FR2521762A1 - Cold trap for fast breeder reactor with closed core - where trap has inexpensive design and contains removable stainless steel mesh filter and cooling coil fed with liq. gas - Google Patents

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Abstract

The core is cooled by molten metal in a reactor vessel contg. intermediate heat exchangers and prim. circulation pumps, plus an inner casing forming an upper hot zone and a lower cold zone. One or more cold traps are suspended from holes in the reactor roof. Each trap consists of a vertical cylinder with inlets in the hot zone and outlets in the cold zone of the reactor vessel. In each trap is a removable mesh filter; and the pressure difference in the inner casing caused by the prim. pumps compels the molten metal to circulate through the filter. The great advantage is that the invention eliminates the need for electromagnetic pumps used in conventional cold traps and of poor reliability.

Description

L'invention concerne un purificateur de métal liquide pour réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide, qui est installé dans un caisson du réacteur surrégénérateur rapide pour purifier le métal liquide dans le système primaire de refroidissement et dans lequel un élément de filtre peut etre facilement replacé et on n'a pas besoin d'une pompe. A liquid metal purifier for a liquid metal cooled closed-core fast reactor type fast breeder reactor is installed in a reactor vessel of the fast breeder reactor for purifying liquid metal in the primary cooling system and wherein Filter can be easily replaced and you do not need a pump.

Jusqu'ici, on purifiait généralement le métal liquide du système primaire de refroidissement d'un réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide au moyen d'un piège froid relié à une boucle de purification qui conduit d'un caisson de réacteur à l'extérieur. Toutefois, étant donné que le métal liquide du système primaire de refroidissement doit etre conduit hors du caisson du réacteur, cette technique comporte un danger possible, à savoir que du métal liquide radioactif pourrait fuir par suite d'une rupture de tuyauteries de la boucle de purification et c'est également désavantageux au point de vue de la simplification des équipements de réacteur et de l'économie de matériaux. En outre, le piège froid a habituellement besoin d'être remplacé plusieurs fois au cours de la durée de service du réacteur (environ 30 ans).Dans ce type de piège froid installé dans la boucle de purification, toute l'unité principale du piège froid doit être remplacée ce qui entraine une dépense accrue. En outre, le remplacement de l'unité principale oblige à couper la tuyauterie dans la boucle de purification mais cette opéra 24 tion de coupage ne peut pas être effectuée avant que Na ne se soit désintégré après l'arrêt du réacteur et d'autre part, cette opération de coupage prend un temps assez long de sorte qu'il est impossible de remplacer l'unité principale du piège froid pendant une période de changement de combustible. Un inconvénient supplémentaire est que l'opération de remplacement pourrait augmenter l'exposition professionnelle des ouvriers. So far, the liquid metal of the primary cooling system of a liquid metal-cooled closed-core fast reactor type reactor has been purified by means of a cold trap connected to a purification loop which leads from a reactor vessel. reactor outside. However, since the liquid metal of the primary cooling system has to be driven out of the reactor vessel, there is a potential danger in this technique that radioactive liquid metal could leak as a result of pipe rupture in the reactor loop. purification and it is also disadvantageous from the point of view of the simplification of reactor equipment and the economy of materials. In addition, the cold trap usually needs to be replaced several times during the service life of the reactor (about 30 years) .In this type of cold trap installed in the purification loop, the entire main unit of the trap cold needs to be replaced resulting in increased expense. In addition, the replacement of the main unit requires cutting the piping in the purification loop but this operation 24 tion cut can not be performed before Na has disintegrated after the shutdown reactor and secondly this cutting operation takes a long time so that it is impossible to replace the main unit of the cold trap during a fuel change period. An additional disadvantage is that the replacement operation could increase the occupational exposure of the workers.

Afin de surmonter les inconvénients décrits ci-dessus, on a proposé un piège froid installé dans un caisson de réacteur et que l'on insère dans du métal liquide contenu dans le réacteur, depuis un bouchon de blindage du sommet du caisson. In order to overcome the disadvantages described above, it has been proposed a cold trap installed in a reactor box and that is inserted into the liquid metal contained in the reactor, from a shielding plug of the top of the box.

Ce type de piège froid ne nécessite pas de boucle de purification et peut satisfaire la conception unitaire du réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide. En outre, seul l'élément de filtre a besoin d' être remplacé ce qui réduit le coût du remplacement et la majeure partie de l'opération de remplacement peut s'effectuer en un temps court par manipulation à distance de sorte que 1' exposition professionnelle des ouvriers et que l'opération de remplacement peut s'effectuer pendant une période de changement de combustible.This type of cold trap does not require a purification loop and can satisfy the unitary design of the liquid metal cooled closed-core fast breeder reactor. In addition, only the filter element needs to be replaced which reduces the cost of replacement and most of the replacement operation can be done in a short time by remote manipulation so that the exposure workers and that the replacement operation can be carried out during a fuel change period.

