FR2555794A1

FR2555794A1 - Fast-neutron nuclear reactor fitted with emergency cooling means

Info

Publication number: FR2555794A1
Application number: FR8318822A
Authority: FR
Inventors: Gilbert Arene; Patrick Jogand; Jean Masse
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1983-11-25
Filing date: 1983-11-25
Publication date: 1985-05-31
Also published as: FR2555794B1

Abstract

The invention relates to a fast-neutron nuclear reactor fitted with emergency cooling means 34. These means 34 comprise an auxiliary exchanger 36 suspended from the slab 12 sealing the vessel 10 containing the core 20 of the reactor, and a pipe 38 directly connecting the output of the exchanger 36 to the base unit 22 for supplying the core. A valve 40 is set in the pipe 38. This valve is normally closed under the effect of the pressure prevailing in the base unit 22. The valve 40 opens automatically when the pressure in the base unit falls because of a stoppage of the primary pumps 28. The exchanger 36 and valve 40 assembly may be dismounted by virtue of the incorporation in the pipe 38 of a segment 56 allowing simultaneously a certain differential expansion between the components.

Description

La présente invention a pour objet un réacteur nucléaire à neutrons rapides comprenant des moyens de refroidissement de secours du coeur du réacteur. Ces moyens de refroidissement de secours permettent d'évacuer la puissance résiduelle dégagée par le coeur lorsqu'un incident de fonctionnement provoque l'arrêt des pompes primaires gui assurent normalement la circulation du métal liquide entre le coeur du réacteur et les échangeurs de chaleur principaux du circuit primaire. The present invention relates to a fast neutron nuclear reactor comprising means for emergency cooling of the reactor core. These emergency cooling means make it possible to evacuate the residual power released by the core when an operating incident causes the shutdown of the primary pumps which normally ensure the circulation of the liquid metal between the core of the reactor and the main heat exchangers of the primary circuit.

Dans les réacteurs nucléaires à neutrons rapides, le coeur du réacteur est immergé dans une cuve remplie de métal liquide et repose sur le fond de cette cuve par l'intermédiaire d'un sommier servant également à alimenter le coeur en métal liquide. Un tel réacteur comprend de plus un certain nombre d'échangeurs de chaleur principaux servant à transférer au fluide circulant dans les différentes boucles du circuit secondaire la chaleur véhiculée par le métal liquide circulant dans le circuit primaire, ainsi qu'un certain nombre de pompes primaires assurant la circulation du métal liquide contenu dans le circuit primaire entre le sommier d'alimentation, le coeur du réacteur et les échangeurs principaux. In fast neutron nuclear reactors, the reactor core is immersed in a tank filled with liquid metal and rests on the bottom of this tank by means of a box spring also serving to supply the core with liquid metal. Such a reactor furthermore comprises a certain number of main heat exchangers serving to transfer to the fluid circulating in the various loops of the secondary circuit the heat conveyed by the liquid metal circulating in the primary circuit, as well as a number of primary pumps ensuring the circulation of the liquid metal contained in the primary circuit between the supply base, the reactor core and the main exchangers.

On classe généralement les réacteurs nucléaires à neutrons rapides en deux types appelés "réacteurs intégrés et "réacteurs à boucle", selon que les pompes et les échangeurs sont placés à l'intérieur de la cuve contenant le coeur du réacteur ou qu'une partie du circuit primaire est située hors de la cuve. Generally, fast neutron nuclear reactors are classified into two types called "integrated reactors and" loop reactors ", depending on whether the pumps and exchangers are placed inside the vessel containing the reactor core or part of the primary circuit is located outside the tank.

On notera dès à présent que l'invention s'applique indifféremment à l'un et à l'autre de ces deux types de réacteurs.It will now be noted that the invention applies equally to either of these two types of reactors.

Lorsqu'un incident de fonctionnement provoque l'arrêt des pompes primaires dans un tel réacteur, la réaction de fission est immédiatement arrêtée par la commande automatique de la chute de barres absorbantes dans le coeur du réacteur. Toutefois, celui-ci dégage encore une puissance calorifique résiduelle importante qu'il convient d'éliminer de façon sûre et efficace, afin d'éviter une fusion locale du coeur. A cet effet, il est connu de prévoir des moyens de refroidissement de secours du coeur du réacteur comprenant au moins un échangeur de chaleur auxiliaire disposé dans la cuve du réacteur. When an operational incident causes the primary pumps to stop in such a reactor, the fission reaction is immediately stopped by the automatic control of the fall of absorbent bars in the reactor core. However, it still gives off a significant residual calorific power which must be eliminated in a safe and effective manner, in order to avoid a local melting of the core. To this end, it is known to provide means for emergency cooling of the reactor core comprising at least one auxiliary heat exchanger disposed in the reactor vessel.

