CH617526A5 - - Google Patents

Description

L'invention concerne un réacteur nucléaire.

Un réacteur nucléaire courant comporte une cuve de réacteur, une tête de cuve de réacteur engagée sur cette cuve de façon à en réaliser la fermeture étanche, et des structures internes de réacteur qui supportent un cœur nucléaire intérieur à la cuve et alignent et guident les composants du réacteur, l'instrumentation et le courant de caloporteur. Dans nombre de réacteurs les organes internes comportent un cylindre de cœur supporté depuis la cuve, cylindre qui entoure radialement le cœur et est fixé à une structure de support inférieur de cœur. De façon similaire, une structure de support supérieure de cœur, supportée par la cuve de réacteur et/ou la tête de cuve de réacteur, est positionnée au-dessus du cœur de réacteur pour aligner les composants du cœur, guider et positionner l'instrumentation, et fournir un support supérieur aux composants du cœur, minimisant ainsi tous mouvements indésirables vers le haut. Des tolérances serrées doivent être conservées entre les différents composants d'un réacteur pour assurer, par exemple, l'alignement latéral correct et la stabilité latérale et à la torsion, afin de minimiser les efforts indésirables sur les composants tels que la structure de support supérieure. Dans l'art antérieur, les fonctions correspondantes ont été assurées de façon courante par plusieurs axes fixés à une bride du cylindre de cœur, chacun de ces axes entrant en contact vers le haut, à la fois avec des ouvertures alignées de la structure de support supérieure et de la tête de réacteur, et entrant en contact vers le bas, avec la cuve de réacteur.

Cet agencement d'axes, tout en procurant l'alignement lorsque le réacteur est complètement assemblé, ne procure pas un tel alignement pendant les démontages pour entretien ou renouvellement du combustible. Sur beaucoup de réacteurs les opérations d'entretien ou de renouvellement de combustible débutent par l'enlèvement successif de la tête de cuve puis de la structure de support supérieure de cœur, rendant ainsi le cœur accessible. Les projets de réacteurs plus avancés, cependant, prévoient l'enlèvement simultané de la tête de cuve et de la structure de support supérieure. Le type de réacteur correspondant est décrit dans le brevet américain no. 3 836 429, au nom de Erling Frisch et autres. Avec un tel réacteur, on peut voir que l'agencement d'axes de l'art antérieur ne procure aucune stabilité latérale ou à la torsion entre la tête de cuve et la structure de support supérieure pendant cet enlèvement simultané, car les axes demeurent dans le cylindre de cœur. Ce défaut pourrait conduire à une action indésirable de balancement ou de pendule pendant le mouvement de la tête de cuve et de la structure supérieure de support, aussi bien qu'à un désalignement et à des efforts accrus lorsque ces structures sont retirées de la cuve.

L'invention a, en conséquence, pour but principal de créer un agencement relativement économique qui puisse maintenir l'alignement et la stabilité relatifs de ces composants non seulement pendant la marche du réacteur, mais aussi pendant un désassemblage et qui n'ajoute aucune étape ou aucune durée supplémentaire au processus de démontage.

L'invention concerne à cet effet un réacteur nucléaire tel qu'il est défini par la revendication 1.

Lorsque la tête de cuve et la structure de support supérieure sont levées simultanément, un prolongement de la structure d'alignement supérieure maintient l'engagement avec un passage de clavette de la tête de cuve, assurant ainsi l'alignement et la stabilité, latéraux et de torsion entre la structure de support supérieure et la tête de cuve.

Pour réassembler le réacteur, la structure de support supérieure et la tête de cuve sont simultanément abaissées de façon qu'une ouverture de la structure d'alignement supérieure soit engagée sur l'extension supérieure de la structure d'alignement inférieure. Une pluralité de structures d'alignement peuvent être utilisées le long de la circonférence de la cuve de réacteur.

L'agencement de l'invention facilite aussi l'enlèvement du cylindre de cœur de la cuve de réacteur. Dans de telles conditions, l'alignement sur réassemblage est assuré par réengagement de l'extension inférieure d'en dessous de la bride du cylindre de cœur avec la rainure ou chemin de passage de clavette de la cuve de réacteur.

L'invention sera plus aisément comprise à la lecture de la description suivante de formes de réalisation non limitatives, en référence au dessin annexé sur lequel:

- la fig. 1 est une coupe verticale schématique, d'un réacteur nucléaire courant avec lequel l'invention peut être utilisée;

- la fig. 2 est une coupe schématique agrandie de la partie de la fig. 1 entourée d'une ligne à traits interrompus, représentant additionnellement une forme de réalisation de l'invention;

- la fig. 2a est une coupe verticale illustrant une partie d'une autre forme de réalisation selon l'invention;

- la fig. 3 est une vue représentant en élévation un détail additionnel d'une forme de réalisation selon l'invention;

- la fig. 4 est une coupe verticale faite selon la ligne IV-IV de la fig. 3;

- la fig. 5 est une coupe selon la ligne V-V de la fig. 4; et,

- la fig. 6 est une vue prise selon la ligne VI-VI de la fig. 3.

