Brevet FR3025048A1 — publié le 20160226

ENSEMBLE INSTRUMENT MULTITHERMOCOUPLE EN COEUR ET SYSTEME ET PROCEDE POUR SURVEILLER L'ETAT INTERNE D'UN REACTEUR NUCLEAIRE APRES UN GRAVE ACCIDENT L'UTILISANT CONTEXTE DE L'INVENTION Domaine de l'invention La présente invention concerne un ensemble instrument multithermocouple en coeur, qui assiste le 5 diagnostic de l'état interne d'un réacteur nucléaire, plus précisément en fournissant des informations de température à différentes hauteurs au sein du réacteur nucléaire en utilisant une pluralité de thermocouples ayant des points de mesure de température à différentes 10 hauteurs, et un système et un procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident utilisant l'ensemble instrument en coeur. Exposé de l'art connexe 15 Une pluralité, par exemple, 61, d'ensembles instruments en coeur fixement installée au sein d'un réacteur nucléaire sert de support pour qu'un flux de neutrons au sein du réacteur nucléaire puisse être mesuré précisément en trois dimensions et que leur 20 distribution de sortie puisse être surveillée. Un élément de coeur de l'ensemble instrument en coeur est un détecteur de neutrons autoalimenté incluant un émetteur permettant d'absorber des neutrons et d'émettre un courant de signal. 25 Un détecteur de neutrons autoalimenté classique utilisant du rhodium (Rh) est régi par le principe de la réaction de capture de neutrons d'une substance 3025048 2 émettrice de rhodium. Lorsque des neutrons incidents sur le rhodium sont capturés, ils émettent des électrons de haute énergie ayant une énergie suffisante pour que les neutrons dévient de l'émetteur tout en connaissant une désintégration bêta. Les électrons émis sont collectés par un collecteur par l'intermédiaire d'un isolateur en oxyde d'aluminium (A1203), et des charges positives sont générées au niveau d'un conducteur rattaché à l'émetteur. Les charges positives générées génèrent un courant électrique en proportion du rapport d'absorption de neutrons de l'émetteur. Le détecteur de neutrons est divisé en un détecteur de rhodium (Rh), un détecteur de vanadium (V), un détecteur de cobalt (Co) et un détecteur de platine (Pt) en fonction des matériaux de l'émetteur. La figure 1 est une vue de face d'un ensemble instrument en coeur classique. Comme l'illustre la figure 1, l'ensemble instrument en coeur classique 10 inclut une unité de mesure 20, un raccord d'étanchéité 30, un conduit souple 40 et un connecteur. L'unité de mesure 20 entoure un tuyau de protection externe 25, et une pointe de balle 26 est connectée à une extrémité de l'unité de mesure 20. L'unité de mesure 20 est insérée dans un réacteur nucléaire par 25 l'intermédiaire d'un tube guide (non illustré), et a une longueur d'environ 36 m. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale prise le long de la ligne A-A de la figure 1. Comme l'illustre la figure 2, l'unité de mesure 20 de 30 l'ensemble instrument en coeur classique 10 est configurée pour inclure un tuyau central 21, un 3025048 3 thermocouple 22, un détecteur de compensation de signal 24, un tuyau de protection externe 25 et des détecteurs de neutrons 27. Dans la configuration susmentionnée, le tuyau 5 central 21 pénètre l'intérieur de l'unité de mesure 20 dans une direction de la longueur. Le tuyau central 21 a une forme de tube creux afin d'avoir le même diamètre qu'un tube guide, et la longueur du tuyau central 21 a été approximativement standardisée. Le thermocouple 22 10 inclut une paire de câbles ayant une section circulaire, à savoir un fil de chromel 22a et le fil d'alumel 22b, et est utilisé pour mesurer une température d'un caloporteur au sein d'un réacteur nucléaire. Un thermocouple de type K est surtout 15 utilisé comme thermocouple 22. Le détecteur de neutrons 27 a également une forme de câble ayant une section circulaire. Un total de cinq (brins de) détecteurs de neutrons 27 est utilisé pour mesurer un flux de neutrons au sein du réacteur nucléaire. Un seul 20 (brin de) détecteur de compensation de signal 24 est mis en oeuvre sous la forme d'un câble ayant une section circulaire et utilisé pour mesurer un signal (bruit de fond). Dans ce cas, chacun des détecteurs de neutrons 27, 25 du thermocouple 22 et du détecteur de compensation de signal 24 (ci-après collectivement appelés le « détecteur ») a approximativement les mêmes longueur et diamètre. L'unité de mesure 20 inclut en outre un total de 8 (brins de) câbles de remplissage 23 30 permettant de remplir des espaces vides afin d'empêcher la fluctuation de chaque détecteur attribuable à une 3025048 4 différence de diamètre entre le tuyau central 21 et le détecteur et pour disposer chaque détecteur de neutrons 27 à un emplacement (ou angle) souhaité lorsque le détecteur de neutrons 27, le thermocouple 22 5 et le détecteur de compensation de signal 24 sont disposés pour entourer le tuyau central 21 dans l'espace entre le tuyau central 21 et le tuyau de protection externe 25. En conformité avec l'ensemble instrument en coeur 10 classique susmentionné, il se pose le problème que l'utilisation de l'ensemble instrument en coeur qui est relativement coûteux est faible car la totalité des huit câbles de remplissage est utilisée uniquement pour empêcher la fluctuation de chaque détecteur et 15 maintenir la distance entre les détecteurs. En se référant à la figure 3, l'ensemble instrument en coeur 10 classique de réacteur nucléaire est inséré dans un réacteur nucléaire, et surveille un flux de neutrons au sein d'un coeur de réacteur et une 20 température à la sortie en haut du coeur de réacteur. L'ensemble instrument en coeur 10 est inséré dans un réacteur nucléaire 1001 par l'intermédiaire d'un tube guide 1005, et détermine une température (650 degrés) à la sortie en haut du coeur de réacteur comme étant une condition d'entrée dans un grave