Toutefois, ce type de piège froid installé dans le caisson réacteur nécessite une pompe électromagnétique incorporée pour faire circuler le métal liquide de façon forcée et par suite, il a une structure plus compliquée que le type de piège froid installé dans une boucle de purification. En outre, dans l'état actuel de la technique où la fiabilité et la durabilité des pompes électromagnétiques utilisées dans des atmosphères gazeuses à haute température ne sont pas encore établies, il reste encore des problèmes considérables concernant la fiabilité aussi bien que la durabilité de l'ensemble du système. However, this type of cold trap installed in the reactor vessel requires an electromagnetic pump incorporated to circulate the liquid metal forcibly and therefore, it has a more complicated structure than the type of cold trap installed in a purification loop. Furthermore, in the current state of the art where the reliability and durability of electromagnetic pumps used in high temperature gaseous atmospheres are not yet established, there are still considerable problems with the reliability as well as the durability of the electromagnetic pumps. whole system.

L'invention vise à éviter les inconvénients susdits de la technique antérieure. Un but de l'invention est de fournir un piège froid du type installé dans un caisson de réacteur qui puisse tirer le meilleur parti des divers avantages assurés par le piège froid classique installé dans un caisson de réacteur, qui ait une structure simplifiée et dans lequel on puisse faire circuler du métal liquide sans qu'il soit nécessaire d'utiliser une pompe électromagnétique, ce qui améliore dans une large mesure aussi bien la fiabilité que la durabilité du piège froid et de l'ensemble du système. The invention aims to avoid the aforementioned drawbacks of the prior art. An object of the invention is to provide a cold trap of the type installed in a reactor box which can make the most of the various advantages provided by the conventional cold trap installed in a reactor box, which has a simplified structure and in which liquid metal can be circulated without the necessity of using an electromagnetic pump, which improves to a large extent both the reliability and the durability of the cold trap and the entire system.

Selon l'invention, on propose un piège froid installé dans un caisson d'un réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide et dans lequel un coeur de réacteur, un échangeur thermique intermédiaire et une pompe primaire de circulation principale sont disposés dans le caisson, le sommet du caisson est couvert par un bouchon de blindage et l'intérieur du caisson de réacteur est séparé, par un caisson intérieur, en une chambre chaude située dans le caisson intérieur et une chambre froide située hors de celui-ci. According to the invention, there is provided a cold trap installed in a box of a liquid metal-cooled closed-core fast reactor type reactor and in which a reactor core, an intermediate heat exchanger and a main circulation primary pump are arranged. in the box, the top of the box is covered by a shielding plug and the interior of the reactor box is separated, by an inner box, into a hot chamber located in the inner box and a cold room located outside it .

Le piège froid est suspendu à une ouverture du bouchon de blindage et pénètre de haut en bas dans le caisson du réacteur à travers le caisson intérieur. Le piège froid comporte une unité de filtre amovible et présente des orifices d'entrée qui s'ouvrent dans la chambre froide à l'extérieur du caisson intérieur. The cold trap is suspended from an opening of the shield cap and penetrates up and down in the reactor box through the inner box. The cold trap has a removable filter unit and has inlet ports that open into the cold chamber outside the inner box.

Avec cette construction, du métal liquide est envoyé et mis à circulation de façon forcée à travers le piège froid en vertu de la différence de pression entre l'intérieur et 1' extérieur du caisson intérieur, différence qui est engendrée par la pression de refoulement de la pompe primaire de circulation principale installée à l'intérieur du caisson du réacteur. With this construction, liquid metal is sent and forcibly circulated through the cold trap by virtue of the pressure difference between the interior and the exterior of the inner vessel, which difference is caused by the pressure of the main circulation primary pump installed inside the reactor vessel.

Les buts et avantages ci-dessus de l'invention, ainsi que d'autres, apparaltront mieux à la lecture de la description détaillée ci-après qui se réfère aux dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est un plan par le haut montrant un exemple de l'installation d'un piège froid selon l'invention
- la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 ;
- la figure 3 est une coupe d'un mode d'exécution préférentiel du piège froid selon l'invention et
- la figure 4 est une vue explicative montrant l'ensemble du piège froid de la figure 3.The foregoing and other objects and advantages of the invention will become more apparent upon reading the following detailed description which refers to the accompanying drawings in which:
FIG. 1 is a plan from the top showing an example of the installation of a cold trap according to the invention
- Figure 2 is a section along the line II-II of Figure 1;
FIG. 3 is a section of a preferred embodiment of the cold trap according to the invention and
FIG. 4 is an explanatory view showing the entire cold trap of FIG.

On considèrera les figures 1 et 2, l'intérieur d'un caisson 1 d'un réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide est séparé par un caisson intérieur 2 et a une structure telle qu'un coeur 3 placé au centre du caisson de réacteur 1 est supporté par une structure de support de coeur 4, une structure supérieure de coeur 5 est située au dessus du coeur 3 et le sommet du caisson de réacteur 1 est couvert et bouché par un bouchon de blindage 6. Le mode d'exécution représenté comporte trois systèmes de refroidissement et en conséquence, le caisson 1 comporte trois pompes primaires de circulation principale 7, trois pièges froids 8 selon l'invention et six échangeurs thermiques intermédiaires 9. La référence 10 désigne un tuyau d'entrée pour l'introduction de métal liquide, comme agent de refroidissement, dans le coeur 3.  FIGS. 1 and 2 show the inside of a box 1 of a liquid metal-cooled closed-core fast reactor type separated by an inner box 2 and having a structure such as a core 3 placed at the center of the reactor vessel 1 is supported by a core support structure 4, an upper core structure 5 is located above the core 3 and the top of the reactor vessel 1 is covered and plugged by a shielding plug 6. The embodiment shown comprises three cooling systems and accordingly, the box 1 comprises three main circulation primary pumps 7, three cold traps 8 according to the invention and six intermediate heat exchangers 9. The reference 10 designates an inlet pipe for the introduction of liquid metal, as coolant, into the core 3.