En se reportant maintenant à la fig. 1, il y est représenté une cuve courante de réacteur nucléaire 10 et ses structures internes. Pendant la marche de l'installation nucléaire, la cuve 10 est fermée de façon étanche par une tête de fermeture 12. Supporté depuis une bride de cuve 14 se trouve un cylindre de cœur 16 fixé à son extrémité inférieure à une plaque de support 18. Le cylindre de cœur 16 entoure radialement un cœur 20, dont le poids est transmis par la plaque de support 18 et le s

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cylindre de cœur 16, ce dernier comportant une bride de cylindre de cœur 22 reposant sur la bride de cuve 14.

Le cœur 20 comporte une pluralité d'assemblages combustibles nucléaires 24 qui sont retenus contre un mouvement ascendant qui pourrait leur être imparti par le courant d'un caloporteur de réacteur traversant le cœur, par une structure de support supérieure 26. La structure de support supérieure représentée comporte une plaque supérieure de cœur 28, une plaque de support supérieure 30, des colonnes de support 32, et des tubes de guidage d'éléments de barre de contrôle 34. La structure de support supérieure 26 sert à maintenir vers le bas et à orienter latéralement les assemblages combustibles 24, et est supportée, de façon courante, à travers la plaque de support supérieure 30 entre le cylindre de cœur 16 et la tête de cuve 12. Des moyens élastiques tel qu'un ressort circonféren-tiel 36 sont interposés, de façon courante, entre ces composants. Il est d'une importance primordiale que tous les composants décrits ci-dessus soient positionnés sous d'étroites limites de tolérance.

La description fondamentale précédente donne une meilleure compréhension de l'invention, qui crée un appareil d'alignement latéral et à la torsion et de maintien de la stabilité de cet alignement, entre la cuve 10, le cylindre de cœur 16, la structure de support supérieure 26, et la tête de réacteur 12 pendant l'assemblage et aussi pendant le désassemblage du réacteur. Un mode de réalisation selon l'invention est illustré à la fig. 2, qui représente un dispositif inférieur pour aligner latéralement la cuve 10, le cylindre de cœur 16 et la structure de support supérieure, ainsi qu'un dispositif supérieur pour aligner latéralement la structure de support supérieure 26 et la tête de cuve 12. Le dispositif supérieur d'alignement assure que la stabilité entre la tête de cuve 12 et la structure de support supérieure 26 est maintenue lorsque ces deux composants sont levés simultanément d'une façon telle que par des colonnes 38 (fig. 1). Le poids de la structure de support supérieure 26 est tranféré par les colonnes 38 à la tête de cuve 12 pendant le levage; l'assemblage entier de la structure supérieure de support et de la tête de cuve est levé hors d'attache avec la cuve (non représenté au dessin).

Le dispositif inférieur d'alignement tel que représenté à la fig. 2 comporte une pièce allongée 50, fixée à la bride du cylindre de cœur 22, et qui s'engage en l'épousant dans un passage de clavette, ou une ouverture, ou une rainure 52 de la cuve de réacteur 10. De façon similaire, la pièce allongée 50 s'engage dans une autre ouverture, ou rainure, ou passage de clavette 54 de la structure de support supérieure 26. Dans la forme de réalisation représentée à la fig. 2, la partie 50a de la pièce allongée 50, dépassant du dessus de la bride du cylindre de cœur 22, s'engage directement en contact avec le dispositif d'alignement supérieur, examiné ci-dessous. Bien qu'une telle orientation soit préférable, il est sous-entendu que la partie 50a de la pièce allongée pourrait de façon similaire, s'engager directement en contact avec la structure de support supérieure 26. Suivant cette dernière orientation, les dispositifs d'alignement, supérieur et inférieur, devraient se trouver en des positions circonférentielles différentes autour de la cuve. II est aussi sous-entendu que, bien qu'un seul appareil d'alignement ait été représenté, une pluralité d'appareils identiques pourraient être placés de façon espacée autour de la circonférence de

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la cuve 10. De préférence, quatre appareils d'alignement peuvent être espacés autour de cette circonférence de la cuve 10 suivant des intervalles angulaires de quatre vingt dix degrés. De plus, bien qu'une rainure 52, par exemple, soit représentée sur la fig. 2 comme étant en position dans la paroi de la cuve, elle peut être constituée avec effet similaire par une saignée 52a comme représenté sur la fig. 2a ainsi que sur la fig. 3.

