FR2525800A1 - PROCESS FOR OPERATING FERTILIZED LAYERS OF RAPID NEUTRON REGENERATORS AND COOLING BY LIQUID METAL - Google Patents
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Abstract
CE PROCEDE PERMET DE REDUIRE LA FISSURATION THERMIQUE DANS LES REACTEURS REGENERATEURS A NEUTRONS RAPIDES ET REFROIDISSEMENT PAR METAL LIQUIDE, EN REDUISANT LES GRADIENTS DE TEMPERATURE ENTRE LES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES ET LES ASSEMBLAGES CONTIGUS DE COUCHES FERTILES. POUR OBTENIR CE RESULTAT, ON DEPLACE LES ASSEMBLAGES DE COUCHES FERTILES A CHAQUE INTERVALLE DE RECHARGEMENT DE MANIERE A LES RAPPROCHER DE LA PERIPHERIE DU COEUR AU MOYEN DE PLUSIEURS DEPLACEMENTS. ON PLACE GENERALEMENT LES ASSEMBLAGES FRAIS DE COUCHES FERTILES AUPRES DES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES IRRADIES ET LES ASSEMBLAGES IRRADIES DE COUCHES FERTILES AUPRES DES ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES FRAIS. EN OUTRE, LES ORIFICES DES ASSEMBLAGES SONT MODIFIES AFIN DE REDUIRE L'ECOULEMENT DANS LES ASSEMBLAGES DE COUCHES FERTILES QUI EN ONT MOINS BESOIN DU FAIT D'UN GRADIENT REDUIT DE TEMPERATURE, ET POUR FOURNIR UN ECOULEMENT SUPPLEMENTAIRE AUX ASSEMBLAGES COMBUSTIBLES QUI EN ONT DAVANTAGE BESOIN AFIN DE REDUIRE SUFFISAMMENT LES GRADIENTS DE TEMPERATURE ET EMPECHER LA FISSURATION THERMIQUE.THIS PROCESS ALLOWS TO REDUCE THERMAL CRACKING IN RAPID NEUTRON REGENERATING REACTORS AND LIQUID METAL COOLING, BY REDUCING THE TEMPERATURE GRADIENTS BETWEEN THE COMBUSTIBLE ASSEMBLIES AND THE CONTIGUOUS FERTILE LAYER ASSEMBLIES. TO OBTAIN THIS RESULT, THE FERTILE LAYER ASSEMBLIES ARE MOVED AT EACH CHARGING INTERVAL SO AS TO BRING THEM CLOSER TO THE HEART PERIPHERY BY MEANS OF SEVERAL MOVEMENTS. FRESH ASSEMBLIES OF FERTILE LAYERS ARE GENERALLY PLACED NEAR IRRADIATED FUEL ASSEMBLIES AND IRRADIATED ASSEMBLIES OF FERTILE LAYERS NEAR FRESH FUEL ASSEMBLIES. FURTHERMORE, THE ASSEMBLY ORIFICES ARE MODIFIED TO REDUCE FLOW IN FERTILE LAYER ASSEMBLIES WHICH ARE NEEDED LESS THAN A REDUCED TEMPERATURE GRADIENT, AND TO PROVIDE ADDITIONAL FLOW TO MORE FUEL ASSEMBLIES. IN ORDER TO SUFFICIENTLY REDUCE TEMPERATURE GRADIENTS AND PREVENT THERMAL CRACKING.
Description
I Procédé d'exploitation des couches fertiles de réacteurs régénérateurs àI Process for exploiting fertile layers of regenerative reactors
neutrons rapides et refroidissement par métal liquide. fast neutrons and liquid metal cooling.
La présente invention se rapporte à un procédé de déplacement des couches fertiles d'un réacteur régénérateur à neutrons rapides et The present invention relates to a method of moving the fertile layers of a fast neutron regenerating reactor and
refroidissement par métal liquide.liquid metal cooling.
On rencontre dans les réacteurs régénérateurs à neutrons rapides We meet in fast neutron regenerating reactors
et refroidissement par métal liquide, en particulier lorsqu'ils sont du ty- and cooling by liquid metal, especially when they are
pe & coeur hétérogène, un défaut de construction qui est décrit cidessous et que l'on appelle lfissuration thermique" La cause fondamentale de ce défaut est la différence inhérente entre la puissance engendrée dans les assemblages combustibles et dans les assemblages de couches fertiles d'un The fundamental cause of this defect is the inherent difference between the power generated in the fuel assemblies and in the fertile layer assemblies of a heterogeneous core, a structural defect which is described below and which is called thermal cracking.
coeur hétérogène de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidis- Heterogeneous core of regenerator reactor with fast and cool neutrons
sement par métal liquide Un coeur hétérogène est un coeur présentant plu- A heterogeneous core is a heart with
sieurs régions entremlées de combustibles et de couches fertiles, qui créent une multitude d'interfaces combustible-couche fertile La puissance engendrée dans un assemblage de couches contenant des substances fertiles, augmente de manière continue avec la régénération du combustible fissile, tandis que la puissance engendrée dans un assemblage combustible contenant des matières fissiles, diminue de manière continue pendant la combustion nucléaire Au cours de sa durée de vie, un assemblage de couches fertiles voit sa puissance de sortie multipliée par un coefficient de 2 à 5 avant interfering regions of fuel and fertile layers, which create a multitude of fertile fuel-layer interfaces The power generated in an assembly of layers containing fertile substances, increases continuously with the regeneration of fissile fuel, while the power generated in a fuel assembly containing fissile material, decreases continuously during nuclear combustion During its lifetime, an assembly of fertile layers sees its output power multiplied by a coefficient of 2 to 5 before
qu'il n'atteigne ses limites théoriques et ne doive être retiré du réac- that it does not reach its theoretical limits and must not be removed from
teur et remplacé Le débit du fluide de refroidissement dans un assembla- replaced and replaced the flow rate of the coolant in an assembly
ge de couches fertiles est réglé par un orifice déterminé d'entrée dont l'étude est faite en fonction des limites qui sont approchées à la fin de of fertile layers is regulated by a given input orifice whose study is made according to the limits which are approached at the end of
la vie de l'assemblage Un assemblage de couches fertiles est donc refroi- assembly life A combination of fertile layers is thus cooled
di plus qu'il n'est nécessaire pendant la plus grande partie de sa durée de vie qui est, dans le cas des assemblages de couches fertiles intérieures d'un coeur hétérogène, de l'ordre de 2 à 3 ans (analogue à la durée de vie O des assemblages combustibles) Cependant, le refroidissement anormalement more than it is necessary during the greater part of its lifetime which is, in the case of assemblages of inner fertile layers of a heterogeneous core, of the order of 2 to 3 years (similar to the lifetime O of fuel assemblies) However, the cooling abnormally
élevé des assemblages de couches fertiles radiales est encore plus pronon- high radial fertile layer assemblages is even more pronounced
cé du fait des durées de vie plus longues ( 4 à 5 ans) et des gradients de puissance plus élevés à travers l'assemblage Ceci revient à dire que le débit du fluide de refroidissement, qui est réglé en fonction de la barre de puissance maximum, peut 8 tre jusqu'à 5 fois supérieur au débit passant This is due to longer service lives (4 to 5 years) and higher power gradients through the assembly. This means that the coolant flow, which is set according to the maximum power bar can be up to 5 times higher than the flow rate
dans la barre de puissance minimum.in the minimum power bar.
