EP0408725A1 - Auxiliary volumetric and chemical controlling circuit for the primary circuit of a pressurized water nuclear reactor - Google Patents

Auxiliary volumetric and chemical controlling circuit for the primary circuit of a pressurized water nuclear reactor

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Publication number
EP0408725A1
EP0408725A1 EP90902794A EP90902794A EP0408725A1 EP 0408725 A1 EP0408725 A1 EP 0408725A1 EP 90902794 A EP90902794 A EP 90902794A EP 90902794 A EP90902794 A EP 90902794A EP 0408725 A1 EP0408725 A1 EP 0408725A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
tank
primary
pipe
auxiliary circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90902794A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Didier Costes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP0408725A1 publication Critical patent/EP0408725A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C7/00—Control of nuclear reaction
    • G21C7/06—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section
    • G21C7/22—Control of nuclear reaction by application of neutron-absorbing material, i.e. material with absorption cross-section very much in excess of reflection cross-section by displacement of a fluid or fluent neutron-absorbing material, e.g. by adding neutron-absorbing material to the coolant
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00—Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/18—Emergency cooling arrangements; Removing shut-down heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention relates to an auxiliary control circuit for light and chemical control designed to be connected to the primary circuit of a pressurized water nuclear reactor and to act as an expansion vessel.
  • the primary circuit of such a reactor comprises a tank in which the reactor core is placed, as well as several loops each containing a steam generator and a circulation pump.
  • the water in the primary circuit passes through the core, where it is heated to a temperature generally close to 328 ° C. It then passes through the steam generators, in which it is cooled to a temperature generally close to 293 ° C., then the circulation pumps, before returning to the reactor vessel.
  • This primary circuit is usually associated with a complex set of auxiliary circuits.
  • This set includes in particular a pressurizer circuit, a volumetric and chemical control circuit RCV and RIS safety injection circuits.
  • the function of the pressurizer is to impose a pressure, for example close to 155 bars (15.5 MPa), on the primary circuit at the outlet of the core. To this end, the primary water is electrically heated there to ensure the formation of a volume of vapor.
  • the pressurizer is further provided with relief valves for limiting the pressure.
  • the discharged steam ends up in a balloon or discharge tank of the RDP pressurizer provided with a cooling circuit and a rupture disc to limit the pressure. If the disc ruptures, water vapor from the primary circuit, possibly charged with fis- sion, spreads in the containment. Under normal conditions, the condensate is sent to a TEP recoverable effluent treatment plant.
  • the RCV circuit usually placed ⁇ with the TEP installation, in a large "nuclear auxiliary" building separate from the reactor enclosure, processes a small part of the flow of water circulating in the primary circuit.
  • This circuit includes in particular filters and resins making it possible to eliminate from the primary water corrosion products, radioactive in the core, as well as dissolved solid fission products, having diffused fuel. It also makes it possible to eliminate, by reservoir skies (under 2 bars of hydrogen), dissolved gaseous fission products (xenon, krypton) and nitrogen residues capable of forming nitric acid which is corrosive during of the radiolytic breakdown of water in the heart.
  • the RCV circuit also has the function of limiting the tritium content of the primary water, by means of a low purge flow to the environment of hydrogen and tritiated water. It also makes it possible to maintain a suitable pH by the addition of lithium enriched in lithium 7 and an excess of hydrogen ions by the addition of ammonia or hydrazine.
  • the RCV circuit also regulates the boron content of the primary water. This adjustment is made by adding boric acid (with very low action on the pH) or deboration in evaporators of the TEP reusable effluent treatment installation.
  • the RCV circuit provides volumetric compensation of the primary circuit, the specific mass of the water in this circuit passing for example from 990 kg / m 'at 45 ° C to 690 kg / m 3 at 310 ° C in a reactor of 1300 MWe containing 380 m 3 of water, which requires evacuation 114 tonnes of water for heating and its return to cooling.
  • RCV is reinjected into the primary circuit by means of charge pumps, in particular by means of water dams at the joints of the circulation pumps of the primary circuit.
  • the RIS circuits make it possible, in the event of a breach in the primary wall, to inject borated water either from storage tanks under nitrogen pressure, or from low pressure tanks, generally outside the 'enclosure, through injection pumps. When these tanks are emptied, the injection circuits are put into suction on the excess water present in the enclosure, recovered in sumps and cooled on exchangers by an auxiliary RRI intermediate cooling circuit, itself cooled on exchangers by an external raw water circuit.
  • These three combined circuits require powerful pumps which receive their electrical energy either from the network or from diesel generators. Several pumps and several diesel generators must be provided to avoid possible unavailability.
  • a reserve of borated water can be placed inside the confinement enclosure, above the level of the nuclear core, that is to say in high-pressure tanks capable of pouring into the primary circuit as soon as when the heart is in danger of being dried up and before balancing the pressure between the primary circuit and the enclosure, either in a low-pressure tank which can only flow to the heart when the balancing has been carried out of the breach.
  • the tanks added to the primary circuit find their utility in the event of a primary accident, in particular for at least partially replacing the accumulators under nitrogen pressure and the injection pumps of the RIS circuits. .
  • the fact of eliminating nitrogen is interesting for safety because the nitrogen likely to be injected in the primary circuit is found at the high points of this one and then breaks the natural circulation.
  • replacing the RIS circuit pumps with passive systems can obviously improve the overall reliability of safety systems in the event of primary breaches.
  • Such tanks also have utility in normal operation, by reducing the strain associated with the discharge of the pressurizer and by participating in the cooling of the reactor and in keeping it stopped. However, they do not participate in the functions of the RCV circuit previously described.
  • the subject of the invention is precisely an auxiliary volumetric and chemical control circuit providing
  • an auxiliary circuit of volumetric and chemical control capable of being connected to a primary circuit of a pressurized water nuclear reactor containing primary water, this auxiliary circuit comprising means of removal of water from the primary circuit, means for purifying this water and adjusting its boric acid and hydrogen content, and adjustable m ⁇ yervs for reinjecting water into the primary circuit, characterized by the fact that at least one water-steam tank is placed in the auxiliary circuit, downstream of the withdrawal means, these comprising means for adjusting the flow rate of primary water inlet into the tank, which provide relaxation of water at its saturated vapor pressure, in the tank, all of the means for adjusting the inlet and outlet flow rates allowing control of the volume of water present in the tank and, consequently, of the volume d water u in the primary circuit.
  • the water is in quantity imposed in the tank and a saturated vapor sky is formed above it, at a temperature can be little lower than the minimum temperature of the water in the circuit primary, for example 290.5 ° C.
  • the pressure can be relatively high (7.5 MPa for 290.5 ° C) while remaining significantly lower than that of the primary circuit (15.5 MPa at the pressurizer ).
  • the reservoir constitutes a high pressure safety reserve comparable to that described above. As we will see, it allows volumetric compensation linked to the dilatation of water in the primary circuit, as well as the chemical treatment of water.
  • the means for sampling and adjusting the flow rate entering the tank are then essentially regulators associated with jet pumps or ejectors, which allow the reintroduction into the tank of certain flow rates withdrawn for purification purposes.
  • the reinjection means are constituted by the usual charge pumps, adjustable in flow rate. It should be noted that the auxiliary circuit according to
  • the invention which relates to the relatively high pressure parts of the primary circuit, is preferably coupled to the use of a large reserve of water inside the enclosure and situated above the level of the tank, in accordance à The description given in LE Conway's communication cited above.
  • the auxiliary circuit according to the invention which has just been given that by imposing the amount of water present in the tank and without water exchange with the outside, the amount of water can be adjusted. 'water in the primary circuit, that is to say maintain the free level of the pressurizer.
  • the tank can receive 110 tonnes of water when the temperature rises, without any purging to the outside and, conversely, return them during cooling without being have to provide fresh water as is the case in current circuits.
  • the tank can also be used for partial draining necessary to open the cover of the tank.
  • the water-vapor tank of the auxiliary circuit according to the invention is connected to the primary circuit by a pipe of relatively large diameter provided with a valve, to ensure a powerful injection of borated water into the primary circuit, in the event of a breach. It is possible to interpose on this pipe an additional tank containing a boric acid concentrate, to ensure the required anti-neutron reactivity.
  • the auxiliary circuit according to the invention also makes it possible to ensure the regulation of the gases dissolved in the primary water while remaining at the general level of pressure of the water-steam tank and without using the hydrogen skies of external tanks.
  • the decreasing flow of vapor is enriched in gas until it becomes a practically pure gas at the top of the column, while the liquid formed, more and more enriched in gas upwards, becomes poorer. descending and falls partially degassed into the tank.
  • the upper chamber of the degasser is connected to a hydrogen separator such as a permeator comprising a selective membrane which practically lets through only hydrogen.
  • a hydrogen separator such as a permeator comprising a selective membrane which practically lets through only hydrogen.
  • the latter which appears in the low pressure chamber of the permeator, is aspirated by one of the jet pumps serving the introduction of water into the reservoir.
  • the gases to be eliminated, which are concentrated in the high pressure chamber of the permeator, can then be stored to ensure their radioactive decay, before discharging them into the atmosphere through a purge chimney.
  • the auxiliary circuit according to the invention can also at least partially ensuring the purification of primary water, vis-à-vis radioactive dissolved solids, remaining at the general pressure level of the water-vapor reservoir.
  • part of the water in the tank can be cooled to around 50 ° C in a recovery exchanger, introduced into a half resin regenerator, saturated with boron, then returned after reheating either to the tank by the intermediate of one of the jet pumps used for the introduction of primary water into the tank, or in the primary circuit via a charge pump, the entire installation being placed at the inside the reactor enclosure.
  • the auxiliary circuit according to the invention can also be used to ensure at least partially the adjustment of the boron content in the primary circuit, with respect to the daily variations in power imposed by the electrical network, in remaining at the general pressure level of the water-steam tank.
  • the tank then serves as a distiller, from which the outlet flow is taken either from the liquid in the lower part or from the vapor in the upper part.
  • the vapor thus withdrawn is slightly compressed by one of the jet pumps supplying the reservoir, so as to be able to condense in an exchanger submerged in the lower part.
  • the liquid water obtained, very charged with gas flows at the top in the vapor, where it largely gives up these gases and then leaves the tank.
  • the liquid water contained in the tank is enriched with boron from the primary circuit, while the latter, correlatively, becomes depleted in boron.
  • a withdrawal of liquid in the lower part of the tank makes it possible to gradually return to the equality of contents between the liquid water contained in the tank and the water contained in the primary product.
  • the auxiliary circuit according to the invention also has the advantage of making it possible to use the water-vapor reservoir as a discharge tank for the RDP pressurizer.
  • the vapor discharge pipe of the pressurizer opens into a bubbler placed in a lower zone of the water-steam tank.
  • This arrangement allows the recovery of the released vapor without requiring its treatment and external purification as it was rule before.
  • the purge operations necessary to limit the gas concentration in the pressurizer vapor are therefore facilitated.
  • the reservoir can be dimensioned to allow complete discharge of the pressurizer until the pressures in the primary circuit are equalized, without any discharge into the enclosure by rupture of the disc, as may be the case according to the prior art.
  • the various pipes connecting the water-steam tank of the auxiliary circuit according to the invention to the primary circuit which preferably incorporate an exchanger for cooling the water withdrawn from the circuit.
  • auxiliary can of course be used at least partially for the cooling function when the reactor is stopped.
  • a purge to the outside can be provided at the base of the tank, to eliminate the deposited bodies and Let escape every day a few cubic meters of primary water, by means of the reinjection of new water, in order to limit Accumulation tritium in the form of tritiated water.
  • Reference 10 designates the vessel of a pressurized water nuclear reactor.
  • This tank contains the core 12 of the reactor.
  • Several primary loops are connected to this tank, only one of which is shown in the figure, and which constitute with tank 10 The primary reactor circuit.
  • Each of the loops of the primary circuit includes a line 14 connecting the tank 10 to a steam generator 16, a line 18 connecting the steam generator 16 to a primary pump 20 and a channel 22 through which the water from the primary circuit is discharged by the pump 20 into the tank 10.
  • the primary water is heated by the core 12 to a temperature close to, for example, 328 ° C.
  • This primary water is cooled in the steam generator 16, which it leaves at a temperature in the region of 293 ° C.
  • the primary circuit of the reactor also comprises, in a known manner, a pressurizer 24 connected to the pipe 14 of one of the loops of the circuit.
  • An electric heating device 26 placed in the pressurizer 24 makes it possible to form a volume of vapor inside the latter.
  • the primary water contained in the circuit is thus pressurized.
  • a suction manifold 28 placed in this volume of steam is connected to the pipe 22 by a pipe 30 controlled by a valve 32, in order to allow a reduction in the pressure when necessary.
  • the circuit of the pres ⁇ suriser 24 thus makes it possible to establish and control the pressure prevailing in the primary circuit, the value of this pressure generally being approximately 15.5 MPa corresponding to a temperature at the pressurizer of 345 ° C.
  • the reactor vessel 10 and all of the loops forming with it the primary circuit are placed inside a confinement enclosure one of the walls of which is shown diagrammatically at 34 on the figure.
  • an auxiliary circuit of volumetric and chemical control of original design located essentially inside L'en- reactor containment, is associated with the primary reactor circuit.
  • This auxiliary circuit comprises one or more water-steam tanks 36.
  • a tank 36 can in particular be associated with each loop of the primary circuit.
  • This or these reservoirs 36 are supplied with water taken from the primary circuit by a sampling pipe 38, which is connected to the pipe 18 of one of the loops of the primary circuit, between the steam generator 16 and the circulation pump 20 of this loop.
