FR2529370A1 - Reacteur nucleaire a sels fondus refroidi a l'helium - Google Patents

Abstract

REACTEUR NUCLEAIRE DU TYPE A SELS FONDUS POUR LA PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE COMPORTANT DE FACON CONNUE UNE CUVE DE CONFINEMENT 1 GARNIE DE GRAPHITE CONTENANT UN COMBUSTIBLE CALOPORTEUR CONSTITUE D'UN MELANGE DE FLUORURES DE METAUX FISSILES ET NON FISSILES ET EVENTUELLEMENT DE METAUX FERTILES MIS EN CIRCULATION DANS LE COEUR. LA CHALEUR DEGAGEE PAR LA REACTION NUCLEAIRE EST EXTRAITE PAR ECHANGE ENTRE LEDIT MELANGE DE SELS FONDUS ET UNE CIRCULATION D'HELIUM SOUS PRESSION 34, 28 ALIMENTANT ENSUITE UNE TURBINE A GAZ 29 ACCOUPLEE A UN ALTERNATEUR 31 DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE.

Description

La présente invention a trait à la production d'énergie électrique par réacteur nucléaire du type à sels fondus.

On connait dans la technique nucléaire les réacteurs nucléaires à sels fondus dont le combustible jouant aussi le rôle de caloporteur, est constitué d'un mélange de sels fondus, géneralement des fluorures, qui sera dans la suite du texte dénommé "le sel".

Suivant la composition du sel utilisé, et la présence ou non d'éléments modérateurs, le réacteur peut être du type à neutrons thermiques ou à neutrons rapides. On utilise le plus généralement dans ces réacteurs, comme matériau fissile, soit le 233U lorsque le thorium est utilisé comme matériau fertile, soit le 239Pu ; les sels le plus oouramment utilisés sont les fluorures de thorium ThF4, d'uranium 233
UF4 de lithium tiF et de béryllium BeF2. Les réacteurs de la filière à sels fondus ont l'avantage de pouvoir être surrégénérateurs aussi bien d'ailleurs avec des neutrons rapides qu'avec des neutrons thermiques, le 232Th se transformant alors en 233U lui-meme fissile.

Cette filière de réacteurs réunit beaucoup d'avantages, notamment sur le plan du combustible qui ne nécessite aucun gainage et peut être facilement introduit dans le réacteur ou extrait pour purification.

On pourra se reporter pour la connaissance de l'art antérieur des centrales utilisant les réacteurs à sels fondus à l'article très complet paru dans la Revue générale nucléaire nO 3 de Mai-Juin 79 pages 290 à 300 intitulé "Les Réacteurs àSels Fondus".

Les deux principales expériences pratiques de fonctionnement de centrale nucléaire utilisant un réacteur à sels fondus, ont eu lieu aux USA et concernent respectivement :
1. Le Molten Salt Reactor Experiment (MURE).

Ce réacteur dont la première divergence a eu lieu en
Juin 1965 a connu trois périodes d'exploitation au cours desquelles il a fonctionné respectivement à
235 l'uranium enrichi à 30 % en 235U, à 1'233U et au 239Pu.

Le modérateur est constitué de graphite à haute densité et le sel combustible qui joue le role de caloporteur cède ses calories à un mélange de fluorures secondaires refroidi par l'air.

2. Le Molten Salt Brider Reactor (MSBR). Ce réacteur, étudié mais non construit, utilise, comme sel fondu, un mélange de fluorures contenant à la fois la matière fissile (233U) ou fertile (233Th). La modération est assurée par un graphite à haute densité.

Trois boucles successives, la première contenant le sel primaire, la seconde un sel secondaire et la troisième étant un-circuit de vapeur comprenant un générateur de vapeur alimentant le turbo-alternateur, sont employées pour utiliser la chaleur de ce réacteur d'une puissance de 2250 MW thermiques.