Le refroidissement anormalement élevé des couches fertiles a un Abnormally high cooling of fertile layers has a
effet tel que, au début de la vie de cette couche, la température du rflui- such as, at the beginning of the life of this layer, the temperature of the
de de refroidissement venant d'un assemblage de couches fertiles peut être of cooling coming from an assembly of fertile layers can be
inférieure de 177 C à celle du fluide de refroidissement venant d'un as- 177 C lower than that of the coolant coming from a
semblage combustible contigu Si cette différence de température de "po- contiguous fuel appearance If this temperature difference of "po-
tentiel maximum" était complètement atténuée par le mélange du fluide de maximum "was completely attenuated by the mixing of the
refroidissement, la conduction et l'entratnement, il n'y aurait aucun dé- cooling, conduction and entrainment, there would be no
faut de fissuration thermique Cependant, les essais d'écoulement dans need for thermal cracking However, flow tests in
les réacteurs modèles ont démontré que des différences importantes de tee- model reactors have shown that significant differences in
pérature à la sortie des assemblages ont pour résultat des chocs de courants at the outlet of the assemblies result in current shocks
chauds et froids de fluide de refroidissement sur lesstructures environ- hot and cold coolant on the surrounding structures
nantes On a observé des différences de température de 30 à 60 pour cent du potentiel maximum dans des diagrammes d'&écoulement loin des manchons de sortie, dans la structure interne supérieure, et de 60 à 80 pour cent Temperature differences of 30 to 60 per cent of the maximum potential were observed in flow diagrams away from the outlet sleeves, in the upper internal structure, and from 60 to 80 per cent
du potentiel maximm au voisinage des manchons de sortie des assemblages. maximum potential in the vicinity of the outlet sleeves of the assemblies.
Lorsque les courants chauds et les courants froids frappent des structu- When warm currents and cold currents strike structures,
res contigu Us, il créent dans ces structures des contraintes thermiques contiguous, they create thermal stresses in these structures
dues & une dilatation thermique différentielle Si ces contraintes dépas- due to differential thermal expansion.
sent la résistance à la fatigue du matériau, des fissures peuvent se pro- fatigue resistance of the material, cracks may occur
duire et, si les contraintes sont suffisaaent importantes, se propager. and, if the constraints are large enough, spread.
Ce défaut est appelé "fissuration thermique* Dans le cas de l'acier ino- This defect is called "thermal cracking". In the case of stainless steel
xydable de type 316, les limites des différences de température maxinales du fluide vont de 26,7 & 49 i C pour les structures permanentes et de 49 C à 71 C pour les structures interchangeables Comme m peut le voir, des différences importantes de température de l'ordre de 177 C dépassent ces lixites, mxae lorsqu'il se produit une atténuation par mélange et 316 type, the limits of the maximum fluid temperature differences range from 26.7 to 49 i C for permanent structures and from 49 C to 71 C for interchangeable structures. As can be seen, significant differences in the order of 177 C exceed these lixites, mxae when there is attenuation by mixing and
conduction On peut utiliser l'alliage w Inconel 718 " pour résoudre la dif- Conduction Inconel 718 "alloy can be used to solve the problem.
ficulté car ses limites théoriques sont approximativement le double de ficulty because its theoretical limits are approximately double the
celles de l'acier inoxydable de type 316, mais son coflt est plus élevé. those of type 316 stainless steel, but its cost is higher.
Les défauts de fissuration thermique sont particulièrement importants dans Thermal cracking defects are particularly important in
les coeurs hétérogènes du fait du grand nombre d'interfaces combustible- heterogeneous cores because of the large number of
couche fertile dans les régions o se produisent des différences de tempé- fertile layer in regions where temperature differences occur.
rature. En conséquence, l'objet principal-de la présente invention est de fournir un procédé pour atténuer la fissuration thermique à un degré tel qu' temperature. Accordingly, the main object of the present invention is to provide a method for mitigating thermal cracking to a degree that
qu'on peut utiliser l'acier inoxydable de type 316 dans les structures per- that type 316 stainless steel can be used in
manentes et interchangeables d'un réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide, dont les régions de combustible et maneuvers and interchangeable reactors of a fast neutron regeneration reactor and liquid metal cooling, including the fuel regions and
-de couches fertiles constituent un coeur hétérogène. fertile layers constitute a heterogeneous heart.
-Ain de réaliser cet objet, la présente invention consiste en un In order to achieve this object, the present invention consists of a
procédé pour réduire le gradient de température entre les assemblages com- process for reducing the temperature gradient between the assemblies
bustibles contenant des matières fissiles et les assemblages contigus de fuels containing fissile material and the contiguous
couches contenant des substances fertiles, dans un réacteur à refroidisse- layers containing fertile substances in a cooling reactor.
ment par métal liquide dont le coeur contient des assemblages de couches fertiles dispersés à l'intérieur du coeur afin de former une région de couches fertiles intérieures, et des assemblages de couches fertiles qui entourent le coeur afin de former une région de couches fertiles radiales comprenant une rangée intérieure et une rangée extérieure d'assemblages de couches fertiles Ce procédé se caractérise en ce qu'une moitié environ liquid-metal core containing fertile layers of assemblies dispersed within the core to form a region of inner fertile layers, and assemblies of fertile layers surrounding the core to form a region of radial fertile layers comprising an inner row and an outer row of fertile layer assemblies This process is characterized in that about one half
des assemblages de couches-fertiles dans la région de couches fertiles in- assemblages of fertile layers in the region of fertile layers
térieures est remplacée par des assemblages frais de couches fertiles -à is replaced by fresh assemblages of fertile layers -at
chaque intervalle de rechargement, la plupart de ces assemblages de cou- each reloading interval, most of these cou-
ches fertiles appartenant donc chacun & l'un des deux groupes remplacés par des assemalages frais de couches fertiles à des intervalles alternés de rechargement; en mime temps, les assemblages de couches fertiles du premier groupe, remplacés par des assemblages frais, sont amenés à-des fertile areas each belonging to one of the two groups replaced by fresh combinations of fertile beds at alternating intervals of recharge; at the same time, the assemblages of fertile layers of the first group, replaced by fresh assemblages, are brought to
emplacements situés dans la région de couches fertiles intérieures et pré- locations in the region of fertile interior layers and pre-
alablement occupés par le deuxième groupe; les assemblages de couches fer- ally occupied by the second group; the layers of iron
tiles du deuxième groupe, remplacés par ceux du premier groupes sont ame- the second group, replaced by those in the first group, are
nés à des emplacements situés dans la rangée intérieure de couches fertiles radiales; les assemblages de couches fertiles de cette rangée intérieure born at locations in the inner row of radial fertile layers; the fertile layer assemblies of this inner row
de couches fertiles radiales, remplacés par les assemblages de couches fer- of radial fertile layers, replaced by the iron
tiles du deuxième groupe, sont amenés à des emplacements situés dans la tiles of the second group are brought to locations in the
rangée extérieure de couches fertiles radiales; et les assemblages de cou- outer row of radial fertile layers; and neck assemblies
ches fertiles déplacés de cette rangée extérieure de couches fertiles ra- fertile areas moved from this outer row of fertile layers
diales, sont retirés du réacteur.diales, are removed from the reactor.
Ce procédé permet de réduire les gradients de température entre This process makes it possible to reduce the temperature gradients between
les assemblages combustibles et les assemblages contigus de couches fer- fuel assemblies and contiguous assemblies of iron
tilest à un point tel que l'utilisation d'Inconel n'est pas nécessaire It is such that the use of Inconel is not necessary.
pour constituer les éléments du coeur. to constitute the elements of the heart.
