FR2630854A1

FR2630854A1 - Device for passing conductors through the internals of a nuclear reactor

Info

Publication number: FR2630854A1
Application number: FR8805783A
Authority: FR
Inventors: Gerard Chevereau; Jean-Claude Pretot
Original assignee: Framatome SA
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 1988-04-29
Filing date: 1988-04-29
Publication date: 1989-11-03
Anticipated expiration: 2008-04-29
Also published as: FR2630854B1

Abstract

The device can be employed in a pressurised water reactor in which the upper internals comprise an upper core plate 14 and a support plate 16 for the cluster guides which is situated above, each cluster guide having a vertical casing 25 attached to the support plate 16 and extending as far as the upper core plate 14 and horizontal guide plates 26 distributed along the casing and providing guide passages for the rods of the cluster. The conductors are arranged, at least over the major part of the passage of the upper internals, in tubes 30 placed in the cluster guides and passing through the horizontal guide plates 26 via holes which are separate from the passages intended for the rods.

Description

Disositif de cheminement de conducteurs à travers les *uiDements internes d'un réacteur nucléaire. Device for routing conductors through the internal * uiDements of a nuclear reactor.

L'invention concerne un dispositif de cheminement de conducteurs, notamment de conducteurs électriques appartenant à des câbles transportant des signaux de mesure, à travers les équipements internes supérieurs d'un réacteur nucléaire refroidi et modéré par de l'eau, tel qu'un réacteur à eau pressurisé. Elle est tout particulièrement applicable au cheminement des conducteurs électriques de liaison avec les sondes à thermocouple permettant de mesurer la température de l'eau à différents emplacements du coeur et à la sortie de ce dernier. Toutefois, elle est également applicable à d'autres types de conducteurs, tels que ceux reliant des sondes de mesures de flux neutronique ou de prélèvement d'échantillons à des appareils extérieurs à la cuve du réacteur et traversant le couvercle de la cuve. The invention relates to a device for routing conductors, in particular electrical conductors belonging to cables transporting measurement signals, through the upper internal equipment of a nuclear reactor cooled and moderated by water, such as a reactor. pressurized water. It is particularly applicable to the routing of electrical conductors for connection with thermocouple probes making it possible to measure the temperature of the water at different locations of the core and at the outlet of the latter. However, it is also applicable to other types of conductors, such as those connecting probes for measuring neutron flux or taking samples to devices outside the reactor vessel and passing through the vessel cover.

On connait déjà des dispositifs de cheminement de conducteurs destinés aux réacteurs nucléaires dont les équipements internes supérieurs comprennent une plaque supérieure de coeur reliée par des entretoises ou des colonnes à une plaque support de guides de grappe située au dessus. Chaque guide de grappe est généralement constitué par un boitier vertical fixé à la plaque support et s'étendant jusqu'à la plaque supérieure de coeur et par des plaques horizontales de guidage réparties le long du boîtier, fixées à ce dernier et ménageant des passages de guidage des crayons. Pour supporter les - conducteurs et les protéger contre l'action hydromécanique de l'eau de refroidissement traversant transversalement les internes supérieurs, on les fait généralement passer, à l'heure actuelle, à l'intérieur des colonnes ou entretoises.Cette solution est peu satisfaisante dans les réacteurs qui comportent un grand nombre de guides de grappe, destinés par exemple pour recevoir, d'une part des grappes de pilotage constituées d'un faisceau de crayons contenant du matériau absorbant des neutrons, d'autre part des grappes de variation du spectre d'énergie des neutrons.Dans ces réacteurs, les entretoises sont en nombre réduit et ont une constitution telle qu'elles ne peuvent assurer de façon satisfaisante les fonctions de supportage et de protection
La présente invention vise à fournir un dispositif de cheminement de conducteurs, notamment de conducteurs électriques reliés à des sondes de mesure situées dans le coeur ou immédiatement au dessus de ce dernier, permettant de les supporter et de les protéger jusqu'à la sortie haute des internes supérieurs et ce sans avoir recours aux entretoises ou colonnes de liaison entre la plaque supérieure de coeur et la plaque support des guides de grappe.There are already known devices for routing conductors intended for nuclear reactors, the upper internal equipment of which comprises an upper core plate connected by spacers or columns to a support plate for cluster guides situated above. Each cluster guide generally consists of a vertical box fixed to the support plate and extending to the upper core plate and by horizontal guide plates distributed along the box, fixed to the latter and providing passageways for pencil guide. To support the - conductors and protect them against the hydromechanical action of the cooling water transversely passing through the upper internals, they are generally passed, at present, inside the columns or spacers. satisfactory in reactors which have a large number of cluster guides, intended for example to receive, on the one hand pilot clusters consisting of a bundle of rods containing neutron absorbing material, on the other hand variation clusters of the neutron energy spectrum. In these reactors, the spacers are reduced in number and have a constitution such that they cannot satisfactorily perform the support and protection functions.
The present invention aims to provide a device for routing conductors, in particular electrical conductors connected to measurement probes located in the heart or immediately above it, making it possible to support and protect them up to the high output of the internal upper and this without having to use spacers or connecting columns between the upper core plate and the support plate of the cluster guides.