La centrale MSBR serait surrégénératrice, (temps de doublement de 22 ans) et présenterait des avantages indéniables sur le plan de la sûreté ; elle n'échapperait cependant pas à l'inconvénient d'un coup d'investissement supérieur à celui d'une centrale à eau légère pressurisée de même puissance. En effet, les boucles en série pour extraire la chaleur représentent une certaine complexité et elles exigent par ailleurs des masses importantes de matériaux nobles (graphite, Hastelloy N) tant pour le réacteur que pour les circuits de sels.

C'est pourquoi on a étudié en France la possibilité de construire une centrale nucléaire utilisant un réacteur à sels fondus échangeant directement la chaleur produite entre le sel primaire et du plomb fondu. Un circuit secondaire recueille cette chaleur par l'intermédiaire d'une boucle d'un alliage plombbismuth comportant un générateur de vapeur destiné à alimenter le turbo-alternateur. Cette conception présente l'avantage de ne mettre ni la cuve, ni les tuyauteries, ni les pompes, ni les échangeurs en contact direct avec du sel fondu à température élevée, ce qui pose toujours des problèmes de corrosion.Malheureusement toutefois, l'étude de cette conception montre que les quantités d'acier, de plomb, de bismuth, de graphite et de sel combustible nécessaires sont beaucoup plus élevées que pour le réacteur MSBR, ce qui conduirait par conséquent à un montant d'investissement beaucoup plus élevé que pour un réacteur à eau pressurisée de même puissance.

La présente invention a précisément pour objet un réacteur nucléaire du type à sels fondus qui permet par des moyens simples de supprimer les boucles en série dans la chaîne de transmission de la chaleur du combustible au fluide de travail thermodynamique et d'alléger grandement le montant des investissements tout en conservant par ailleurs les avantages nombreux et indéniables de la filière de réacteurs à sels fondus.

Le réacteur nucléaire du type à sels fondus pour la production d'énergie électrique objet de l'invent ion comporte de façon connue une cuve de confinement contenant le combustible caloporteur constitué d'un mélange de fluorures de métaux non fissiles avec des fluorures de métaux fissiles tels que 235u, 239puy ou 233U ou fertiles tels que 232Th et 238U mis en circulation dans le coeur et le graphite modérateur, et se caractérise en ce que la chaleur développée par la réaction nucléaire est extraite par échange entre le dit mélange de sels fondus et une circulation d'hélium sous pression alimentant ensuite une turbine à gaz accouplée à un alternateur de production d'énergie électrique.

L'utilisation. d'hélium comme fluide caloporteur conduit à un certain nombre d'avantages intéressants parmi lesquels on peut citer - la stabilité de ce gaz vis-à-vis des températures
élevées et des rayonnements - sa neutralité chimique qui l'empêche de réagir tant
avec le sel combustible qu'avec les matériaux de
structure de l'installation t - pour la même raison, il n'est pas combustible et ne
risque donc pas de former de mélange détonnant avec
l'air ; - il ne produit aucune fragilisation des métaux et de
leurs alliages, il n'est pas toxique, il est facile
à purifier, il est disponible dans la nature en
grande quantité à un prix acceptable ; ; - sa capacité calorifique et sa conductivité thermique
sont plus élevées que celles des autres gaz couram
ment utilisés à cet effet, tels que le gaz carboni
que CO2, l'azote ou l'argon - il peut être enfin utilisé directement comme fluide
de travail dans une turbine à gaz appropriée.

Dans un mode de réalisation intéressant de la présente invention, le circuit primaire de sel fondu est réparti en quatre boucles comportant chacune un échangeur sel fondu-hélium et une pompe à sel sur la tuyauterie aval de l'échangeur.

Selon l'invention également les températures d'entrée et de sortie dans l'échangeur sel fondu-hélium sont approximativement de 7500C et 5500C pour le sel et de 5000C et 680 C pour l'hélium, préalablement pressurisé jusqu'à 80 bar environ.

