son entrée, un signal détecté provenant d'un détecteur différent, les sorties des n commutateurs étant reliées entre elles, et -un générateur d'horloge qui comprend un circuit d'horloge et un compteur séquentiel commandé par le circuit d'horloge et apte à délivrer simultanément une pluralité de séries d'impulsions, chaque série d'impulsions de la pluralité de série d'impulsions constituant le signal de commande d'un commutateur différent, les impulsions de deux séries d'impulsions quelconques de la pluralité de séries d'impulsions étant temporellement disjointes. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif de traitement de signaux comprend des moyens pour élargir la largeur des impulsions d'au moins une première série d'impulsions par rapport à la largeur des impulsions d'au moins une deuxième série d'impulsions. Selon une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, le dispositif de traitement de signaux comprend, en outre, des moyens pour isoler électriquement les commutateurs d'une haute tension continue d'alimentation des détecteurs de neutrons. Cette caractéristique de l'invention est mise en oeuvre dans le cas où la haute tension continue d'alimentation des détecteurs de neutrons est présente là où est prélevé le signal de détection. L'invention concerne également un dispositif de contrôle commande de coeur de réacteur nucléaire qui comprend une pluralité de détecteurs de neutrons et un dispositif de traitement de signaux conforme à l'invention. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, les détecteurs de neutrons sont des chambres à fission. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles : - La figure 1 représente le schéma de principe d'un exemple de dispositif de contrôle commande qui comprend un système de transmission de signaux de détection selon l'invention ; - La figure 2 représente le schéma de principe d'un exemple de système de transmission de signaux de détection selon l'invention ; - Les figures 3A-3D représentent des signaux d'horloge associés au système de transmission de la figure 2 ; - Les figures 4 et 5 illustrent deux modes de fonctionnement différents d'un exemple de système de transmission de signaux de détection de l'invention. Sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments. Exposé détaillé de modes de réalisation particuliers de l'invention La figure 1 représente le schéma de principe d'un exemple de dispositif de contrôle commande qui comprend un dispositif de traitement de signaux de détection de l'invention. Le dispositif de contrôle commande comprend un ensemble de n chambres à fission CF, (i=1, 2, ..., n) qui délivrent des signaux de détection et un dispositif de traitement de signaux D qui met en série les signaux de détection délivrés par les chambres à fission. Les chambres à fission CF, (i=1, 2, ..., n) sont placées le long du coeur de réacteur 1. Le coeur de réacteur 1, les chambres à fission CF, (i=1, 2, ..., n) et le dispositf de traitement D sont placés dans un bâtiment B. Une ligne de transmission L et une traversée électrique T permettent d'extraire du batiment B le signal délivré par le dispositif de traitement D. Selon le mode de réalisation de l'invention représenté en figure 1, les détecteurs de neutrons du dispositif de contrôle commande sont des chambres à fission. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, les détecteurs de neutrons sont, par exemple, des chambres d'ionisation à dépôt de bore compensées ou non aux rayons gamma, des compteurs proportionnels à dépôt de bore, etc.. La figure 2 représente le schéma de principe d'un exemple de dispositif de traitement de signaux de détection de l'invention. Sur l'exemple de la figure 2, le dispositif de traitement D comprend deux commutateurs analogiques K, (i=1, 2), un circuit d'horloge H et un compteur séquentiel Sq. De façon plus générale, le dispositif de traitement D de l'invention comprend n commutateurs analogiques. Chaque commutateur analogique K, reçoit sur son entrée le courant lue) délivré la chambre à fission CF,. Le compteur séquentiel Sq comprend trois circuits d'horloge en cascade H1, H2, H3. Le circuit d'horloge H fonctionne préférentiellement de manière autonome en configuration astable. Le signal d'horloge délivré par le circuit d'horloge H commande le circuit d'horloge H1 du compteur séquentiel. Le signal d'horloge C1 délivré par le circuit d'horloge H1 commande le circuit d'horloge H2 du compteur séquentiel et constitue le signal de commande du commutateur K1. Le signal d'horloge délivré par le circuit d'horloge H2 commande le circuit d'horloge H3 qui délivre un signal d'horloge qui constitue le signal de commande C2 du commutateur K2. De façon connue en soi, la fréquence et le rapport cyclique des signaux d'horloge délivrés par les circuits d'horloge H1, H2, H3 sont ajustables à l'aide de composants. Afin de séparer correctement dans le temps les impulsions de commande des commutateurs, le signal d'horloge délivré par le circuit d'horloge H2 n'est pas utilisé comme signal de commande. De façon plus générale, dans le cas où le compteur séquentiel Sq comprend n circuits d'horloge, les signaux d'horloge délivrés par la suite de circuits d'horloge Hk (k=2, 4, 6, ..., n+(n-2)) ne sont pas utilisées