accident en utilisant un seul thermocouple de type K disposé à l'extrémité de l'ensemble instrument en coeur 10. A savoir, dans l'ensemble instrument en coeur classique 10, si un grave accident se produit, des 30 informations à propos d'une température de coeur de réacteur se perdent totalement lorsqu'un sommet de coeur 3025048 5 de réacteur 1002a est soumis à un endommagement sérieux car seule une température au sommet de coeur de réacteur 1002a est mesurée. De surcroît, il est impossible de mesurer le refroidissement, la 5 surchauffe, l'oxydation et l'état d'endommagement sérieux du coeur de réacteur entier (dont le milieu et le fond du coeur de réacteur), la redisposition du coeur de réacteur fondu dans la cavité inférieure 1001a et le couvercle intérieur 100lb d'un conteneur de réacteur 10 nucléaire sur le côté inférieur du coeur de réacteur, et une distribution directe de températures pour surveiller l'état de déviation du conteneur de réacteur nucléaire. En conséquence, il se pose le problème qu'il est 15 difficile de vérifier l'état interne du conteneur de réacteur nucléaire pour gérer de façon optimale un grave accident et établir une stratégie en vue de gérer un accident, tel que le refroidissement et l'élimination de l'hydrogène. 20 Document de l'art antérieur Document brevet Publication de demande de brevet coréen n° 102014-0 010 501 intitulé « Ensemble instrument en coeur 25 pour l'amélioration de la sensibilité de la détection de flux de neutrons ». Résumé de l'invention Un but de la présente invention est de proposer un 30 ensemble instrument multithermocouple en coeur, qui assiste le diagnostic de l'état interne d'un réacteur 3025048 6 nucléaire plus précisément en fournissant des informations de température à différentes hauteurs au sein du réacteur nucléaire en utilisant une pluralité de thermocouples ayant des points de mesure de 5 température à différentes hauteurs. Un autre but de la présente invention est de proposer un ensemble instrument multithermocouple en coeur, qui est capable de maximiser l'utilisation d'un appareil en fournissant des informations de température 10 à différentes hauteurs au sein d'un réacteur nucléaire en utilisant une pluralité de thermocouples ayant des points de mesure de température à différentes hauteurs au lieu de câbles de remplissage. Encore un autre but de la présente invention est 15 de proposer un système et un procédé pour surveiller l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident, qui soient capables de surveiller l'état de refroidissement et de surchauffe d'un coeur de réacteur dans chaque partie d'un coeur de réacteur nucléaire et 20 le niveau d'eau d'un conteneur de réacteur nucléaire lorsqu'un grave accident se produit. Encore un autre but de la présente invention est de proposer un système et un procédé pour surveiller l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave 25 accident, qui soient capables de surveiller un état d'oxydation généré par une réaction d'hydratation entre un coeur de réacteur dans chaque partie d'un coeur de réacteur nucléaire et de la vapeur lorsqu'un grave accident est généré et un état d'endommagement sérieux dans lequel la géométrie normale du coeur de réacteur ne peut être préservée. 3025048 7 Encore un autre but de la présente invention est de proposer un système et un procédé pour surveiller l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident, qui soient capables de surveiller la quantité 5 d'hydrogène à laquelle un réacteur nucléaire peut exploser en se basant sur la quantité d'oxydation de chaque partie d'un coeur de réacteur lorsqu'un accident sévère se produit. Encore un autre but de la présente invention est 10 de proposer un système et un procédé pour surveiller l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident, qui soient capables de surveiller l'état dans lequel un coeur de réacteur fondu a été redisposé dans la cavité inférieure d'un conteneur de réacteur 15 nucléaire au fil du temps après qu'un grave accident s'est produit et l'état dans lequel un coeur de réacteur fondu peut dévier d'un couvercle inférieur. Un but de la présente invention est atteint par un ensemble instrument multithermocouple en coeur, dans 20 lequel l'ensemble instrument en coeur inclut un détecteur de compensation de signal, des thermocouples et une pluralité de détecteurs de neutrons disposée entre un tuyau central ayant une section circulaire et un tuyau de protection externe, et les thermocouples 25 ont des points de mesure de température à différentes hauteurs. Le détecteur de compensation de signal est au nombre de un, les détecteurs de neutrons sont au nombre de cinq, et les thermocouples sont au nombre de deux à 30 cinq. Si quatre thermocouples ou moins sont installés, 3025048 8 l'espace dans lequel le thermocouple n'est pas installé peut être rempli de câbles de remplissage. Le thermocouple ou les câbles de remplissage et le détecteur de neutrons peuvent être disposés en 5 alternance. Un espace vide peut être rempli de câbles de remplissage si l'espace vide est formé au-dessus du thermocouple. Chacun des thermocouples peut être formé en 10 reliant des fils adjacents constitués de matériaux différents. Les fils constitués de matériaux différents peuvent inclure un fil de chromel et un fil d'alumel. Un autre but de la présente invention peut être 15 atteint par un système pour surveiller l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident, incluant un ensemble instrument en coeur inséré dans le réacteur nucléaire et configuré pour mesurer des neutrons et une température au sein du réacteur 20 nucléaire ; et une unité de diagnostic configurée pour déterminer un état du réacteur nucléaire en se basant sur la température mesurée par l'ensemble instrument en coeur, dans lequel l'ensemble instrument en coeur comprend deux