Les dispositifs utilisés à cet effet dans les réacteurs du type à circuit intégré mettent en oeuvre une circulation par les échangeurs et les pompes, conduisant à faire circuler du sodium froid du bas vers le haut, ce qui est défavorable à l'instauration d'une circulation en convection naturelle ; et dans le cas des réacteurs du type à boucles il est nécessaire de créer un by-pass du circuit extérieur, entre la zone chaude et la zone froide, pour permettre la convection naturelle à l'intérieur du coeur. Enfin, un certain nombre des dispositifs existants sont tels qu'il se produit en fonctionnement normal, un by-pass du collecteur froid vers la partie du métal liquide circulant dans le circuit primaire ne passe pas dans le coeur du réacteur, ce qui conduit à diminuer le rendement du réacteur. The devices used for this purpose in reactors of the integrated circuit type use circulation by the exchangers and pumps, leading to the circulation of cold sodium from the bottom to the top, which is unfavorable to the establishment of a circulation in natural convection; and in the case of reactors of the loop type it is necessary to create a by-pass of the external circuit, between the hot zone and the cold zone, to allow natural convection inside the core. Finally, a certain number of existing devices are such that they occur in normal operation, a by-pass from the cold collector to the part of the liquid metal circulating in the primary circuit does not pass through the reactor core, which leads to decrease the reactor efficiency.

La présente invention a précisément pour objet un réacteur nucléaire à neutrons rapides équipé de moyens de refroidissement de secours simples et peu encombrants, permettant le retour direct du sodium froid au sommier d'alimentation des assemblages, ne comportant aucune zone contraire à la circulation du métal liquide en convexion naturelle et permettant cependant un démontage des échangeurs auxiliaires nécessaire à leur maintenance. The present invention specifically relates to a fast neutron nuclear reactor equipped with simple and space-saving emergency cooling means, allowing the direct return of cold sodium to the supply base of the assemblies, comprising no zone contrary to the circulation of the metal. liquid in natural convection and yet allowing disassembly of the auxiliary exchangers necessary for their maintenance.

A cet effet et conformément à l'invention, il est proposé un réacteur nucléaire à neutrons rapi des comprenant une cuve remplie de métal liquide, ladite cuve contenant le coeur du réacteur et un sommier d'alimentation et de supportage disposé en dessous du coeur, et un circuit d'évacuation de la chaleur comprenant au moins un échangeur de chaleur principal, au moins une pompe pour faire circuler normalement le métal liquide successivement dans le sommier d'alimentation, dans le coeur et dans l'échangeur, et des moyens de refroidissement de secours du coeur du réacteur, comprenant au moins un échangeur de chaleur auxiliaire disposé dans la cuve du réacteur. To this end and in accordance with the invention, a fast nuclear neutron reactor is proposed comprising a tank filled with liquid metal, said tank containing the core of the reactor and a supply and support base disposed below the core, and a heat removal circuit comprising at least one main heat exchanger, at least one pump for normally circulating the molten metal successively in the supply base, in the core and in the exchanger, and means for emergency cooling of the reactor core, comprising at least one auxiliary heat exchanger disposed in the reactor vessel.

Selon l'invention, un tel réacteur est caractérisé en ce que les moyens de-'refroidissement de secours comprennent de plus une conduite par laquelle au moins un orifice de sortie de l'échangeur auxiliaire est relié directement au sommier d'alimentation et un clapet normalement fermé monté dans ladite conduite, ce clapet étant sensible à la pression régnant dans le sommier pour s'ouvrir automatiquement lors de l'arrêt de ladite pompe, de façon à établir une circu lation naturelle de métal liquide successivement dans le sommier, dans le coeur et dans l'échangeur auxiliaire. According to the invention, such a reactor is characterized in that the emergency cooling means further comprises a pipe by which at least one outlet orifice of the auxiliary exchanger is connected directly to the supply base and a valve. normally closed mounted in said pipe, this valve being sensitive to the pressure prevailing in the bed base to open automatically when the pump stops, so as to establish a natural circulation of liquid metal successively in the bed base, in the core and in the auxiliary exchanger.