  • the sampling line 38 is connected to each of the tanks 36 by a set of incoror ejectors to jet pumps such as the pumps 40a, 40b and 40c in the figure.
  • the supply of each of these jet pumps is controlled by a valve 42a, 42b and 42c respectively.
  • the number of jet pumps is chosen so as to make it possible to control the inlet flow rate of the tanks 36 by opening a more or less large number of valves such as 42a, 42b and 42c, each of the jet pumps preferably operating at full jet flow.
  • the ejectors incorporated in the jet pumps have the effect of relaxing the water taken from the primary circuit to its saturated vapor pressure, which leads to the formation of a sky of saturated vapor above the liquid water in the reservoir 36.
  • the temperature of the water taken from line 18 is around 293 ° C for a pressure of 15.1 MPa
  • the temperature in the tank can be established at around 290.5 ° C for a saturated pressure 7.5 MPa.
  • the auxiliary circuit according to the invention also comprises a line 44 for reinjection of The water in the primary circuit, in which are placed one or more charge pumps 46.
  • this pipe can be supplied by several branches at different levels in each of the tanks 36 and it is connected to one of the loops of the primary circuit, for example by means of water dams at the joints of the circulation pumps 20, in the traditional way.
  • the valves 42a, 42b and 42c associated with the jet pumps 40a, 40b and 40c, as well as the charge pump 46 constitute flow control means making it possible to control at will The volume of water present in each of the tanks 36 and, consequently, the volume of water contained in the primary circuit of the reactor.
  • a safety pipe 48 connects the bottom of each of the tanks 36 to the pipes 22 of the primary circuit, downstream of the primary pumps 20.
  • a valve 50 is placed in this pipe 48, at the bottom of the tank 36. This valve, normally closed, opens automatically when the pressure in the circuit primary drops below the pressure in the tank. In the event of a breach in the primary circuit, a powerful injection of water is thus carried out.
  • an additional reservoir 52 is advantageously provided containing a concentrate of boric water.
  • the safety line 48 opens into the bottom of the additional tank 52, in which the valve 50 is provided.
  • a second valve 54 is placed between the tank 36 and the tank 52 so as to protect itself of water mixtures in normal operation between the tanks 36 and 52. The two valves open simultaneously when there appears, in the pipe 48, a pressure lower than that prevailing in the tank 36.
  • a degasser such as a distillation column 56, which is placed at the top of the water-steam tank.
  • This distillation column 56 preferably of the plate or granular bed type, is cooled for example to 20 ° C. in its upper chamber 56a, by an external cooling device 58.
  • a mixture of gases is obtained, the total pressure of which is equal to that prevailing in the tank 36, with a high predominance of hydrogen and containing traces of nitrogen and radioactive gases such as xenon. and krypton.
  • This mixture is taken up by a tube 60 emerging in the upper chamber of the distillation column 56 and descending below the latter, inside the tank 36 to ensure heating of the gases, for example to around 290 ° C.
  • the gas mixture is then conveyed out of the reservoir 36 through the tube 60 to a hydrogen separator 62 constituted for example by a selective membrane permeator of the pa L Ladi um-silver type, with very high selectivity, operating at around 250-300 ° C.
  • the separator 62 comprises a low pressure chamber 62a which is connected to one of the jet pumps 40a by which the water taken from the primary circuit by the pipe 38 is injected into the tank 36.
  • the residual gas is concentrated in a high pressure chamber 62b of the separator 62, which communicates with a storage tank 64 in which this gas is
  • the gas can be discharged into the atmosphere through a pipe 66 controlled by a valve 68 and connected to an external purge chimney 70.
  • the liquid water formed in the distillation column 56 becomes depleted in gas by redescending in this column and falls partially degassed in the tank 36.
  • one or more resin linkers 72 pre-saturated with boron are used so as not to act on the boron.
  • Each demineralizer 72 communicates with the Liquid phase of the water contained in the reservoir 36 by an outlet pipe 74 in which a cooler exchanger 76 is placed which has the effect of lowering the temperature of the water to a value close to, for example, 50 ° C. which corresponds to the usual operation of resins.
  • the pressure resistance of demineralization containers should be increased to 10 MPa for example, instead of 1 MPa in usual installations.
  • the purified liquid phase is reheated in a reheater exchanger 78 coupled to the cooler exchanger 76.
  • the outlet pipe 74 Downstream of the reheater exchanger 78, the outlet pipe 74 comprises a bifurcation of which a first branch supplies one of the jet pumps 40b through which the sampling line 38 supplies the reservoir 36.
  • a second branch of this bypass is connected directly to the line 44 by which the water is reinjected into the primary circuit, upstream of the charge pump 46.
  • a set of valves 80 and 82 placed in the two branches makes it possible to control the reinjection of the purified water either in the tank 36, or directly in the primary circuit.
  • At least one other semi-mineralizer 84 is also provided in the auxiliary circuit according to the invention.
  • This half nera L i seur 84 communicates with the Liquid phase of the water contained in the reservoir 36 by an outlet pipe 86 in which is placed a heat exchanger ref king di sseur 88 making it possible to lower the temperature of the water arriving in demineralizer 84 at a temperature of about 50 ° C.
  • This also makes it possible to use half nera li ers of conventional design for this function, the maximum pressure of which is simply increased.
  • the water applied in boron passes through a heat exchanger 90 coupled to the cooler exchanger 88. Downstream of the heat exchanger 89, the pipe 86 passes through a valve 90, before being connected to line 44 of reinjection of water into the primary circuit, upstream of the charge pump 46.
  • the variations in the boron content of the primary water can be obtained by a distillation system associated with the reservoir 36 containing the Liquid and its vapor.
  • the outlet flow rate is taken either from the liquid phase, which contains boron, or from the vapor phase which does not contain it, whence variations in the boron content in the tank and inverse variations in the primary circuit.
  • the output flow containing boron is, for example, that which passes through the half-nerenerizer 72 and the valve 82.
  • at least one 40c of the pumps is placed jet in the upper part of the reservoir 36 containing water in the vapor phase.
  • the jet pump 40c then drives this vapor into a condenser exchanger 92 which is immersed in the liquid phase of the water contained in the tank 36.
  • the vapor phase sucked in by the jet pump 40c is slightly compressed, so that it condenses in the condenser exchanger 92.
  • a degassing streamer 94 placed in the upper vapor phase of the tank 36.
  • the water in the liquid state coming in this trickle 94 being very charged with gas, it yields a large part of these gases in the steam in the trickle, the tank of which consequently receives distilled water, subject to certain quantities of dissolved body coming from the ejection water.
  • the distilled water thus collected in the tank of the streamer 94 is evacuated from the water-steam tank 36 by an outlet pipe 96 controlled by a valve 98 and connected to the pipe 44 for reinjecting water into the primary circuit. , upstream The pump 46.
  • the liquid water contained in the tank 36 is thus enriched with boron from the contributions of the primary circuit, while the latter is correspondingly depleted in boron.
  • Such distillation actions to be repeated very often, become too important as soon as the average boron content has greatly decreased during the operating period.
  • the water-steam tank 36 of the auxiliary circuit according to the invention is used in addition to the discharge tank of the RDP pres ⁇ suriser which is usually connected to the pressurizer discharge pipe.
  • the discharge pipe 100 connected in the usual way to the upper vapor phase of the pressurizer 24 and controlled by a valve 102, ends at its opposite end by a bubbler 104 placed in the lower zone of the water tank.
  • -vapor 36 that is to say in the Liquid phase of the water contained in this tank.
  • the reservoir according to the invention can be dimensioned to admit, if necessary, a total discharge of the pressurizer, the discharge valve 102 remaining open. voluntarily (to ensure a significant drop in primary pressure if necessary) or involuntarily (Three Mile Island accident).
  • the tank 36 contains for example 150 m 3 of liquid water and 20 m 3 of steam at 290.5 ° C, 7.5 MPa.
  • the average temperature of the water in the primary circuit is 311 ° C, which corresponds to a saturated vapor pressure of 10 MPa. It can be calculated that the total discharge of the pressurizer in the tank 36 makes it possible to achieve a pressure of less than 10 MPa.
  • the primary pressure can be rapidly lowered to 10 MPa by discharging the pressurizer, without any other particular precaution.
  • the discharge of the pressurizer can, of course, be actuated when it is desired to make the injection of water from the reservoir 36 into the primary circuit earlier in the event of a breach therein.
  • the above case corresponds to the supply of the reservoir 36 with primary water directly taken from the outlets 18 of the steam generators.
  • the primary water can be cooled from 290 °, 5 to 270 ° C corresponding to a pressure of 5.5 MPa in the tank.
  • the discharge of the pressurizer could however give rise, under the preceding conditions, to a maximum pressure slightly less than 10 MPa, taking into account the heat reserve contained in the entire primary circuit.
  • the auxiliary volumetric and chemical control circuit according to the invention finally comprises purge and make-up installations 110 situated outside the enclosure 34 and very simplified compared to the comparable installations existing in nuclear reactors. current pressurized water. These installations 110 communicate with the water-steam tank 36, at the base thereof, by a pipe 112 controlled by a valve 114. They also communicate with the additional tank 52 containing a boric water concentrate by a pipe 116 controlled by a valve 118. Finally, they communicate by pipes, not shown, with the half-heatsinks 72 and 84.
  • the line 112 and the valve 114 which it comprises constitute a purge circuit which makes it possible, on the one hand, to eliminate the bodies deposited in the bottom of the tank and, on the other hand, to allow a few m 3 to escape each day.
  • Primary Liquid and reinjecting New Water in order to Limit The accumulation of tritium in the primary circuit.
  • the installations 110 outside the reactor enclosure make it possible to treat the water purged as well as that obtained in the leakage recovery circuit, ensuring the corresponding reinjection of new water, controlling the boron concentration in the tank 52, and regenerating the deminerals. Readers 72 and 84 When the reactor stops.
  • the fact that a large part of the functions of the auxiliary circuit can be ensured inside the enclosure allows considerably limit the complexity of the size of these external installations 110, compared to current installations.
  • the auxiliary circuit according to the invention corresponds to a significant reduction in installation compared to the conventional volumetric and chemical control circuit and its associated installations, which currently occupy a building of very great importance.
  • the auxiliary circuit according to the invention is entirely enclosed in the security enclosure, with the minimum of connections to the outside, which has a clear advantage over possible external pollution.
  • the circuit essentially comprises a large tank whose size and operating pressure are lower, for example than that of the pressure body of a steam generator in a reactor with four generators. As the quantity of hot primary water contained in the confinement enclosure is increased, it may be necessary to increase the pressure-volume product thereof.
  • the economy compared to a conventional installation remains significant.

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Abstract

Le circuit de contrôle volumétrique et chimique associé au circuit primaire d'un réacteur nucléaire à eau sous pression est un vase d'expansion qui comprend au moins un réservoir eau-vapeur (36) relié au circuit primaire, en aval d'un générateur de vapeur (16), par une canalisation de prélèvement (38) et une canalisation de réinjection (44) équipée d'une pompe (46). La canalisation de prélèvement alimente plusieurs pompes à jet (40a, b, c) contrôlées par des vannes (42a, b, c) et débouchant dans le réservoir (36). L'action sur ces vannes et sur la pompe (46) permet de régler le volume d'eau dans le circuit primaire. Une canalisation (48) contrôlée par un clapet (50) permet une injection automatique dans le circuit primaire de l'eau contenue dans le réservoir (36), en cas de brèche dans le circuit primaire. Des circuits (56, 62, 72, 84) associés au réservoir (36) et actionnés par les pompes à jet permettent de réaliser l'épuration de l'eau et le réglage de sa teneur en acide borique. Le réservoir (36) sert également à la décharge du pressuriseur (16). L'ensemble est intégré dans l'enceinte de confinement.The volumetric and chemical control circuit associated with the primary circuit of a pressurized water nuclear reactor is an expansion vessel which includes at least one water-vapor tank (36) connected to the primary circuit, downstream of a generator. steam (16), by a sampling pipe (38) and a reinjection pipe (44) equipped with a pump (46). The sampling line supplies several jet pumps (40a, b, c) controlled by valves (42a, b, c) and opening into the reservoir (36). The action on these valves and on the pump (46) makes it possible to adjust the volume of water in the primary circuit. A pipe (48) controlled by a valve (50) allows automatic injection into the primary circuit of the water contained in the tank (36), in the event of a breach in the primary circuit. Circuits (56, 62, 72, 84) associated with the reservoir (36) and actuated by the jet pumps make it possible to purify the water and to regulate its boric acid content. The reservoir (36) also serves to discharge the pressurizer (16). The whole is integrated into the containment enclosure.

Description

CIRCUIT AUXILIAIRE DE CONTROLE VOLUMETRIQUE ET CHIMIQUE POUR LE CIRCUIT PRIMAIRE D'UN REACTEUR NUCLEAIRE A EAU SOUS PRESSION. AUXILIARY VOLUMETRIC AND CHEMICAL CONTROL CIRCUIT FOR THE PRIMARY CIRCUIT OF A PRESSURE WATER NUCLEAR REACTOR.
