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Perfectionnements aux structures de noyaux de réacteurs nucléaires.
La présente Invention concerne des structure. de noyaux de réacteurs nucléaires du genre comprenant des éléments modéra- teurs assemblas en colonnes verticales, certaines colonnes au moins contenant des canaux verticaux d'agent de refroidissement qui tra- versent le noyau de part en part.
Les éléments modérateurs de ces structures de noyaux comprennent normalement des blocs prismatiques de matière. sodé**** tries telle que du graphite, qui sont alignés verticalement et convenablement clavetés les uns aux autres pour pêcher peut di-
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plncement relatif entre les blocs; certains bloc' : 4.' canaux axiaux destinés à coopérer pour former les :" .:: .¯ ¯., @ tix.
En pratique, il n'est gas possible d'ê11nûner toyï, ilf v - re- latif entre les blocs par suite des variations ** * - -#,.--
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blocs de graphite sous l'effet de l'irradiation, et des mouvement' dus aux effets thermiques. Il est donc nécessaire d'assurer que les blocs coopèrent pour former des canaux en substance continus qui soient étanches au fluide sur toute leur longueur malgré un certain désalignement entre les blocs.
Suivant la présente invention, dans une structure de noyau de réacteur nucléaire du genre spécifie, les éléments modéra- teurs dans lesquels passent les canaux d'agent de refroidissement sont supportés bout à bout en substance en ligne par des joints * emboîtement, les faces d'extrémité coopérantes des éléments compor- tant chacune un évidement axial dans lequel une pièce d'assemblage est engagée, la pièce d'assemblage comportant deux saillies annu- laires circonférentielles qui présentent des surfaces d'appui por- tant contre des surfaces cylindriques coopérantes respectives des éléments dans les évidements afin de maintenir un joint étanche au fluide entre les faces coopérantes des éléments tout en permettant un déslignement limité entre eux.
Les surfaces d'appui des saillies annulaires peuvent être sphériques. En variante, si les pièces d'assemblage sont en gra- phite , les surfaces d'appui peuvent être cylindriques, un déplace- ment relatif entre les éléments étant absorbé dans ce cas par une déformation élastique des pièces d'assemblage.
L'élément modérateur inférieur dans une colonne neut avan- tageusement être claveté à une plaqua de support ou autre support analogue par une autre pièce d'assemblage qui s'étend dans un évide- ment axial ménagé à l'extrémité inférieure de l'élément, cette piè- ce d'assemblage comportant une saillie annulaire circonférentielle présentant une surface d'appui portant contre une surface cylindri- que coopérante de l'élément dans l'évidement, de manière à établir un joint étanche au fluide entre l'élément et la plaque ou autre support.
Afin de bien faire comprendre l'invention, une forme @tion appliquée à une structure de noyau pour un réact@@ au-
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clé&1re modéré au graphite et refroidi au gaz sers 4&sx'ite c1-a,.. à titre d'exemple, avec référence au dessin annexa d*s lequel les Fics. 1 et 2 sont des coupes verticales tr4nt4r.$ 4. la ttfae- ture de noyau, la Fis* 1 montrant deux éléments am&év&tmif . *4|a- cents emboîtas l'un dans l'autre et la PIS. 2 nontjraat (l*ilt af modérateur inférieur emboîté dans une plaque de support Le noyau lu1..m&m.e est une structure en substance eyljmb drique composée de blocs de graphite assemblée eu solennel veyt" cales.
Les blocs sont des prismes hexagonaux orientas v.rt1alent et, dans chaque couche, ils sont clavetdu les. une aux autre. pitil des joints bouvetés,
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Sur la Fig, 1, les bloc$ 1 de certaines ctlonnt. sont percés de canaux axiaux 2 qui coopèrent pour fermer des canujùjt 3 dans lesquels circule un gaz de refroidissement les bloc* de cha- cune dit ces colonnes étant supportés en ligne bout. à bout, Les tacts d'extrémité coopérantes des blocs 1, c'est-à-dire la face d'extré- mité supérieure 4 et la face d'extrémité inférieure 5 des blocs adjacents, sont chacune pourvues d'un évidement axial présentant un épaulement annulaire 6 et une surface d'appui cylindrique 7.