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la cuve est obturée par une dalle à laquelle sont suspendus verticalement l'échangeur auxiliaire et une partie sensiblement verticale de la conduite, cette partie verticale de la conduite étant prolongée vers le bas par un tronçon de conduite dont l'extrémité supérieure est reliée à une liaison rotulante autorisant un débattement angulaire de l'axe du tronçon par rapport à la verticale, l'extrémité inférieure dudit tronçon de conduite étant reliée de façon démontable a un berceau de centrage formé sur une autre partie de la conduite prolongeant jusqu'au sommier la
dite partie verticale, de façon à permettre le démon
tage de l'échangeur auxiliaire.In a preferred embodiment of the invention, the tank is closed by a slab to which the auxiliary exchanger is suspended vertically and a substantially vertical part of the pipe, this vertical part of the pipe being extended downwards by a section pipe, the upper end of which is connected to a swivel connection allowing angular movement of the section axis with respect to the vertical, the lower end of said pipe section being detachably connected to a centering cradle formed on a other part of the pipe extending to the bed base the
said vertical part, so as to allow the demon
tage of the auxiliary exchanger.

De préférence, le clapet est alors logé dans
une zone de la partie verticale de la conduite située
au-dessus dudit tronçon.Preferably, the valve is then housed in
an area of the vertical part of the pipe located
above said section.

Afin de permettre un ajustement précis du
seuil d'ouverture du clapet, celui-ci est de préféren
ce creux et rempli de gaz inerte sous pression.In order to allow precise adjustment of the
valve opening threshold, this is preferably
this hollow and filled with inert gas under pressure.

Des moyens de butée peuvent en outre être
prévus entre le clapet et la conduite pour assurer un
passage minimum de métal liquide dans la conduite
lorsque le clapet est ouvert.In addition, stop means can be
provided between the valve and the pipe to ensure
minimum passage of liquid metal in the pipe
when the valve is open.

On décrira maintenant, à titre d'exemple non
limitatif, un mode de réalisation préféré de l'inven tion en se référant aux dessins annexés dans les
quels
- la figure 1 est une vue en coupe verticale
schématique de la chaudière d'un réacteur à neutrons
rapides équipé d'un dispositif de refroidissement de
secours conformément à l'invention, et
- la figure 2 est une vue en coupe à plus
grande échelle, partiellement écorchée, d'un échan
geur auxiliaire et d'une partie et de la conduite re
liant la sortie de cet échangeur au sommier d'alimen
tation du coeur du réacteur, conformément à l'inven
tion, une partie de la conduite étant représentée à
plus grande échelle sur la partie droite de la figure
On a représenté de façon schématique sur la
figure 1 un réacteur nucléaire à neutrons rapides de
type intégré réalisé conformément aux enseignements de
la présente invention.We will now describe, by way of example not
limitative, a preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings in the
what
- Figure 1 is a vertical sectional view
schematic of the boiler of a neutron reactor
rapid equipped with a cooling device
rescue according to the invention, and
- Figure 2 is a more sectional view
large scale, partially cut away, of a sample
auxiliary geur and part and re conduct
connecting the outlet of this exchanger to the bed base
tation of the reactor core, in accordance with the invention
tion, part of the pipe being shown at
larger scale on the right side of the figure
We have represented schematically on the
figure 1 a fast neutron nuclear reactor of
integrated type carried out in accordance with the teachings of
the present invention.

De façon classique, le réacteur de la figure
1 comprend une cuve principale cylindrique 10, d'axe
vertical, obturée à son extrémité supérieure par une
dalle de fermeture horizontale 12. La cuve 10 est sus pendue à la dalle 12, qui repose elle-même par sa périphérie sur une enceinte de béton 14, généralement appelée puits de cuve, dans laquelle est logée la cuve 10. La dalle 12 est munie en son centre d'un système de bouchons tournants 15 supportant de façon connue l'appareillage de manutention des assemblages consti- tuant le coeur, ainsi que l'instrumentation servant à contrôler le fonctionnement du réacteur.Conventionally, the reactor of FIG
1 comprises a main cylindrical tank 10, of axis
vertical, closed at its upper end by a
horizontal closing slab 12. The tank 10 is suspended from the slab 12, which itself rests by its periphery on a concrete enclosure 14, generally called tank well, in which the tank 10 is housed. The slab 12 is fitted in its center with a system of rotating plugs 15 supporting in known manner the apparatus for handling the assemblies constituting the core, as well as the instrumentation serving to control the operation of the reactor.

La cuve 10 est remplie d'un métal liquide 16, généralement constitué par du sodium, surmonté d'un ciel de gaz neutre 18, tel que de l'argon. The tank 10 is filled with a liquid metal 16, generally consisting of sodium, surmounted by a sky of neutral gas 18, such as argon.