Comme on le verra par la figure 2, chacun des pièges froids 8 selon l'invention est suspendu à une ouverture du bouchon-de blindage 6, pénètre de haut en bas dans le caisson 1 du réacteur a travers le caisson intérieur 2 et est muni d' orifices d'entrée 12 qui s'ouvrent à l'intérieur (c'est-adire dans la chambre chaude 11) du caisson intérieur 2 et des orifices de sortie 14 qui s'ouvrent à l'extérieur du caisson intérieur 2 (c'est-a-dire dans la chambre froide 13). Grâce à cette construction, il est possible de permettre à du métal liquide du système primaire de refroidissement de circuler de façon forcée à travers le piège froid 8 en tirant parti de la différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur du caisson intérieur 2 par suite de la pression de refoulement des pompes primaires de circulation principale 7. As will be seen in FIG. 2, each of the cold traps 8 according to the invention is suspended at an opening of the shielding plug 6, penetrates up and down in the chamber 1 of the reactor through the inner caisson 2 and is provided with inlet ports 12 which open inside (ie in the hot chamber 11) of the inner chamber 2 and outlet openings 14 which open to the outside of the inner chamber 2 ( that is to say in the cold room 13). With this construction, it is possible to allow the liquid metal of the primary cooling system to circulate forcibly through the cold trap 8 taking advantage of the pressure difference between the inside and the outside of the inner box 2 as a result of the discharge pressure of the main circulation primary pumps 7.

La figure 3 est une coupe explicative montrant un mode d' exécution préférentiel du piège froid selon l'invention et la figure 4 une vue explicative montrant l'ensemble du piège froid. Comme on le voit surtout par la figure 4, le piège froid du mode d'exécution représenté comprend une enveloppe extérieure 20, une enveloppe intérieure 21 et une unité de filtre 22. On insère ces composants dans cet ordre à travers l'ouverture du bouchon de blindage 6 afin d'assembler le piège froid. Figure 3 is an explanatory section showing a preferred embodiment of the cold trap according to the invention and Figure 4 an explanatory view showing the entire cold trap. As can be seen especially in FIG. 4, the cold trap of the illustrated embodiment comprises an outer casing 20, an inner casing 21 and a filter unit 22. These components are inserted in this order through the opening of the cap. shield 6 to assemble the cold trap.

L'enveloppe extérieure 20 est un récipient pratiquement cylindrique et est munie à son extrémité supérieure d'une bride d'enveloppe extérieure 23 de sorte qu'elle peut être suspendue au bouchon de blindage 6. Une jupe de séparation 24 présentant une section en L renversé est prévue autour de la paroi périphérique de l'enveloppe extérieure 20 de manière à faire saillie à l'extérieur de cette paroi. Au dessus et en dessous de la jupe de séparation 24 sont formés respectivement des orifices d'entrée 12 et des orifices de sortie 14. La partie inférieure de la paroi intérieure de l'enveloppe extérieure a une structure à double paroi dans laquelle un parcours de décharge est formé entre deux parois de la structure à double paroi-de manièr, à permettre à du métal liquide purifié de s'écouler à l'extérieur par le parcours de décharge. Comme on l'expliquera ci-après, ce parcours de décharge sert d'économiseur.  The outer casing 20 is a substantially cylindrical container and is provided at its upper end with an outer casing flange 23 so that it can be suspended from the shield cap 6. A separating skirt 24 having an L-shaped section spilled is provided around the peripheral wall of the outer casing 20 so as to project outside this wall. Above and below the separation skirt 24 are respectively formed inlet orifices 12 and outlet orifices 14. The lower part of the inner wall of the outer casing has a double wall structure in which a The discharge is formed between two walls of the double-walled structure so as to allow purified liquid metal to flow out through the discharge path. As will be explained below, this discharge path serves as an economizer.

L'enveloppe intérieure 21 est munie intérieurement d'une barrière 26 dont la hauteur est inférieure à celle de l'enveloppe intérieure. L'enveloppe intérieure 21 est munie à son extrémité supérieure d'une bride d'enveloppe intérieure 25 de sorte qu'elle peut être suspendue à la bride d'enveloppe extérieure 23 et supportée par celle-ci. Un tuyau de refroidissement enroulé 27 est monté sur la surface intérieure de la barrière 26. Les deux extrémités du tuyau de refroidissement 27 sortent vers le haut à travers la bride d'enveloppe intérieure 25. The inner envelope 21 is internally provided with a barrier 26 whose height is less than that of the inner envelope. The inner casing 21 is provided at its upper end with an inner casing flange 25 so that it can be suspended from and supported by the outer casing flange 23. A coiled cooling pipe 27 is mounted on the inner surface of the barrier 26. Both ends of the cooling pipe 27 extend upwardly through the inner shell flange 25.