L'échangeur de chaleur sel fondu-helium peut être bien entendu d'une géométrie quelconque mais, selon une réalisation particulièrement intéressante de la présente invention, cet échangeur comporte dans une enveloppe externe verticale une virole parcourue de bas en haut par l'hélium et dans laquelle plonge un faisceau de tubes à ailettes démontable en matériau résistant à la corrosion par le sel, par exemple de 1'Hastelloy N parcouru -de haut en bas par le sel entrant chaud à la partie supérieure et sortant, après un trajet en épingle cheveux, par une tuyauterie centrale, qui débouche à la partie supérieure de l'échangeur.

Enfin, selon une caractéristique intéressante de l'invention, la turbine à hélium entraîne également les compresseurs basse et haute pression de ce même gaz, situés sur la meae ligne d'arbre qu'elle.

De toute façon l'invention sera mieux com prise en se référant à la description qui suit et à l'exemple de mise en oeuvre donné à titre explicatif et non limitatif en se référant aux figures I à 3 sur lesquelles : - la figure 1 représente en coupe, la cuve d'un réac
teur à sel fondu selon l'invention ; - la figure 2 représente un mode de réalisation possi
ble de l'échangeur sel hélium utilisé en liaison
avec le réacteur de la figure 1 ; - la figure 3 représente le schéma de circulation du
sel primaire et de l'hélium secondaire alimentant la
turbine à gaz.

- la figure 4 représente le circuit de vidange et le
circuit de remplissage du réacteur en sels fondus,
le circuit d'évacuation de l'hélium en cas de sur
pression d'hélium due à la rupture de tubes de
l'échangeur, ainsi que le circuit d'évacuation de la
puissance résiduelle, et - la figure 5 représente le chauffage préalable du
réacteur avant son remplissage en sels fondus ou le
maintien du sel à une température supérieure à -sa
température de solidification.

Sur la figure 1, on a représenté la cuve du réacteur 1 ; cette cuve a un diamètre de 6,80 m et une hauteur de 5,40 m pour une puissance thermique du réacteur de 2500 MW. Elle est surmontée d'un couvercle 2 et d'un système de barres de commande 3 situé audessus du couvercle 4 proprement dit. La zone périphérique de la cuve est munie d'un réflecteur en graphite 5 et le sel fissile parcourt la cuve en traversant successivement la zone péripérique externe (Zone II) et la zone interne (ou zone I). L'ensemble des zones I et Il est garni de blocs de graphite munis de canaux non représentés.L'entrée du sel 3 issu de la pompe, non visible sur la figure 1, a lieu par la tubulure 6 située à la partie supérieure de la cuve 1 et la sortie a lieu par une tubulure latérale supérieure 7 après un trajet en épingle à cheveux comportant une descente vers le bas de la cuve dans la zone II et une remontée vers le sommet à travers la zone centrale I.

Cette disposition intéressante permet de maintenir le métal de la cuve 1 à une température voisine de celle du sel à son entrée, ctest-à-dire environ 5500C. La sortie de ce même sel par la canalisation 7 s'effectue à une température de l'ordre de 75O0C ; les deux canalisations d'entrée 6 et de sortie 7 ont un diamètre de l'ordre de 0,50 m. En fait, selon les différents modes de mise en oeuvre de l'invention, les canalisations d'entrée 6 et de sortie 7 pourraient être multiples allant par exemple jusqu'à quatre tuyauteries réparties à la partie supérieure de la cuve l-et correspondant alors à quatre boucles distinctes. Cette cuve 1 est fabriquée, dans le cas particulier, en acier aus ténitique de nuance 316, plaqué en inconel ou en
Hastelloy N.Les tuyauteries chaudes relativement courtes reliant la cuve aux échangeurs doivent, en revanche, être réalisées en Hastelloy N. Les tuyauteries froides peuvent être réalisées en inconel ou en
Hastelloy N.

Dans une réalisation préférentielle envisagée, il y a effectivement quatre boucles indépendantes de sel primaire comportant chacune un échangeur sel fondu-hélium et une pompe à sel sur la tuyauterie aval de l'échangeur. Chacune de ces pompes à sel est char gée également de prendre en compte la dilatation du sel. Chaque pompe débite 2300 kg/s de sel à 5500C sous une différence de pression de l'ordre de 12 bar.