Les faces d'extrémité 5 sont tronconiques, comme le montrent les dessinai de manière à permettre un désalignement limité entre les blocs, qui peut être causé par exemple par des forces transversales agissant lors d'un tremblement de terre. Il est important d'assurer que, dans le cas d'un tel désalignement, les blocs ne se déplacent pas
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au point de détruire la continuité ou l'étanehéité au gaz du canal d'agent de refroidissement.
A cet effet, on prévoit entre des blocs.adjacents une pièce d'assemblage 8 oui s'enfonce dans les évidement$ opposes et
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repose sur l'épaule2nt 6 de l'évidement inférieur. La pièce d'as- samblage 8 a la forme d'une douille cylindrique, de préférence en matière modératrice telle que du graphite, dont le diamètre inté- rieur est égal à celui des canaux 2 et dont le diamètre extérieur
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, est égal ou légèrement inférieur à celui des éV1emnts ménagés U3 l
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.':''''':'1.dlS d 9 blocs.
La pièce d'assemblage est pourvue de deux s ï}",i*s Annulaires c1rcontérentiellcI 9 qui portent respectivement ,;,::.:t;;- les surfaces cylindriques coopérantes 7 des évidements, for- :- <>.1'':, ainsi un joint à emboîtement entre les extrémités des blocs 1 établissant en riie temps un joint étanche au gaz empêchant le gaz de S'ch8?Qr du canal d'agent de refroièlseJ:1et entre les faces' à'crrc.,;: des blocs. Une des deux ou les deux surfaces d' &p:tu1 forcées par les saillies annulaires 9 ont de préférence un contour sg:Âit:c et permettent ainsi aux blocs de N'incliner l'un par ranportd à l'autre sans placer la pièce d'assemblage 8 sous con. train te Les surfaces d'appui de la pièce d'assemblage peuvent %tre chacune formées par une garniture de Magnox encastrée dans une gorge ménagée dans la saillie 9.
Dans certains cas, cependant, les sail- lias 9 peuvent comporter des surfaces d'appui de forme cylindrique car dans ces cas un déplacement relatif entre les blocs est absorbé par une déformation élastique à' ces surfaces.
Sur la Fig. 2, la colonne de blocs est montée sur une plaque de support 10 cour le noyau, la plaque de support comportant des ouvertures Il en ligne avec les canaux d'agent de refroidisse- . ment 3. Le bloc inférieur 1 est emboîte dans la plaque de support 10 par une pièce d'assemblage en acier 12 qui est engagée dans un .évidement annulaire 13 ménagé dans la plaque de support, La pièce d'assemblage 12 comprend une douille cylindrique 14 qui s'enfonce
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dans un évid-ement cylindrique axial 15 4aénagé à l'extrémité inné- rieure dubloc 1, et une bride 16 qui repose sur la plaque de sup-
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port 10 et qui enserre la face d'extré,n1tÁ inférieure du bloc.
La surface extérieure de la douille 14 de la pièce d'assemblage 12 est pourvue d'une saillie annulaire circonférentielle 17 qui présente une surface d'appui portant contre la surface cylindrique coopérante de l'évidement 15 de manière à maintenir un joint étanche au gaz entre la plaque de support et le canal d'agent de refroidissement.
Cette surface d'appui peut être sphérique ou en variante cylindrique '
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Improvements to nuclear reactor core structures.
The present invention relates to structures. cores of nuclear reactors of the kind comprising moderating elements assembled in vertical columns, some columns at least containing vertical channels of coolant which pass right through the core.
The moderating elements of these core structures normally include prismatic blocks of material. soda **** sorted such as graphite, which are aligned vertically and suitably keyed to each other for fishing can di-
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relative placement between the blocks; some block ': 4.' axial channels intended to cooperate to form the: ". :: .¯ ¯., @ tix.
In practice, it is not possible to limit toyi, itf v - relative between the blocks due to the variations ** * - - #, .--
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graphite blocks under the effect of irradiation, and of movements due to thermal effects. It is therefore necessary to ensure that the blocks cooperate to form substantially continuous channels which are fluid-tight over their entire length despite a certain misalignment between the blocks.
According to the present invention, in a nuclear reactor core structure of the kind specified, the moderating elements through which the coolant channels pass are supported end to end substantially in line by interlocking joints, the sides of co-operating end of the elements each comprising an axial recess in which an assembly part is engaged, the assembly part comprising two circumferential annular projections which have bearing surfaces bearing against respective co-operating cylindrical surfaces elements in the recesses in order to maintain a fluid-tight seal between the cooperating faces of the elements while allowing limited misalignment between them.