DESCRIPTIONDESCRIPTION
L'invention concerne un circuit auxi liaire de contrôle vo lumét ri que et chimique conçu pour être raccor¬ dé sur le circuit primaire d'un réacteur nucléaire à eau sous pression et jouer le rôle d'un vase d'expansion. Le circuit primaire d'un tel réacteur comporte une cuve dans laquelle est placé Le coeur du réacteur, ainsi que plusieurs boucles contenant chacune un généra¬ teur de vapeur et une pompe de circulation. L'eau du cir¬ cuit primaire traverse le coeur, où elle est réchauffée à une température généralement voisine de 328°C. Elle traverse ensuite les générateurs de vapeur, dans lesquels elle est refroidie à une température généralement voisine de 293°C, puis les pompes de circulation, avant de reve¬ nir dans la cuve du réacteur. A ce circuit primaire est habituellement asso¬ cié un ensemble complexe de circuits auxi liaires. Cet ensemble comprend notamment un circuit de pressuri seur, un circuit de contrôle volumétrique et chimique RCV et des circuits d'injection de sécurité RIS. Le pressuriseur a pour fonction d'imposer une pression, par exemple voisine de 155 bars (15,5 MPa), au circuit primaire à la sortie du coeur. A cet effet, L'eau primaire y est chauffée électriquement pour assurer La formation d'un volume de vapeur. Le pressuriseur est en outre muni de soupapes de décharge destinées à limiter la pression. La vapeur déchargée aboutit à un ballon ou réservoir de décharge du pressuriseur RDP muni d'un circuit de refroidissement et d'un disque de rupture pour limiter La pression. Si le disque se rompt, de la vapeur d'eau en provenance du circuit primaire, éventuellement chargée en gaz de fis- sion, se répand dans L'enceinte de confinement. En condi¬ tions normales, le condensât est envoyé à une installa¬ tion de traitement des effluents récupérables TEP.The invention relates to an auxiliary control circuit for light and chemical control designed to be connected to the primary circuit of a pressurized water nuclear reactor and to act as an expansion vessel. The primary circuit of such a reactor comprises a tank in which the reactor core is placed, as well as several loops each containing a steam generator and a circulation pump. The water in the primary circuit passes through the core, where it is heated to a temperature generally close to 328 ° C. It then passes through the steam generators, in which it is cooled to a temperature generally close to 293 ° C., then the circulation pumps, before returning to the reactor vessel. This primary circuit is usually associated with a complex set of auxiliary circuits. This set includes in particular a pressurizer circuit, a volumetric and chemical control circuit RCV and RIS safety injection circuits. The function of the pressurizer is to impose a pressure, for example close to 155 bars (15.5 MPa), on the primary circuit at the outlet of the core. To this end, the primary water is electrically heated there to ensure the formation of a volume of vapor. The pressurizer is further provided with relief valves for limiting the pressure. The discharged steam ends up in a balloon or discharge tank of the RDP pressurizer provided with a cooling circuit and a rupture disc to limit the pressure. If the disc ruptures, water vapor from the primary circuit, possibly charged with fis- sion, spreads in the containment. Under normal conditions, the condensate is sent to a TEP recoverable effluent treatment plant.
Le circuit RCV, habituellement placé^ avec L'installation TEP, dans un grand bâtiment des "auxiliai¬ res nucléaires" distinct de l'enceinte du réacteur, trai¬ te une petite partie du débit de l'eau circulant dans le circuit primaire.The RCV circuit, usually placed ^ with the TEP installation, in a large "nuclear auxiliary" building separate from the reactor enclosure, processes a small part of the flow of water circulating in the primary circuit.
Ce circuit comporte notamment des fi ltres et des résines permettant d'éliminer de L'eau primaire des produits de corrosion, radioactives dans le coeur, ainsi que des produits de fission solides dissous, ayant diffu¬ sé du combustible. IL permet aussi d'éliminer par des ciels de réservoirs (sous 2 bars d'hydrogène) des pro- duits de fission gazeux dissous (xénon, krypton) et des résidus d'azote susceptibles de former de l'acide nitri¬ que corrosif lors de la décomposition radiolytique de l'eau dans le coeur.This circuit includes in particular filters and resins making it possible to eliminate from the primary water corrosion products, radioactive in the core, as well as dissolved solid fission products, having diffused fuel. It also makes it possible to eliminate, by reservoir skies (under 2 bars of hydrogen), dissolved gaseous fission products (xenon, krypton) and nitrogen residues capable of forming nitric acid which is corrosive during of the radiolytic breakdown of water in the heart.
Le circuit RCV a également pour fonction de limiter la teneur en tritium de L'eau primaire, au moyen d'un faible débit de purge à l'environnement d'hydrogène et d'eau tritiés. Il permet aussi de maintenir un pH convenable par l'adjonction de lithine enrichie en li¬ thium 7 et un excès d'ions d'hydrogène par l'ajout d'am- moniac ou d'hydrazine.The RCV circuit also has the function of limiting the tritium content of the primary water, by means of a low purge flow to the environment of hydrogen and tritiated water. It also makes it possible to maintain a suitable pH by the addition of lithium enriched in lithium 7 and an excess of hydrogen ions by the addition of ammonia or hydrazine.
Le circuit RCV assure également le réglage de La teneur en bore de l'eau primaire. Ce réglage se fait par ajout d'acide borique (à très faible action sur le pH) ou déboration dans des évaporateurs de L' nstallation de traitement des effluents réuti lisables TEP.The RCV circuit also regulates the boron content of the primary water. This adjustment is made by adding boric acid (with very low action on the pH) or deboration in evaporators of the TEP reusable effluent treatment installation.
Enfin, le circuit RCV assure La compensation volumétrique du circuit primaire, la masse spécifique de L'eau dans ce circuit passant par exemple de 990 kg/m' à 45°C à 690 kg/m3 à 310°C dans un réacteur de 1300 MWe contenant 380 m3 d'eau, ce qui nécessite L'évacuation de 114 tonnes d'eau au chauffage et sa rentrée au refroi¬ di ssement .Finally, the RCV circuit provides volumetric compensation of the primary circuit, the specific mass of the water in this circuit passing for example from 990 kg / m 'at 45 ° C to 690 kg / m 3 at 310 ° C in a reactor of 1300 MWe containing 380 m 3 of water, which requires evacuation 114 tonnes of water for heating and its return to cooling.
Habi uellement, l'eau traitée par Le circuitUsually, the water treated by the circuit
RCV est réinjectée dans le circuit primaire au moyen de pompes de charge, en particulier par L'intermédiaire de barrages d'eau aux joints des pompes de circulation du circuit primaire.RCV is reinjected into the primary circuit by means of charge pumps, in particular by means of water dams at the joints of the circulation pumps of the primary circuit.
Les circuits RIS permettent, en cas de brèche de La paroi primaire, d'injecter de L'eau borée soit à partir de réservoirs accumulateurs sous pression d'azo¬ te, soit à partir de réservoirs à basse pression, en général extérieurs à l'enceinte, par L'intermédiaire de pompes d'injection. Lorsque ces réservoirs sont vidés, Les circuits d'injection sont mis en aspiration sur L'eau en excès présente dans L'enceinte, récupérée dans des puisards et refroidie sur des échangeurs par un circuit auxiliaire de refroidissement intermédiaire RRI, Lui-même refroidi sur des échangeurs par un circuit d'eau brute extérieur. Ces trois circuits combinés nécessitent de puissantes pompes qui reçoivent leur énergie électrique soit du réseau, soit de générateurs diesel. Plusieurs pompes et plusieurs générateurs diesel doivent être pré¬ vus pour parer d'éventuelles indisponibi lités.The RIS circuits make it possible, in the event of a breach in the primary wall, to inject borated water either from storage tanks under nitrogen pressure, or from low pressure tanks, generally outside the 'enclosure, through injection pumps. When these tanks are emptied, the injection circuits are put into suction on the excess water present in the enclosure, recovered in sumps and cooled on exchangers by an auxiliary RRI intermediate cooling circuit, itself cooled on exchangers by an external raw water circuit. These three combined circuits require powerful pumps which receive their electrical energy either from the network or from diesel generators. Several pumps and several diesel generators must be provided to avoid possible unavailability.
Des propositions ont été faites pour réduire la complexité de tels systèmes et pour éviter le recours à des pompes spéciales en cas de brèche primaire. En particulier, on peut disposer à L'intérieur de l'enceinte de confinement une réserve d'eau borée, au-dessus du niveau du coeur nucléaire, soit dans des réservoirs à haute pression susceptibles de se déverser dans le cir¬ cuit primaire dès lors que le coeur risque d'être asséché et avant équi librage de pression entre circuit primaire et enceinte, soit dans un réservoir à basse pression qui ne peut se déverser vers le coeur que Lorsque L'équi li- brage s'est effectué du fait de la brèche. On citera les propositions suivantes :Proposals have been made to reduce the complexity of such systems and to avoid the need for special pumps in the event of a primary breach. In particular, a reserve of borated water can be placed inside the confinement enclosure, above the level of the nuclear core, that is to say in high-pressure tanks capable of pouring into the primary circuit as soon as when the heart is in danger of being dried up and before balancing the pressure between the primary circuit and the enclosure, either in a low-pressure tank which can only flow to the heart when the balancing has been carried out of the breach. We will quote the following proposals:
- des propositions anciennes concernant des réserves d'eau borée en situation haute dans L'enceinte, pour servir à L'aspersion à l'intérieur de L'enceinte en cas d'accident,- old proposals concerning borated water reserves in a high situation in the enclosure, to be used for sprinkling inside the enclosure in the event of an accident,
- les brevets français 78-21492 et 78-21493 de D. COSTES, qui décrivent une enceinte de réacteur contenant une importante réserve d'eau borée, pour faciliter L'injec¬ tion en cas de brèche primaire et pour prévenir l'écou- lenent du coeur fondu vers Le radier, mais qui ne pré¬ voient pas que cette réserve soit placée au-dessus du niveau de la cuve,- French patents 78-21492 and 78-21493 by D. COSTES, which describe a reactor enclosure containing a large reserve of borated water, to facilitate injection in the event of a primary breach and to prevent flow lenent of the melted heart towards the raft, but which do not foresee that this reserve is placed above the level of the tank,
- le brevet français 79-24495 de M. FAJEAU, qui décrit un réservoir initialement à basse pression et muni d'un refroidi sseur, servant à la décharge du pressuriseur le cas échéant jusqu'à équilibre de pression pour per¬ mettre un refroidissement important du circuit primai¬ re, et pouvant alors réalimenter celui-ci par l'intei— médiaire d'un clapet, - le brevet français 79-28316 de M. FAJEAU, qui décrit un réservoir initialement à La pression primaire et plein d'eau borée, relié à la cuve par des conduites de petit diamètre telle que la réalimentation de cel- Le-ci se déclenche lorsqu'il y apparaît un niveau li- bre, et aux boucles de refroidissement primaire par des conduites de plus grand diamètre munies de vannes, ce réservoir étant pourvu d'un refroidisseur,- French patent 79-24495 by M. FAJEAU, which describes a reservoir initially at low pressure and provided with a cooler, used for the discharge of the pressurizer if necessary until pressure equilibrium to allow significant cooling of the primary circuit, and which can then replenish the latter by means of a valve, - French patent 79-28316 by M. FAJEAU, which describes a reservoir initially at primary pressure and full of water borée, connected to the tank by small diameter pipes such that the refeeding thereof is triggered when a free level appears there, and to the primary cooling loops by pipes of larger diameter provided with valves, this tank being provided with a cooler,
- le brevet français 81-03632 de M. FAJEAU et S. CR0XAT- T0, qui décrit un réservoir à relativement basse pres- sion, permettant d'abord de refroidir la cuve grâce à un échangeur intégré dans celle-ci, puis de la réali¬ menter après équilibrage des pressions,- French patent 81-03632 from M. FAJEAU and S. CR0XAT-T0, which describes a relatively low pressure tank, allowing first to cool the tank thanks to an exchanger integrated into it, then to the carry out after pressure balancing,
- la communication "The Westinghouse AP600 passive safety Systems - A key to a safer, simplified PNR" présentée par L.E. C0NWAY à La Conférence ANS de Seattle en mai 1988, qui combine un réservoir à haute pression analo¬ gue à celui du BF 79-28316 et un important réservoir à niveau libre dans l'enceinte comme dans le BF 78-21492, mais susceptible d'inonder gravi tai rement La cuve primaire et Les cellules dans l'enceinte de sécurité, autour de celle-ci, et par ai lleurs analogue à celui des BF 79-24495 et 81-03632, - Les schémas publiés dans "Nuclear Engineering Interna¬ tional", juin 1988, page 32, sous Le titre "Advanced PWR concepts under considération in the USSR", qui montrent des enceintes à réserve d'eau intégrée.- the communication "The Westinghouse AP600 passive safety Systems - A key to a safer, simplified PNR" presented by LE C0NWAY at the ANS Conference in Seattle in May 1988, which combines a high pressure tank analogous to that of the BF 79-28316 and a large tank with free level in the enclosure as in the BF 78-21492, but capable of flooding gravi tally The primary tank and The cells in the security enclosure, around it, and by analogy similar to that of the BF 79-24495 and 81-03632, - The diagrams published in "Nuclear Engineering International", June 1988, page 32 , under the title "Advanced PWR concepts under consideration in the USSR", which show enclosures with integrated water reserves.