L'unité de filtre 22 comprend une bride d'unité de filtre 28, un élément de filtre 29 formé de toile d'acier inoxydable ou matière similaire et une tige 30 servant à relier la bride 28 et l'élément de filtre 29. Une protection biologique 31 est fixée à la surface inférieure de la bride d'enveloppe intérieure 25 et une autre à la surface inférieure de la bride d' unité de filtre 28. The filter unit 22 comprises a filter unit flange 28, a filter element 29 formed of stainless steel cloth or the like, and a rod 30 for connecting the flange 28 and the filter element 29. Biological protection 31 is attached to the lower surface of the inner casing flange 25 and another to the lower surface of the filter unit flange 28.

D'autres détails de la construction apparaitront dans la description suivante concernant le fonctionnement du piège froid de l'invention. L'écoulement de métal est indiqué par des flèches sur la figure 3. Plus précisément, le métal liquide (à environ 5400C) qui est entré par les orifices d'entrée supérieurs 12 de l'enveloppe extérieure 20 descend le long de la surface extérieure de l'enveloppe intérieure 21 puis entre à l'intérieur de l'enveloppe intérieure 21 par des orifices de retour 35 formés à l'extrémité inférieure de l'enveloppe intérieure. Ensuite, le métal liquide monte le long de la barrière 26 puis descend à nouveau à l'intérieur de la barrière 26 de sorte qu'il atteint finalement l'unité de filtre 22.Des isolations 36 sont disposes sur toute la surface extérieure de l'enveloppe intérieure 21 en contact avec le métal liquide et sur la partie inférieure de la surface extérieure de la barrière 26. Comme on l'a dit plus haut, le tuyau de refroidissement 27 est enroulé en un serpentin sur la surface intérieure de la barrière 26 et de l'agent de refroidissement est amené de façon continue de l'extérieur du bouchon de blindage 6 à l'intérieur du tuyau de refroidissement 27. Par ces moyens de refroidissement, le métal liquide se refroidit à environ 1800C lorsqu'il atteint la partie supérieure de l'unité de filtre 22. On utilise normalement comme agent de refroidissement de l'azote liquide à environ 15 kg/cm2 mais la nature de l'agent de refroidissement n'y est pas limitée.Compte tenu des conditions que doit remplir un tel agent de refroidissement, un gaz liquéfié est préférable en ce qui concerne le rendement de refroidissement et il faut que ce soit un gaz inerte qui ne forme pas d'impuretés dans le métal liquide s'il arrive que de l'agent de refroidissement fuie dans le métal liquide par suite d'une détérioration du tuyau de refroidissement 27. Pour ces raisons, l'azote liquide, l'argon liquide et l'hélium liquide conviennent comme agent de refroidissement dans le piège froid selon l'invention et l'azote liquide est spécialement préférable parce qu'il est le moins coûteux. Other details of the construction will appear in the following description relating to the operation of the cold trap of the invention. The metal flow is indicated by arrows in FIG. 3. Specifically, the liquid metal (at about 5400C) that has entered through the upper inlet ports 12 of the outer shell 20 runs down the outer surface the inner casing 21 and then enters the interior of the inner casing 21 by return orifices 35 formed at the lower end of the inner casing. Then, the liquid metal rises along the barrier 26 and then goes down again inside the barrier 26 so that it finally reaches the filter unit 22. Insulations 36 are disposed on the entire outer surface of the barrier. inner casing 21 in contact with the liquid metal and on the lower part of the outer surface of the barrier 26. As mentioned above, the cooling pipe 27 is wound in a coil on the inner surface of the barrier 26 and coolant is continuously fed from outside the shield plug 6 inside the cooling pipe 27. By these cooling means, the liquid metal cools to about 1800C when it reaches the upper part of the filter unit 22. Liquid nitrogen is normally used as the cooling medium at about 15 kg / cm 2, but the nature of the coolant is not limited thereto. If such a coolant is to be filled, a liquefied gas is preferable with respect to the cooling efficiency and it must be an inert gas which does not form impurities in the liquid metal if coolant leaks into the liquid metal as a result of deterioration of the cooling pipe 27. For these reasons, liquid nitrogen, liquid argon and liquid helium are suitable as cooling medium in the cold trap according to the invention. invention and liquid nitrogen is especially preferable because it is the least expensive.

Quand le métal liquide est entré dans l'élément de filtre 29, venant de l'extérieur de l'unité de filtre 22, les impuretés contenues dans le métal liquide sont retenues par l'élément de filtre 29 tandis que le métal liquide est refroidi davantage. Quand le métal liquide est conduit à l'intérieur d'un tube 48 servant à recueillir le métal liquide purifié au centre de l'élément de filtre 29, il est refroidi à environ 1100C. Le métal liquide purifié descend à travers un soufflet 40, un débitmètre 41 et une buse 42 puis il monte à travers l'économiseur (c'est-à-dire le parcours de décharge) 43 à 1' intérieur de l'enveloppe extérieure 20, se déchargeant ainsi finalement dans la chambre froide 13 par les orifices de sortie 14.Le métal liquide (environ 5400C) qui vient d'être introduit en provenance de la chambre chaude 11 descend à l'in- térieur de la paroi intérieure de l'économiseur 43 tandis que le métal liquide (à environ 3900C) sort autour de la paroi extérieure de l'économiseur 43 (c'est-à-dire l'enveloppe extérieure 20). Ainsi, le métal liquide purifié et refroidi monte à travers l'économiseur 43 tout en se réchauffant et se décharge dans la chambre froide 13. When the liquid metal has entered the filter element 29, coming from outside the filter unit 22, the impurities contained in the liquid metal are retained by the filter element 29 while the liquid metal is cooled. more. When the liquid metal is conducted inside a tube 48 for collecting the purified liquid metal in the center of the filter element 29, it is cooled to about 1100C. The purified liquid metal descends through a bellows 40, a flowmeter 41, and a nozzle 42 and then ascends through the economizer (i.e., the discharge path) 43 into the interior of the outer shell 20 , thus discharging finally into the cold chamber 13 through the outlet openings 14. The liquid metal (approximately 5400C) which has just been introduced from the hot chamber 11 goes down inside the inner wall of the chamber. economizer 43 while the liquid metal (at about 3900C) exits around the outer wall of the economizer 43 (i.e. the outer shell 20). Thus, the purified and cooled liquid metal rises through the economizer 43 while warming up and discharges into the cold room 13.