Le coeur 20 du réacteur est noyé dans le sodium liquide 16 et il repose sur le fond de la cuve 10 par l'intermédiaire d'un sommier 22 d'alimentation et de supportage et d'un platelage 24. Le coeur 20 est disposé pratiquement au centre de la cuve 10, sous le système de bouchons tournants 15. The core 20 of the reactor is embedded in liquid sodium 16 and it rests on the bottom of the tank 10 by means of a supply and support base 22 and a deck 24. The core 20 is arranged practically in the center of the tank 10, under the system of rotating plugs 15.

Conformément à la technique connue des réacteurs à neutrons rapides de type intégré, un certain nombre d'échangeurs de chaleur principaux 26 et de pompes primaires 28 baignent également dans le sodium 16 à l'intérieur de la cuve principale 10. Comme l'il- lustre la figure 1, ces composants sont généralement suspendus à la dalle de fermeture 12 et disposés dans la zone périphérique située entre le coeur et la paroi verticale de la cuve. Bien qu'on n'ait représenté qu'une seule pompe et qu'un seul échangeur sur la figure 1, afin de ne pas compliquer la compréhension de celle-ci, on sait qu'il existe généralement plusieurs composants de chaque type dans un même réacteur. In accordance with the known technique of integrated type fast neutron reactors, a certain number of main heat exchangers 26 and primary pumps 28 are also immersed in sodium 16 inside the main tank 10. Like the chandelier in Figure 1, these components are generally suspended from the closure slab 12 and arranged in the peripheral zone located between the core and the vertical wall of the tank. Although only one pump and only one exchanger have been shown in FIG. 1, in order not to complicate the understanding thereof, it is known that there are generally several components of each type in a same reactor.

Toujours de façon connue, une cuve interne 30 est disposée dans la cuve 10 afin de séparer le sodium chaud sortant du coeur 20 du sodium froid rejeté par les échangeurs 26. Les échangeurs 26 ainsi que les pompes 28 traversent cette cuve interne 30, de telle sorte que les orifices d'entrée 26a des échangeurs soient situés au-dessus de la cuve -interne, alors que les orifices de sortie 26b des échangeurs et les orifices d'aspiration 28a des pompes sont situés en-dessous de la cuve interne. De plus, l'orifice de refoulement axial de chacune des pompes 28 est relié directement au sommier 22 par une conduite 32. Still in known manner, an internal tank 30 is disposed in the tank 10 in order to separate the hot sodium leaving the core 20 from the cold sodium rejected by the exchangers 26. The exchangers 26 as well as the pumps 28 pass through this internal tank 30, such so that the inlet ports 26a of the exchangers are located above the internal tank, while the outlet ports 26b of the exchangers and the suction ports 28a of the pumps are located below the internal tank. In addition, the axial discharge orifice of each of the pumps 28 is connected directly to the bed base 22 by a pipe 32.

Comme l'illustrent les flèches représentées en traits pleins sur la figure 1, le fonctionnement des pompes 28 permet de refouler dans le sommier 22 le sodium froid prélevé en-dessous de la cuve 30, puis de faire circuler le sodium de bas en haut dans le coeur 20 du réacteur, ce qui a pour effet de le réchauffer, et enfin de faire circuler le sodium ainsi réchauffé à l'intérieur des échangeurs 26, afin de transférer la chaleur accumulée lors de la traversée du coeur à un fluide secondaire, qui est également constitué par du sodium dans la plupart des cas. As illustrated by the arrows shown in solid lines in FIG. 1, the operation of the pumps 28 makes it possible to discharge the cold sodium taken from below the tank 30 into the bed base 22, then to circulate the sodium from bottom to top in the core 20 of the reactor, which has the effect of heating it, and finally circulating the sodium thus heated inside the exchangers 26, in order to transfer the heat accumulated during the crossing of the core to a secondary fluid, which is also made up of sodium in most cases.

La description qui précède ne prétend pas être une description complète et détaillée d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides de type intégré. En effet, les réacteurs de ce type sont bien connus et ont donné lieu à de nombreuses publications telles que celles qui concernent les réacteurs français Phénix et
Super Phénix, de sorte que, pour plus de détails, on se reportera à ces publications (ENERGIE NUCLEAIRE, vol. 13, Pages 167 à 256, mai-juin 1971 - BIST NO 182, juin 1973).The foregoing description does not purport to be a complete and detailed description of an integrated type fast neutron nuclear reactor. Indeed, reactors of this type are well known and have given rise to numerous publications such as those relating to the French Phoenix reactors and
Super Phoenix, so that, for more details, one will refer to these publications (NUCLEAR ENERGY, vol. 13, Pages 167 to 256, May-June 1971 - BIST NO 182, June 1973).