La présente invention sera bien comprise à la lecture de la des- The present invention will be well understood on reading the
cription suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans les- following description made in connection with the attached drawings, in the-
quels: la figure 1 est une vue en plan schématique d'un coeur (coeur I) de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide illustrant la possibilité de réduction des gradients suivant la présente invention; la figure 2 est un schéma illustrant le procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 3 est une vue en plan schématique du coeur I d'un which: Figure 1 is a schematic plan view of a core (core I) of fast neutron regeneration reactor and liquid metal cooling illustrating the possibility of reducing gradients according to the present invention; Figure 2 is a diagram illustrating the method of moving fertile layers; FIG. 3 is a schematic plan view of the heart I of a
réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal li- fast neutron regenerator reactor and free metal cooling
quide, illustrant la disposition des zones d'écoulement; la figure 4 est une vue en plan schématique d'un autre coeur (coeur II) de réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal liquide, illustrant la séquence A d'une première variante de procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 5 est une vue en plan schématique du coeur II de quide, illustrating the arrangement of the flow zones; FIG. 4 is a diagrammatic plan view of another core (core II) of a fast neutron regeneration reactor and cooling with a liquid metal, illustrating the sequence A of a first variant of the process for moving the fertile layers; FIG. 5 is a schematic plan view of the core II of
réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal li- fast neutron regenerator reactor and free metal cooling
quide, illustrant la séquence B de cette première variante de procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 6 est un schéma illustrant la première variante de procédé de déplacement des couches fertiles; la figure 7 est une vue en plan schématique du coeur II de quide, illustrating the sequence B of this first variant of method of displacement of fertile layers; Figure 6 is a diagram illustrating the first variant method of moving the fertile layers; FIG. 7 is a schematic plan view of the core II of
réacteur régénérateur à neutrons rapides et refroidissement par métal li- fast neutron regenerator reactor and free metal cooling
quide, illustrant une deuxième variante de procédé de déplacement des cou- quide, illustrating a second variant of the method of moving
ches fertiles; et la figure 8 est un schéma illustrant la deuxième variante de fertile waters; and FIG. 8 is a diagram illustrating the second variant of
procédé de déplacement des couches fertiles. method of moving fertile layers.
Le coeur de référence utilisé pour la description de ce procédé The reference core used for the description of this process
de déplacement des couches fertiles, est un coeur d'oxydes hétérogènes avec possibilité de couches fertiles de thorium Les caractéristiques de ce coeur sont un rechargement dispersés des assemblages combustibles dont le of displacement of the fertile layers, is a heterogeneous oxide core with possibility of fertile layers of thorium The characteristics of this core are a scattered reloading of the fuel assemblies whose
temps de séjour est de trois ans, des assemblages de couches fertiles in- residence time is three years, assemblages of fertile layers
térieures dont le temps de séjour est de trois ans (à l'exception des em- whose residence time is three years (with the exception of
placements 11, 13, 14 et 16 dans la sixième rangée dont la durée de vie est de deux ans) et des assemblages de couches fertiles radiales dont le placements 11, 13, 14 and 16 in the sixth row with a lifespan of two years) and radial fertile
temps de séjour est de six ans On a choisi ce coeur en raison de l'exis- residence time is six years We chose this heart because of the existence
tence d'une analyse très détaillée concernant l'écoulement et la thermo- a very detailed analysis of the flow and temperature
hydraulique, cette analyse pouvant 8 tre utilisée comme base de l'étude Le numéro de référence de l'assemblage et les gradients maxima de température This analysis can be used as a basis for the study. The reference number of the assembly and the maximum temperature gradients
entre assemblage pour l'assemblage de référence et pour le schéma de dépla- between assembly for the reference assembly and for the displacement diagram.
cement qui est l'objet de la présente invention, sont indiqués à la figure which is the object of the present invention, are indicated in the figure
I qui n'illustre qu'un secteur de 600 du coeur par ailleurs symétrique. I which only illustrates a sector of 600 of the otherwise symmetrical heart.
Le schéma d'exploitation des couches fertiles qui est l'objet de la présente invention, est illustré à la figure 2 Une moitié ( 60) des assemblages de couches fertiles intérieures (IB-1) sont amenés après un an (N) & un autre emplacement situé dans la région des couches fertiles intérieures (IB-2), o ils séjournent pendant la deuxième année (année d'équilibre N + 1, N étant l'année pendant laquelle les assemblages sont frais) Ces assemblages passent ensuite leur troisième année (N + 2) dans la première rang 6 e de couches fertiles radiales et leur dernière année (N + 3) dans la deuxième rangée de couches fertiles radiales A la fin de la quatrième année, ils sonut mis au rebut L'autre moitié des assemblages de couches fertiles intérieures suivent les ames stades de déplacement mais décalés d'une année Il y a donc deux séquences, appelées A et B, qui représentent la totalité du déplacement des assemblages de couches fertiles Quelques assemblages ne participent pas à ces déplacements: ce sont l'assemblage de couches fertiles intérieures situé au centre du coeur et 18 assemblages de couches fertiles radiales de la première rangée Dans le cas de l'assemblage central, du fait qu'il est le seul assemblage de ce type dans le réacteur, il est bien évident qu'il ne peut pas Etre amené à un autre emplacement pour des raisons de symétrie Cet assemblage a une The scheme of exploitation of the fertile layers which is the object of the present invention is illustrated in FIG. 2. One half (60) of the inner fertile layer assemblies (IB-1) are fed after one year (N) & one another location in the inner fertile layer region (IB-2), where they stay in the second year (year of equilibrium N + 1, N being the year in which the assemblages are fresh). These assemblages then pass their third year (N + 2) in the first row 6 th of radial fertile layers and their last year (N + 3) in the second row of radial fertile layers At the end of the fourth year, they were discarded The other half Inner fertile layer assemblies follow the same stages of displacement but staggered by one year. So there are two sequences, called A and B, which represent the entire displacement of the fertile layer assemblies. These are the assembly of inner fertile layers located in the center of the core and 18 assemblages of radial fertile layers of the first row. In the case of the central assembly, since it is the only assembly of this type in the reactor, it is obvious that it can not be brought to another location for reasons of symmetry This assembly has a
puissance faible, mun écoulement limité et il est flanqué d'autres assembla- low power, limited flow and is flanked by other
ges de couches fertiles intérieures On peut le laisser en place jusqu'e ce que les contraintes limites soient atteintes La raison pour laquelle Inner fertile layers can be left in place until the limiting stresses are reached. The reason why
18 assemblages de couches fertiles radiales ne participent pas & ces dé- 18 assemblies of radial fertile layers do not participate in these de-
placements est simple: dans ce coeur particulier, il y a 78 emplacements disponibles dans la première rangée de couches fertiles radiales, alors que 60 assemblages seulement de couches fertiles intérieures sont amenés chaque année dans la première rangée de couches fertiles radiales A moins d'imaginer un schéma très compliqué de déplacement des assemblages le choix le plus évident consiste tout simplement à remplacer à intervalles Placement is simple: in this particular heart, there are 78 locations available in the first row of radial fertile layers, whereas only 60 assemblages of inner fertile layers are brought each year into the first row of radial fertile layers unless you imagine a very complicated diagram of moving assemblies the most obvious choice is simply to replace at intervals
réguliers les assemblages qui occupent ces 18 emplacements. regular assemblies that occupy these 18 locations.
Le tableau I illustre les déplacements des divers assemblages. Table I illustrates the displacements of the various assemblies.
En choisissant le déplacement d'un assemblage donné d'un emplacement à By choosing to move a given assembly from one location to another
l'autre, on a pris soin de respecter les incompatibilités implicites con- the other, care was taken to respect the implicit incompatibilities
tenues dans les deux séquences Par exemple, les assemblages de couches fertiles intérieures de type "doeneur N dans la séquence A, doivent 8 tre For example, assemblies of inner fertile layers of the type N in sequence A must be
des assemblages de type Uaccepteur" dans la séquence B et réciproquement. "receiver" type assemblies in sequence B and vice versa.
De m 6 mel les emplacements des couches fertiles radiales doivent recevoir un assemblage de la séquence A et un assemblage de la séquence B, et non From m 6 mel the locations of the radial fertile layers must receive an assembly of sequence A and an assembly of sequence B, and not
pas deux assemblages de la mi Ae séquence. not two assemblies of the mid Ae sequence.