On remarque que, selon ces propositions, les réservoirs ajoutés au circuit primaire trouvent leur uti lité en cas d'accident primaire notamment pour rempla- cer au moins partiellement les accumulateurs sous pres¬ sion d'azote et Les pompes d'injection des circuits RIS. Le fait d'éliminer l'azote est intéressant pour la sûreté car l'azote susceptible d'être injecté dans le circuit primaire se retrouve aux points hauts de celui-ci et casse alors la circulation naturelle. Par ai lleurs, le fait de remplacer les pompes du circuit RIS par des systèmes passifs peut, à l'évidence, améliorer La fiabi lité globale des systèmes de sûreté en cas de brèches primaires. De tels réservoirs ont aussi une uti lité en fonctionnement normal, en réduisant les astreintes liées à la décharge du pressuriseur et en participant au re¬ froidissement du réacteur et à son maintien à l'arrêt. Cependant, i ls ne participent pas aux fonctions du cir- cuit RCV précédemment décrites.It will be noted that, according to these proposals, the tanks added to the primary circuit find their utility in the event of a primary accident, in particular for at least partially replacing the accumulators under nitrogen pressure and the injection pumps of the RIS circuits. . The fact of eliminating nitrogen is interesting for safety because the nitrogen likely to be injected in the primary circuit is found at the high points of this one and then breaks the natural circulation. In addition, replacing the RIS circuit pumps with passive systems can obviously improve the overall reliability of safety systems in the event of primary breaches. Such tanks also have utility in normal operation, by reducing the strain associated with the discharge of the pressurizer and by participating in the cooling of the reactor and in keeping it stopped. However, they do not participate in the functions of the RCV circuit previously described.
L'invention a précisément pour objet un circuit auxiliaire de contrôle volumétrique et chimique procurantThe subject of the invention is precisely an auxiliary volumetric and chemical control circuit providing
Les mêmes avantages que ceux ainsi décrits mais dont la conception lui permet d'assurer, à relativement haute pression, la compensation voLumétrique et La correction chimique de l'eau du circuit primaire, tout en réduisant Les astreintes imposées aux apparei llages normalement installés dans le bâtiment des auxi liaires nucléaires attenant à L'enceinte du réacteur, et en permettant ainsi une substantielle économie.The same advantages as those thus described but whose design allows it to ensure, at relatively high pressure, volume compensation and correction chemical of the primary circuit water, while reducing the constraints imposed on the equipment normally installed in the building of nuclear auxiliaries adjoining the reactor enclosure, and thus allowing substantial savings.
A cet effet, i l est proposé un circuit auxi¬ liaire de contrôle volumétrique et chimique, apte à être raccordé sur un circuit primaire de réacteur nucléaire à eau sous pression contenant de l'eau primaire, ce cir- cuit auxi liaire comportant des moyens de prélèvement d'eau dans le circuit primaire, des moyens d'épuration de cette eau et de réglage de sa teneur en acide borique et en hydrogène, et des mσyervs réglables de réinjection d'eau dans le circuit primaire, caractérisé par Le fait qu'au moins un réservoir eau-vapeur est placé dans le circuit auxiliaire, à l'aval des moyens de prélèvement, ceux-ci comprenant des moyens de réglage du débit d'en¬ trée d'eau primaire dans le réservoir, qui assurent une détente de L'eau à sa pression de vapeur saturante, dans Le réservoir, l'ensemble des moyens de réglage des débits d'entrée et de sortie permettant un contrôle du volume d'eau présent dans le réservoir et, par conséquent, du volume d'eau contenu dans le circuit primaire.To this end, an auxiliary circuit of volumetric and chemical control is proposed, capable of being connected to a primary circuit of a pressurized water nuclear reactor containing primary water, this auxiliary circuit comprising means of removal of water from the primary circuit, means for purifying this water and adjusting its boric acid and hydrogen content, and adjustable mσyervs for reinjecting water into the primary circuit, characterized by the fact that at least one water-steam tank is placed in the auxiliary circuit, downstream of the withdrawal means, these comprising means for adjusting the flow rate of primary water inlet into the tank, which provide relaxation of water at its saturated vapor pressure, in the tank, all of the means for adjusting the inlet and outlet flow rates allowing control of the volume of water present in the tank and, consequently, of the volume d water u in the primary circuit.
Grâce à cet agencement, l'eau se trouve en quantité imposée dans le réservoir et i l se forme un ciel de vapeur saturante au-dessus d'elle, à une température peut être peu inférieure à la température minimum de l'eau dans le circuit primaire, par exemple 290,5°C. L'eau Liquide borée étant en présence de sa vapeur satu- rante, la pression peut être relativement élevée (7,5 MPa pour 290,5°C) tout en restant nettement inférieure à celle du circuit primaire (15,5 MPa au pressuriseur). Le réservoir constitue une réserve de sécurité à haute pression comparable à celle décrite plus haut. IL permet comme on le verra d'assurer la compensation volumétrique liée à La di llatation de L'eau dans Le circuit primaire, ainsi que le traitement chimique de l'eau.Thanks to this arrangement, the water is in quantity imposed in the tank and a saturated vapor sky is formed above it, at a temperature can be little lower than the minimum temperature of the water in the circuit primary, for example 290.5 ° C. As the borated liquid water is in the presence of its saturated vapor, the pressure can be relatively high (7.5 MPa for 290.5 ° C) while remaining significantly lower than that of the primary circuit (15.5 MPa at the pressurizer ). The reservoir constitutes a high pressure safety reserve comparable to that described above. As we will see, it allows volumetric compensation linked to the dilatation of water in the primary circuit, as well as the chemical treatment of water.
Les moyens de prélèvement et de réglage du débit d'entrée dans le réservoir sont alors essentielle- ment des détendeurs associés à des pompes à jet ou éjec- teurs, qui permettent la réintroduction dans le réservoir de certains débits prélevés à des fins d'épuration. Les moyens de réinjection sont constitués par les pompes de charge habituelles, réglables en débit. II est à noter que le circuit auxi liaire selonThe means for sampling and adjusting the flow rate entering the tank are then essentially regulators associated with jet pumps or ejectors, which allow the reintroduction into the tank of certain flow rates withdrawn for purification purposes. . The reinjection means are constituted by the usual charge pumps, adjustable in flow rate. It should be noted that the auxiliary circuit according to
L'invention, qui concerne Les parties à relativement haute pression du circuit primaire, est de préférence couplé à L'uti lisation d'une importante réserve d'eau intérieure à l'enceinte et située au-dessus du niveau de La cuve, conformément à La description faite dans La communication de L.E. Conway citée précédemment.The invention, which relates to the relatively high pressure parts of the primary circuit, is preferably coupled to the use of a large reserve of water inside the enclosure and situated above the level of the tank, in accordance à The description given in LE Conway's communication cited above.
IL ressort de La définition du circuit auxi¬ liaire selon l'invention qui vient d'être donnée qu'en imposant La quantité d'eau présente dans Le réservoir et sans échange d'eau avec L'extérieur, on peut régler la quantité d'eau dans le circuit primaire, c'est-à-dire maintenir convenablement le niveau libre du pressuriseur. Ainsi, dans le cas d'un réacteur de 1300 MW électriques, le réservoir peut recevoir 110 tonnes d'eau Lors de La montée en température, sans aucune purge vers L'extérieur et, inversement, Les restituer lors du refroidissement sans qu'on ait à prévoir d'apport d'eau neuve comme c'est Le cas dans les circuits actuels. Le réacteur étant froid, le réservoir peut aussi être utilisé pour la vi - dange partielle nécessaire à l'ouverture du couvercle de la cuve.It is clear from the definition of the auxiliary circuit according to the invention which has just been given that by imposing the amount of water present in the tank and without water exchange with the outside, the amount of water can be adjusted. 'water in the primary circuit, that is to say maintain the free level of the pressurizer. Thus, in the case of a 1,300 MW electric reactor, the tank can receive 110 tonnes of water when the temperature rises, without any purging to the outside and, conversely, return them during cooling without being have to provide fresh water as is the case in current circuits. As the reactor is cold, the tank can also be used for partial draining necessary to open the cover of the tank.
Avantageusement, le réservoir eau-vapeur du circuit auxi liaire selon L'invention est relié au circuit primaire par une canalisation de diamètre relativement important munie d'un clapet, pour assurer une puissante injection d'eau borée dans Le circuit primaire, en cas de brèche. On peut interposer sur cette canalisation un réservoir supplémenta re contenant un concentrât d'acide borique, pour assurer L ' anti réacti vité neutronique re- quise.Advantageously, the water-vapor tank of the auxiliary circuit according to the invention is connected to the primary circuit by a pipe of relatively large diameter provided with a valve, to ensure a powerful injection of borated water into the primary circuit, in the event of a breach. It is possible to interpose on this pipe an additional tank containing a boric acid concentrate, to ensure the required anti-neutron reactivity.
Le circuit auxiliaire selon L'invention permet également d'assurer le réglage des gaz dissous dans L'eau primaire en restant au niveau général de pression du réservoir eau-vapeur et sans faire appel aux ciels d'hy- drogène de réservoirs extérieurs. A cet effet, la vapeur qui surmonte Le Liquide dans le réservoir et qui est très enrichie en gaz, par rapport à ce qui est dissous dans le liquide, monte dans un séparateur d'hydrogène constitué par une colonne de disti llation où elle se refroidit et se condense progressivement. Le flux décroissant de va¬ peur s'enrichit en gaz jusqu'à devenir un gaz pratique¬ ment pur au sommet de la colonne, tandis que le liquide formé, de plus en plus enrichi en gaz vers le haut, s'ap¬ pauvrit en redescendant et retombe partiellement dégazé dans le réservoir.The auxiliary circuit according to the invention also makes it possible to ensure the regulation of the gases dissolved in the primary water while remaining at the general level of pressure of the water-steam tank and without using the hydrogen skies of external tanks. For this purpose, the vapor which overcomes the liquid in the tank and which is very enriched in gas, compared to what is dissolved in the liquid, rises in a hydrogen separator constituted by a distillation column where it cools and gradually condenses. The decreasing flow of vapor is enriched in gas until it becomes a practically pure gas at the top of the column, while the liquid formed, more and more enriched in gas upwards, becomes poorer. descending and falls partially degassed into the tank.
On assure ainsi la séparation du mélange des gaz vis-à-vis de l'eau, avec un grand excès d'hydrogène qu'il convient de recycler. A cet effet, La chambre supé¬ rieure du dégazeur est reliée à un séparateur d'hydrogène tel qu'un perméateur comportant une membrane sélective qui ne laisse pratiquement passer que L'hydrogène. Ce dernier, qui apparaît dans la chambre à basse pression du perméateur, est aspiré par une des pompes à jet ser¬ vant à L'introduction de L'eau dans Le réservoir. Les gaz à éliminer, qui se concentrent dans la chambre à haute pression du perméateur, peuvent ensuite être sto¬ ckés afin d'assurer leur décroissance radioactive, avant de les rejeter dans l'atmosphère par une cheminée de purge. Le circuit auxi liaire selon L'invention peut aussi assurer au moins en partie L'épuration de L'eau primaire, vis-à-vis des solides dissous radioactifs, en restant au niveau général de pression du réservoir eau- vapeur. A cet effet, une partie de l'eau du réservoir peut être refroidie à environ 50°C dans un échangeur récupérateur, introduite dans un demi néra l i seur à résine, saturée en bore, puis renvoyée après réchauffage soit dans le réservoir par l'intermédiaire d'une des pompes à jet servant à l'introduction de l'eau primaire dans le réservoir, soit dans le circuit primaire par l'intermédiaire d'une pompe de charge, l'ensemble de l'installation étant placé à l'intérieur de l'enceinte du réacteur.This ensures the separation of the mixture of gases from water, with a large excess of hydrogen which should be recycled. For this purpose, the upper chamber of the degasser is connected to a hydrogen separator such as a permeator comprising a selective membrane which practically lets through only hydrogen. The latter, which appears in the low pressure chamber of the permeator, is aspirated by one of the jet pumps serving the introduction of water into the reservoir. The gases to be eliminated, which are concentrated in the high pressure chamber of the permeator, can then be stored to ensure their radioactive decay, before discharging them into the atmosphere through a purge chimney. The auxiliary circuit according to the invention can also at least partially ensuring the purification of primary water, vis-à-vis radioactive dissolved solids, remaining at the general pressure level of the water-vapor reservoir. To this end, part of the water in the tank can be cooled to around 50 ° C in a recovery exchanger, introduced into a half resin regenerator, saturated with boron, then returned after reheating either to the tank by the intermediate of one of the jet pumps used for the introduction of primary water into the tank, or in the primary circuit via a charge pump, the entire installation being placed at the inside the reactor enclosure.