Cette orientation, également préférentielle, permet la dilatation thermique en situation de marche.

En se reportant de nouveau à la fig. 2, le dispositif supérieur d'alignement représenté comporte une pièce allongée 56, fixée à la structure de support supérieure 26 et qui s'engage, en l'épousant, en contact avec un passage de clavette fermé ou ouvert à l'une de ses extrémités, ou avec une rainure 58, pratiqués dans la tête de cuve 12. Ce dispositif comprend de plus l'ouverture ou le passage de clavette 54, dimensionnés pour s'engager, en l'épousant, au contact de la pièce allongée 50. Comme expliqué ci-dessus, l'ouverture 54 peut aussi être pratiquée directement dans la structure supérieure de support 26.

Lors de l'assemblage du réacteur, on peut voir que la pièce allongée 50 fixée au cylindre de cœur 16 s'engagera en contact avec la rainure de cuve 52 aussi bien qu'avec la rainure 54 de la structure de support supérieure, alignant ainsi ces trois composants. Cette structure de support supérieure 26 s'aligne aussi avec la tête de cuve 12 par le prolongement de la pièce allongée 56. Pendant le désassemblage du réacteur, de même que pour l'entretien ou le rechargement en combustible de ce réacteur, la tête de cuve 12 et la structure supérieure de support 26 peuvent être levées séparément ou simultanément.

Dans ce dernier cas, la pièce allongée 56 maintient la stabilité latérale et à la torsion entre la tête de cuve et la structure de support supérieure pendant tout son enlèvement du réacteur. De même, si désiré, le cylindre de cœur 16 peut être retiré de la cuve 10.

Les fig. 3 à 6 représentent des détails d'une structure préférentielle de l'invention. La fig. 4 représente la fixation de la pièce allongée 56 sur la structure supérieure de support 26, et, de la pièce allongée 50 sur la bride 22 du cylindre de cœur. Ces deux fixations comprennent des vis à tête de forme 70 et des prisonniers 72. La forme préférentielle de la partie supérieure dépassante 50a de la pièce allongée 50 est mieux représentée à la fig. 5, étant pratiquement rectangulaire avec des angles de bord abattus. La forme préférentielle de la partie inférieure de la pièce allongée 50 et de la pièce allongée 56 est mieux représentée aux fig. 3 et 6. Ces pièces allongées ou prolongements sont de préférence de section circulaire à leur extrémité, s'évasant en une section rectangulaire ou carrée. Les bords abattus ou s'évasant 74 le sont de préférence suivant un angle de 30° avec la verticale, et le jeu entre la partie supérieure dépassante 50a et l'ouverture 54 (fig. 4), désigné par la référence 76, est, de préférence compris entre 0,737 et 0,914 mm afin d'assurer un alignement correct entre le cœur 20, supporté par le cylindre de cœur 16 et la structure supérieure de support 26.

En conséquence, il a été décrit ci-dessus un appareil pour maintenir l'alignement entre les composants de réacteur pendant la marche de ce réacteur aussi bien que pendant son désassemblage.

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Claims (4)

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1. Réacteur nucléaire du type ayant une cuve de réacteur, une tête de cuve de réacteur supportée au sommet de cette cuve par un cylindre de cœur comportant une bride supportée intérieurement par cette cuve, et une structure de support supérieure supportée entre cette bride du cylindre de cœur et la tête de cuve de réacteur pour aligner latéralement la tête, la cuve, la bride et la structure de support, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif inférieur à clavette (50) pour s igner la bride (22), la structure de support (26) et la cuve ( 10), et un dispositif supérieur à clavette (56) pour aligner latéralement la structure de support (26) et la tête de cuve (12) et maintenir cet alignement pendant leur enlèvement simultané du cylindre de cœur (16) et de la cuve (10).

2. Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif inférieur d'alignement à clavette (50) est une pièce présentant un prolongement dirigé vers le bas, fixé de façon permanente à la bride (22), et que le dispositif supérieur à clavette (56) est une pièce ayant un prolongement dirigé vers le haut, fixé à la structure de support supérieure (26), et s'en-gageant de façon à l'épouser avec la tête de cuve (12).

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REVENDICATIONS

3. Réacteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le dispositif inférieur d'alignement à clavette (50) est une pièce avec des prolongements se projetant vers le bas et vers le haut, cette pièce étant fixée à la bride (22) et s'engageant, de façon à l'épouser, avec la cuve (10) au-dessous de cette bride (22) et s'engageant, aussi de façon à l'épouser, avec la structure supérieure de support (26) au-dessus de la bride (22).

4. Réacteur suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que le dispositif inférieur d'alignement à clavette (50) s'engage, de façon à l'épouser, avec le dispositif supérieur d'alignement à clavette (56).