TA&E&U 1TA & E & U 1
Résumé des déplacements des assemblages de couches fertiles IB-1 IB-2 1 81 RB 2 Mis au rebut Année (frais) I+ 1 1 + 2 X+ 3 X Séquence A (tous les assemblages appartenant & cette séquence sont dépla- cés la mne année) Summary of displacements of fertile layer assemblies IB-1 IB-2 1 81 RB 2 Scrapped Year (expenses) I + 1 1 + 2 X + 3 X Sequence A (all the assemblies belonging to this sequence are moved the first year )
39 212 21739,212,217
6 13 209 2226 13 209 222
1 16 213 2211 16 213 221
27 34 211 22027 34 211 220
14 41 202 21614 41 202 216
28 32 210 21428 32 210 214
33 26 201 21533 26 201 215
31 205 22331,205,223
2 11 204 2192 11 204 219
25 207 21825,207,218
Séquence B O (tous les assemblages appartenant à cette séquence sont dêpla- Sequence B O (all assemblies belonging to this sequence are displace-
cés la siae année qui est l'année qui précède et l'amée qui in the year that is the year before and the year in which
suit les déplacements des assemblages appartemnat a la séquer- follows the movements of the assemblages belonging to the
ce A)this A)
28 204 21828,204,218
41 40 205 21541 40 205 215
16 35 é 12 22216 35 to 12 222
34 2 209 22134 2 209 221
13 30 211 21713 30 211 217
39 33 207 21439 33 207 214
11 27 202 21611 27 202 216
32 14 201 21932 14 201 219
26 6 210 22326 6 210 223
31 I 213 22031 I 213 220
Remarques: L'assemblage de couches fertiles intérieures IB ne 64 an'est jamais déplacé Il est laissé en place aussi longtemps qu'il est compatible avec les contraintes, puis mis au rebut, Les assemblages de couches fertiles radiales l B 1 ne 203 206 et 208 sont des assemblages dont le temps de séjour est d'une Notes: The assembly of inner fertile layers IB has never been moved. It is left in place as long as it is compatible with the stresses, then discarded. Radial fertile layer assemblies. and 208 are assemblies whose residence time is one
anée Ils sont chargés et mis au rebut chaque amée. They are loaded and discarded each year.
L'écoulement est bien entendu fixe dans l'emplacement du coeur, tous les assemblages de couches fertiles étant physiquement identiques pour permettre les déplacements L'idée directrice dans la détermination The flow is, of course, fixed in the location of the core, all the assemblies of fertile layers being physically identical to allow displacements. The guiding principle in the determination
de la répartition de l'écoulement était de concevoir un écoulement capa- of the flow distribution was to conceive a flow of
ble de satisfaire autant que possible et de manière continue les exigences to meet the requirements as far as possible and continuously
d'écoulement pendant la durée de vie et le logement transitoire des cou- flow during the service life and transitional housing of
ches fertiles Les détails particuliers relatifs à cette réalisation sont variables selon que lemplacement considéré se trouve dans les couches fertiles intérieures ou dans la première ou dans la deuxième rangées de couches fertiles radiales D'une manière générale, une bonne indication fertile fields The particular details of this realization vary according to whether the location considered is in the fertile inner layers or in the first or second rows of radial fertile layers. In general, a good indication
des nouvelles exidgences d'écoulement est donnée par le rapport de la puis- new exidencies of flow is given by the report of the
nominale sance linéaire/de pointe de barres à la fin du temps de séjour pour le coeur ayant subi des déplacements, à la puissance à la fin de la durée Rated Linear / Peak Ratio at the end of the dwell time for the displacement heart, at the power at the end of the duration
de vie pour le coeur de référence On obtient une évaluation de la va- of life for the reference heart We obtain an evaluation of the
nominalenominal
riation de la puissance linéaire/de pointe des barres à la suite des dé- the linear / peak power of the bars as a result of
placements, en utilisant des algorithmes simples Fondamentalement, lorsque l'assemblage Y est amené à l'emplacement Z, la fraction de puissance crê&e par la fission provoquée par les neutrons dépend de Y, l'assemblage étant déplacé (puisqu'elle est fonction de la quantité de matière fissile contenue dans l'assemblage) La fraction de puissance due à l'échauffement gamma dépend de 1 'environnement, c'est-à-dire de 1 'emplacement Z auquel est amené l'assemblage On suppose en outre que la variation de puissance Placement, using simple algorithms Basically, when assembly Y is brought to location Z, the fraction of power created by the fission caused by the neutrons depends on Y, the assembly being displaced (since it is a function of the amount of fissile material contained in the assembly) The power fraction due to gamma heating depends on the environment, i.e. the Z location at which the assembly is brought. It is further assumed that the power variation
relative, au cours d'un temps de séjour d'une année, après que 1 'assembla- during a residence period of one year after the assembly
ge a été amené à un emplacement donné, est égale à la variation de puis- age has been brought to a given location, is equal to the variation of
sance pendant mune année correspondante de la durée de via de 1 'assemblage situé à cet emplacement dans le coeur de référence Les données relatives à la puissance de pointe des barres (et dans certains cas des assemblages during a corresponding year of the duration of via the assembly located at this location in the reference core The data relating to the peak power of the bars (and in some cases assemblies
entiers) ont été calculées dans la présente étude pour toutes les combi- whole) were calculated in this study for all the combinations
naisons possibles de déplacement, ce qui a permis de déterminer pour cha- possible movements, which made it possible to determine
que assemblage la séquence optimum de déplacement. that assembly the optimum sequence of displacement.
Dans les calculs des nouvelles exigences d'écoulement pour cha- In the calculations of the new flow requirements for each
que emplacement à la suite d'un déplacement, on a utilisé come paramètre that location as a result of a move, we used as parameter
l'écoulement requis (écoulement minimum nécessaire pour satisfaire l'exi- the required flow (the minimum flow required to meet the
gence la plus limitative) pour chaque emplacement Ceci est important car, bien que l'écoulement soit le même pour tous les assemblages d'une zone donnée d'écoulement, l'écoulement requis est le m 1 me que l'écoulement de l'assemblage le plus défavorisé seulement Tous les autres assemblages de most importantly) for each location This is important because, although the flow is the same for all assemblies in a given flow area, the flow required is the same as the flow of the flow. most disadvantaged assembly only All other assemblies of
la zone d'écoulement ont un écoulement supérieur à l'écoulement requis. the flow area have a flow greater than the required flow.
Du fait que l'écoulement requis à la suite d'un déplacement est égal à l'écoulement requis dans le coeur de référence, multiplié par un facteur Because the flow required as a result of displacement is equal to the required flow in the reference core multiplied by a factor
d'écoulement dépendant de la puissance (c'est-à-dire dépendant de l'assem- of power-dependent flow (that is, dependent on the
blage et de l'emplacement auquel celui-ci est amené), on a disposé d'un degré supplémentaire de liberté pour optimiser l'écoulement Cependant, le choix de l'assemblage à déplacer a été quelque peu limité par l'exigence and the location to which it is brought), an additional degree of freedom has been placed in order to optimize the flow. However, the choice of the assembly to be moved has been somewhat limited by the requirement.
de réduction du gradient au minimum Par un choix judicieux des déplace- to reduce the gradient to a minimum.
ments et l'exploitation des différences entre l'écoulement requis et l'é- and the exploitation of the differences between the flow required and the
coulement dans le coeur de référence, il a été possible d'optimiser l'é- flow in the reference core, it was possible to optimize the
coulement de telle façon que l'écart entre l'écoulement requis et l'écou- in such a way that the difference between the required flow and the flow
lement réalisé a été sensiblement plus faible que dans le cas du coeur de référence Ceci a eu pour résultat à la úois des économies d'écoulement The result has been significantly lower than in the case of the reference core. This has resulted in savings in flow.