La cuve 1 est munie d'un dispositif de vidange et de remplissage constitué d'une tuyauterie 8 avec, sur un circuit de dérivation deux vannes 9 et 10 et, une canalisation inférieure ll débouchant dans un réservoir de vidange non représenté ; une canalisation inférieure 100 permet le transfert des sels fondus du réservoir de vidange à la cuve du réacteur. Une membrane de sécurité 101 permet de s'affranchir automatiquement de tous les risques découlant d'une surpression accidentelle dans la cuve. Ce système de remplissage et de vidange est convenablement maintenu vers 5509C.

Sur la figure 2, on a représenté l'un des quatre échangeurs sel-hélium d'une puissance thermique de 625 MW utilisés sur chacune des quatre boucles de sel de l'installation. Dans une enveloppe externe 12 d'un diamètre intérieur de 2,42 m sont situés une première virole 13 munie de chicanes 14. Un faisceau tubulaire démontable 15 constitué dans le cas présent par 4088 tubes à ailettes intégrales répartis circulairement autour de l'axe de l'échangeur est disposé entre sa plaque tubulaire supérieure 16 et sa plaque tubulaire inférieure 17. L'entrée de sel chaud a lieu par la tubulure 18 à la partie supérieure alors que l'entrée d'hélium froid a lieu à la partie inférieure 19.L'hélium froid suit un trajet ascendant entre les différentes chicanes 14 représenté en pointillés et lèche les parois des tubes du faisceau 15 dans lesquelles le sel chaud descend jusqu'au collecteur infé rieur 20 pour remonter à l'extrémité supérieure dans le tube central 21 d'où il sort finalement par la tubulure superieure 22. L'enveloppe 12 conçue pour résister à la haute pression de l'hélium est protégée de la température élevée de l'hélium chaud par la virole 13 et la fourrure en alliage réfractaire 24 ainsi que par la plaque écran thermique 102 qui canalisent un petit débit d'hélium froid en by-pass sur le débit général d'hélium froid.A ce petit débit d'hélium de refroidissement circulant de bas en haut en passant dans les lumières et les canalisations 103 peut s'ajouter celui de la canalisation 104 en cas d'échauffement excessif de la plaque supérieure 16.

Comme déjà indiqué à propos de la figure 1, le sel entre chaud vers 7500C avec un débit de 2303 kg/s et sort froid par la tubulure 22 à 550 C. L'hélium froid entre en 19-vers 5000C avec un débit dè 669 kg/s à une pression de 80 bar. Il ressort par les tubulures latérales 23-prévues sur l'enveloppe 12 à la température de 680 C.

La conception générale de l'échangeur de la figure 2 permet de minimiser le volume de sel contenu dans l'appareil ainsi que le poids d'alliage métallique noble en contact avec le sel puisque l'enveloppe de l'appareil comme les tuyauteries d'hélium peuvent être réalisés avec des matériaux classiques n'ayant pas besoin d'etre spécialement résistants à l'agres- sion des sels fondus. Seuls les tubes du faisceau tubulaire, le collecteur 20 et le tube 21 de protection du tube central 105 sont réalisés en matériau non corrodable aux sels fondus, par exemple en Hastelloy N.

Le petit diamètre intérieur des tubes du faisceau tubulaire 15, voisin de 7,5 mm, permet de diminuer de façon importante la résistance thermique opposée par le sel fondu et les ailettes et les chicanes 14 permettent de diminuer la résistance thermique de l'hé- lium. De cette façon il est possible d'arriver à des échangeurs de dimensions raisonnables dont la surface d'échange totale entre le sel et l'hélium est de l'ordre de 6325 m2.