Par ailleurs, il est rappelé que l'invention n'est pas limitée à un réacteur nucléaire à neutrons rapides de type intégré tel que représenté schématiquement sur la figure 1 et peut également être utilisé dans un réacteur à neutrons rapides de type à boucle, dans lequel les échangeurs et les pompes sont disposés hors de la cuve principale 10 et reliés à celle-ci par des conduites appropriées. Furthermore, it is recalled that the invention is not limited to a fast type neutron nuclear reactor of the integrated type as shown diagrammatically in FIG. 1 and can also be used in a loop type fast neutron reactor, in which the exchangers and the pumps are disposed outside of the main tank 10 and connected to the latter by suitable pipes.

Dans ces deux types de réacteurs à neutrons rapides, tout incident provoquant l'arrêt des pompes primaires a pour conséquence immédiate la chute automatique de barres absorbantes (non représentées) dans le coeur 20 du réacteur. Une puissance calorifique résiduelle importante continue toutefois à être émise par le coeur, de sorte qu'il est nécessaire d'assurer simultanément une circulation du sodium liquide 16 dans le coeur 20 et un refroidissement du sodium sortant du coeur, ces deux opérations devant autant que possible être réalisées automatiquement et sans l'appoint d'aucune énergie extérieure dès l'arrêt des pompes primaires. In these two types of fast neutron reactors, any incident causing the shutdown of the primary pumps has the immediate consequence of the automatic fall of absorbent bars (not shown) in the core 20 of the reactor. However, a significant residual calorific power continues to be emitted by the heart, so that it is necessary to simultaneously ensure a circulation of the liquid sodium 16 in the heart 20 and a cooling of the sodium leaving the heart, these two operations being as much as possible to be carried out automatically and without the addition of any external energy as soon as the primary pumps stop.

Comme l'illustre très schématiquement la figure 1, ce résultat est obtenu conformément à l'invention en prévoyant à l'intérieur de la cuve 10 un ou plusieurs dispositifs 34 de refroidissement de secours du coeur du réacteur. Chaque dispositif 34 comprend un échangeur de chaleur auxiliaire 36, une conduite 38 reliant l'orifice de sortie de l'échangeur au sommier 22 et un clapet 40 disposé dans la conduite 38. As illustrated very diagrammatically in FIG. 1, this result is obtained in accordance with the invention by providing inside the vessel 10 one or more emergency cooling devices 34 for the reactor core. Each device 34 comprises an auxiliary heat exchanger 36, a pipe 38 connecting the outlet orifice of the exchanger to the bed base 22 and a valve 40 disposed in the pipe 38.

Comme les échangeurs 26 et comme les pompes 28, chaque échangeur 36 est suspendu à la dalle 12 et disposé verticalement dans l'espace annulaire défini entre la périphérie du coeur 20 et la partie cylindrique de la cuve 10. L'échangeur 36 traverse également la cuve interne 30 et comporte des orifices d'entrée 36a disposés au-dessus de celle-ci, afin de permettre l'entrée dans l'échangeur du sodium primaire chaud sortant du coeur du réacteur. Like the exchangers 26 and like the pumps 28, each exchanger 36 is suspended from the slab 12 and arranged vertically in the annular space defined between the periphery of the core 20 and the cylindrical part of the tank 10. The exchanger 36 also passes through the internal tank 30 and has inlet openings 36a disposed above it, in order to allow entry into the exchanger of the hot primary sodium leaving the reactor core.

Comme le montre plus en détail la figure 2, l'étanchéité de la traversée de la cuve interne 30 par la virole externe 36b de l'échangeur 36 est obtenue de façon bien connue au moyen d'un système d'étanchéité 42 à cloche d'argon. As shown in more detail in FIG. 2, the sealing of the passage through the internal tank 30 by the external ring 36b of the exchanger 36 is obtained in a well known manner by means of a sealing system 42 with a bell 'argon.

On voit aussi sur la figure 2 que le circuit secondaire de l'échangeur auxiliaire 36 est constitué par un faisceau de tubes hélicoidaux tels que 44 qui baignent dans le sodium primaire circulant dans la virole 36b. Comme dans les échangeurs principaux, les tubes 44 sont reliés à des collecteurs d'entrée et de sortie (non représentés) situés au-dessus de la dalle 12, dans lesquels débouchent des conduites 46 et 48 (figure 1) d'un circuit secondaire de refroidissement de secours équipé de façon connue de moyens de refroidissement (non représentés) du fluide secondaire tel que du sodium circulant dans les tubes 44. It can also be seen in FIG. 2 that the secondary circuit of the auxiliary exchanger 36 is constituted by a bundle of helical tubes such as 44 which are immersed in the primary sodium circulating in the shell 36b. As in the main exchangers, the tubes 44 are connected to inlet and outlet manifolds (not shown) located above the slab 12, into which open pipes 46 and 48 (FIG. 1) of a secondary circuit emergency cooling equipped in known manner with means for cooling (not shown) the secondary fluid such as sodium circulating in the tubes 44.