Comme on l'a dit plus haut, le réglage de température de l'unité de filtre 22 est effectué par le tuyau de refroidissement 27. Mais si l'amenée d'agent de refroidissement s'arrête pour l'une ou l'autre raison, la température de l'unité de filtre 22 s'élève à celle de la chambre froide 13 (environ 3900C). En pareil cas, une partie des impuretés retenues dans l'élément de filtre 29 fondent, les impuretés fondues sont emmagasinées dans une cuvette de précipitation d'impuretés 44 et par suite, sont empêchées de se décharger à l'intérieur du réacteur. Il est possible aussi de régénérer l'élément de filtre 29 en arrêtant délibérément l'amenée d'agent de refroidissement. As mentioned above, the temperature setting of the filter unit 22 is effected by the cooling pipe 27. But if the coolant supply stops for one or the other Because of this, the temperature of the filter unit 22 rises to that of the cold chamber 13 (about 3900C). In such a case, some of the impurities retained in the filter element 29 melt, the molten impurities are stored in an impurity precipitation tank 44 and are therefore prevented from being discharged into the reactor. It is also possible to regenerate the filter element 29 by deliberately stopping the supply of coolant.

Le débit du métal liquide est réglé par un manchon de réglage 45 adapté à chacun des orifices d'entrée 12. Le degré d'ouverture du manchon de réglage 45 est réglé de l'extérieur de la bride, à l'extrémité supérieure du piège froid, ce qui établit le débit prédéterminé. Dans un réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide de 1200 flue, si l'on suppose que la quantité de métal liquide
3 dans le système primaire de refroidissement est de 4 000 m et que trois pièges froids selon l'invention sont disposés dans le caisson du réacteur, le débit dans chaque piège froid est 3 d'environ 1 mJ/mn. The flow rate of the liquid metal is regulated by an adjusting sleeve 45 adapted to each of the inlet ports 12. The degree of opening of the adjusting sleeve 45 is adjusted from the outside of the flange, at the upper end of the trap cold, which establishes the predetermined flow. In a 1200 cc fl uid-cooled closed-core closed-cell fast breeder reactor, assuming the amount of liquid metal
3 in the primary cooling system is 4000 m and that three cold traps according to the invention are disposed in the reactor vessel, the flow rate in each cold trap is about 1 mJ / min.

Comme indiqué plus haut, le piège froid de l'invention se compose de l'unité de filtre 22, de l'enveloppe intérieure 21 et de l'enveloppe extérieure 20 et chacun de ces composants peut être retiré du caisson du réacteur en cas de besoin, selon les objectifs d'entretien. Plus précisément, quand l'élément de filtre 29 est obstrué par des impuretés, on peut retirer seulement l'unité de filtre 22 et la remplacer par une nouvelle. En outre, quand l'enveloppe intérieure 21 est retirée, il est possible d'inspecter le soufflet 40, le débitmètre 41 et le tuyau de refroidissement 27 pour l'inspection en service ainsi que pour la réparation et le changement. Quand 1' enveloppe extérieure 20 est retirée, il devient possible de vérifier et de réparer le manchon de réglage 45. As indicated above, the cold trap of the invention consists of the filter unit 22, the inner casing 21 and the outer casing 20 and each of these components can be removed from the reactor casing in case of need, depending on the maintenance objectives. More specifically, when the filter element 29 is obstructed by impurities, only the filter unit 22 can be removed and replaced by a new one. In addition, when the inner casing 21 is removed, it is possible to inspect the bellows 40, the flowmeter 41 and the cooling pipe 27 for in-service inspection as well as for repair and change. When the outer shell 20 is removed, it becomes possible to check and repair the adjustment sleeve 45.