et des gradients plus faibles de températures puisqu'un écoulement supé- and lower temperature gradients since a higher flow
rieur à l'écoulement requis, non seulement constitue un "gaspillage d'écoulement mais également produit une température plus basse du fluiide de refroidissement à la sortie de l'assemblage de couches úertiles. Le tableau 2 reproduit une comparaison des écoulements dans le In addition to the required flow, not only is wasteful flow but also produces a lower temperature of the cooling fluid at the outlet of the urethane layer assembly.
coeur ayant subi des déplacements et dans le coeur de référence L'écou- heart that has been displaced and in the heart of reference.
lement est réduit de manière significative dans les couches fertiles in- is significantly reduced in the fertile layers
térieures et dans la première rangée de couches fertiles radiales, et il est augmenté dans la deuxième rangée de couches fertiles radiales afin de suivre l'accumulation des dommages provoqués aux gaines des assemblages déplacés On considère que l'évaluation de l'écoulement dans le cas de la deuxième rangée de couches fertiles radiales est forcée (c'est-à-dire que la durée de vie de ces assemblages pourrait être assurée avec un débit inférieur à celui qui a été estimé alors)* En fait, le degré d'incertitude est le plus élevé en ce qui concerne la deuxième rangée puisque celle-ci est l'aboutissement du dernier des trois déplacements et que toutes les approximations et hypothèses inhérentes à la présente étude sont cumulées au maximum pendant la dernière année Cependant, on doit souligner le fait que toute incertitude concernant l'écoulement dans la deuxième rangée de couches fertiles radiales, n'affecte pas les conclusions de la présente and in the first row of radial fertile layers, and is increased in the second row of radial fertile layers in order to track the accumulation of damage to sheaths of displaced assemblies. the second row of radial fertile layers is forced (that is, the lifetime of these assemblages could be ensured with a flow rate lower than that estimated at the time) * In fact, the degree of uncertainty is the highest for the second row since it is the culmination of the last of the three trips and all the approximations and assumptions inherent in this study are cumulative at most during the last year. fact that any uncertainty regarding the flow in the second row of radial fertile layers, does not affect the conclusions of this
étude Ceci est de au Lait que les gradients de température entre assem- study This is from milk that the temperature gradients between assem-
blages ne sont pas préoccupants dans cette région et la seule conséquence are not of concern in this region and the only consequence
sera un réglage de l'écoulement requis. will be a setting of the required flow.
TABLEAU 2TABLE 2
Type Zone dvassemblage d'écoulem l B l B l B l B 7 ' RBI RBI RBI il RB 2 Ecouleitent Exigoences &'écoulement pour le coeur de référa et pour le coeur ayant subi des d 6 placeuenat Coeur de ré 2 érence Nbre cueetkgh ent d'assoeblaqes/zouie Ecele 1 (k/) Total partiel Total partiel Total partiel total dans les couches fertiles Type Flow connection area B l B l B l B 7 'RBI RBI RBI il RB 2 Flows Exigences and flow for the reference heart and for the heart that has undergone re placenation Heart of reference No cueetkgh ent Assets / zouie Ecele 1 (k /) Subtotal Subtotal Total subtotal in fertile layers
* 70 851* 70,851
58 78558,785
51 12051 120
18 59718,597
6 852 1426,852,142
62 95962,959
38 64638,646
3 170 0633,170,063
12 47412,474
748 426748,426
770 631770,631
Coeur ayant subi des déplacemoents Nbre Ecoulement (kcg/h) d' assetiblag es/zone Displaced heart No Flow (kcg / h) of asset / area
54 88454,884
47 17347,173
38 55538,555
19 05119,051
4 999 4914,999,491
42 50242,502
209 614209,614
2 224 8692,224,869
26 94326,943
22 22622,226
I 475 081I 475 081
8 699 4418,699,441
O Lnl Coe Comme l'illustre le tableau 2, il y a un gain net sensible prévu d'écoulement dans les assemblages de couches fertiles (supérieur à 2 106 kg/h ou environ 4,5 % de l'écoulement total dans le réacteur) Ce gain est Coe As illustrated in Table 2, there is a predicted significant net gain of flow in the fertile layer assemblies (greater than 2 106 kg / h or about 4.5% of the total flow in the reactor ) This gain is
plus que suffisant pour compenser toute 'surprise" qui pourrait se produi- more than enough to compensate for any 'surprise' that may occur.
re lorsqu'on passe du concept & la réalisation En outre, -cet écoulement When we move from concept to realization In addition, -this flow
disponible pourrait permettre une affectation préférentielle de l'écoule- available could allow a preferential allocation of the
ment aux assemblages combustibles, ce qui permettrait de réduire les gra- fuel assemblies, which would reduce the
dients entre assemblages, mae ean dessous des niveaux évalués. dients between assemblies, mae ean below evaluated levels.
La figure 3 illustre les nouvelles zones d'écoulement dans le Figure 3 illustrates the new flow zones in the
coeur ayant subi des déplacements et dans le coeur de référence Une com- heart that has been displaced and in the heart of reference
paraison des répartitions des gradients maxima entre assemblages dans le coeur de référence et dans le coeur ayant subi des déplacements, a été illustrée auparavant à la figure 1 Pour chaque assemblage des couches parison of the distributions of the maximum gradients between assemblies in the reference core and in the displaced heart, has been illustrated previously in Figure 1 For each assembly of the layers
fertiles intérieures et de la première rangée des couches fertiles radia- fertile inner and first row fertile radial layers
les, le gradient maximum est égal la différence entre la température de sortie des couches fertiles et la température la plus élevée de sortie des assemblages combustibles contigus Corme on peut le voirt, le gradient maximum est ramené de 140,C A 66 e C dans les couches fertiles intériewures the, the maximum gradient is equal to the difference between the output temperature of the fertile layers and the highest exit temperature of the contiguous fuel assemblies As can be seen, the maximum gradient is reduced from 140, CA 66 e C in the layers fertile interiewures
et de 15 "C à 64 e C dans la première rangée des couches fertiles radiales. and 15 ° C to 64 ° C in the first row of the radial fertile layers.