thermocouples ou plus, et deux ensembles 25 instruments en coeur ou plus sont insérés et disposés dans le réacteur nucléaire à un intervalle spécifique. Les deux thermocouples ou plus peuvent avoir des hauteurs différentes dans une direction de la longueur. L'unité de diagnostic peut déterminer au moins 30 l'un parmi : l'endommagement ou non d'un coeur de réacteur, l'emplacement d'un coeur de réacteur 3025048 9 endommagé, une quantité d'hydrogène générée dans le réacteur nucléaire, l'état dans lequel un coeur de réacteur fondu a été redisposé, et un moment où un coeur de réacteur fondu pénètre le réacteur nucléaire en se 5 basant sur une température mesurée par les deux thermocouples ou plus. Au moins l'un parmi : l'endommagement ou non du coeur de réacteur, l'emplacement du coeur de réacteur endommagé et la quantité d'hydrogène générée dans le 10 réacteur nucléaire peut être déterminé en se basant sur une oxydation de matériaux du coeur de réacteur et un temps pendant lequel les matériaux sont exposés à une haute température. Au moins l'un de l'état dans lequel le coeur de 15 réacteur fondu a été redisposé et du moment où le coeur de réacteur fondu pénètre le réacteur nucléaire peut être déterminé en se basant sur une température d'une cavité inférieure sous le réacteur nucléaire ou d'un couvercle inférieur. 20 Un but de l'invention est atteint par un procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident utilisant un ensemble instrument en coeur, le procédé incluant les étapes de : (A) disposition de deux thermocouples ou plus dans 25 l'ensemble instrument en coeur ; (B) disposition de deux thermocouples ou plus à différentes hauteurs dans une direction de la longueur ; (C) insertion de deux ensembles instruments en coeur ou plus dans le réacteur nucléaire ; et (D) mesure de températures aux 30 différentes hauteurs au sein du réacteur nucléaire par l'intermédiaire des thermocouples. 3025048 10 Le procédé peut inclure en outre une étape de (E) détermination d'au moins l'un parmi : l'endommagement ou non d'un coeur de réacteur, l'emplacement d'un coeur de réacteur endommagé, la 5 quantité d'hydrogène générée dans le réacteur nucléaire, un état dans lequel un coeur de réacteur fondu a été redisposé, et un moment où un coeur de réacteur fondu pénètre le réacteur nucléaire en se basant sur une température au sein du réacteur 10 nucléaire mesurée à l'étape (D). Au moins l'un parmi : l'endommagement ou non du coeur de réacteur, l'emplacement du coeur de réacteur endommagé et la quantité d'hydrogène générée dans le réacteur nucléaire peut être déterminé en se basant sur 15 l'oxydation des matériaux du coeur de réacteur et un moment pendant lequel les matériaux sont exposés à une haute température. Au moins l'un de l'état dans lequel le coeur de réacteur fondu a été redisposé et du moment où le coeur 20 de réacteur fondu pénètre le réacteur nucléaire peut être déterminé en se basant sur une température d'une cavité inférieure sous le réacteur nucléaire ou d'un couvercle inférieur. 25 Brève description des dessins La figure 1 est une vue de face d'un ensemble instrument en coeur classique ; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale prise le long de la ligne A-A de la figure 1 ; 3025048 11 la figure 3 est une vue en coupe longitudinale illustrant qu'un ensemble instrument en coeur classique a été installé dans un coeur de réacteur ; la figure 4 est une vue avant d'un ensemble 5 instrument en coeur multithermocouple en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5 est une vue en coupe longitudinale prise le long de la ligne A-A de la figure 4 ; la figure 6 est un diagramme structurel illustrant 10 l'état dans lequel l'intérieur de l'ensemble instrument en coeur multithermocouple en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention a été déployé sur un plan ; les figures 7 à 9 illustrent un système de 15 surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident dans le réacteur nucléaire en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 10 illustre un système de surveillance 20 de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident dans le réacteur nucléaire en conformité avec un autre mode de réalisation de la présente invention. 25 Description détaillée des modes de réalisation Ci-après, on décrira des modes de réalisation d'un ensemble instrument multithermocouple en coeur selon la présente invention en détail en référence aux dessins annexés. 30 La figure 4 est une vue de face d'un ensemble instrument multithermocouple en coeur en conformité avec 3025048 12 un mode de réalisation de la présente invention. Comme l'illustre la figure 4, l'ensemble instrument en coeur 10' incluant un multithermocouple en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention 5 inclut une unité de mesure 100, un raccord d'étanchéité 30, un conduit souple 40, et un connecteur. L'unité de mesure 100 est entourée par un tuyau de protection externe 25. Une pointe de balle 26 est connectée à une extrémité de l'unité de mesure 100. 