Dans ce but l'invention propose un dispositif dans lequel les conducteurs sont disposés, au moins sur la majeure partie de la traversée des équipements internes supérieurs, dans des tubes placés dans les guides de grappe et traversant les plaques horizontales de guidage par des trous distincts des passages destinés aux crayons. Les tubes sortent avantageusement des guides à travers leur boîtier, à proximité des extrémités de ce dernier. Les tubes sont rectilignes sur la majeure partie au moins de la longueur des guides de grappe et leurs portions coudées à proxïmité de la traversée du boîtier présentent une courbure faible pour faciliter l'insertion et l'enlèvement éventuel des conducteurs. To this end, the invention provides a device in which the conductors are arranged, at least over the major part of the crossing of the upper internal equipment, in tubes placed in the cluster guides and passing through the horizontal guide plates by separate holes. passages for pencils. The tubes advantageously come out of the guides through their casing, near the ends of the latter. The tubes are rectilinear over at least the major part of the length of the cluster guides and their bent portions near the crossing of the casing have a slight curvature to facilitate the insertion and possible removal of the conductors.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe verticale montrant un dispositif de cheminement à travers l'un des guides de grappe d'un réacteur nucléaire, en coupe suivant un plan vertical
- la figure. 2 est une vue de détail à grande échelle montrant la fraction de la figure 1 entourée par le cercle Il
- les figures 3 et 4 sont des vues en coupe suivant les lignes III-III et fV-IV de la figure 1.The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment, given by way of non-limiting example. The description refers to the accompanying drawings, in which
- Figure 1 is a vertical sectional view showing a routing device through one of the cluster guides of a nuclear reactor, in section along a vertical plane
- the figure. 2 is a large-scale detail view showing the fraction of FIG. 1 surrounded by the circle II
- Figures 3 and 4 are sectional views along lines III-III and fV-IV of Figure 1.

Le dispositif montré schématiquement en figure 1 est utilisable dans des réacteurs nucléaires à eau sous pression ayant une constitution générale classique, par exemple celles décrites dans les documents US-A-4 173 513 (OBERMEYER) ou EP-A-O 128 091 (FRAMATOME). La figure 1 montre une fraction des équipements internes supérieurs d'un tel réacteur, ayant une enveloppe support de coeur 10 portée par la cuve 12, fixée rigidement à la plaque supérieure de coeur 14 et à une plaque inférieure de coeur (non représentée). Les internes comprennent de plus une plaque support de guides de grappe 16 reposant également sur la cuve par l'intermédiaire de l'enveloppe 10. Des colonnes d'entretoisement (non représentées) relient la plaque supérieure de coeur 14 et la plaque support 16. The device shown diagrammatically in FIG. 1 can be used in pressurized water nuclear reactors having a conventional general constitution, for example those described in documents US-A-4,173,513 (OBERMEYER) or EP-A-O 128,091 (FRAMATOME). FIG. 1 shows a fraction of the upper internal equipment of such a reactor, having a core support envelope 10 carried by the vessel 12, rigidly fixed to the upper core plate 14 and to a lower core plate (not shown). The internals further include a support plate for cluster guides 16 also resting on the tank by means of the casing 10. Spacer columns (not shown) connect the upper core plate 14 and the support plate 16.