La jupe de séparation 24 est prévue autour de la paroi périphérique de l'enveloppe extérieure 20 à l'endroit ot elle pénètre à travers le caisson intérieur 2. D'autre part, un anneau de barrage 49 est prévu et se dirige verticalement vers le haut autour du bord périphérique d'une ouverture du caisson intérieur 2 à travers laquelle pénètre le caisson extérieur 20. La jupe de séparation 24 et l'anneau de barrage 49 s'adaptent l'un à l'autre tout en ménageant un espacement entre eux comme le montre la figure 3. Ainsi, la chambre chaude 11 est isolée de la chambre froide 13 par la présence de gaz dans l'espacement. Par conséquent, ce type de piège froid ne nécessite pas de joint mécanique et par suite, on peut facilement retirer et remonter l'enveloppe extérieure 20 même quand le caisson 1 du réacteur est rempli de métal liquide.Des orifices à gaz de couverture 46 sont formés dans la partie supérieure de l'enveloppe intérieure 21 comme de l'enveloppe extérieure 20 de sorte que l'écoulement et l'introduction de métal liquide sont assurés lors du retrait et du remontage des enveloppes respectives. The separating skirt 24 is provided around the peripheral wall of the outer casing 20 at the point where it penetrates through the inner casing 2. On the other hand, a barrier ring 49 is provided and is directed vertically towards the outer casing 20. high around the peripheral edge of an opening of the inner casing 2 through which the outer casing 20 penetrates. The separation skirt 24 and the barrier ring 49 fit together while providing spacing between as shown in Figure 3. Thus, the hot chamber 11 is isolated from the cold chamber 13 by the presence of gas in the spacing. Therefore, this type of cold trap does not require a mechanical seal and as a result, the outer shell 20 can easily be removed and raised even when the reactor box 1 is filled with liquid metal. Cover gas orifices 46 are formed in the upper part of the inner casing 21 as the outer casing 20 so that the flow and the introduction of liquid metal are provided during the removal and reassembly of the respective casings.

Le soufflet 40 sert à amener la buse 42 et l'enveloppe extérieure 20 en contact étroit entre elles et un autre soufflet 47 sert à absorber la différence de dilatation thermique axiale entre l'enveloppe intérieure 21 et la tige 30 et aussi à assurer l'étanchéité au gaz de couverture. The bellows 40 serves to bring the nozzle 42 and the outer casing 20 in close contact with each other and another bellows 47 serves to absorb the difference in axial thermal expansion between the inner casing 21 and the rod 30 and also to ensure the gas tightness.

Bien que l'on ait décrit ci-dessus un mode d'exécution préférentiel de l'invention, celle-ci n'y est naturellement pas limitée. I1 est évident pour l'homme de l'art que l'on peut faire diverses modifications sans sortir du cadre de 1' invention. Although a preferred embodiment of the invention has been described above, this is naturally not limited thereto. It is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

Le tableau 1 montre les résultats d'une comparaison entre les effets du piège froid selon l'invention et des pièges froids de la technique antérieure (c'est-à-dire d'un piège froid installé dans une boucle de purification et d'un piège froid à pompe électromagnétique incorporée installé dans un caisson de réacteur). Dans le tableau, le cercle < O) indique un résultat supérieur, le triangle () indique un résultat acceptable et la croix (X) indique un résultat inférieur. Table 1 shows the results of a comparison between the effects of the cold trap according to the invention and cold traps of the prior art (that is to say a cold trap installed in a purification loop and a cold trap with built-in electromagnetic pump installed in a reactor box). In the table, the circle <O) indicates a higher result, the triangle () indicates an acceptable result and the cross (X) indicates a lower result.