Par ailleurs, l'éclatement d'un tube du faisceau tubulaire 15 est impossible puisque la forte pression d'hélium est appliquée sur sa face externe ; quant à la rupture franche d'un de ces tubes par vibration, elle ne conduirait qu'à une fuite d'hélium dans- le sel très peu importante puisque le diamètre intérieur d'un tube du faisceau 15 n'est que de 7,5 mm. Dans une hypothèse de ce genre d'ailleurs, l'hélium ainsi dévié de son chemin parviendrait dans l'atmospère d'hélium qui surmonte la surface du sel dans la pompe 27 et s'échapperait vers le réservoir 106 de vidange du sel par une tuyauterie 107 prévue à cet effet (figure 4).

D'autre part, il faut remarquer à la partie supérieure de l'échangeur un soufflet 108 qui sert à compenser la dilatation différentielle entre le tube central 105 et son tube de protection 21. L'étanchéité entre l'enveloppe 12 et la plaque tubulaire 16 est assurée par le joint métallique 109 serré par la plaque tubulaire supérieure 16 sur la bride de l'enveloppe 12.

La figure 3 montre schématiquement l'implantation de la circulation d'hélium et de sel dans un réacteur nucléaire de production d'électricité objet de l'invention. Sur cette figure 3, on retrouve la cuve 1 du réacteur et l'une des boucles de sel 25 traversant la cuve 1 et l'échangeur de chaleur selhélium 26 (identique à celui de la figure 2 précédente), l'ensemble du sel étant mis en circulation par la pompe 27. Le schéma de la figure 3 représente l'une des quatre boucles de sel et l'unique boucle d'hélium.

Comme déjà exposé précédemment, le sel fondu présente dans la pompe 27 une surface libre. La pompe joue donc le rôle de réservoir d'expansion pour absorber les variations de volume du sel qui sont de l'ordre de 5 % entre la température de remplissage du réacteur vers 5000C et la température maximale de fonctionnement.

D'autre part, un système de purification du sel 110 mentionné sur la figure 3 permet d'éliminer les produits de fission et d'ajuster la teneur en matière fissile afin d'ajuster la réactivité. L'hélium chaud à 80 bar sortant de l'échangeur 26 par la conduite 28 alimente la turbine à gaz 29 qui entraîne à son tour sur l'arbre 30 l'alternateur 31 et les deux compresseurs 32 à basse pression et 33 à haute pression. Ces compresseurs mettent l'hélium en circulation, à la pression de 80 bar, par la conduite 34 dans le récupérateur 36 puis dans l'échangeur 26 et par la conduite 28 jusqu'à la turbine 29. L'hélium détendu vers 40 bar dans la turbine 29 quitte celle-ci par la conduite 35 pour passer ensuite dans un échangeur récupérateur 36 puis dans un premier échangeur réfrigérant à eau 37 où sa température s'abaisse jusque vers 220C.La conduite 38 réintroduit ensuite le gaz hélium dans le compresseur basse pression 32 ; à la sortie de celui-ci une conduite 39 amène le gaz dans un deuxieme échangeur réfrigérant 40 puis par la canalisation 41 dans le compresseur 33 à haute pression qui fait remonter celle-ci vers 80 bar pour finalement l'injecter par la conduite 34 à une température de 5000C dans l'échangeur sel fondu-hélium 26. Le débit en régime permanent dans la conduite 34 est de 679 kg/s d'hélium.

Selon l'invention on a également prévu un circuit by-pass 42 de la turbine 29 et un circuit 43 en dérivation sur les compresseurs 32 et 33 pour faire varier la pression du gaz contenu dans le circuit principal 39, 41 et 34 de façon à pouvoir faire varier la puissance fournie par la turbine 29. Un compresseur auxiliaire 44 est également prévu entre deux accumulateurs, l'un de basse pression 45 et l'autre de haute pression 46 pour le gaz hélium. Un réservoir d'helium est également prévu en 47 qui permet au travers de la vanne 48 de compenser des fuites éventueiles dans le circuit.

Enfin, une installation 49, mentionnée sur la figure 3 permet de réaliser une purification chimique éventuelle de l'hélium : par exemple, l'elimina- tion du tritium ayant diffusé à travers la paroi des tubes du faisceau tubulaire de l'échangeur.