pour constituer des signaux de commande de commutateur. A titre d'exemple non limitatif, la figure 3A représente le signal d'horloge h délivré par le circuit d'horloge H et les figures 3B, 3C, 3D représentent respectivement les signaux d'horloge h1, h2, h3 délivrés par les circuits d'horloge respectifs H1, H2, H3. Le signal d'horloge h2 n'est pas utilisé comme signal de commande de commutateur. Les signaux d'horloge h1 et h3 constituent les signaux de commande C1 et C2 des commutateurs respectifs K1 et K2. Le compteur séquentiel fonctionne de telle sorte que le front descendant de l'impulsion qui commande le circuit d'horloge H, (i=1, 2, 3) déclenche le front montant du signal d'horloge qui est délivré par le circuit d'horloge H,+1. La durée à l'état haut du signal délivré par le circuit d'horloge H2 permet de définir la durée à l'état bas entre la sortie du circuit d'horloge H1 et la sortie du circuit d'horloge horloge H3. La fréquence ainsi que le rapport cyclique du signal d'entrée du compteur séquentiel sont définis de façon que la durée à l'état bas soit identique entre le signal C2 et le signal C1 et entre le signal C1 et le signal C2. Chaque commutateur analogique K, (i=1, 2) reçoit sur son entrée le courant lue) délivré par la chambre à fission CF, et délivre un courant i,(t) découpé au rythme du signal de commande C. Les différents courant i,(t) sont rassemblés en sortie du dispositif de traitement D pour former un courant total iT(t) qui est la somme des courants i,(t). Les figures 4 et 5 illustrent deux modes de fonctionnement différents d'un système de transmission de signaux de détection de l'invention constitué, à titre d'exemple non limitatif, de deux voies de transmission. Dans le premier mode de fonctionnement (cf. figure 4), les signaux de commandes C1 et C2 sont constitués, respectivement, de deux séries d'impulsions de même fréquence et de même largeur. Une impulsion qui participe à la série d'impulsions qui constitue le signal de commande C1 est située, dans le temps, à égale distance de deux impulsions successives qui constituent le signal C2 et réciproquement. Selon ce premier mode de réalisation de l'invention, il n'est pas possible de distinguer, parmi les impulsions de courant iT(t), les impulsions de courant i1(t) des impulsions de courant i2(t). Lorsqu'un défaut de fonctionnement apparaît sur seulement l'une des deux chambres à fission, le dispositif de contrôle commande permet d'identifier l'apparition du défaut, mais il n'est pas possible d'identifier la chambre à fission qui présente le défaut. De façon avantageuse, selon un autre mode de fonctionnement de l'invention (cf. figure 5), la largeur des impulsions de courant i1(t) est réglée pour être différente de la largeur des impulsions de courant i2(t). Selon l'exemple choisi, la largeur des impulsions de courant i2(t) est réglée supérieure à la largeur des impulsions de courant i1(t). Ceci s'obtient par un choix judicieux des signaux d'horloge qui constituent les signaux de commande des commutateurs K1 et K2. On définit alors un temps de sélection des courants délivrés par les différentes chambres à fission différent d'une chambre à fission à l'autre. Le courant iT(t) constitué des courants i1(t) et i2(t) est ensuite numérisé. La numérisation du courant iT(t) conduit à obtenir un nombre d'échantillons numériques différent pour chaque chambre à fission. Il est ainsi possible d'identifier les chambres à fission. Dès lors qu'un défaut apparaît sur une chambre à fission, il est alors possible d'identifier la chambre concernée par ce défaut.10 REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement de signaux détectés (im(t), icF2(t)) par un ensemble de n détecteurs de neutrons (CF1, CF2), caractérisé en ce qu'il comprend : - n commutateurs (K1, K2) ayant chacun une entrée et une sortie, chaque commutateur recevant, sur son entrée, un signal détecté provenant d'un détecteur différent, les sorties des n commutateurs étant reliées entre elles, et - un générateur d'horloge qui comprend un circuit d'horloge (H) et un compteur séquentiel (H1, H2, H3) commandé par le circuit d'horloge et apte à délivrer une pluralité de séries d'impulsions, chaque série d'impulsions de la pluralité de série d'impulsions constituant le signal de commande d'un commutateur différent, les impulsions de deux séries d'impulsions quelconques de la pluralité de séries d'impulsions étant disjointes. 2. Dispositif selon la revendication 1 et qui comprend des moyens pour élargir la largeur des impulsions d'au moins une première série d'impulsions par rapport à la largeur des impulsions d'au moins une deuxième série d'impulsions. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 et qui comprend, en outre, des moyens pour isoler les commutateurs (K1, K2) d'une haute tension continue d'alimentation des détecteurs de neutrons. 4. Dispositif de contrôle commande de coeur de réacteur nucléaire qui comprend une pluralité de détecteurs de neutrons, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de traitement de signaux détectés conforme à l'une des revendications 1 à 3. 5. Dispositif de contrôle commande de coeur de réacteur selon la revendication 4, dans lequel les détecteurs de neutrons sont des chambres à fission.