TABLEAU 1 pages 9 et 10 TABLEAU 1

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TABLE 1 pages 9 and 10 TABLE 1
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Comme on le voit par le tableau 1, étant donné que le piège froid de l'invention appartient essentiellement au type installé dans le caisson de réacteur, il peut assurer divers avantages que n'assure pas un piège froid classique installé dans le caisson de réacteur.Plus précisément, on obtient de nombreux avantages, à savoir que l'on peut simplifier l'équipement du réacteur et économiser des matériaux puisqu'on n'a pas besoin de boucle de purification ; le risque de fuite de métal liquide dans le système primaire de refroidissement par suite d'une rupture de la tuyauterie de la boucle de purification est éliminé, ce qui améliore la sécurité ; le coût de 1' équipement et de la construction du système de purification ainsi que le coût du remplacement de l'unité principale et de l'élément de filtre deviennent plus économique, vu l'évaluation globale des dépenses t le changement de l'unité principale et de l'élément de filtre peut se faire rapidement et facilement, ce qui réduit l'exposition aux radiations et améliore le facteur de disponibilité des réacteurs. En outre, en comparaison du piège froid classique à pompe électromagnétique incorporée installée dans un caisson de réacteur, le piège froid de l'invention peut assurer de nombreux avantages supplémentaires, par exemple une pompe électromagnétique n'est pas nécessaire pour faire circuler le métal liquide de façon forcée et par suite la construction est notablement simplifiée et aussi, la fiabilité et la durabilité sont toutes deux amé livrées dans une large mesure. <SEP> Reduction of <SEP><SEP> Exposure <SEP><SEP> Exposure When <SEP><SEP><SEP> Possibility <SEP><SEP> Possibility <SEP><SEP>SEP> O <SEP> Possibility <SEP> of <SEP> Chansition <SEP> at <SEP> Radiation <SEP> Cutting <SEP> of <SEP><SEP> Pipe <SEP> Unit <SEP> of <SEP <SEP> Filter by <SEP> Mani <SEP> ger <SEP><SEP> Unit <SEP> Thread
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As can be seen from Table 1, since the cold trap of the invention essentially belongs to the type installed in the reactor vessel, it can provide various advantages that are not provided by a conventional cold trap installed in the reactor vessel. More precisely, many advantages are obtained, namely that the equipment of the reactor can be simplified and materials saved since no purification loop is needed; the risk of leakage of liquid metal into the primary cooling system as a result of a rupture of the piping of the purification loop is eliminated, which improves safety; the cost of the equipment and the construction of the purification system as well as the cost of replacing the main unit and the filter element become more economical, considering the overall evaluation of the expenses and the change of the unit The main and filter element can be done quickly and easily, which reduces radiation exposure and improves the factor of availability of the reactors. In addition, in comparison with the conventional cold trap with built-in electromagnetic pump installed in a reactor box, the cold trap of the invention can provide many additional advantages, for example an electromagnetic pump is not necessary to circulate the liquid metal. Forcibly and therefore the construction is significantly simplified and also, the reliability and durability are both delivered to a large extent.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Piège froid installé dans un caisson d'un réacteur surrégénérateur rapide du type à coeur fermé refroidi par métal liquide dans lequel un coeur de réacteur, des échangeurs thermiques intermédiaires et des pompes primaires de circulation principale sont installées dans le caisson, le sommet du caisson du réacteur est couvert par un bouchon de blindage et l'intérieur du caisson du réacteur est séparé, par un caisson intérieur, en une chambre chaude située à l'intérieur du caisson intérieur et une chambre froide à l'extérieur de celui-ci, caractérisé par le fait que le piège froid (8) est suspendu à une ouverture du bouchon de blindage (6) et pénètre de haut en bas dans le caisson (1) du réacteur à travers le caisson intérieur (2), il comporte un élément de filtre amovible (29) et présente des orifices d'entrée (12) qui s'ouvrent dans la chambre chaude (11) à l'intérieur du caisson intérieur et des orifices de sortie (14) qui s'ouvrent dans la chambre froide (13) à l'extérieur du réacteur, de sorte que du métal liquide est amené à passer et à circuler de façon forcée à travers le piège froid en vertu de la différence de pression entre 1' intérieur et l'extérieur du récipient intérieur, différence qui est engendrée par la pression de refoulement des pompes primaires de circulation (7) installées à l'intérieur du caisson du réacteur. 1. Cold trap installed in a box of a liquid metal cooled closed-core fast reactor type reactor in which a reactor core, intermediate heat exchangers and main circulation primary pumps are installed in the caisson, the top of the the reactor vessel is covered by a shielding plug and the inside of the reactor vessel is separated, by an inner caisson, into a hot chamber located inside the inner caisson and a cold chamber on the outside thereof , characterized by the fact that the cold trap (8) is suspended from an opening of the shielding plug (6) and penetrates upwardly into the reactor box (1) through the inner box (2), it comprises a removable filter element (29) and has inlet ports (12) which open into the hot chamber (11) inside the inner chamber and outlet ports (14) which open into the chamber cold chamber (13) outside the reactor, so that liquid metal is forced to pass and flow forcibly through the cold trap by virtue of the pressure difference between the interior and exterior of the vessel inside, which difference is caused by the discharge pressure of the primary circulation pumps (7) installed inside the reactor vessel. 2. Piège froid selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une enveloppe extérieure (20) pratiquement cylindrique pouvant être insérée à travers l'ouverture du bouchon de blindage, une enveloppe intérieure (21) pouvant être insérée dans l'enveloppe extérieure et une unité de filtre (22) pouvant être insérée dans l'enveloppe intérieure, que l'enveloppe extérieure (20) est munie à son extrémité supérieure d'une bride d'enveloppe extérieure (23) de sorte que l'enveloppe extérieure peut être suspendue à l'ouverture du bouchon de blindage, que les orifices d'entrée (12) sont formés dans la paroi périphérique de l'enveloppe extérieure, dans une position située à l'intérieur du çaisson intérieur (2) et que les orifices de sortie (14) sont formés dans la paroi périphériques de l'enveloppe extérieure, dans une position située hors du caisson intérieur, que la partie inférieure de l'enveloppe extérieure présente une structure à double paroi dans laquelle un économiseur (43) est formé entre deux parois de la structure à double paroi et que les orifices de sortie (14) sont prévus à l'extrémité supérieure de 1 'économiseur (43) de manière à permettre