En bout d'arbre 30 est situé un moteur électrique 50 utilisé au moment du démarrage de la centrale. En effet, le sel combustible fondant vers 500 C, il faut préchauffer le circuit primaire jusqu'à 5300C avant de le charger en sel fondu. Pour -ce faire, un circuit de conditionnement représenté sur la figure 5, qui comporte par exemple un circuit auxiliaire d'hélium à une pression convenable, un réchauffeur électrique 111, un circulateur entraîné par un moteur électrique 112 et un échangeur hélium-air 113 avec bypass côté hélium, est prévu de façon à ce que ce circuit auxiliaire puisse, éventuellement servir au re froidissement du réacteur et des autres composants du circuit de sel.

Le démarrage à froid de la centrale s'effectue alors avec une faible pression d'hélium dans le circuit principal par mise en route du moteur électrique 50 en bout de la ligne d'arbre 30 turbine-compresseurs ; la vanne de by-pass 51 de la turbine 29 est alors ouverte et le réchauffeur électrique 111 installé sur le by-pass est mis en service. On laisse fonctionner l'installation jusqu'à ce que la température de 5000C de l'hélium à l'entrée de l'échangeur selhélium 26 soit atteinte ; simultanément, le circuit auxiliaire de préchauffage du sel (figure 5) a été mis en service.On procède alors au remplissage en sel du circuit primaire par la conduite de remplissage 100 plongeant au fond du réservoir de vidange 105 grâce à la pression d'hélium s'exerçant sur la surface du sel (canalisation d'arrivée d'hélium 118) et à la mise en service des pompes à sel telles que 27 entraînées par des moteurs électriques 115 représentés sur la figu re-4.

La divergence du réacteur est ensuite obtenue en levant les barres de commande 3 (figure 1) et la production de puissance peut commencer grâce à la fermeture progressive de la vanne 51 de by-pass de la turbine à gaz 29. Des que cette, turbine 29 fournit la puissance suffisante pour entraîner les compresseurs 32 et 33, l'alimentation du moteur d'entraînement 50 est coupée et l'alternateur 31 est excité en vue de son couplage au réseau électrique.

Un arrêt de longue durée entraînerait des opérations inverse des précédentes et la vidange du sel dans le réservoirde vidange 105 équipé d'un système d'évacuation de la puissance résiduelle 116 représenté sur la figure 4 qui consiste en un circuit d'air à température ambiante circulant dans les sels fondus, évacuant la chaleur vers une cheminée d'une hauteur appropriée d'où la chaleur est rejetée et dissipée dans l'atmosphère. Cet air de refroidissement circule dans des canalisations en matériau résistant à la corrosion par les sels fondus1 tel que l'Hastelloy N. Pour un arrêt de courte durée de l'installation d'hélium, il suffirait de rendre le réacteur sous-critique et de mettre en service le système de conditionnement représenté sur la figure 5 pour maintenir la température du sel vers 550 C.

En cas de surpression accidentelle dans le réacteur, la vidange automatique du sel dans le réservoir de vidange se ferait par rupture de la membrane de sécurité 101.

L'installation décrite précédemment à titre d'exemple non limitatif utilise un cycle d'hélium à deux compressions et à une détente, qui a l'avantage d'une grande simplicité puisqu'il est compatible avec quatre échangeurs sel-hélium identiques. On peut en revanche, et sans sortir du cadre de l'invention, envisager d'augmenter le rendement de la centrale à sels fondus en utilisant tout autre cycle pour le gaz hélium et notamment un cyle à deux détentes et à deux réchauffages qui conduit certes à une complication du matériel (turbine et échangeurs sel-hélium) mais a l'avantage dsun rendement thermodynamique voisin de 40~% pour une température envisagée de l'hélium de 6800C.

