FR2525800A1 - PROCESS FOR OPERATING FERTILIZED LAYERS OF RAPID NEUTRON REGENERATORS AND COOLING BY LIQUID METAL - Google Patents

PROCESS FOR OPERATING FERTILIZED LAYERS OF RAPID NEUTRON REGENERATORS AND COOLING BY LIQUID METAL Download PDF

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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.

FR8306671A 1982-04-23 1983-04-22 PROCESS FOR OPERATING FERTILE LAYERS OF FAST NEUTRON REGENERATING REACTORS AND LIQUID METAL COOLING Expired FR2525800B1 (en)

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JPH0312715B2 (en) 1991-02-20
DE3314025A1 (en) 1983-10-27
GB2119158A (en) 1983-11-09
JPS58213287A (en) 1983-12-12
FR2525800B1 (en) 1986-06-13
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