à du métal liquide purifie de s'écouler à l'extérieur à travers l'économiseur, que l'enveloppe intérieure (21) est munie à son extrémité supérieure d'une bride d'enveloppe intérieure (25) de sorte que l'enveloppe intérieure peut être suspendue à la bride d'enveloppe extérieure (23) et supportée par celle-ci, qu'elle est munie intérieurement d'une barrière (26) de hauteur inférieure à celle de l'enveloppe intérieure et à son extrémité inférieure d'orifices de retour (35) pour l'introduction de métal liquide, qu'un tuyau de refroidissement enroulé (27) est monté sur la surface intérieure de la barrière et que l'enveloppe intérieure est munie à son extrémité inférieure d'une buse (42) de sorte que la buse est mise en communication avec l'économiseur (43) de l'enveloppe extérieure quand l'enveloppe intérieure est insérée dans l'enveloppe extérieure, et que l'unité de filtre (22) comprend une tige (30), une bride d'unité de filtre (28) prévue à l'extrémité supérieure de la tige de sorte que l'unité de filtre peut être suspendue à la bride d'enveloppe intérieure (25) et supportée par celle-ci, et un élément de filtre (29) monté à 1' extrémité inférieure de la tige, et qu'un tube (48) servant à recueillir du métal liquide purifié est prévu à l'intérieur de l'élément de filtre de sorte que l'extrémité inférieure du tube collecteur est conçue pour être adjacente à la buse (42) de l'enveloppe intérieure quand l'unité de filtre est insérée dans l'enveloppe intérieure. Cold trap according to Claim 1, characterized in that it comprises a substantially cylindrical outer casing (20) which can be inserted through the opening of the shielding plug, an inner casing (21) which can be inserted into the casing. outer casing and a filter unit (22) insertable into the inner casing, that the outer casing (20) is provided at its upper end with an outer casing flange (23) so that the casing may be suspended at the opening of the shielding plug, that the inlet ports (12) are formed in the peripheral wall of the outer casing, in a position inside the inner wall (2) and that the outlet openings (14) are formed in the peripheral wall of the outer casing, in a position located outside the inner casing, that the lower part of the outer casing has a structure to double wall in which an economizer (43) is formed between two walls of the double wall structure and the outlet openings (14) are provided at the upper end of the economizer (43) so as to allow metal liquid purifies to flow outside through the economizer, that the inner casing (21) is provided at its upper end with an inner casing flange (25) so that the inner casing can be suspended on and supported by the outer casing flange (23), that it is provided internally with a barrier (26) of a height lower than that of the inner casing and at its lower end with return (35) for the introduction of liquid metal, a wound cooling pipe (27) is mounted on the inner surface of the barrier and the inner casing is provided at its lower end with a nozzle (42) so that the nozzle is put in com communicating with the economizer (43) of the outer casing when the inner casing is inserted into the outer casing, and the filter unit (22) comprising a stem (30), a filter unit flange (28) provided at the upper end of the rod so that the filter unit can be suspended from and supported by the inner casing flange (25), and a filter element (29) mounted to 1 'lower end of the rod, and that a tube (48) for collecting purified liquid metal is provided inside the filter element so that the lower end of the collector tube is designed to be adjacent to the nozzle (42) of the inner envelope when the filter unit is inserted into the inner envelope. 3. Piège froid selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une jupe de séparation (24) ayant une section en L renversé est prévue autour de la paroi périphérique de l'enveloppe extérieure dans une partie où l'enveloppe extérieure (20) pénètre à travers le caisson intérieur (2), de façon que cette jupe de séparation dépasse à l'extérieur de la paroi périphérique de l'enveloppe extérieure, qu'un anneau de barrage (49) se dirigeant verticalement vers le haut est prévu autour du bord périphérique de l'ouverture du caisson intérieur à travers laquelle pénètre l'enveloppe extérieure, et que l'anneau de barrage est placé à l'intérieur de la jupe de séparation de sorte qu'ils coopèrent entre eux tout en maintenant un espacement entre eux lorsque l'enveloppe extérieure est suspendue au bouchon de blindage, isolant ainsi la chambre chaude (11) de la chambre froide (13) par la présence de gaz dans 1' espacement. 3. cold trap according to claim 2, characterized in that a separating skirt (24) having an inverted L-shaped section is provided around the peripheral wall of the outer casing in a part where the outer casing (20) ) penetrates through the inner casing (2), so that this separating skirt protrudes outside the peripheral wall of the outer casing, whereby a vertically upwardly facing barrier ring (49) is provided around the peripheral edge of the opening of the inner casing through which the outer casing penetrates, and that the barrier ring is placed inside the separating skirt so that they cooperate with each other while maintaining a spacing them when the outer casing is suspended from the shield cap, thereby isolating the hot chamber (11) from the cold chamber (13) by the presence of gas in the spacing. 4. Piège froid selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un isolant (36) est appliqué sur toute la surface extérieure de l'enveloppe intérieure (21), en contact avec du métal liquide, et sur la partie inférieure de la barrière (26) de l'enveloppe intérieure. Cold trap according to claim 2, characterized in that an insulator (36) is applied to the entire outer surface of the inner casing (21), in contact with liquid metal, and on the lower part of the casing. barrier (26) of the inner envelope. 5. Piège froid selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'une cuvette de précipitation d'impuretés (44) est prévue en dessous de l'élément de filtre de l'unité de filtre (22). 5. cold trap according to claim 2, characterized in that a dirt precipitation bowl (44) is provided below the filter element of the filter unit (22). 6. Piège froid selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'un manchon de réglage (45) est adapté aux orifices d'entrée (12) formés dans la paroi périphérique de l'enveloppe extérieure de manière à régler le débit de métal liquide amené au piège froid. Cold trap according to claim 2, characterized in that an adjusting sleeve (45) is adapted to the inlet openings (12) formed in the peripheral wall of the outer casing so as to adjust the flow of metal. liquid brought to the cold trap. 7. Piège froid selon la revendication 2,caractérisé par le fait que l'enveloppe extérieure (20) et l'enveloppe intérieure (21) présentent des orifices à gaz de couverture (46) dans leur partie supérieure.  7. cold trap according to claim 2, characterized in that the outer casing (20) and the inner casing (21) have cover gas orifices (46) in their upper part.
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