La conduite 38 comporte une partie sensiblement verticale prolongeant vers le bas la virole 36b de l'échangeur auxiliaire, un coude et une partie sensiblement horizontale débouchant dans le sommier 22. The pipe 38 comprises a substantially vertical part extending downwards the ferrule 36b of the auxiliary exchanger, an elbow and a substantially horizontal part opening into the bed base 22.

De façon plus précise, la partie verticale de la conduite 38 comporte, immédiatement en-dessous de l'orifice de sortie axial de l'échangeur auxiliaire 36, une zone 50 dans laquelle est logé le clapet 40. More specifically, the vertical part of the pipe 38 comprises, immediately below the axial outlet orifice of the auxiliary exchanger 36, a zone 50 in which the valve 40 is housed.

Le diamètre de la conduite 38 dans cette zone 50 est sensiblement plus grand que le diamètre externe du clapet 40, afin de permettre un écoulement important de sodium dans la conduite lorsque le clapet occupe une position basse d'ouverture repreatée en traits pleins sur la figure 2. La zone 50 est raccordée à l'extrémité inférieure de la virole 36b par une partie de plus petit diamètre 52, dont le diamètre est au contraire légèrement inférieur au diamètre externe maximum du clapet 40, de telle sorte qu'il définit pour celui-ci un siège de valve sur lequel il est normalement en appui comme on l'a représenté en traits pointillés sur la figure 2. The diameter of the pipe 38 in this zone 50 is substantially larger than the external diameter of the valve 40, in order to allow a large flow of sodium in the pipe when the valve occupies a low opening position shown in solid lines in the figure. 2. The zone 50 is connected to the lower end of the shell 36b by a portion of smaller diameter 52, the diameter of which is on the contrary slightly less than the maximum external diameter of the valve 40, so that it defines for that -a valve seat on which it is normally supported as shown in dashed lines in Figure 2.

Le clapet 40 est de forme sensiblement sphérique et caréné en forme d'ogive à ses extrémités su périeure et inferieure pour faciliter l'écoulement du sodium lorsqu'il est en position basse. The valve 40 is of substantially spherical shape and faired in the shape of a warhead at its upper and lower ends to facilitate the flow of sodium when it is in the low position.

I1 est à noter que le clapet 40 est constitué de préférence par une enceinte remplie de gaz neutre sous pression, par exemple hélium, argon, de telle sorte qu'il se comporte comme un flotteur à l'inte- rieur de la zone 50. La pression du gaz à l'intérieur du clapet est déterminée en fonction de la pression régnant dans le sommier 22 du réacteur, de telle sorte que le clapet soit plaqué vers le haut contre son siège 52 lorsque les pompes 28 sont en fonctionnement et qu'il s'écarte automatiquement de son siège vers la position basse représentée en traits pleins sur la figure 2 lorsque les pompes primaires sont arrêtées. It should be noted that the valve 40 preferably consists of an enclosure filled with pressurized neutral gas, for example helium, argon, so that it behaves like a float inside the zone 50. The pressure of the gas inside the valve is determined as a function of the pressure prevailing in the bed base 22 of the reactor, so that the valve is pressed upwards against its seat 52 when the pumps 28 are in operation and that it automatically moves away from its seat towards the low position shown in solid lines in FIG. 2 when the primary pumps are stopped.

Bien que l'équilibre des pressions dans cette dernière position soit conçu de telle sorte que le clapet 40 reste normalement dans la position représentée en traits pleins, la circulation du sodium en convexion naturelle selon les flèches représentées en traits mixtes sur la figure 1 qui s'établit alors, peut avoir pour effet de faire descendre le clapet 40 en-dessous de la position représentée, ce qui conduirait à obturer la conduite 38 et rendrait donc le dispositif de refroidissement de secours selon l'invention inefficace. Afin d'empêcher qu'une telle obturation ne se produise, des moyens tels que des béquilles 54 sont prévues soit sur le plongeur 40 commue représenté, soit dans la partie inférieure tronconique de la zone 50, afin d'assurer à tout moment un passage minimum entre cette partie inférieure tronconique de la zone 50 et le clapet 40. Although the pressure balance in the latter position is designed so that the valve 40 normally remains in the position shown in solid lines, the circulation of sodium in natural convection according to the arrows shown in phantom in Figure 1 which s 'establishes then, can have the effect of lowering the valve 40 below the position shown, which would lead to the pipe 38 being closed and therefore rendering the emergency cooling device according to the invention ineffective. In order to prevent such a blockage from occurring, means such as crutches 54 are provided either on the plunger 40 as shown, or in the frustoconical lower part of the zone 50, in order to ensure at all times a passage minimum between this frustoconical lower part of the zone 50 and the valve 40.