Le circuit auxi liaire selon l'invention peut aussi être uti lisé pour assurer au moins en partie Le réglage de la teneur en bore dans Le circuit primaire, vis-à-vis des variations journalières de puissance impo¬ sées par le réseau électrique, en restant au niveau géné¬ ral de pression du réservoir eau-vapeur. Le réservoir sert alors de disti llateur, dans lequel on prélève le débit de sortie soit dans le Liquide en partie basse, soit dans La vapeur en partie haute. La vapeur ainsi prélevée est légèrement compressée par une des pompes à jet alimentant Le réservoir, de manière à pouvoir se condenser dans un échangeur immergé dans La partie basse. L'eau liquide obtenue, très chargée en gaz, ruisselle en partie haute dans la vapeur, où elle cède en grande partie ces gaz et quitte alors le réservoir. Si l'on évacue du réservoir L'eau ainsi disti llée, l'eau liquide contenue dans le réservoir s'enrichit en bore des apports du circuit primaire, tandis que celui-ci, corrélative¬ ment, s'appauvrit en bore. Un prélèvement de liquide en partie basse du réservoir permet au contraire de revenir progressivement à L'égalité des teneurs entre L'eau li- quide contenue dans le réservoir et l'eau contenue dans le ci rcuit primaire. Lorsque, en fin de cycle de combustible, i l est nécessaire de faire varier journellement Les teneurs en bore avec une valeur très faible de La teneur mini¬ male, on serait conduit à des actions de disti llation trop fortes, risquant notamment de perturber les teneurs des corps protecteurs dissous dans L'eau primaire ; on adjoint donc à ce système de distillation des déminérali- seurs à résine nons saturée en bore, fonctionnant comme Les demi néra L î seurs précédemment cités à environ 50°C, ces demi néra Li seurs étant encadrés à cet effet par un échangeur refroi di sseur et un échangeur réchauffeur cou¬ plés l'un à l'autre. Les augmentations de teneurs en bore se font alors par ajouts d'acide borique. On peut aussi utiliser des résines procurant une teneur en bore en fonction de La température imposée au demi néra Li seur.The auxiliary circuit according to the invention can also be used to ensure at least partially the adjustment of the boron content in the primary circuit, with respect to the daily variations in power imposed by the electrical network, in remaining at the general pressure level of the water-steam tank. The tank then serves as a distiller, from which the outlet flow is taken either from the liquid in the lower part or from the vapor in the upper part. The vapor thus withdrawn is slightly compressed by one of the jet pumps supplying the reservoir, so as to be able to condense in an exchanger submerged in the lower part. The liquid water obtained, very charged with gas, flows at the top in the vapor, where it largely gives up these gases and then leaves the tank. If the water is thus removed from the tank, the water thus distilled, the liquid water contained in the tank is enriched with boron from the primary circuit, while the latter, correlatively, becomes depleted in boron. On the contrary, a withdrawal of liquid in the lower part of the tank makes it possible to gradually return to the equality of contents between the liquid water contained in the tank and the water contained in the primary product. When, at the end of the fuel cycle, it is necessary to vary the boron contents daily with a very low value of the minimum content, we would be led to too strong distillation actions, in particular risking disturbing the contents protective bodies dissolved in primary water; so there is added to this distillation system demineralizers with non-boron saturated resin, functioning as the half-irons previously mentioned at around 50 ° C., these half-irons being framed for this purpose by a cooling exchanger di sseur and a heat exchanger coupled to one another. The boron content increases are then made by adding boric acid. It is also possible to use resins which provide a boron content as a function of the temperature imposed on the half-nerera.
Le circuit auxiliaire selon L'invention a aussi pour avantage de permettre d'uti liser le réservoir eau- vapeur comme ballon de décharge du pressuriseur RDP. A cet effet, la canalisation de décharge de vapeur du pres- suriseur débouche dans un barboteur placé dans une zone inférieure du réservoir eau-vapeur. Cet agencement permet La récupération de La vapeur Libérée sans nécessiter son traitement et son épuration externe comme il était de règle auparavant. Les opérations de purge nécessaires pour limiter la concentration en gaz dans la vapeur du pressuriseur sont donc facilitées. De plus, le réservoir peut être dimensionné pour permettre la décharge complète du pressuriseur jusqu'à égalisation des pressions dans le circuit primaire, sans aucun rejet dans L'enceinte par rupture de disque comme ce peut être Le cas selon l'art antérieur.The auxiliary circuit according to the invention also has the advantage of making it possible to use the water-vapor reservoir as a discharge tank for the RDP pressurizer. For this purpose, the vapor discharge pipe of the pressurizer opens into a bubbler placed in a lower zone of the water-steam tank. This arrangement allows the recovery of the released vapor without requiring its treatment and external purification as it was rule before. The purge operations necessary to limit the gas concentration in the pressurizer vapor are therefore facilitated. In addition, the reservoir can be dimensioned to allow complete discharge of the pressurizer until the pressures in the primary circuit are equalized, without any discharge into the enclosure by rupture of the disc, as may be the case according to the prior art.
Les diverses canalisations reliant Le réservoir eau-vapeur du circuit auxi liaire selon l'invention au circuit primaire, qui incorporent de préférence un échan- geur de refroidissement de L'eau prélevée dans le circuit auxi liaire, peuvent bien entendu servir au moins partiel¬ lement pour la fonction de refroidissement à l'arrêt du réacteur.The various pipes connecting the water-steam tank of the auxiliary circuit according to the invention to the primary circuit, which preferably incorporate an exchanger for cooling the water withdrawn from the circuit. auxiliary, can of course be used at least partially for the cooling function when the reactor is stopped.
Enfin, une purge vers l 'extérieur peut être prévue à la base du réservoir, pour éliminer les corps déposés et Laisser échapper chaque jour quelques mètres cubes d'eau primaire, moyennant la réinjection d'eau neuve, afin de limiter L'accumulat on de tritium sous forme d'eau tritiée. Les installations extérieures à L'enceinte du réacteur et permettant de traiter L'eau purgée ainsi que celle obtenue au circuit de récupération de fuite, d'assurer la réinjection correspondante, d'éta¬ blir la concentration nécessaire en bore dans le réser¬ voir supplémentaire interposé sur la canalisation d'in- jection vers Le circuit primaire et de régénérer Les demi nérali seurs Lors de l'arrêt du réacteur sont considé¬ rablement plus simples et limitées en encombrement que les installations actuelles.Finally, a purge to the outside can be provided at the base of the tank, to eliminate the deposited bodies and Let escape every day a few cubic meters of primary water, by means of the reinjection of new water, in order to limit Accumulation tritium in the form of tritiated water. The installations outside the reactor enclosure and making it possible to treat the purged water as well as that obtained in the leak recovery circuit, to ensure the corresponding reinjection, to establish the necessary concentration of boron in the reservoir. additional interposed on the injection pipe to the primary circuit and to regenerate the half-neralizers When the reactor is shut down are considerably simpler and limited in size than current installations.
Un mode de réalisation préféré de L'invention va à présent être décrit, à titre d'exemple non limita¬ tif, en se référant au dessin annexé dans lequel La figu¬ re unique représente de façon schématique Le circuit primaire d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée équipé d'un circuit auxi liaire de contrôle volumétrique et chi- ique conforme à L'invention.A preferred embodiment of the invention will now be described, by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawing in which the single figure represents schematically the primary circuit of a nuclear reactor. with pressurized water equipped with an auxiliary circuit of volumetric and chemical control in accordance with the invention.
Afin d'en faci liter la lecture, Les systèmes de mesure et de commande associés au circuit i lLustré sur La figure n'ont pas été représentés. Ces systèmes sont de conception classique et ne font pas partie de l ' i nventi on .In order to facilitate reading, the measurement and control systems associated with the circuit illustrated in the figure have not been shown. These systems are of conventional design and are not part of the invention.
Sur la figure, La référence 10 désigne la cuve d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée. Cette cuve contient le coeur 12 du réacteur. Sur cette cuve sont branchées plusieurs boucles primaires, dont l'une seule- ment est représentée sur la figure, et qui constituent avec La cuve 10 Le circuit primaire du réacteur.In the figure, Reference 10 designates the vessel of a pressurized water nuclear reactor. This tank contains the core 12 of the reactor. Several primary loops are connected to this tank, only one of which is shown in the figure, and which constitute with tank 10 The primary reactor circuit.
Chacune des boucles du circuit primaire com¬ prend une canalisation 14 reliant la cuve 10 à un généra¬ teur de vapeur 16, une canalisation 18 reliant Le généra- teur de vapeur 16 à une pompe primaire 20 et une canali¬ sation 22 par Laquelle l'eau du circuit primaire est refoulée par la pompe 20 dans La cuve 10. Dans cette dernière, L'eau primaire est réchauffée par Le coeur 12 jusqu'à une température voisine par exemple de 328°C. Cette eau primaire est refroidie dans le générateur de vapeur 16, qu'elle quitte à une température voisine de 293°C.Each of the loops of the primary circuit includes a line 14 connecting the tank 10 to a steam generator 16, a line 18 connecting the steam generator 16 to a primary pump 20 and a channel 22 through which the water from the primary circuit is discharged by the pump 20 into the tank 10. In the latter, the primary water is heated by the core 12 to a temperature close to, for example, 328 ° C. This primary water is cooled in the steam generator 16, which it leaves at a temperature in the region of 293 ° C.
Le circuit primaire du réacteur comporte égale¬ ment de façon connue un pressuriseur 24 raccordé sur la canalisation 14 de l'une des boucles du circuit. Un dis¬ positif de chauffage électrique 26 placé dans le pressu¬ riseur 24 permet de former un volume de vapeur à l'inté¬ rieur de ce dernier. L'eau primaire contenue dans Le circuit est ainsi mise sous pression. Une rampe d'aspei— sion 28 placée dans ce volume de vapeur est reliée à La canalisation 22 par une canalisation 30 contrôlée par une vanne 32, afin de permettre un abaissement de La pression Lorsque cela est nécessaire. Le circuit du pres¬ suriseur 24 permet ainsi d'établir et de contrôler la pression régnant dans le circuit primaire, la valeur de cette pression étant généralement d'environ 15,5 MPa correspondant à une température au pressuriseur de 345°C.The primary circuit of the reactor also comprises, in a known manner, a pressurizer 24 connected to the pipe 14 of one of the loops of the circuit. An electric heating device 26 placed in the pressurizer 24 makes it possible to form a volume of vapor inside the latter. The primary water contained in the circuit is thus pressurized. A suction manifold 28 placed in this volume of steam is connected to the pipe 22 by a pipe 30 controlled by a valve 32, in order to allow a reduction in the pressure when necessary. The circuit of the pres¬ suriser 24 thus makes it possible to establish and control the pressure prevailing in the primary circuit, the value of this pressure generally being approximately 15.5 MPa corresponding to a temperature at the pressurizer of 345 ° C.
La cuve 10 du réacteur ainsi que l'ensemble des boucles formant avec cette dernière le circuit pri- maire sont placés à l'intérieur d'une enceinte de confi¬ nement dont l'une des parois est représentée schématique- ent en 34 sur la figure.The reactor vessel 10 and all of the loops forming with it the primary circuit are placed inside a confinement enclosure one of the walls of which is shown diagrammatically at 34 on the figure.
Conformément à l'invention, un circuit auxi¬ liaire de contrôle volumétrique et chimique de conception originale, situé pour l'essentiel à l'intérieur de L'en- ceinte de confinement du réacteur, est associé au circuit primaire du réacteur.In accordance with the invention, an auxiliary circuit of volumetric and chemical control of original design, located essentially inside L'en- reactor containment, is associated with the primary reactor circuit.
Ce circuit auxi liaire comprend un ou plusieurs réservoirs eau-vapeur 36. Un réservoir 36 peut notamment être associé à chaque boucle du circuit primaire. Ce ou ces réservoirs 36 sont alimentés en eau prélevée dans le circuit primaire par une canalisation de prélèvement 38, qui est raccordée sur la canalisation 18 de L'une des boucles du circuit primaire, entre le générateur de vapeur 16 et la pompe de circulation 20 de cette boucle. La canalisation de prélèvement 38 est raccordée sur cha¬ cun des réservoirs 36 par un ensemble d'éjecteurs incoi— pores à des pompes à jet telles que les pompes 40a, 40b et 40c sur La figure. L'alimentation de chacune de ces pompes à jet est contrôlée par une vanne 42a, 42b et 42c respectivement. Le nombre des pompes à jet est choisi de façon à permettre de contrôler Le débit d'entrée des réservoirs 36 en ouvrant un nombre plus ou moins grand de vannes telles que 42a, 42b et 42c, chacune des pompes à jet fonctionnant de préférence à plein débit du jet.This auxiliary circuit comprises one or more water-steam tanks 36. A tank 36 can in particular be associated with each loop of the primary circuit. This or these reservoirs 36 are supplied with water taken from the primary circuit by a sampling pipe 38, which is connected to the pipe 18 of one of the loops of the primary circuit, between the steam generator 16 and the circulation pump 20 of this loop. The sampling line 38 is connected to each of the tanks 36 by a set of incoror ejectors to jet pumps such as the pumps 40a, 40b and 40c in the figure. The supply of each of these jet pumps is controlled by a valve 42a, 42b and 42c respectively. The number of jet pumps is chosen so as to make it possible to control the inlet flow rate of the tanks 36 by opening a more or less large number of valves such as 42a, 42b and 42c, each of the jet pumps preferably operating at full jet flow.
Les éjecteurs incorporés aux pompes à jet ont pour effet de détendre l'eau prélevée dans le circuit primaire à sa pression de vapeur saturante, ce qui conduit à former un ciel de vapeur saturante au-dessus de l'eau liquide dans Le réservoir 36. Ainsi, si la température de l'eau prélevée dans La canalisation 18 est d'environ 293°C pour une pression de 15,1 MPa, la température dans le réservoir peut s'établir à environ 290,5°C pour une pression saturante de 7,5 MPa. Il est à noter que ces chiffres correspondent au cas où l'eau primaire prélevée par la canalisation 38 n'est pas refroidie, disposition qui paraît à préférer, comme on le verra ultérieurement.The ejectors incorporated in the jet pumps have the effect of relaxing the water taken from the primary circuit to its saturated vapor pressure, which leads to the formation of a sky of saturated vapor above the liquid water in the reservoir 36. Thus, if the temperature of the water taken from line 18 is around 293 ° C for a pressure of 15.1 MPa, the temperature in the tank can be established at around 290.5 ° C for a saturated pressure 7.5 MPa. It should be noted that these figures correspond to the case where the primary water withdrawn by the line 38 is not cooled, a provision which appears to be preferred, as will be seen later.