Même en tenant compte des incertitudes inévitables liées aux hypothèses utilisées dans la présente étude (mais sans perdre de vue l'existence Even taking into account the inevitable uncertainties related to the assumptions used in this study (but without losing sight of the existence
d'un supplément d'écouleamet) on peut conclure sans risque que le dépla- additional flow of flow) it can safely be concluded that the
cement des couches fertiles permet, en fait, de réduire de moitié les gra- fertile layers allows, in fact, to halve
dients entre assemblages Le gradient le plus élevé entre les assemblages combustibles et les assemblages contigus de couches fertiles, apparatt lorsque les assemblages combustibles ainsi que les assemblages de couches fertiles saont frais (les assemblages combustibles étant à leur puissance maximum, les assemblages de couches fertiles à leur puissance minimum); le gradient le plus faible apparatt lorsque les deux types d'assemblages atteignent la fin de leur durée de vie (puissance minimnum du combustible The highest gradient between fuel assemblies and contiguous assemblies of fertile layers, occurs when fuel assemblies and fertile layer assemblies are fresh (fuel assemblies are at their maximum power, assemblies of fertile their minimum power); the lowest gradient appears when both types of assemblies reach the end of their service life (minimum fuel power
due à des effets d'appauvrissement, puissance maximum de la couche ferti- due to depletion effects, maximum power of the
le due à la production de plutonium) Il s'ensuit qu'un procédé très ef- due to the production of plutonium). It follows that a very efficient process
ficace permettant d'assurer des gradients faibles entre assemblages, con- ficace to ensure low gradients between assemblies,
siste à placer des assemblages combustibles frais à c 8 té d'assemblages de couches fertiles déplacés, et réciproquement Ceci exige des assemblages combustibles et des assemblages de couches fertiles intérieures qui aient la mène durée de vie, ainsi qu'un plan désynchronisé d'exploitation des It is a question of placing fresh fuel assemblies at the ends of displaced fertile layer assemblies, and vice versa. This requires fuel assemblies and internally fertile layer assemblies that have the long service life, as well as a desynchronized operating plan. of the
assemblages combustibles Pour les gradients à l'interface combustible- fuel assemblies For gradients at the fuel-to-fuel interface
il couche fertile intérieure, mentionnés dans la présente étude, on a utilisé la nouvelle et l'ancienne configurations (c'est-à-dire que les gradients calculés se rapportent à des interfaces combustible fraiscouche fertile déplacée et combustible épuisé-couche fertile fratche) Le plus élevé des deux gradients (généralement le premier) a été reporté régulièrement sur la figure l e On a vu auparavant qu'en déplaçant, dans le présent procédé, une moitié des assemblages de couches fertiles intérieures chaque année, Inner fertile layer, mentioned in the present study, new and old configurations were used (that is, calculated gradients relate to fresh fuel interfaces displaced fertile layer and spent fuel-fresh fertile layer) The highest of the two gradients (usually the first) has been reported regularly in Figure 1. It has been seen previously that by moving, in the present process, one-half of the inner fertile layer assemblages each year,
les assemblages de couches fertiles qui sont frais se limitent chaque an- the assemblages of fertile layers that are fresh are limited each year
née à ceux qui remplacent les assemblages déplacés, c'est-à-dire la moitié born to those who replace displaced assemblages, that is, half
des assemblages de couches fertiles intérieures On fait alterner une an- Inner fertile layer assemblages are alternated an-
née sur deux les emplacements des assemblages frais de couches fertiles intérieures L'écoulement ne peut pas ttreréduit dans les assemblages frais born on two sites fresh assemblies of inner fertile layers Flow can not be reduced in fresh assemblies
car l'écoulement & un emplacement est dicté par les exigences de refroidis- because the flow & location is dictated by the cooling requirements
sement de l'assemblage qui est déplacé la deuxième année Par conséquent, la solution à apporter au problème du gradient élevé qui se produira entre les assemblages combustibles et les assemblages de couches fertiles contigus In this case, the solution to the problem of the high gradient that will occur between the fuel assemblies and the contiguous fertile layer assemblies
lorsque les uns et les autres sont frais, consiste à exploiter le com- when both are fresh,
bustible de manière appropriée Du fait que la température de sortie des assemblages combustibles est maximum au début de la vie de ces derniers et minimum à la fin de leur vie, alors que le contraire est vrai en ce qui concerne les assemblages de couches fertiles, il est clair qu'on obtient suitably fueled Because the outlet temperature of fuel assemblies is maximum at the beginning of their life and minimum at the end of their life, while the opposite is true with respect to fertile is clear we get
une diminution significative du gradient entre assemblage lorsqu'un assem- a significant decrease in the gradient between assembly when a
blage combustible frais se trouve-à c 8 té 'd'un assemblage déplacé de cou- The fresh fuel is located at a distance of a displaced assembly of
ches fertiles (les deux assemblages étant à leurs températures les plus fertile areas (the two assemblages being at their highest temperatures
hautes) et lorsqu'un assemblage combustible appauvri avoisine un assembla- high) and when an impoverished fuel assembly adjoins an assembly
ge frais de couches fertiles (les deux assemblages étant alors à leurs tem- of fertile layers (the two assemblages then being at their
pératures les plus basses) Afin de pouvoir réaliser cette combinaison, il lowest temperatures) In order to achieve this combination,
faut que les assemblages combustibles et les assemblages de couches ferti- Combustible assemblies and
les aient la m&me durée de vie ( 2 ans dans le présent exemple), et que la 3 C configuration du coeur soit telle que les temps de séjour des assemblages combustibles et des assemblages de couches fertiles soient effectivement have the same lifetime (2 years in the present example), and that the 3 C core configuration is such that the residence times of fuel assemblies and assemblies of fertile layers are actually
désynchronisés Le système élaboré dans la présente invention, selon le- The system developed in the present invention, according to the
quel une moitié des assemblages de couches fertiles intérieures est dépla- which one-half of the inner fertile layer assemblies is moved
cée chaque année, exige qu'une moitié des assemblages combustibles soient annually, requires that one-half of the fuel assemblies be
chargés également chaque année.also loaded every year.
La réalisation complète du chargement désynchronisé des assem- The complete realization of the desynchronised loading of the assemblies
blages combustibles et des assemblages de couches fertiles peut ne pas être recommandable car cela découplerait effectivement (au sens "physique nucléaire" du terme) la partie centrale du coeur avec, en conséquence, Combustible materials and fertile layer assemblages may not be advisable since this would effectively decouple (in the "nuclear physics" sense of the term) the central part of the heart with, as a consequence,
une puissance nominale linéaire excessive dans les assemblages combusti- excessive linear power rating in fuel assemblies
bles lorsqu'ils sont frais Cependant, on peut imaginer une première va- when they are cool However, one can imagine a first
riante de système d'exploitation des assemblages, dans lequel les puis- of the assembly operating system, in which the
* sances limites du combustible ne sont pas dépassées et le nombre d'interfaces, dans lesquelles la disposition "désynchronisée" n'est pas maintenue,* limits of the fuel are not exceeded and the number of interfaces, in which the disposition "desynchronized" is not maintained,
se limite à quelques emplacements seulement Les figures 4, 5 et 6 illus- limited to only a few places Figures 4, 5 and 6
trent ce système pour une configuration de coeur proposée et généralement trent this system for a proposed core configuration and typically
étudiée (différente de la configuration considérée dans l'étude préala- studied (different from the configuration considered in the pre-study
ble de conception) Conrne le représentent les figures 4 et 5, les inter- faces non "désynchronisées" sont au nombre de 12 seulement sur un total As shown in Figures 4 and 5, the non-desynchronized interfaces are only 12 out of a total
possible de 65 On réglera les gradients à ces emplacements en répartis- The gradients at these locations can be adjusted
sant une partie de l'excès d'écoulement existant entre les assemblages part of the excess flow existing between the assemblies
combustibles concernés On doit bien noter que, pour assurer la disposi- fuels concerned It should be noted that, in order to ensure the
tion "désynchronisée", on amène les assemblages de couches fertiles inté- "desynchronized", the assemblages of fertile layers
rieures à la troisième rangée des couches fertiles radiales et ensuite, au cours de la troisième année, dans la position de déplacement dans la in the third row of the fertile radial layers and then, in the third year, in the position of displacement in the
couche fertile intérieure (voir tableau 3) Cette "garniture de la troi- inner fertile layer (see Table 3) This "trimming of the third
sième rangée" a pour conséquence de décaler d'un an les séquences de char- row "results in a one-year shift of
gement des assemblages combustibles et des assemblages de couches fertiles fuel assemblies and fertile layer assemblies
intérieures, ce qui fournit l'effet de "désynchronisation". which provides the effect of "desynchronization".