La description qui précède fait apparaître qu'en fonctionnement normal, le clapet 40 est plaqué contre son siège 52, de telle sorte qu'aucune circulation de sodium primaire ne se produit alors dans l'échangeur auxiliaire 36 et dans la conduite 38. Toute perte dé rendement du réacteur qui en résulte est ainsi évitée. The above description shows that in normal operation, the valve 40 is pressed against its seat 52, so that no primary sodium circulation then occurs in the auxiliary exchanger 36 and in the pipe 38. Any loss The resulting reactor performance is thus avoided.

En revanche, lorsqu'à la suite d'un incident les pompes primaires 28 s'arrêtent, la baisse de pression qui en résulte dans le sommier 22 a immédiatement pour effet de faire descendre le clapet 40 à l'intérieur de la zone 50, ouvrant ainsi la conduite 38. Une circulation du sodium primaire à l'intérieur de l'échangeur auxiliaire 35 est ainsi établie. Comme on l'a représenté en traits mixtes sur la figure 1, cette circulation permet au sodium de circuler de bas en haut depuis le sommier 22 jusqu'aux orifices d'entrée 36a des échangeurs auxiliaires, puis de haut en bas à l'intérieur des échangeurs 36 et dans la conduite 38. On the other hand, when the primary pumps 28 stop following an incident, the resulting drop in pressure in the bed base 22 immediately has the effect of bringing the valve 40 down inside the zone 50, thus opening the pipe 38. A circulation of the primary sodium inside the auxiliary exchanger 35 is thus established. As shown in phantom in Figure 1, this circulation allows the sodium to flow from bottom to top from the base 22 to the inlet openings 36a of the auxiliary exchangers, then from top to bottom inside exchangers 36 and in line 38.

Le refroidissement automatique du sodium primaire est ainsi réalisé grâce au fluide circulant dans les tubes 44.Automatic cooling of the primary sodium is thus achieved by the fluid circulating in the tubes 44.

Pour tenir compte des dilatations différentielles qui peuvent se produire entre l'échangeur auxiliaire 36 et la partie horizontale de la conduite 38 débouchant dans le sommier 22 et aussi afin de permettre la maintenance de l'échangeur auxiliaire et du clapet, on prévoit de préférence une liaison souple et démontable entre l'extrémité inférieure de la zone 50 de la conduite dans laquelle est logé le clapet 40 et le coude formé par la conduite 38. Cette liaison est réalisée au moyen d'un tronçon de conduite 56 suspendu par une liaison rotulante 58 à l'extrémité inférieure de la zone 50 et dont l'extrémité inférieure vient se loger de façon étanche et démontable dans un berceau de centrage 60 formé à l'extrémité supérieure de la partie de la conduite fixée au sommier 22.La liaison rotulante 58 permet à l'axe du tronçon de conduite 56 de s'éloigner de la verticale si les dilatations dif férentielles des composants du réacteur l'exigent. Le berceau 60 permet le démontage et la maintenance de l'échangeur 36 et du clapet 40. To take account of the differential expansions which may occur between the auxiliary exchanger 36 and the horizontal part of the pipe 38 opening into the bed base 22 and also in order to allow maintenance of the auxiliary exchanger and the valve, provision is preferably made for a flexible and removable connection between the lower end of the zone 50 of the pipe in which the valve 40 is housed and the elbow formed by the pipe 38. This connection is produced by means of a section of pipe 56 suspended by a swiveling connection 58 at the lower end of the zone 50 and the lower end of which is housed in a sealed and removable manner in a centering cradle 60 formed at the upper end of the part of the pipe fixed to the bed base 22. 58 allows the axis of the pipe section 56 to move away from the vertical if the differential expansions of the components of the reactor so require. The cradle 60 allows disassembly and maintenance of the exchanger 36 and the valve 40.

Pour en faciliter la compréhension, des exemples de réalisation de la liaison rotulante 58 et du berceau de centrage 60 sont représentés à plus grande échelle sur la partie droite de la figure 2. To make it easier to understand, exemplary embodiments of the swiveling connection 58 and of the centering cradle 60 are shown on a larger scale on the right-hand side of FIG. 2.