10 L'unité de mesure 100 est insérée dans un réacteur nucléaire par l'intermédiaire d'un tube guide (non illustré) et a une longueur d'environ 36 m. La figure 5 est une vue en coupe longitudinale prise le long de la ligne A-A de la figure 4. La figure 15 5 est une vue en coupe longitudinale de la partie inférieure de l'unité de mesure 100 dans l'état dans lequel l'unité de mesure 100 a été installée au niveau d'une portion adjacente au raccord d'étanchéité 30 de l'unité de mesure 100, à savoir au sein du réacteur 20 nucléaire. Comme l'illustre la figure 5, l'unité de mesure 100 de l'ensemble instrument en coeur en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention est essentiellement configurée pour inclure un tuyau central 110, un thermocouple 121, un détecteur 25 de compensation de signal 140, un tuyau de protection externe 150 et des détecteurs de neutrons 170. Dans la configuration susmentionnée, le tuyau central 110 pénètre l'intérieur de l'unité de mesure 100 dans la direction de la longueur de l'unité 30 de mesure 100. Le tuyau central 110 est configuré sous la forme d'un tube creux ayant un diamètre permettant 3025048 13 qu'une fluctuation ne soit pas générée au sein d'un tube guide (non illustré) car le tuyau central 110 est inséré dans le réacteur nucléaire par l'intermédiaire du tube guide. La longueur du tuyau central 110 a été 5 approximativement standardisée. Le détecteur de neutrons 170 est également mis en oeuvre sous la forme d'un câble ayant une section circulaire. Un total de cinq (brins de) détecteurs de neutrons 170 est utilisé pour mesurer un flux de neutrons au sein du réacteur 10 nucléaire. Un seul (brin de) détecteur de compensation de signal 140 est également mis en oeuvre sous la forme d'un câble ayant une section circulaire et utilisé pour mesurer un signal (ou bruit de fond). L'ensemble instrument multithermocouple en coeur en 15 conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut en outre inclure des thermocouples additionnels 122 à 125 en plus du thermocouple 121 qui est utilisé pour mesurer une température d'un caloporteur au sein d'un réacteur nucléaire classique. 20 Les thermocouples additionnels 122 à 125 peuvent inclure un maximum de 4 thermocouples car ils peuvent être inclus à la place d'un total de 8 câbles de remplissage inclus dans un ensemble instrument en coeur classique. Dans ce cas, afin de détecter des 25 températures à différents points (ou différentes hauteurs) au sein du réacteur nucléaire, les thermocouples 121 à 125 peuvent avoir des points de mesure de température à différentes hauteurs. De surcroît, le fil de chromel 121a et le fil 30 d'alumel 121b de chacun des thermocouples 121 à 125 ont besoin d'être installés de façon adjacente pour qu'un 3025048 14 point de contact puisse être formé aux extrémités du fil de chromel et du fil d'alumel. Le détecteur de neutrons 170 peut être disposé entre les thermocouples 121 à 125 pour que l'influence d'un champ 5 électrique généré par les thermocouples 121 à 125 soit minimisée et que les détecteurs de neutrons 170 soient disposés à intervalles égaux. Chacun des thermocouples 121 à 125 inclut une paire de câbles ayant une section circulaire, à savoir, 10 le fil de chromel 121a et le fil d'alumel 121b. Le thermocouple peut être mis en oeuvre à l'aide d'un thermocouple de type K capable de détecter une température de 1 260 °C. La figure 6 est un schéma structurel illustrant 15 l'état dans lequel l'intérieur de l'ensemble instrument multithermocouple en coeur en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention a été déployé sur un plan. Comme l'illustre la figure 6, l'ensemble instrument multithermocouple en coeur en conformité avec 20 un mode de réalisation de la présente invention peut inclure la totalité des cinq thermocouples 121 à 125 ayant des points de mesure de température formés dans les sections respectives d'un réacteur nucléaire dans l'état dans lequel l'intérieur du réacteur nucléaire a 25 été divisé en cinq parties égales. Dans ce cas, par exemple, le thermocouple 121 ayant le point de mesure de température formé près du sommet de l'unité de mesure 100 n'a pas de problème de fluctuation car le détecteur de neutrons 170 adjacent 30 au thermocouple 121 ou le détecteur de compensation de signal 140 ont presque la même longueur. Par contraste, 3025048 15 dans chacun des thermocouples 122 à 125 ayant les points de mesure de température formés à des emplacements plus bas que l'emplacement du point de mesure de température du thermocouple 121, il peut se 5 poser le problème que le détecteur de neutrons 170 ou le détecteur de compensation de signal 140 subisse une fluctuation ou soit courbé à travers un espace vide car l'espace vide est formé au-dessus de chacun des thermocouples 122 à 125. Afin d'empêcher un tel 10 problème, les espaces vides formés au-dessus des thermocouples 122 à 125 ayant des points de mesure de température bas peuvent être remplis de câbles de remplissage 131 à 134 respectifs. En conséquence, les câbles de remplissage 131 à 134 peuvent avoir des 15 longueurs différentes, et une longueur totale des thermocouples 122 à 125 et des câbles de remplissage 131 à 134 peut être la même que la longueur du détecteur de neutrons 170 ou du détecteur de compensation de signal 140. 20 Bien qu'un mode de réalisation de l'ensemble instrument multithermocouple en coeur selon la présente invention ait été décrit ci-dessus, le mode de réalisation n'est qu'illustratif, et l'ensemble instrument en coeur en conformité avec un mode de 25 réalisation de la présente invention peut être modifié et changé de diverses manières sans s'écarter de la catégorie de l'esprit technique. Par exemple, le nombre de thermocouples 121 à 125 peut être de deux à quatre, et non pas cinq. Dans ce 30 cas, un espace vide duquel le thermocouple a été enlevé peut être rempli de câbles de remplissage classiques. 3025048 16 L'intervalle entre les points de mesure de température des thermocouples 121 à 125 et la longueur des thermocouples 121 à 125 peut également être correctement changé. 