Le circuit auxi liaire selon L'invention com- prend également une canalisation 44 de réinjection de L'eau dans Le circuit primaire, dans Laquelle sont pla¬ cées une ou plusieurs pompes de charge 46. Comme on le verra plus en détail par La suite, cette canalisation peut être alimentée par plusieurs branches à différents niveaux dans chacun des réservoirs 36 et elle est raccoi— dée sur L'une des boucles du circuit primaire, par exem¬ ple par L'intermédiaire des barrages d'eau aux joints des pompes de circulation 20, de manière traditionnelle. Dans la configuration qui vient d'être décrite, les vannes 42a, 42b et 42c associées aux pompes à jet 40a, 40b et 40c, ainsi que la pompe de charge 46, consti¬ tuent des moyens de réglage de débit permettant de contrôler à volonté Le volume d'eau présent dans chacun des réservoirs 36 et, par conséquent, le volume d'eau contenu dans le circuit primaire du réacteur.The auxiliary circuit according to the invention also comprises a line 44 for reinjection of The water in the primary circuit, in which are placed one or more charge pumps 46. As will be seen in more detail below, this pipe can be supplied by several branches at different levels in each of the tanks 36 and it is connected to one of the loops of the primary circuit, for example by means of water dams at the joints of the circulation pumps 20, in the traditional way. In the configuration which has just been described, the valves 42a, 42b and 42c associated with the jet pumps 40a, 40b and 40c, as well as the charge pump 46, constitute flow control means making it possible to control at will The volume of water present in each of the tanks 36 and, consequently, the volume of water contained in the primary circuit of the reactor.
Alors que Les canalisations de prélèvement 38 présentent un diamètre relativement faible afin que seule une petite partie de L'eau primaire du circuit principal soit déviée vers le circuit auxiliaire, une canalisation de sécurité 48, de diamètre relativement grand, relie Le fond de chacun des réservoirs 36 aux canalisations 22 du circuit primaire, en aval des pompes primaires 20. Un clapet 50 est placé dans cette canalisation 48, au fond du réservoir 36. Ce clapet, normalement fermé, s'ou- vre automatiquement lorsque La pression dans Le circuit primaire chute en dessous de La pression régnant dans Le réservoir. En cas de brèche dans Le circuit primaire, une puissante injection d'eau est ainsi réalisée.While the sampling pipes 38 have a relatively small diameter so that only a small part of the primary water from the main circuit is diverted to the auxiliary circuit, a safety pipe 48, of relatively large diameter, connects the bottom of each of the tanks 36 to the pipes 22 of the primary circuit, downstream of the primary pumps 20. A valve 50 is placed in this pipe 48, at the bottom of the tank 36. This valve, normally closed, opens automatically when the pressure in the circuit primary drops below the pressure in the tank. In the event of a breach in the primary circuit, a powerful injection of water is thus carried out.
Dans le fond de chacun des réservoirs eau-va- peur 36, on prévoit avantageusement un réservoir supplé¬ mentaire 52 contenant un concentrât d'eau borique. La canalisation de sécurité 48 débouche dans le fond du réservoir supplémentaire 52, dans lequel est prévu Le clapet 50. Un deuxième clapet 54 est placé entre le ré- servoir 36 et le réservoir 52 de manière à se prémunir de mélanges d'eau en fonctionnement normal entre Les ré¬ servoirs 36 et 52. Les deux clapets s'ouvrent simultané¬ ment lorsqu'i l apparaît, dans la canalisation 48, une pression inférieure à celle régnant dans le réservoir 36.In the bottom of each of the water-vapor reservoirs 36, an additional reservoir 52 is advantageously provided containing a concentrate of boric water. The safety line 48 opens into the bottom of the additional tank 52, in which the valve 50 is provided. A second valve 54 is placed between the tank 36 and the tank 52 so as to protect itself of water mixtures in normal operation between the tanks 36 and 52. The two valves open simultaneously when there appears, in the pipe 48, a pressure lower than that prevailing in the tank 36.
Dans les circuits auxi liaires équipant les réacteurs à eau sous pression actuels, Le dégagement des gaz radioactifs et de L'azote est habituellement assuré à froid sous des ciels d'hydrogène à 2 bars, ce qui main- tient dans L'eau une teneur en hydrogène de L'ordre de 30 c 3 (température et pression normales) par kg. Dans le circuit auxi liaire selon l'invention, compte tenu de La pression et de La température régnant dans le réser¬ voir 36, cette solution de dégazage ne peut être envi- sagée.In the auxiliary circuits equipping current pressurized water reactors, the release of radioactive gases and nitrogen is usually ensured when cold under hydrogen skies at 2 bars, which maintains a content in water. in hydrogen of the order of 30 c 3 (normal temperature and pressure) per kg. In the auxiliary circuit according to the invention, taking into account the pressure and the temperature prevailing in the reser¬ see 36, this degassing solution cannot be envisaged.
Dans le circuit auxiliaire représenté sur la figure unique. Les gaz dissous, dont La teneur est beau¬ coup plus élevée dans la vapeur que dans l'eau Liquide à L'intérieur des réservoirs 36, sont épurés au moyen d'un dégazeur tel qu'une colonne de disti llation 56, qui est placée au sommet du réservoir eau-vapeur. Cette co¬ lonne de disti llation 56, de préférence du type à pla¬ teaux ou à massif granuleux, est refroidie par exemple à 20°C dans sa chambre supérieure 56a, par un dispositif de refroidissement extérieur 58.In the auxiliary circuit shown in the single figure. The dissolved gases, the content of which is much higher in vapor than in liquid water inside the tanks 36, are purified by means of a degasser such as a distillation column 56, which is placed at the top of the water-steam tank. This distillation column 56, preferably of the plate or granular bed type, is cooled for example to 20 ° C. in its upper chamber 56a, by an external cooling device 58.
Dans cette chambre supérieure, on obtient un mélange de gaz dont la pression totale est égale à celle régnant dans le réservoir 36, à forte prédominance d'hy¬ drogène et contenant des traces d'azote et de gaz radio- actifs telles que du xénon et du krypton. Ce mélange est repris par un tube 60 débouchant dans la chambre supé¬ rieure de La colonne de distillation 56 et redescendant sous cette dernière, à L'intérieur du réservoir 36 pour assurer un réchauffage des gaz, par exemple à environ 290°C. Le mélange de gaz est alors acheminé hors du réservoir 36 par le tube 60 jusqu'à un séparateur d'hy¬ drogène 62 constitué par exemple par un perméateur à membrane sélective du type pa L Ladi um-argent, à très haute sélectivité, fonctionnant à environ 250-300°C. Le sépara¬ teur 62 comporte une chambre à basse pression 62a qui est reliée à l'une des pompes à jet 40a par lesquelles l'eau prélevée dans le circuit primaire par la canalisa¬ tion 38 est injectée dans Le réservoir 36. Le gaz résiduel se concentre dans une chambre à haute pression 62b du séparateur 62, qui communique avec un réservoir de stockage 64 dans lequel ce gaz estIn this upper chamber, a mixture of gases is obtained, the total pressure of which is equal to that prevailing in the tank 36, with a high predominance of hydrogen and containing traces of nitrogen and radioactive gases such as xenon. and krypton. This mixture is taken up by a tube 60 emerging in the upper chamber of the distillation column 56 and descending below the latter, inside the tank 36 to ensure heating of the gases, for example to around 290 ° C. The gas mixture is then conveyed out of the reservoir 36 through the tube 60 to a hydrogen separator 62 constituted for example by a selective membrane permeator of the pa L Ladi um-silver type, with very high selectivity, operating at around 250-300 ° C. The separator 62 comprises a low pressure chamber 62a which is connected to one of the jet pumps 40a by which the water taken from the primary circuit by the pipe 38 is injected into the tank 36. The residual gas is concentrated in a high pressure chamber 62b of the separator 62, which communicates with a storage tank 64 in which this gas is
• détendu. Après une décroissance radioactive convenable, le gaz peut être rejeté à l'atmosphère par une canalisa- tion 66 contrôlée par une vanne 68 et reliée à une chemi¬ née de purge extérieure 70.• relaxed. After a suitable radioactive decay, the gas can be discharged into the atmosphere through a pipe 66 controlled by a valve 68 and connected to an external purge chimney 70.
Simultanément, l'eau liquide formée dans la colonne de distillation 56 s'appauvrit en gaz en redes¬ cendant dans cette colonne et retombe partiellement déga- zée dans Le réservoir 36.Simultaneously, the liquid water formed in the distillation column 56 becomes depleted in gas by redescending in this column and falls partially degassed in the tank 36.
Afin de purifier La phase liquide contenue dans Le réservoir 36 vis-à-vis notamment des produits de coi— rosion, on utilise un ou plusieurs deminéra li seurs à résine 72 présaturés en bore de façon à ne pas agir sur le bore.In order to purify the liquid phase contained in the reservoir 36 with respect in particular to corrosion products, one or more resin linkers 72 pre-saturated with boron are used so as not to act on the boron.
Chaque deminéraLi seur 72 communique avec La phase Liquide de L'eau contenue dans le réservoir 36 par une canalisation de sortie 74 dans Laquelle est placé un échangeur refroi di sseur 76 qui a pour effet d'abaisser la température de l'eau jusqu'à une valeur voisine par exemple de 50°C qui correspond au fonctionnement habituel des résines. La résistance en pression des récipients de déminera li seurs doit en revanche être portée à 10 MPa par exemple, au lieu de 1 MPa dans Les installations habituelles. Pour un réacteur de 1300 MW électriques, par exemple, on sait qu'on peut uti liser trois déminera- Liseurs de 3 m' sans régénération pour une campagne entre deux rechargements successifs du coeur du réacteur.Each demineralizer 72 communicates with the Liquid phase of the water contained in the reservoir 36 by an outlet pipe 74 in which a cooler exchanger 76 is placed which has the effect of lowering the temperature of the water to a value close to, for example, 50 ° C. which corresponds to the usual operation of resins. On the other hand, the pressure resistance of demineralization containers should be increased to 10 MPa for example, instead of 1 MPa in usual installations. For a 1,300 MW electric reactor, for example, we know that we can use three demineralizers of 3 m 'without regeneration for a campaign between two successive reloads of the reactor core.
En sortant du demi néra Li seur 72, la phase Li- quide épurée est réchauffée dans un échangeur réchauffeur 78 couplé à l'échangeur refroi di sseur 76. En aval de l'échangeur réchauffeur 78, La canalisation de sortie 74 comporte une bifurcation dont une première branche alimente l'une 40b des pompes à jet par Lesquelles La canalisation de prélèvement 38 alimente le réservoir 36. Une deuxième branche de cette dérivation est raccordée directement sur La canalisation 44 par laquelle l'eau est réinjectée dans Le circuit primaire, en amont de la pompe de charge 46. Un jeu de vannes 80 et 82 placées dans les deux branches permet de contrôler la réinjection de l'eau épurée soit dans le réservoir 36, soit directe¬ ment dans Le circuit primaire.Leaving the Li ner half nera 72, the purified liquid phase is reheated in a reheater exchanger 78 coupled to the cooler exchanger 76. Downstream of the reheater exchanger 78, the outlet pipe 74 comprises a bifurcation of which a first branch supplies one of the jet pumps 40b through which the sampling line 38 supplies the reservoir 36. A second branch of this bypass is connected directly to the line 44 by which the water is reinjected into the primary circuit, upstream of the charge pump 46. A set of valves 80 and 82 placed in the two branches makes it possible to control the reinjection of the purified water either in the tank 36, or directly in the primary circuit.
Afin de permettre la réduction moyenne de La teneur en bore de l'eau du circuit primaire, indépendam- ment des variations journalières, au moins un autre demi- néraliseur 84 est également prévu dans le circuit auxi¬ liaire selon l'invention. Ce demi néra L i seur 84 communique avec La phase Liquide de l'eau contenue dans Le réservoir 36 par une canalisation de sortie 86 dans laquelle est placé un échangeur ref roi di sseur 88 permettant d'abaisser La température de l'eau parvenant dans le déminérali seur 84 à une température d'environ 50°C. Cela permet d'uti li¬ ser également pour cette fonction des demi néra li seurs de conception classique et dont La pression maximale est simplement augmentée.In order to allow the average reduction of the boron content of the water in the primary circuit, independently of daily variations, at least one other semi-mineralizer 84 is also provided in the auxiliary circuit according to the invention. This half nera L i seur 84 communicates with the Liquid phase of the water contained in the reservoir 36 by an outlet pipe 86 in which is placed a heat exchanger ref king di sseur 88 making it possible to lower the temperature of the water arriving in demineralizer 84 at a temperature of about 50 ° C. This also makes it possible to use half nera li ers of conventional design for this function, the maximum pressure of which is simply increased.
A la sortie du demi néra Li seur 84, l'eau appau¬ vrie en bore traverse un échangeur réchauffeur 90 couplé à l'échangeur ref roidi sseur 88. En aval de l'échangeur réchauffeur 89, la canalisation 86 traverse une vanne 90, avant d'être raccordée sur la canalisation 44 de réinjection d'eau dans le circuit primaire, en amont de la pompe de charge 46.At the outlet of the half nera Li sor 84, the water applied in boron passes through a heat exchanger 90 coupled to the cooler exchanger 88. Downstream of the heat exchanger 89, the pipe 86 passes through a valve 90, before being connected to line 44 of reinjection of water into the primary circuit, upstream of the charge pump 46.