Ainsi, on voit sur cette partie de la figure 2 que le tronçon de conduite 56 est suspendu à l'extrémité inférieure de la zone 50 par l'intermédiaire de deux axes horizontaux 62 et 64 perpendiculaires entre eux définissant une liaison du type cardan, l'étanchéité étant obtenue par ailleurs au moyen de segments 66. Thus, it can be seen in this part of FIG. 2 that the pipe section 56 is suspended from the lower end of the zone 50 by means of two horizontal axes 62 and 64 perpendicular to each other defining a connection of the gimbal type, l sealing being obtained moreover by means of segments 66.

De même, on voit sur la partie droite de la figure 2 que le tronçon de conduite 56 porte à son extrémité inférieure une couronne de centrage 68 apte à coopérer avec une pièce de centrage 70 afin de centrer l'extrémité inférieure du tronçon de conduite 56 dans le berceau 60 lorsque le tronçon 56 est mis en -place. Ici encore, l'étanchéité est obtenue au moyen de segments 72 ou de tout autre dispositif équivalent tel que des couronnes à labyrinthe ou des bourrelets annulaires. Similarly, it can be seen on the right-hand side of FIG. 2 that the pipe section 56 carries at its lower end a centering ring 68 capable of cooperating with a centering piece 70 in order to center the lower end of the pipe section 56 in the cradle 60 when the section 56 is put in place. Here again, the seal is obtained by means of segments 72 or any other equivalent device such as labyrinth crowns or annular beads.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes les variantes. En particulier, bien que la disposition du clapet 40 qui vient d'être décrite permette d'en réaliser la maintenance en même temps que celle de l'échangeur auxiliaire 36, cette disposition pourrait être modifiée, le clapet pouvant être placé en tout autre endroit à l'intérieur de la conduite 38. De même, bien que le tronçon 56 permettant d'assurer le démontage de l'échangeur corresponde à une réalisation préférée de l'invention, ce tronçon pourrait être supprimé et remplacé par une partie rotulante non démontable, une zone démontable pouvant notamment être prévue au niveau de l'extrémité inférieure de l'échangeur. Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example, but covers all its variants. In particular, although the arrangement of the valve 40 which has just been described makes it possible to carry out maintenance thereof at the same time as that of the auxiliary exchanger 36, this arrangement could be modified, the valve being able to be placed in any other place inside the pipe 38. Similarly, although the section 56 making it possible to dismantle the exchanger corresponds to a preferred embodiment of the invention, this section could be omitted and replaced by a non-removable swiveling part , a removable zone which can in particular be provided at the lower end of the exchanger.

Claims

1. Fast neutron nuclear reactor comprising a tank (10) filled with liquid metal, said tank containing the core (20) of the reactor and a supply and support bed (22) disposed below the core and a circuit d heat dissipation comprising at least one main heat exchanger (26), at least one pump (28) for normally circulating the liquid metal successively in the supply base, in the core and in the heat exchanger, and emergency cooling means (34) of the reactor core, comprising at least one auxiliary heat exchanger (36) disposed in the reactor vessel, characterized in that the emergency cooling means (34) further comprise a pipe (38) through which an outlet of the auxiliary exchanger (36) is directly connected to the supply outlet (22) and a normally closed valve (40) mounted in said pipe, this valve being sensitive to the pressure in the som mier to open automatically when the said pump (28) stops, so as to establish a natural circulation of liquid metal successively in the bed base, in the core and in the auxiliary exchanger.

2. Nuclear reactor according to claim 1, characterized in that said tank (10) is closed by a slab (12) to which the auxiliary exchanger (36) is suspended vertically and a substantially vertical part of the pipe (38), this vertical part of the pipe being extended downwards by a pipe section (56), the upper end of which is connected to a swiveling connection (58) allowing angular movement of the section axis relative to the vertical, 1 the lower end of said pipe section being detachably received in a centering cradle (60) formed on another part of the pipe extending said vertical part to the bed base, so as to allow the auxiliary exchanger to be dismantled (36).

3. Nuclear reactor according to claim 2, characterized in that the valve (40) is housed in a zone (50) of said vertical part of the pipe situated above said section of pipe (56).

4. Nuclear reactor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the valve (40) is hollow and filled with inert gas under pressure.

5. Nuclear reactor according to claim 4, characterized in that stop means (54) are provided between the valve (40) and the pipe (38) to ensure a minimum passage of liquid metal in the pipe when the valve is open .