Une deuxième variante de système de déplacement est proposée aux A second variant of a displacement system is proposed to
figures 7 et 8 Dans ce système, l'idée de "désynchronisation" est rempla- Figures 7 and 8 In this system, the idea of "desynchronization" is replaced by
cée par une réduction au maximum de l'écoulement dans tous les assemblages de couches fertiles intérieures Dans la première variante de système de This is achieved by minimizing the flow in all interior fertile layer assemblies.
déplacement, chaque emplacement d'assemblage de couches fertiles inté- displacement, each assembly site fertile layers inte-
rieures sera occupé en alternance par un assemblage frais et par un asse- will be alternately occupied by a fresh assembly and a
blage déplacé (séquences A et B)-;-par conséquent, au début de l'année moved (sequences A and B) - therefore at the beginning of the year
pendant laquelle l'assemblage est frais, la température de sortie de l'as- during which the assembly is fresh, the outlet temperature of the
semblage est minimum car la puissance produite est la plus faible, tandis' que l'écoulement est adapté à la production (maximum) de puissance dans l'assemblage déplacé, à la fin de la deuxième année Bien entendu, dans appearance is minimal since the power produced is the lowest, while the flow is adapted to the (maximum) production of power in the displaced assembly, at the end of the second year.
ce système, le gradient est réglé au moyen du concept de "désynchronisa- this system, the gradient is adjusted by means of the concept of "desynchronization".
tion". Par contre, dans la deuxième variante du système, le gradient On the other hand, in the second variant of the system, the gradient
est réglé par la répartition de l'écoulement dans les assemblages de cou- is regulated by the flow distribution in the pipe assemblies.
ches fertiles intérieures Chaque emplacement d'assemblage de couches fertiles intérieures sera occupé chaque année (intervalle de rechargement) soit par un assemblage frais ou par un assemblage déplacé; par conséquent, Inner fertile areas Each indoor fertile layer assembly site will be occupied each year (recharge interval) either by a fresh assembly or a displaced assembly; Therefore,
la variation de puissance du début à la fin de la durée de vie de l'assem- the power variation from the beginning to the end of the service life of the
blage à un emplacement quelconque, est limitée à une année, au lieu de deux comme dans la première variante du système L'écoulement sera adaptés selon que l'emplacement est occupé par un assemblage frais ou un assemblage déplacé, cet écoulement étant sensiblement plus faible dans le premier Any flow in any location, is limited to one year, instead of two as in the first variant of the system. The flow will be adapted according to whether the location is occupied by a fresh assembly or a displaced assembly, this flow being appreciably lower. in the first
cas La figure 7 représente la disposition des assemblages de couches fer- Figure 7 shows the arrangement of the iron
tiles intérieures dans le présent système Apres la deuxième année, les assemblages sont successivement amenés dans la première, la deuxième et la troisième rangées de couches fertiles radiales o ils restent à chaque In the second year, the assemblages are successively brought into the first, second and third rows of radial fertile layers where they remain at each
emplacement pendant une année, leur durée de vie totale étant de cinq an- one year, with a total life of five years
nées La caractéristique du présent système réside dans le fait que les The characteristic of this system is that the
assemblages frais et les assemblages déplacés de couches Lertiles inté- fresh assemblies and displaced assemblages of inner Lertile layers
rieures se succèdent coeme les "perles d'mun collier", comue l'illustre la figure 7; le chargement du combustible peut ttre optimisé séparément de manière à réduire au minimin la puissance nominale linéaire et augmenter the next are the "necklace pearls", as illustrated in Figure 7; the fuel loading can be optimized separately so as to reduce to minimin the linear power rating and increase
ainsi la marge de sécurité vis-à-vis de la fusion du combustible. thus the margin of safety with respect to the fuel melting.
Les tableaux 3 et 4 illustrent respectivement la première et Tables 3 and 4 respectively illustrate the first and
la deuxième variantes de système de déplacement des assemblages. the second variants of assembly displacement system.
TABLZ&U 3TABLZ & U 3
Si Q 1 JEE DE DÉPLACPIEI Mfi Rm RE VAJIAMT Séquience A Coimeélesaimées 2, 4,,6 If Q 1 JEE OF DISPLACEMENT MFI Rm RE VAJIAMT Sequence A Coimeelesaimées 2, 4,, 6
Armées 2,4,6 Années 3,,5,,7 Aimées 4,6,,8, Armées 5,7,9 g Armées 6,8,10 o. Armies 2,4,6 Years 3,, 5,, 7 Aimed 4,6,, 8, Armed 5,7,9 g Armed 6,8,10 o.
IB FraisIB Fresh
1818
' IB I'ElIB I'El
I 1 82I 1 82
Séquence B Coxme les armées 1, 3, 5 Années 1,3,5 Années 2,4,6 Années 3,5,, 7 Armées 4,6,8, Années 5,7,99 IB Frais Sequence B Coxme the armies 1, 3, 5 Years 1,3,5 Years 2,4,6 Years 3,5 ,, 7 Armies 4,6,8, Years 5,7,99 IB Fees
1313
3636
RB 3 21.1 IB IBI IB 2 MB 205 reste en place pendant 2 années RB 3 21.1 IB IBI IB 2 MB 205 remains in place for 2 years
2 anmées suivantes, puis rebuité.2 years later, then cut off.
IBI 216 reste en place pendant 2 armées 2 années suivantes, puis rebuté RB 1 217 reste en place pendant 2 années IBI 216 remains in place for 2 armies 2 years later, then discarded RB 1 217 remains in place for 2 years
2 années suivantes, puis rebuté.2 years later, then put off.
déplacé en 192 203 pendant les déplacé en XB 2 213 pendant les déplacé en 192 218 pendant les moved in 192 203 during the moved in XB 2,213 during the moved in 192 218 during the
TABLEAU 4TABLE 4
DEU Xi IHE VARIAME SÉWUE 1 S DE Di PLACEMNT AVEC REPARTITICE DE LVÉCO Uc LEMENT Emplacement IB recevant des assemblages frais chaque année: 2,3,15, 13,17, 56,36,34 t 32,48 Séquence de déplacement 2 ème année 3 ème année 4 ème année 5 ème année l B Frais IB RB 1 1 B 2 RB 3 o O 2 45 216 220 211 DEU Xi IHE VARIAM SEWUE 1 S OF DI PLACEMNT WITH LVECO DISTRIBUTION Uc LEMENT Location IB receiving fresh assemblies each year: 2,3,15, 13,17, 56,36,34 t 32,48 Sequence of movement 2nd year 3 rd year 4 th year 5 th year l B Fees IB RB 1 1 B 2 RB 3 o O 2 45 216 220 211
3 35 202 212 2233 35 202 212 223
47 208 203 22947,208,203,229
13 22 207 226 33413 22 207 226 334
17 10 214 222 33117 10 214 222 331
56 39 215 221 33356 39 215 221 333
** 36 4 213** 36 4,213
* 34 201 (RB 1) 210 (RB 2) 224 (RB 3) * 34 201 (BR 1) 210 (BR 2) 224 (BR 3)
32 18 209 225 33232 18 209 225 332
48 33 204 228 33048 33 204 228 330
* séquence plus courte ( 4 années) IB amené directement en RB 1 * shorter sequence (4 years) IB brought directly into RB 1
** séquence de 3 années seulement; après séjour en 213 rebuté - ** sequence of 3 years only; after stay in 213 rejected -
** IBI 205 reste en place pendant 2 années; déplacé en RB 2 227 pendant les ** IBI 205 remains in place for 2 years; moved in RB 2,227 during the
2 années suivantes, puis rebuté.2 years later, then put off.
RBI 206 reste en place pendant 2 années; déplacé en RB 2 218 pendant RBI 206 remains in place for 2 years; moved in RB 2 218 during
les 2 années suivantes, puis rebuté. the next 2 years, then put off.
RB 1 217 reste en place pendant 2 années; déplacé en RB 2 219 pendant RB 1,217 remains in place for 2 years; moved in RB 2 219 during
les 2 années suivantes, puis rebuté. the next 2 years, then put off.
Pour l'appréciation de certaines des valeurs de mesure indiquées For the appreciation of some of the indicated measurement values
ci- dessus, en doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conver- above, should take into account that they come from the conver-
sion d'unités anglo-saxonnes en munités métriques. of imperial units in metric munitions.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- The present invention is not limited to the exemplary embodiments
tion qui vit=ment d'être décrits, elle est au contraire susceptible de tion which is obviously to be described, it is on the contrary
variantes et de Modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. variants and modifications that will occur to those skilled in the art.