The bearing surfaces of the annular projections can be spherical. As a variant, if the assembly parts are in graphite, the bearing surfaces can be cylindrical, a relative displacement between the elements being absorbed in this case by an elastic deformation of the assembly parts.
The lower moderator element in a column can advantageously be keyed to a support plate or other similar support by another assembly part which extends in an axial recess formed at the lower end of the element. , this assembly part comprising a circumferential annular projection having a bearing surface bearing against a cooperating cylindrical surface of the element in the recess, so as to establish a fluid-tight seal between the element and the plate or other support.
In order to better understand the invention, a form @tion applied to a core structure for a react @@ au-
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key & 1st moderated with graphite and gas cooled is used 4 & sx'ite c1-a, .. by way of example, with reference to the appended drawing of which the Fics. 1 and 2 are vertical cross-sections tr4nt4r. $ 4. the nucleus tetfae- ture, the Fis * 1 showing two possible elements. * 4 | a- cents fit into each other and the PIS. 2 nontjraat (the ilt af lower moderator nested in a support plate. The lu1..m & m.e core is a substantially eyljmb drique structure composed of graphite blocks assembled with solemn veyt "wedges.
The blocks are hexagonal prisms oriented v.rt1alent and, in each layer, they are clavetdu les. one to another. pitil of crooked joints,
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In Fig, 1, the blocks $ 1 of some sides. are pierced with axial channels 2 which cooperate to close canujùjt 3 in which a cooling gas circulates the blocks * of each said these columns being supported in end line. The cooperating end contacts of the blocks 1, that is to say the upper end face 4 and the lower end face 5 of the adjacent blocks, are each provided with an axial recess having an annular shoulder 6 and a cylindrical bearing surface 7.
The end faces 5 are frustoconical, as shown in the drawings so as to allow limited misalignment between the blocks, which can be caused for example by transverse forces acting during an earthquake. It is important to ensure that, in the event of such misalignment, the blocks do not move
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to the point of destroying the continuity or gas resistance of the coolant channel.
For this purpose, an assembly part 8 is provided between the adjoining blocs.It sinks into the opposing recesses $ and
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rests on the shoulder2nt 6 of the lower recess. The assembly part 8 has the shape of a cylindrical bush, preferably of moderating material such as graphite, the inside diameter of which is equal to that of the channels 2 and of which the outside diameter
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, is equal to or slightly less than that of the U3 l
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. ':' '' '': '1.dlS d 9 blocks.
The assembly part is provided with two s ï} ", i * s Annular c1rcontérentiellcI 9 which respectively bear,;, ::.: T ;; - the cooperating cylindrical surfaces 7 of the recesses, for-: - <>. 1 '':, thus an interlocking joint between the ends of the blocks 1 establishing at riie time a gas-tight seal preventing gas from S'ch8? Qr from the coolant channel: 1 and between the faces' à'crrc. ,;: blocks. One or both of the surfaces of & p: tu1 forced by the annular protrusions 9 preferably have an outline sg: Âit: c and thus allow the blocks of N'to tilt one by ranportd to l The other without placing the assembly part 8 under a cone The bearing surfaces of the assembly part can each be formed by a Magnox liner embedded in a groove made in the projection 9.
In some cases, however, the projections 9 may have cylindrically shaped bearing surfaces since in these cases relative displacement between the blocks is absorbed by elastic deformation at these surfaces.
In Fig. 2, the column of blocks is mounted on a support plate 10 in the core, the support plate having openings II in line with the coolant channels. ment 3. The lower block 1 is fitted into the support plate 10 by a steel assembly part 12 which is engaged in an annular recess 13 formed in the support plate. The assembly part 12 comprises a cylindrical sleeve 14 sinking
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in an axial cylindrical recess 15 provided at the innermost end of the block 1, and a flange 16 which rests on the support plate.
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port 10 and which encloses the end face, n1tÁ lower block.
The outer surface of the sleeve 14 of the assembly part 12 is provided with a circumferential annular projection 17 which has a bearing surface bearing against the cooperating cylindrical surface of the recess 15 so as to maintain a gas-tight seal. between the backing plate and the coolant channel.
This bearing surface can be spherical or in a cylindrical variant.