5 Si un total de cinq thermocouples est inclus, deux ou trois des thermocouples peuvent avoir des points de mesure de température ayant la même hauteur afin de garantir une fiabilité des résultats de mesure. De surcroît, les espaces supérieurs de tous les 10 thermocouples peuvent être vides. Dans ce cas, tous les espaces vides peuvent être remplis par les câbles de remplissage. Le thermocouple peut inclure un type de thermocouple autre que le type K. Un système et un procédé de surveillance de l'état 15 interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec des modes de réalisation de la présente invention sont décrits ici en référence aux figures 7 à 10. Les figures 7 à 9 illustrent un système 1000 de 20 surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident dans le réacteur nucléaire en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention. En se référant aux figures 7 à 9, le système de surveillance de l'état interne d'un réacteur 25 nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut inclure les ensembles instruments en coeur 10' et une unité de diagnostic 1200. L'ensemble instrument en coeur 10' en conformité 30 avec un mode de réalisation de la présente invention est inséré dans un réacteur nucléaire 1001, et mesure 3025048 17 des neutrons et une température au sein du réacteur nucléaire 1001. Dans ce cas, l'ensemble instrument en coeur 10' inclut deux thermocouples ou plus (par exemple, un premier thermocouple, un deuxième 5 thermocouple et un cinquième thermocouple). De surcroît, deux thermocouples 121 à 125 ou plus ont des hauteurs différentes dans la direction de la longueur du thermocouple et peuvent mesurer des températures au milieu et/ou à la partie inférieure en 10 plus du sommet d'un coeur de réacteur 1002. Au moins deux ensembles instruments en coeur 10' en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention sont insérés dans le réacteur nucléaire 1001 et peuvent être disposés dans le coeur de réacteur 1002 15 à un intervalle constant. En se référant aux figures 7 à 9, chacun des ensembles instruments en coeur 10' peut être inséré dans le réacteur nucléaire par l'intermédiaire d'un tube guide 1005 installé à une partie inférieure du réacteur 20 nucléaire 1001. L'unité de diagnostic 1200 en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut déterminer l'état du réacteur nucléaire 1001 en se basant sur des températures mesurées par les 25 thermocouples 121 à 125 de l'ensemble instrument en coeur 10'. En se référant à la figure 7, un câble de transmission séparé 1300 connecté à l'extrémité de l'ensemble instrument en coeur 10' est installé pour que des informations de température soient transférées de 30 l'ensemble instrument en coeur 10' à l'unité de 3025048 18 diagnostic 1200 par l'intermédiaire du câble de transmission 1300. L'unité de diagnostic 1200 peut déterminer au moins l'un du refroidissement, de la surchauffe, de 5 l'oxydation, d'un endommagent sérieux et d'un état de fusion (par exemple, l'emplacement et le degré des matières fondues) du coeur de réacteur 1002, de l'état de redisposition du coeur de réacteur fondu dans la cavité inférieure 1001a d'un conteneur de réacteur 10 nucléaire, et d'un danger pour lequel un coeur de réacteur fondu peut dévier du couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire. Le système 1000 de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident en 15 conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut inclure les deux ensembles instruments en coeur 10' ou plus. Les ensembles instruments en coeur 10' en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peuvent être installés dans le 20 coeur de réacteur 1002. Dans le système 1000 de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention, la totalité des 61 ensembles instruments en coeur 10' peut être insérée 25 dans le réacteur nucléaire 1001. En se référant à la figure 7, le thermocouple de sommet 121 des thermocouples inclus dans chacun des ensembles instruments en coeur 10' mesure la température d'un sommet de coeur de réacteur 1002a comme dans un 30 ensemble instrument en coeur classique. De surcroît, le thermocouple inférieur 125 des thermocouples inclus 3025048 19 dans l'ensemble instrument en coeur 10' peut être installé dans la cavité inférieure 1001a du conteneur de réacteur nucléaire placé sous le coeur de réacteur 1002, et peut détecter la température de la 5 cavité inférieure 1001a du conteneur de réacteur nucléaire. Dans un autre mode de réalisation, en se référant à la figure 8, le thermocouple de sommet 121 des thermocouples inclus dans chacun des ensembles instruments en coeur 10' mesure la température du sommet 10 de coeur de réacteur 1002a comme dans un ensemble instrument en coeur classique. De plus, le thermocouple inférieur 125 peut être installé dans le couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire placé sous le coeur de réacteur 1002, et peut mesurer la 15 température du couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire. En variante, en se référant à la figure 9, chacun des premier et deuxième ensembles instruments en coeur 10'a et 10'b qui sont adjacents l'un à l'autre peuvent 20 inclure deux thermocouples. Dans ce cas, les thermocouples de sommet 121 et 121' mesurent la température du sommet de coeur de réacteur 1002a comme dans un ensemble instrument en coeur classique. Par contraste, le thermocouple inférieur 125 inclus dans le 25 premier ensemble instrument en coeur 10'a peut être installé dans la cavité inférieure 1001a du conteneur de réacteur nucléaire placé sous le coeur de réacteur 1002, et peut mesurer la température de la cavité inférieure 1001a du conteneur de réacteur nucléaire. Le 30 thermocouple inférieur 125' inclus dans le deuxième ensemble instrument en coeur 10'b est installé dans le 3025048 20 couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire placé sous le coeur de réacteur 1002, et peut mesurer la température du couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire. 5 En se référant à la figure 10, en conformité avec un autre mode de réalisation de la présente invention, le système 1000 peut inclure deux ensembles instruments en coeur 10'c et 10'd ou plus (cinq ensembles instruments en coeur sont illustrés sur la figure 10). 