- -- -
REVEDICATIONSREVEDICATIONS
1 Procédé pour réduire le gradient de température entre des 1 Method for reducing the temperature gradient between
assemblages combustibles contenant des matières fissiles et des assem- fuel assemblies containing fissile material and assemblies
blages contigus de couches contenant des-substances fertiles dans un ré- contiguous layers containing fertile substances in a
acteur à refroidissement par métal liquide dont le coeur contient des assemblages de couches fertiles, dispersés à l'intérieur afin de former une liquid metal-cooled actor whose core contains assemblages of fertile layers, dispersed internally to form a
région de couches fertiles intérieures 'et des assemblages de couches fer- region of fertile inner layers and iron
tiles qui entourent le coeur afin de former une région de couches fertiles tiles that surround the heart to form a region of fertile layers
radiales comprenant une rangée intérieure et une rangée extérieure d'as- radial members comprising an inner row and an outer row of
semblages de couches fertiles, ce procédé étant caractérisé en ce qu'une fertile layers, this method being characterized in that
moitié environ des assemblages de couches fertiles dans la région de cou- about half of the fertile layer assemblages in the region of cou-
ches fertiles intérieures est remplacée par des assemblages frais de cou- Inner fertile areas are replaced by fresh
ches fertiles à chaque intervalle de rechargement, la plupart de ces as- fertile areas at each recharge interval, most of these
semblages de couches fertiles appartenant donc chacun à l'un des deux appearances of fertile layers each belonging to one of the two
groupes remnplacés par des assemblages frais de couches fertiles à des in- groups replaced by fresh assemblages of fertile layers
tervalles alternés de rechargement; en mme temps, les assemblages de couches fertiles du premier groupe, remplacés par des assemblages frais, sont amenés à des emplacements situés dans la région de couches fertiles intérieures et préalablement occupés par le deuxième groupe; les assemblages de couches fertiles du deuxième groupe, remplacés par alternating periods of reloading; at the same time, the assemblages of fertile layers of the first group, replaced by fresh assemblages, are brought to locations in the region of inner fertile layers and previously occupied by the second group; the assemblages of fertile layers of the second group, replaced by
ceux du premier groupes sont amenés à des emplacements situés dans la ran- those of the first group are brought to locations in the
gée intérieure de couches fertiles; les assemblages de couches fertiles de cette rangée intérieure de couches fertiles radiales, remplacés par les assemblages de couches fertiles du deuxième groupe, sont amenés à des inner layer of fertile layers; the assemblages of fertile layers of this inner row of radial fertile layers, replaced by the fertile layer assemblies of the second group, are brought to
emplacements situés dans la rangée extérieure de couches fertiles radia- locations in the outer row of radiant fertile layers
les; et les assemblages de couches fertiles déplacés de cette rangée ex- the; and the assemblages of fertile layers displaced from this ex-
térieure de couches fertiles radiales, sont retires du réacteur. of radial fertile layers are removed from the reactor.
2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que Process according to Claim 1, characterized in that
plusieurs assemblages combustibles aux emplacements d'assemblages de cou- several fuel assemblies at the joint assembly locations
ches fertiles qui présenteraient normalement une température basse par rap- fertile areas that would normally have a low temperature
port aux assemblages combustibles contigus, ont des orifices d'écoule- contiguous fuel assemblies, have
ment relativement petits afin de réduire l'écoulement du fluide de refroi- relatively small in order to reduce the flow of coolant
dissement dans les assemblages.drainage in the assemblies.
3 Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractéri- Process according to one of claims 1 or 2, characterized
sé en ce que plusieurs de ces assemblages combustibles sont placés de tel- in that several of these fuel assemblies are placed in such
le sorte que des assemblages combustibles irradiés sont généralement con- so that irradiated fuel assemblies are generally
tigus à des assemblages frais de couches fertiles; et en ce que les as- tigus to fresh assemblages of fertile layers; and that the
semblages combustibles frais sont généralement contigus à des assemblages Fresh fuels appear to be contiguous to assemblies
irradiés de couches fertiles.irradiated with fertile layers.
4 Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caracté- 4 Process according to one of claims 1, 2 or 3, characterized
risé en ce qu'un petit nombre d'assemblages de couches fertiles situés à rised by the fact that a small number of fertile layers of
l'intérieur du coeur font exception au système général suivant ces reven- inside the heart are an exception to the general system according to these claims.
dications, ces assemblages exceptionnels de couches fertiles étant remplacés en synchronisation avec des assemblages combustibles contigus dans le but de coupler le coeur au sens nucléaire, ces assemblages exceptionnemels de couches fertiles recevant un écoulement supplémentaire pour compenser dications, these exceptional assemblies of fertile layers being replaced in synchronization with contiguous fuel assemblies for the purpose of coupling the core nuclear sense, these exceptional assemblages of fertile layers receiving an additional flow to compensate
cette synchronisation.this synchronization.
5 Procédé suivant la revendication 49 caractérisé en ce que ces assemblages exceptionnels de couches fertiles sont exploités suivant Process according to Claim 49, characterized in that these exceptional assemblages of fertile layers are used according to
un système appelé "garniture de troisième rangée", qui comprend le dépla- a system called "third-row packing", which includes moving
cement des assemblages exceptionnels de couches fertiles, après irradiation pendant un intervalle de rechargement dans une région de couches fertiles Exceptional assemblages of fertile layers, after irradiation during a recharge interval in a region of fertile layers
intérieures, dans la troisième rangée extérieure de couches fertiles ra- interior, in the third outer row of fertile layers
diales qui se trouve généralement sur le pourtour extérieur de la couche fertile, pendant un intervalle de rechargementt, à la suite de quoi ces assemblages exceptioànels de couches fertiles sont amenés à un emplacement which is usually located on the outer perimeter of the fertile layer, during a recharge interval, after which these exceptional assemblages of fertile layers are brought to a location
de la région de couches fertiles intérieures pendant un intervalle de re- of the inner fertile layer region during a re-
chargement, ces emplacements comportant une interface avec un assemblage combustible qui est relativement frais, cette interface n'étant donc pas mdésynchrouisée M, cet emplacement recevant un écoulement supplémentaire loading, these locations having an interface with a fuel assembly which is relatively fresh, this interface is therefore not mésésynchrouisée M, this location receiving an additional flow
compensatoire du fluide de refroidissement, & la suite de quoi ces assem- compensation of the coolant, and subsequently these assemblies
blages exceptionnels de couches fertiles sont amenés à un emplacement si- exceptional wounds of fertile beds are brought to a similar location
tué dans la couche fertile radiale intérieure pendant un intervalle de re- killed in the inner radial fertile layer during a re-
chargement, et amenés ensuite A un deuxième emplacement situé dans la cou- loading, and then brought to a second location in the
che fertile radiale pendant un intervalle de rechargement, puis retirés du réacteur. Radial fertile during a recharge interval, then removed from the reactor.
6 Procédé suivant l'une des revendications 1, 2 ou 3, caracté- Process according to one of claims 1, 2 or 3, characterized
risé en ce que les emplacements des assemblages de couches fertiles inté- that the locations of the fertile layer assemblies in-
rieures sont désignés pour recevoir alternativement des assemblages frais are designated to alternately receive fresh assemblies
et des assemblages appauvris, cette désignation une fois fixée pour un- and impoverished assemblages, this designation once fixed for one-
emplacement restant ensuite inchangée, de sorte que les répartitions d'é- location remaining unchanged, so that the distribution of
coulement entre les emplacements d'assemblages de couches fertiles inté- between the locations of fertile layer assemblies
rieures sont bien adaptées pour répondre aux exigences. are well suited to meet the requirements.
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