Les variations de la teneur en bore de l'eau primaire, notamment pour les variations journalières de puissance, peuvent être obtenues par un système de dis¬ tillation associé au réservoir 36 contenant le Liquide et sa vapeur. A cet effet, on prélève le débit de sortie soit sur la phase liquide, qui contient du bore, soit sur la phase vapeur qui n'en contient pas, d'où des variations de teneur en bore dans le réservoir et des variations inverses dans le circuit primaire. Le débit de sortie contenant du bore est, par exemple, celui qui passe à travers le demi néra li seur 72 et la vanne 82. Pour obtenir un débit de sortie contenant très peu de bore, on place au moins l'une 40c des pompes à jet dans la partie supérieure du réservoir 36 contenant de l'eau en phase vapeur. La pompe à jet 40c entraîne alors cette vapeur dans un échangeur condenseur 92 qui est immergé dans La phase Liquide de l'eau contenue dans le réservoir 36. La phase vapeur aspirée par La pompe à jet 40c est Légèrement compressée, de telle sorte qu'elle se condense dans l'échangeur condenseur 92.The variations in the boron content of the primary water, in particular for the daily variations in power, can be obtained by a distillation system associated with the reservoir 36 containing the Liquid and its vapor. For this purpose, the outlet flow rate is taken either from the liquid phase, which contains boron, or from the vapor phase which does not contain it, whence variations in the boron content in the tank and inverse variations in the primary circuit. The output flow containing boron is, for example, that which passes through the half-nerenerizer 72 and the valve 82. To obtain an output flow containing very little boron, at least one 40c of the pumps is placed jet in the upper part of the reservoir 36 containing water in the vapor phase. The jet pump 40c then drives this vapor into a condenser exchanger 92 which is immersed in the liquid phase of the water contained in the tank 36. The vapor phase sucked in by the jet pump 40c is slightly compressed, so that it condenses in the condenser exchanger 92.
Ce dernier communique ensuite avec un ruisse- leur de dégazage 94. placé dans La partie supérieure en phase vapeur du réservoir 36. L'eau à L'état liquide par¬ venant dans ce ruisseleur 94 étant très chargée en gaz, elle cède une grande partie de ces gaz à la vapeur dans le ruisseleur, dont le réservoir reçoit par conséquent de L'eau disti llée, sous réserve de certaines quantités de corps dissous provenant de l'eau d'éjection.The latter then communicates with a degassing streamer 94. placed in the upper vapor phase of the tank 36. The water in the liquid state coming in this trickle 94 being very charged with gas, it yields a large part of these gases in the steam in the trickle, the tank of which consequently receives distilled water, subject to certain quantities of dissolved body coming from the ejection water.
L'eau distillée ainsi recuei llie dans le réser¬ voir du ruisseleur 94 est évacuée hors du réservoir eau- vapeur 36 par une canalisation de sortie 96 contrôlée par une vanne 98 et raccordée sur la canalisation 44 de réinjection d'eau dans Le circuit primaire, en amont de La pompe 46. L'eau Liquide contenue dans le réservoir 36 s'enrichit ainsi en bore des apports du circuit pri¬ maire, alors que ce dernier s'appauvrit corrélativement en bore. De telles actions de disti llation, à répéter j ourna L ièrement, deviennent trop importantes dès lors que La teneur moyenne en bore a Largement décru au cours de la compagne de fonctionnement. Comme pour les réac¬ teurs actuels, on peut progressivement uti liser en altei— nance des demi né ra L i seurs en bore (qui doivent être périodiquement régénérés) et des moyens de réinjection d'acide borique, à moins d'uti liser des demi néra L i seurs à résines spéciales qui règlent la teneur en bore en fonction de La température qu'on Leur impose. Dans le mode de réalisation préféré de l'inven¬ tion représenté sur la figure unique, Le réservoir eau- vapeur 36 du circuit auxiliaire selon l'invention est utilisé de plus à la place du ballon de décharge du pres¬ suriseur RDP auquel est habituellement reliée la canali- sation de décharge du pressuriseur. A cet effet, La cana¬ lisation de décharge 100 raccordée de façon habituelle à La partie supérieure en phase vapeur du pressuriseur 24 et contrôlée par une vanne 102, se termine à son extrémité opposée par un barboteur 104 placé dans la zone inférieure du réservoir eau-vapeur 36, c'est-à-dire dans La phase Liquide de L'eau contenue dans ce réservoir.The distilled water thus collected in the tank of the streamer 94 is evacuated from the water-steam tank 36 by an outlet pipe 96 controlled by a valve 98 and connected to the pipe 44 for reinjecting water into the primary circuit. , upstream The pump 46. The liquid water contained in the tank 36 is thus enriched with boron from the contributions of the primary circuit, while the latter is correspondingly depleted in boron. Such distillation actions, to be repeated very often, become too important as soon as the average boron content has greatly decreased during the operating period. As with the current reactors, it is possible gradually to use half-born boron borers (which must be periodically regenerated) and means for reinjection of boric acid, unless using half nera L ers with special resins which regulate the boron content as a function of the temperature imposed on them. In the preferred embodiment of the invention shown in the single figure, the water-steam tank 36 of the auxiliary circuit according to the invention is used in addition to the discharge tank of the RDP pres¬ suriser which is usually connected to the pressurizer discharge pipe. For this purpose, the discharge pipe 100 connected in the usual way to the upper vapor phase of the pressurizer 24 and controlled by a valve 102, ends at its opposite end by a bubbler 104 placed in the lower zone of the water tank. -vapor 36, that is to say in the Liquid phase of the water contained in this tank.
Cet agencement original permet la récupération de La vapeur libérée à partir du pressuriseur, sans né¬ cessiter son traitement et son épuration externe comme il était de règle auparavant. Les opérations de purge nécessaires pour Limiter La concen ration en gaz dans la phase vapeur du pressuriseur sont ainsi faci litées. De plus, le réservoir selon l'invention peut être dimen- sionné pour admettre en cas de besoin une décharge totale du pressuriseur, la vanne de décharge 102 restant ouverte volontairement (pour assurer une baisse de pression pri¬ maire importante si nécessaire) ou involontairement (ac¬ cident de Three Mile Island) .This original arrangement allows the recovery of the vapor released from the pressurizer, without necessitating its treatment and external purification as was previously the rule. The purge operations necessary to Limit The gas concentration in the vapor phase of the pressurizer are thus facilitated. In addition, the reservoir according to the invention can be dimensioned to admit, if necessary, a total discharge of the pressurizer, the discharge valve 102 remaining open. voluntarily (to ensure a significant drop in primary pressure if necessary) or involuntarily (Three Mile Island accident).
A titre d'exemple, on considère un réacteur de 1300 MW électriques dont le pressuriseur contient normalement 36 m d'eau Liquide et 24 m3 d'eau vapeur à 345°C, 15,5 MPa. Le réservoir 36 selon l'invention contient par exemple 150 m3 d'eau liquide et 20 m3 de vapeur à 290,5°C, 7,5 MPa. La température moyenne de L'eau dans le circuit primaire est de 311°C, ce qui cor¬ respond à une pression de vapeur saturante de 10 MPa. On peut calculer que la décharge totale du pressuriseur dans le réservoir 36 permet d'aboutir à une pression inférieure à 10 MPa. Ainsi donc, dans la mesure où Le chauffage du pressuriseur n'est pas en fonctionnement et où La puissance du réacteur est évacuée par ailleurs, la pression primaire peut être rapidement abaissée à 10 MPa par décharge du pressuriseur, sans autre précaution particulière. La décharge du pressuriseur peut, bien entendu, être actionnée lorsqu'on veut rendre plus précoce l'injection de L'eau du réservoir 36 dans le circuit primaire en cas de brèche sur celui-ci.As an example, consider a 1300 MW electric reactor whose pressurizer normally contains 36 m of liquid water and 24 m 3 of steam water at 345 ° C, 15.5 MPa. The tank 36 according to the invention contains for example 150 m 3 of liquid water and 20 m 3 of steam at 290.5 ° C, 7.5 MPa. The average temperature of the water in the primary circuit is 311 ° C, which corresponds to a saturated vapor pressure of 10 MPa. It can be calculated that the total discharge of the pressurizer in the tank 36 makes it possible to achieve a pressure of less than 10 MPa. Thus, insofar as the heating of the pressurizer is not in operation and the power of the reactor is evacuated elsewhere, the primary pressure can be rapidly lowered to 10 MPa by discharging the pressurizer, without any other particular precaution. The discharge of the pressurizer can, of course, be actuated when it is desired to make the injection of water from the reservoir 36 into the primary circuit earlier in the event of a breach therein.
Le cas ci-dessus correspond à l'alimentation du réservoir 36 en eau primaire directement prélevée sur les sorties 18 des générateurs de vapeur. On pourrait cependant choisir un niveau inférieur de pression dans ce réservoir, l'eau prélevée étant refroidie par un échangeur récupérateur 106 (qui assure d'autre part un réchauffement de l'eau réinjectée par La conduite 44) et par un refroi di sseur de réglage 108. A titre d'exem¬ ple, l'eau primaire peut être refroidie de 290°,5 à 270°C correspondant à une pression de 5,5 MPa dans le réseï— voir. La décharge du pressuriseur pourrait cependant donner lieu, dans les conditions précédentes, à une pres- sion maximale peu inférieure à 10 MPa, compte tenu de la réserve de chaleur contenue dans l'ensemble du circuit primaire. Sous réserve de calculs plus précis, i l paraît indiqué de ne pas refroidir Le débit prélevé, et de dimensionner en conséquence Le circuit selon L'invention. Le circuit auxi liaire de contrôLe volumétrique et chimique selon l'invention comprend enfin des instal¬ lations de purge et d'appoint 110 situées à L'extérieur de L'enceinte 34 et très simplifiées par rapport aux installations comparables existant dans Les réacteurs nucléaires à eau sous pression actuels. Ces installations 110 communiquent avec le réservoir eau-vapeur 36, à la base de celui-ci, par une canalisation 112 contrôlée par une vanne 114. Elles communiquent aussi avec le réservoir supplémentaire 52 contenant un concentrât d'eau borique par une canalisation 116 contrôlée par une vanne 118. Enfin, elles communiquent par des canalisations non représentées avec les demi néra li seurs 72 et 84.The above case corresponds to the supply of the reservoir 36 with primary water directly taken from the outlets 18 of the steam generators. One could however choose a lower level of pressure in this tank, the withdrawn water being cooled by a recuperator exchanger 106 (which on the other hand ensures a heating of the water reinjected by the pipe 44) and by a cooler of s setting 108. As an example, the primary water can be cooled from 290 °, 5 to 270 ° C corresponding to a pressure of 5.5 MPa in the tank. The discharge of the pressurizer could however give rise, under the preceding conditions, to a maximum pressure slightly less than 10 MPa, taking into account the heat reserve contained in the entire primary circuit. Subject to more precise calculations, it seems advisable not to cool the flow rate sampled, and to dimension the circuit according to the invention accordingly. The auxiliary volumetric and chemical control circuit according to the invention finally comprises purge and make-up installations 110 situated outside the enclosure 34 and very simplified compared to the comparable installations existing in nuclear reactors. current pressurized water. These installations 110 communicate with the water-steam tank 36, at the base thereof, by a pipe 112 controlled by a valve 114. They also communicate with the additional tank 52 containing a boric water concentrate by a pipe 116 controlled by a valve 118. Finally, they communicate by pipes, not shown, with the half-heatsinks 72 and 84.
La canalisation 112 et La vanne 114 qu'elle comporte constituent un circuit de purge qui permet, d'une part, d'éliminer les corps déposés dans Le fond du réservoir et, d'autre part, de laisser échapper chaque jour quelques m3 de Liquide primaire et de réinjecter de L'eau neuve afin de Limiter L'accumulation de tritium dans le circuit primaire. Le circuit constitué par la canalisation 116 contrôlée par la vanne 118 per et quant à lui d'établir la concentration nécessaire en bore dans Le réservoir supplémenta re 52. Les installations 110 extérieures à L'enceinte du réacteur permettent de trai¬ ter l'eau purgée ainsi que celle obtenue au circuit de récupération de fuite, d'assurer la réinjection corres¬ pondante d'eau neuve, de contrôler La concentration en bore dans Le réservoir 52, et de régénérer les déminera-. Liseurs 72 et 84 Lors de l'arrêt du réacteur. Le fait que l'on ait pu assurer à l'intérieur de l'enceinte une grande partie des fonctions du circuit auxi liaire permet de limiter considérablement la complexité de l'encombre¬ ment de ces installations extérieures 110, par rapport aux installations actuelles.The line 112 and the valve 114 which it comprises constitute a purge circuit which makes it possible, on the one hand, to eliminate the bodies deposited in the bottom of the tank and, on the other hand, to allow a few m 3 to escape each day. of Primary Liquid and reinjecting New Water in order to Limit The accumulation of tritium in the primary circuit. The circuit formed by the pipe 116 controlled by the valve 118 per and for its part to establish the necessary concentration of boron in the additional tank re 52. The installations 110 outside the reactor enclosure make it possible to treat the water purged as well as that obtained in the leakage recovery circuit, ensuring the corresponding reinjection of new water, controlling the boron concentration in the tank 52, and regenerating the deminerals. Readers 72 and 84 When the reactor stops. The fact that a large part of the functions of the auxiliary circuit can be ensured inside the enclosure allows considerably limit the complexity of the size of these external installations 110, compared to current installations.