10 Dans ce cas, les thermocouples de sommet 121 et 121' des premier et deuxième ensembles instruments en coeur 10'c et 10'd qui sont adjacents l'un à l'autre mesurent la température du sommet de coeur de réacteur 1002a comme dans un ensemble instrument en coeur classique 10. 15 Le thermocouple inférieur 125 ou 125' du premier et du deuxième ensemble instrument en coeur 10'c ou 10'd est installé en alternance dans la cavité inférieure 1001a du conteneur de réacteur nucléaire ou le couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire 20 placé sous le coeur de réacteur 1002, et peut mesurer la température de la cavité inférieure 1001a du conteneur de réacteur nucléaire ou du couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire. Par exemple, le thermocouple inférieur 125 du premier ensemble 25 instrument en coeur 10'c et le thermocouple inférieur 125' du deuxième ensemble instrument en coeur 10'd peuvent être installés à des hauteurs auxquelles ils sont utiles pour que le thermocouple inférieur 125 mesure la température de la cavité inférieure 1001a du 30 conteneur de réacteur nucléaire et le thermocouple 3025048 21 inférieur 125' mesure la température du couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire. Les thermocouples 122, 123 et 122', 123' qui appartiennent aux thermocouples des ensembles 5 instruments en coeur 10'c et 10'd en conformité avec un autre mode de réalisation de la présente invention et qui sont placés au sein du coeur de réacteur 1002 peuvent être disposés adjacents aux bossettes des tubes guides 1005 qui forment des contacts physiques entre 10 les tubes guides 1005 et les ensembles instruments en coeur 10'c et 10'd pour qu'une température environnante soit mesurée rapidement. Chacun des thermocouples peut avoir la taille d'espace la plus égale au sein du coeur de 15 réacteur 1002, et la forme de l'espace de chaque thermocouple peut être presque une sphère pour que les thermocouples mesurent des températures à différentes hauteurs au sein du coeur de réacteur 1002. Par exemple, si des premier à cinquième thermocouples 121, 122, 123, 20 124 et 125 sont inclus dans le premier ensemble instrument en coeur 10'c et des premier à cinquième thermocouples 121', 122', 123', 124' et 125' sont inclus dans le deuxième ensemble instrument en coeur 10'd au sein d'un réacteur nucléaire (par exemple, 25 APR1400 en Corée) dans lequel un coeur de réacteur a une hauteur de 162 pouces, à la fois les premiers thermocouples 121 et 121' du premier ensemble instrument en coeur 10'c et du deuxième ensemble instrument en coeur 10'd peuvent être installés dans le 30 sommet de coeur de réacteur 1002a. Le deuxième thermocouple 122 du premier ensemble instrument en coeur 3025048 22 10'c peut être installé à un emplacement de fossette sur le côté supérieur du tube guide 1005, son troisième thermocouple 123 peut être installé au niveau d'un emplacement de bossette sur le côté inférieur du tube 5 guide 1005, et son quatrième thermocouple 124 peut être installé au fond de coeur de réacteur 1002b. Le deuxième thermocouple 122' du deuxième ensemble instrument en coeur 10'd peut être disposé à une hauteur entre le premier thermocouple 121 et le deuxième 10 thermocouple 122 du premier ensemble instrument en coeur 10'c, le troisième thermocouple 123' du deuxième ensemble instrument en coeur 10'd peut être disposé à une hauteur entre le deuxième thermocouple 122 et le troisième thermocouple 123 du premier ensemble 15 instrument en coeur 10'c, et le quatrième thermocouple 124' du deuxième ensemble instrument en coeur 10'd peut être installé dans le fond de coeur de réacteur 1002b comme le quatrième thermocouple 124 du premier ensemble instrument en coeur 10'c. 20 Comme décrit ci-dessus, en conformité avec un autre mode de réalisation de la présente invention, les hauteurs des deuxièmes thermocouples 122 et 122' et troisièmes thermocouples 123 et 123' du premier ensemble instrument en coeur 10'c et du deuxième 25 ensemble instrument en coeur 10'd qui sont adjacents l'un à l'autre sont disposées pour se croiser l'une l'autre. En conséquence, on a l'avantage que la fiabilité de la détection de température au sein du coeur de réacteur 1002 selon la hauteur puisse être 30 améliorée bien que des thermocouples séparés ne soient pas ajoutés. 3025048 23 Un thermocouple de type K peut être utilisé comme thermocouple selon un mode de réalisation de la présente invention, et peut détecter 0 à 1 260 en un point de mesure. Le thermocouple de type K est un 5 thermocouple dans lequel les extrémités de différents types de métaux (par exemple, chromel et alumel) sont reliées. Une force électromotrice infime est générée à l'autre extrémité du thermocouple de type K à laquelle de la chaleur est appliquée selon une température. Le 10 thermocouple de type K peut mesurer une température en envoyant la force électromotrice. Par conséquent, si les hauteurs de deux thermocouples de type K ou plus sont disposées différemment dans la direction de la longueur (c'est-à-dire les longueurs des thermocouples 15 sont différentes) comme dans un mode de réalisation de la présente invention, les thermocouples de type K peuvent mesurer des températures à différentes hauteurs. L'ensemble instrument en coeur classique ne mesure 20 que la température du sommet de coeur de réacteur 1002a, mais ne peut pas fournir les températures du coeur de réacteur 1002 restant et de la cavité inférieure 1001a ou du couvercle inférieur 100lb du conteneur de réacteur nucléaire. En conséquence, des experts ont 25 besoin d'estimer l'état interne du réacteur nucléaire d'après des conditions extérieures au réacteur nucléaire. Dans ce processus, il se pose des problèmes selon lesquels des vues différentes destinées à l'estimation ont besoin d'être ajustées, du temps est 30 pris pour la tâche d'estimation et une erreur peut apparaître dans les résultats d'estimation. 