Une centrale nucléaire composée selon l'invention d'un réacteur à sels fondus couplé à une turbine à hélium permet ainsi de cumuler les avantages propres à la filière des réacteurs à sels fondus rappelés précédemment (parmi lesquels figurent notamment la possibilité de fonctionner en régime surgénérateur avec des neutrons thermiques et l'absence de grandes installations de retraitement de combustible) avec l'emploi d'un gaz caloporteur non inflammable, non corrosif, non toxique largement disponible et faisant également office de fluide de travail. De plus, ce type de réacteur autorisant des variations de puissance par pilotage du débit masse d'hélium présente une aptitude toute particulière à suivre la demande du réseau électrique.

Par ailleurs, la grande simplicité de conception d'une telle centrale conduit à un coût d'investissement qui devrait la rendre parfaitement compétitive avec celle d'un réacteur à eau légère pressurisée de meme puissance.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1. Réacteur nucléaire du type à sels fondus pour la production d'énergie électrique comportant de façon connue une cuve de confinement (1) garnie de graphite contenant un combustible caloporteur constitué d'un mélange-de fluorures de métaux fissiles et non fissiles et éventuellement de fluorures de métaux fertiles mis en circulation dans le coeur, caractérisé en ce que la chaleur dégagée par la réaction nucléaire est extraite par échange entre ledit mélange de sels fondus et une circulation d'hélium sous pression (34, 28) alimentant ensuite une turbine à gaz (29) accouplée à un alternateur (31) de production d'énergie électrique.

2. Réacteur nucléaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit primaire de sels fondus est réparti en plusieurs boucles (25) comportant chacune un ou plusieurs échangeurs sel fonduhélium (26) et une pompe à sel (27) sur la tuyauterie aval de l'échangeur.

3. Réacteur nucléaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que les températures d'entrée et de sortie dans l'échangeur sont approximativement de 7500C et 5500C pour le sel et de 5000C et 6800C- pour l'hélium, préalablement pressurisé jusqu'à 80 bar environ.

4. Réacteur nucléaire selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'échangeur comporte --dans une enveloppe verticale externe cul2), une viro

le (13) parcourue de bas en haut par l'hélium et

dans laquelle plonge un faisceau tubulaire (15) en

matériau résistant à la corrosion par les sels fon

dus parcouru de haut en bas par le sel entrant chaud

à la partie supérieure et sortant refroidi, après un

trajet en épingle à cheveux, par une tuyauterie cen

trale (21), qui débouche à la partie supérieure (22)

de l'échangeur (26), - une enveloppe externe (12) et la plaque tubulaire

supérieure (16) refroidies par une dérivation du dé

bit d'hélium froid circulant de bas en haut entre

ladite enveloppe et la virole interne (13) puis en

tre l'enveloppe et la fourrure interne (24) ainsi

qu'entre la plaque servant d'écran thermique (102)

et la plaque supérieure (16) pour rejoindre l'écou

lement général d'hélium dans la conduite de sor

tie (23).

5. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce que la turbine à hélium (29) entraîne également les compresseurs (32) basse et (33) haute pression de ce même gaz et est couplé à un moteur électrique de démarrage (50).

6. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce que le cycle thermodynamique du gaz hélium est un cycle à deux compressions et à une ou deux détentes, les détentes étant limitées de telle sorte que la température de l'hélium en fin de détente soit supérieure à la température de fusion du sel caloporteur.

7. Réacteur nucléaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce que la surpression d'hélium résultant de la rupture de tubes de l'échangeur sel-hélium est évitée par une tuyauterie de décharge (107) qui déverse l'excès d'hélium de la pompe à sel au sommet du réservoir de vidange du sel (106) qui est plein d'hélium à la pression atmosphérique lorsque le réacteur est en service.

8. Réacteur nucléaire selon la revendication 7 précédente, caractérisé en ce que le réservoir de vidange (106) réalisé en matériau résistant à la corrosion par les sels fondus et maintenu à une température convenable, comporte un système (116) d'évacua tion de la chaleur résiduelle constitué d'un circuit d'air à température ambiante traversant les sels fondus et relié à une cheminée de hauteur appropriée qui permet le rejet de la chaleur à l'atmosphère.