La description qui précède fait apparaître que le circuit auxiliaire selon l'invention permet, grâce notamment à l'uti lisation du réservoir eau-vapeur 36, d'assurer très simplement Les fonctions multiples suivan¬ tes :The foregoing description shows that the auxiliary circuit according to the invention makes it possible, thanks in particular to the use of the water-steam tank 36, to very simply perform the following multiple functions:
1) la compensation volumétrique de L'eau contenue dans Le circuit primaire vis-à-vis de sa dilatation thermi¬ que et le recueil de l'eau Lors de L'ouverture du couvercle de la cuve 10, avec le minimum de réservoirs extérieurs,1) the volumetric compensation of the water contained in the primary circuit vis-à-vis its thermal expansion and the collection of water when opening the cover of the tank 10, with the minimum of external tanks ,
2) l'injection de sécurité en cas de brèche dans le cir- cuit primaire (de préférence en association avec L ' u- tilisatîon d'une réserve d'eau intérieure à L'encein¬ te, comparable à celle qui est décrite dans la publi¬ cation de L.E. Conway précitée, pour un fonctionne¬ ment passif et en remplacement des accumulateurs à azote),2) safety injection in the event of a breach in the primary circuit (preferably in association with the use of an internal water reserve at the enclosure, comparable to that described in the publication of the aforementioned LE Conway, for passive operation and as a replacement for nitrogen accumulators),
3) L'épuration de L'eau primaire vis-à-vis des gaz dis¬ sous, avec réintroduction de L'hydrogène,3) Purification of the primary water with respect to the dis¬ gases, with reintroduction of hydrogen,
4) L'épuration de l'eau primaire vis-à-vis des solides dissous nocifs ou gênants, 5) Le réglage de la teneur en acide borique et en corps dissous protecteurs de l'eau primaire,4) Purification of primary water vis-à-vis harmful or troublesome dissolved solids, 5) Adjustment of the content of boric acid and protective dissolved body of primary water,
6) La décharge du pressuriseur, pour les actions sur la pression ou pour les purges de gaz. L'éventuel blocage ouvert de la décharge, n'entraînent plus aucun acci- dent.6) The discharge of the pressurizer, for actions on pressure or for gas purges. Any open blockage of the discharge will no longer cause an accident.
Le circuit auxiliaire selon l'invention corres¬ pond à une importante diminution d'installation par rap¬ port au circuit de contrôle volumétrique et chimique classique et à ses installations associées, qui occupent actuellement un bâtiment de très grande importance. En dehors de ces installations associées, très simplifiées, Le circuit auxi liaire selon l'invention se trouve enfermé en totalité dans L'enceinte de sécurité, avec le minimum de connexions sur L'extérieur, ce qui présente un net avantage par rapport à de possibles pollutions externes. Le circuit comporte essentiellement un grand réservoir dont l'encombrement et la pression de service sont infé¬ rieurs par exemple à ceux du corps de pression d'un géné¬ rateur de vapeur dans un réacteur à quatre générateurs. La quantité d'eau primaire chaude contenue dans l'enceinte de confinement étant accrue, on peut être conduit à accroître Le produit pression-volume de celle- ci. Cependant, compte tenu des simplifications d'installation précitées, L'économie par rapport à une installation classique demeure importante. The auxiliary circuit according to the invention corresponds to a significant reduction in installation compared to the conventional volumetric and chemical control circuit and its associated installations, which currently occupy a building of very great importance. In outside these associated facilities, which are very simplified, the auxiliary circuit according to the invention is entirely enclosed in the security enclosure, with the minimum of connections to the outside, which has a clear advantage over possible external pollution. The circuit essentially comprises a large tank whose size and operating pressure are lower, for example than that of the pressure body of a steam generator in a reactor with four generators. As the quantity of hot primary water contained in the confinement enclosure is increased, it may be necessary to increase the pressure-volume product thereof. However, taking into account the abovementioned installation simplifications, the economy compared to a conventional installation remains significant.

Claims

REVENDICATIONS
1. Circuit auxi liaire de contrôle volumétrique et chimique, apte à être raccordé sur un circuit primaire de réacteur nucléaire à eau sous pression contenant de L'eau primaire, ce circuit auxiliaire comportant des moyens (38) de prélèvement d'eau dans le circuit primaire, des moyens d'épuration de cette eau et de régLage de sa teneur en acide borique et en hydrogène, et des moyens réglables (46) de réinjection d'eau dans Le circuit pri¬ maire, caractérisé par Le fait qu'au moins un réservoir eau-vapeur (36) est placé dans le circuit auxi liaire, à l'aval des moyens de prélèvement (38), ceux-ci compre¬ nant des moyens de réglage (42a,b,c et 40a,b,c) du débit d'entrée d'eau primaire dans le réservoir qui assurent une détente de l'eau à sa pression de vapeur saturante dans Le réservoir (36), l'ensemble des moyens de réglage des débits d'entrée et de sortie permettant un contrôle du volume d'eau présent dans le réservoir et, par consé¬ quent, du volume d ' eau. contenu dans le circuit primaire.1. Auxiliary circuit for volumetric and chemical control, capable of being connected to a primary circuit of a pressurized water nuclear reactor containing primary water, this auxiliary circuit comprising means (38) for withdrawing water from the circuit primary, means for purifying this water and regulating its boric acid and hydrogen content, and adjustable means (46) for reinjecting water into the primary circuit, characterized by the fact that at least a water-steam tank (36) is placed in the auxiliary circuit, downstream of the sampling means (38), these comprising adjustment means (42a, b, c and 40a, b, c ) of the primary water inlet flow rate in the tank which ensures expansion of the water to its saturated vapor pressure in the tank (36), all of the means for adjusting the inlet and outlet flow rates allowing a control of the volume of water present in the tank and, consequently, of the volume e of water. contained in the primary circuit.
2. Circuit auxiliaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que Les moyens de réglage du débit d'entrée d'eau primaire dans le réservoir sont constitués par des injecteurs de pompes à jet (40a,b,c) contrôlés par des vannes (42a,b,c), lesdites pompes à jet étant par ailleurs utilisées pour la mise en mouve- ment de divers fluides à des fins d'épuration.2. Auxiliary circuit according to claim 1, characterized in that the means for adjusting the flow rate of primary water entry into the tank are constituted by injectors of jet pumps (40a, b, c) controlled by valves (42a, b, c), said jet pumps being moreover used for setting in motion various fluids for purification purposes.
3. Circuit auxiliaire selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'i l comprend de plus une cana¬ lisation de sécurité (48) reliant le fond du réseervoir (36) au circuit primaire, cette canalisation étant équi- pée d'un premier clapet (50) dont l'ouverture intervient automatiquement lorsque La pression dans le circuit pri¬ maire chute en dessous de la pression régnant dans Le réservoi r.3. Auxiliary circuit according to claim 2, characterized in that it further comprises a safety pipe (48) connecting the bottom of the tank (36) to the primary circuit, this pipe being equipped with a first valve (50), the opening of which takes place automatically when the pressure in the primary circuit drops below the pressure prevailing in the reservoir.
4. Circuit auxiliaire selon La revendication 3, caractérisé par le fait qu'un réservoir supplémentaire (52) contenant un concentrât d'eau borique est placé dans la canalisation de sécurité (48), un deuxième clapet (54) anti-mélange étant placé en amont du réservoir supplé en- taire.4. Auxiliary circuit according to claim 3, characterized in that an additional reservoir (52) containing a boric water concentrate is placed in the safety line (48), a second anti-mixing valve (54) being placed upstream of the additional reservoir.
5. Circuit auxi liaire selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'un dégazeur par disti llation (56) est placé au sommet du réservoir eau-vapeur et comporte une chambre supérieure, où se concentrent les gaz extraits, reliée à un sépara¬ teur d'hydrogène (62), ce dernier comportant une chambre à basse pression (62a), où apparaît l'hydrogène, reliée à une pompe à jet (40a) reliée à la canalisation de prélèvement (38) et débouchant dans Le réservoir eau-vapeur, et une chambre à haute pression (62b), où se concentrent Les autres gaz.5. Auxiliary circuit according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a degasser by distillation (56) is placed at the top of the water-vapor tank and has an upper chamber, where the gases are concentrated. extracts, connected to a hydrogen separator (62), the latter comprising a low pressure chamber (62a), where the hydrogen appears, connected to a jet pump (40a) connected to the sampling pipe (38 ) and opening into the water-steam tank, and a high-pressure chamber (62b), where the other gases are concentrated.
6. Circuit auxi liaire selon La revendication 5, caractérisé par le fait que La chambre à haute pression (62b) du séparateur d'hydrogène (62) est reliée à un réservoir de stockage (64) qui communique avec une chemi¬ née de purge (70) par une canalisation (66) contrôlée par une vanne (68) .6. Auxiliary circuit according to claim 5, characterized in that the high pressure chamber (62b) of the hydrogen separator (62) is connected to a storage tank (64) which communicates with a purge chemi¬ (70) by a pipe (66) controlled by a valve (68).
7. Circuit auxi liaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par Le fait qu'au moins une canalisation de sortie (74,86) s'ouvre dans la phase Liquide à l'intérieur du réservoir eau-vapeur (36), et comprend successivement un échangeur refroidis- seur (76,88), un démènera L i seur à résine (72,84) et un échangeur réchauffeur (78,89) couplé à l'échangeur re- froi di sseur.7. Auxiliary circuit according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least one outlet pipe (74,86) opens in the liquid phase inside the water-vapor tank ( 36), and successively comprises a cooler exchanger (76,88), a resistor L i sor (72,84) and a warmer exchanger (78,89) coupled to the cooler exchanger.
8. Circuit auxi liaire selon La revendication 7 , caractérisé par Le fait qu'une première canalisation de sortie (74) comprend un premier demi néra L i seur à résine (72) présaturé en bore, l'échangeur réchauffeur (78) pla- ce dans cette première canalisation de sortie étant relié au travers d'un jeu de vannes de commutation (80, 82) à une pompe à jet (40b) reliée à La canalisation de prélèvement et débouchant dans le réservoir eau-vapeur, et à La canalisation de réinjection (44). 8. Auxiliary circuit according to claim 7, characterized in that a first outlet pipe (74) comprises a first half nera L i sor resin (72) presaturated in boron, the heat exchanger (78) pla- this in this first outlet pipe being connected through a set of switching valves (80, 82) to a jet pump (40b) connected to the sampling line and opening into the water-steam tank, and to the reinjection line (44).
9. Circuit auxiliaire selon l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé par le fait qu'une deuxième canalisation de sortie (86) comprend un deuxième déminéraliseur à résine (84), non saturé en bore, L'é¬ changeur réchauffeur (89) placé dans cette deuxième cana- lisation de sortie étant relié au travers d'une vanne (90) à La canalisation de réinjection.9. Auxiliary circuit according to any one of claims 7 and 8, characterized in that a second outlet pipe (86) comprises a second resin demineralizer (84), not saturated with boron, The heater changer (89) placed in this second outlet pipe being connected through a valve (90) to the reinjection pipe.
10. Circuit auxiliaire selon L'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait qu'au moins une pompe à jet (40c), alimentée par la canalisa- tion de prélèvement (38), est placée dans la phase vapeur du réservoir eau-vapeur, cette pompe débouchant dans un échangeui—condenseur (92) placé dans la phase liquide du réservoir eau-vapeur et communiquant avec un ruisse¬ leur de dégazage (94) placé dans la phase vapeur de ce dernier réservoir et comportant un collecteur d'eau dis¬ tillée qui communique avec la canalisation de réinjection (44) au travers d'une vanne (98).10. Auxiliary circuit according to any one of claims 1 to 9, characterized in that at least one jet pump (40c), supplied by the sampling pipe (38), is placed in the vapor phase of the water-steam tank, this pump opening into an exchanger-condenser (92) placed in the liquid phase of the water-steam tank and communicating with a degassing ruisse¬ (94) placed in the vapor phase of the latter tank and comprising a distilled water collector which communicates with the reinjection pipe (44) through a valve (98).
11. Circuit auxiliaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, le circuit primaire du réacteur comportant un pres¬ suriseur (16) muni d'une canalisation (100) de décharge de vapeur, cette canalisation débouche dans un barboteur (104) placé dans une zone inférieure du réservoir eau- vapeur. 11. Auxiliary circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that, the primary circuit of the reactor comprising a pres¬ suriser (16) provided with a pipe (100) for discharging steam, this pipe opens into a bubbler (104) placed in a lower zone of the water-vapor tank.
12. Circuit auxiliaire selon L'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la canalisation de prélèvement (38) est munie d'un moyen de refroidissement (106) couplé à un moyen de ré¬ chauffement (106) placé dans La canalisation de réinjec- tion (44). 12. Auxiliary circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that the sampling pipe (38) is provided with a cooling means (106) coupled to a re¬ heating means (106) placed in the reinjection pipe (44).
13. Circuit auxi liaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que Le réservoir eau-vapeur (36) comporte un circuit de purge et des circuits d'appoint en eau et en corps dis- sous (112), reliés à des installations de purge et d'ap¬ point (110).13. Auxiliary circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that the water-steam tank (36) comprises a purge circuit and circuits for making up water and a dissolved body (112), connected to purging and filling installations (110).
14. Réacteur nucléaire à eau sous pression comprenant un circuit primaire placé à L'intérieur d'une enceinte de confinement (34), et un circuit auxi liaire de contrôle volumétrique et chimique, caractérisé par Le fait que Le circuit auxi liaire est réalisé selon la revendication 13 et placé en totalité à L'intérieur de L'enceinte, à L'exception des installations de purge et d'appoint (110) . 14. Pressurized water nuclear reactor comprising a primary circuit placed inside a confinement enclosure (34), and an auxiliary circuit for volumetric and chemical control, characterized by the fact that the auxiliary circuit is produced according to claim 13 and placed entirely inside the enclosure, with the exception of the purge and make-up installations (110).
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