3025048 24 L'ensemble instrument en coeur 10' en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut mesurer des températures du fond d'un coeur de réacteur au sommet du coeur de réacteur, peut fournir le 5 refroidissement, la surchauffe, l'oxydation et l'état d'emplacement d'un endommagement sérieux, et peut déterminer la gravité d'un accident, la vitesse de détérioration et un emplacement d'accident. En conséquence, on peut minimiser une menace en termes de 10 sécurité qui est attribuable à un grave accident en raison d'une condition au sein d'un réacteur nucléaire et on peut vérifier précisément une menace en termes d'une fonction de sécurité en réponse au grave accident et l'on peut prendre des mesures adéquates à temps. En 15 particulier, il y a des avantages en ce que 1) on peut déterminer si le refroidissement d'un coeur de réacteur est correct ou non et 2) on peut estimer un niveau d'eau au sein d'un réacteur nucléaire en se basant sur la température de chaque portion du coeur de réacteur et 20 sur un changement des températures, 3) on peut déterminer si le refroidissement du coeur de réacteur est approprié ou non à l'intérieur du réacteur nucléaire en se basant sur le degré de l'oxydation et sur un endommagement sérieux du coeur de réacteur, et 25 4) on peut estimer la quantité d'hydrogène qui peut exploser en se basant sur le degré de l'oxydation du coeur de réacteur. De plus, on peut vérifier un grave accident et l'état d'un coeur de réacteur fondu disposé sous le coeur de réacteur en se basant sur une 30 distribution des températures du thermocouple 125 et de la cavité inférieure 1001a et du couvercle 3025048 25 inférieur 100lb sous le conteneur de réacteur nucléaire. En conséquence, on peut déterminer une menace et un moment pour la déviation du coeur de réacteur fondu par rapport à conteneur de réacteur 5 nucléaire, et des informations importantes requises pour préparer une solution en vue d'adopter une stratégie de réduction de grave accident, telle que la sécurisation de l'intégrité d'un réacteur nucléaire par le refroidissement externe du réacteur nucléaire, 10 peuvent être fournies. L'unité de diagnostic 1200 en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut déterminer un endommagement sérieux du coeur de réacteur 1002 en se basant sur l'oxydation des matériaux du coeur 15 de réacteur et le temps pendant lequel les matériaux sont exposés à une haute température. La quantité d'oxydation de Zircaloy attribuable à une réaction d'hydratation dans l'espace représentatif d'un thermocouple spécifique et la quantité d'hydrogène 20 générée en réponse à la quantité d'oxydation de Zircaloy sont calculées à l'aide d'une équation de réaction d'hydratation utilisant la température d'un thermocouple correspondant après un accident, le temps pendant lequel le Zircaloy est exposé à la température 25 correspondante, et une concentration en vapeur dérivée du niveau d'eau d'un conteneur de réacteur nucléaire. Le degré d'endommagement du coeur de réacteur d'un espace représentatif peut être estimé en se basant sur le degré d'oxydation de tous les types de Zircaloy 30 attribuables à une réaction d'hydratation et un changement dans la température d'un coeur de réacteur. 3025048 26 De plus, une quantité totale d'hydrogène générée dans le réacteur nucléaire 1001 est déterminée en additionnant les quantités d'hydrogène générées dans les espaces représentatifs des thermocouples 121, 122, 5 123, 124 et 125 respectifs. En conformité avec un mode de réalisation de la présente invention, 50 à 70 ensembles instruments en coeur 10' peuvent être insérés dans le réacteur nucléaire 1001. 61 ensembles instruments en coeur 10' 10 peuvent être insérés dans un réacteur nucléaire (par exemple, APR1400 fonctionnant désormais en Corée). En conformité avec un mode de réalisation de la présente invention, chacun des thermocouples 121, 122, 123 et 124 du coeur de réacteur 1002 a un espace 15 spécifique formé selon la même règle de distance avec un autre thermocouple adjacent au sein du coeur de réacteur 1002. Cela est défini comme les espaces représentatifs d'un thermocouple spécifique, et la quantité de gaines de combustible qui est incluse dans 20 un espace représentatif correspondant et qui génère une réaction d'hydratation est également définie. Un procédé de surveillance d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut inclure des 25 étapes de disposition de deux thermocouples ou plus dans un ensemble instrument en coeur, disposition des deux thermocouples ou plus à des hauteurs différentes dans une direction de la longueur, insertion des deux ensembles instruments en coeur ou plus dans un réacteur 30 nucléaire, et mesure de la température du coeur de réacteur par l'intermédiaire des thermocouples. 3025048 27 Le procédé de surveillance d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention peut inclure en outre le fait de déterminer au moins l'un parmi : 5 l'endommagement ou non ducoeur de réacteur, l'emplacement d'un coeur de réacteur endommagé, l'état dans lequel le coeur de réacteur fondu a été redisposé, et le moment où un coeur de réacteur fondu pénètre le réacteur nucléaire en se basant sur une température au 10 sein du réacteur nucléaire mesurée à l'étape de mesure des températures aux différentes hauteurs au sein du réacteur nucléaire par l'intermédiaire des thermocouples. Dans ce cas, au moins l'un parmi : l'endommagement 15 ou non du coeur de réacteur, l'emplacement du coeur de réacteur endommagé et la quantité d'hydrogène générée dans le réacteur nucléaire, peut être basé sur l'oxydation des matériaux du coeur de réacteur et le temps pendant lequel les matériaux sont exposés à une 20 haute température. Cela a été décrit ci-dessus en détail. En variante, au moins l'un de l'état dans lequel un coeur de réacteur fondu a été redisposé et du moment où le coeur de réacteur fondu pénètre le réacteur 25 nucléaire peut être basé sur la température de la cavité inférieure ou du couvercle inférieur sous le réacteur nucléaire. Cela a été décrit ci-dessus en détail. En conformité avec l'ensemble instrument 30 multithermocouple en coeur selon un mode de réalisation de la présente invention, l'état interne d'un réacteur 3025048 28 nucléaire peut être diagnostiqué plus précisément et l'utilisation d'un appareil peut être maximisée car des informations de température à différentes hauteurs au sein du réacteur nucléaire sont fournies à l'aide d'une 5 pluralité de thermocouples ayant des points de mesure de température à différentes hauteurs. Le système et le procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la 10 présente invention sont avantageux car ils servent de support pour que l'entrée dans un grave accident et une décision cruciale pour une centrale électrique puissent être déterminées rapidement en se basant sur la gravité d'un accident et la vitesse de progression en 15 surveillant une température dans chaque portion d'un coeur de réacteur et le niveau d'eau d'un conteneur de réacteur nucléaire. De surcroît, le système et le procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire 20 après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention sont avantageux car ils fournissent des informations de température à propos de l'intérieur d'un réacteur nucléaire bien qu'un instrument de mesure de température de sortie de 25 coeur de réacteur initialement utilisé dans un grave accident soit perdu en surveillant une température dans chaque portion d'un coeur de réacteur. De surcroît, le système et le procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire 30 après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention sont avantageux 3025048 29 car ils peuvent déterminer une menace pour une fonction de refroidissement du coeur de réacteur, à savoir, une fonctionnalité de sécurité d'un réacteur nucléaire, et fournir des informations par lesquelles on peut 5 surveiller si une action de sécurité existante est efficace car on peut vérifier si une portion correspondante est refroidie ou surchauffée et une vitesse de refroidissement ou de surchauffe de la portion correspondante en surveillant une température 10 dans chaque portion du coeur de réacteur. De surcroît, le système et le procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention sont avantageux 15 car ils peuvent fournir des informations par lesquelles on peut savoir si une opération d'introduction d'un caloporteur dans un réacteur nucléaire afin de refroidir un coeur de réacteur suite à un état d'endommagement sérieux de chaque portion est efficace 20 pour le coeur de réacteur lorsqu'un grave accident est généré dans une centrale électrique nucléaire. De surcroît, le système et le procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire après un grave accident en conformité avec un mode de 25 réalisation de la présente invention sont avantageux car ils peuvent fournir des informations requises pour une opération d'élimination d'hydrogène au sein d'un bâtiment de confinement de réacteur nucléaire et requises pour empêcher l'explosion de l'hydrogène en se 30 basant sur la quantité d'hydrogène générée par l'oxydation d'un coeur de réacteur lorsqu'un grave 3025048 30 accident est généré dans une centrale électrique nucléaire. De surcroît, le système et le procédé de surveillance de l'état interne d'un réacteur nucléaire 5 après un grave accident en conformité avec un mode de réalisation de la présente invention sont avantageux car ils peuvent déterminer de façon optimale le moment où l'opération de refroidissement externe d'un réacteur nucléaire est démarrée en se basant sur l'état dans 10 lequel le coeur de réacteur fondu a été redisposé dans la cavité inférieure d'un conteneur de réacteur nucléaire selon l'expiration d'un grave accident et l'état dans lequel un coeur de réacteur fondu a dévié du couvercle inférieur du conteneur de réacteur nucléaire 15 et peut contenir un coeur de réacteur fondu au sein de la barrière du conteneur de réacteur nucléaire. REVENDICATIONS1. Ensemble instrument multithermocouple en coeur, dans lequel : l'ensemble instrument en coeur comprend un détecteur de compensation de signal (24), des thermocouples (121 à 125), et une pluralité de détecteurs de neutrons (170) disposée entre un tuyau central (21) ayant une section circulaire et un tuyau de protection externe (25), et les thermocouples (121 à 125) ont des points de mesure de température à différentes hauteurs. 2. Ensemble instrument en coeur selon la revendication 1, dans lequel : un nombre du détecteur de compensation de signal (24) est de un, un nombre de détecteurs de neutrons (170) est de cinq, et un nombre des thermocouples (121 à 125) est de deux à cinq, et si quatre ou moins de quatre thermocouples (121 à 20 125) sont installés, un espace dans lequel le thermocouple (121 à 125) n'est pas installé est rempli de câbles de remplissage (131 à 134). 3. Ensemble instrument en coeur selon la 25 revendication 2, dans lequel le thermocouple (121 à 125) ou les câbles de remplissage (131 à 134) et le détecteur de neutrons (170) sont disposés en alternance. 30 4. Ensemble instrument en coeur selon - l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel un 3025048 S58942 JB-P 32 espace vide est rempli de câbles de remplissage (131 à 134) si l'espace vide est formé au-dessus du -thermocouple (121 à 125)-. 5 5. Ensemble instrument en coeur selon la revendication 4, dans lequel chacun des thermocouples (121 à 125) est formé en reliant des fils adjacents constitués de matériaux différents. 10 6. Ensemble instrument en coeur selon la revendication 5, dans lequel les fils constitués de matériaux différents comprennent un fil de chromel et un fil d'alumel. 15