Sur la figure 1 est représenté un seul guide de grappe constitué d'une partie inférieure fixée par bride et boulons sur le support de guide de grappe 16 et munie à sa partie inférieure d'un pied 20 qui s'engage de façon coulissante dans un passage de dimension correspondante de la plaque supérieure de coeur 14 et d'une partie supérieure. Cette dernière comporte une bride basse 22 fixée de façon rigide à la bride de montage de la partie inférieure du guide sur la plaque support 16. L'extrémité haute du guide de grappe 18 comporte un prolongement de diamètre reduit pouvant coulisser dans une plaque entretoise 24 qui maintient les parties supérieures des guides de grappe à l'écartement requis. Ce prolongement est tubulaire pour livrer passage à la tige de commande d'une grappe, reliée à un mécanisme situé généralement au dessus du couvercle fermant la cuve. In Figure 1 is shown a single cluster guide consisting of a lower part fixed by flange and bolts on the cluster guide support 16 and provided at its lower part with a foot 20 which engages slidingly in a passage of corresponding dimension of the upper core plate 14 and of an upper part. The latter has a low flange 22 rigidly fixed to the mounting flange of the lower part of the guide on the support plate 16. The upper end of the cluster guide 18 has an extension of reduced diameter which can slide in a spacer plate 24 which keeps the upper parts of the cluster guides at the required spacing. This extension is tubular to allow passage to the control rod of a cluster, connected to a mechanism generally located above the cover closing the tank.

Les deux parties du guide de grappe 18 comportent un boîtier tubulaire 25, de section circulaire dans le mode de réalisation décrit (une section polygonale étant également possible) et des plaques ajourées 26 réparties le long du guide de grappe et fixées au boîtier. Ces plaques ajourées présentent une découpe intérieure (figures 3 et 4) correspondant à la disposition des crayons de la grappe prévue pour se déplacer verticalement dans le guide de grappe 18. The two parts of the cluster guide 18 comprise a tubular housing 25, of circular section in the embodiment described (a polygonal section is also possible) and perforated plates 26 distributed along the cluster guide and fixed to the housing. These perforated plates have an interior cutout (FIGS. 3 and 4) corresponding to the arrangement of the rods of the cluster provided for moving vertically in the cluster guide 18.

Dans le mode de réalisation montré en figures 1 et 4, les plaques de guidage inférieures 26 sont reliées par des fourreaux continus 28 (figure 4) destinés à protéger certains au moins des crayons contre les effets hydrodynamiques de l'eau sortant du coeur. In the embodiment shown in Figures 1 and 4, the lower guide plates 26 are connected by continuous sleeves 28 (Figure 4) intended to protect at least some of the rods against the hydrodynamic effects of water leaving the heart.

La portion du dispositif de cheminement de conducteurs équipant le guide de grappe 18 représenté comporte deux conduits tubulaires 30 dont un seul est illustré sur la figure 1. Ce nombre de deux n'est nullement exclusif. Le conduit 30 représenté est destiné à recevoir un conducteur isolé, éventuellement multiple, de liaison d'un thermocouple de mesure de la température de l'eau qui sort du coeur par une ouverture 3t de la plaque supérieure de coeur 14, entre deux guides de grappe 18 adjacents. Il débouche à la partie basse du boîtier 25 par un passage percé dans un pion 32 rapporté, par exemple par soudage, dans une fenêtre du boîtier 25. La partie terminale du conduit 30 et le passage dans le pion 32 sont orientés de façon que la soudure chaude du thermocouple terminant le conducteur placé dans le conduit 30 se trouve au droit de l'écoulement d'eau sortant du coeur (flèche f sur la figure 1). Un angle d'environ 20 entre la direction du passage dans le pion 32 et la verticale est généralement proche de l'optimum, du fait qu'elle n'exige qu'une courbure faible du tube 30 et permet neanmoins d'amener la soudure chaude d'un thermocouple dans l'écoulement ayant traversé la plaque supérieure de coeur 14 sans exiger une longueur en saille excessive. The portion of the conductor tracking device fitted to the cluster guide 18 shown comprises two tubular conduits 30, only one of which is illustrated in FIG. 1. This number of two is by no means exclusive. The conduit 30 shown is intended to receive an insulated, possibly multiple, conductor for connecting a thermocouple for measuring the temperature of the water leaving the heart through an opening 3t of the upper heart plate 14, between two guides of cluster 18 adjacent. It opens at the lower part of the housing 25 by a passage drilled in a pin 32 attached, for example by welding, in a window of the housing 25. The end part of the conduit 30 and the passage in the pin 32 are oriented so that the hot soldering of the thermocouple terminating the conductor placed in the conduit 30 is located to the right of the water flow leaving the core (arrow f in FIG. 1). An angle of about 20 between the direction of passage in the pin 32 and the vertical is generally close to the optimum, since it requires only a slight curvature of the tube 30 and nevertheless makes it possible to bring the weld hot of a thermocouple in the flow having passed through the upper core plate 14 without requiring excessive protruding length.

Cette partie terminale du conduit 30 se raccorde, par une portion à grand rayon de courbure, à la partie principale du conduit 30, disposée verticalement, parallèlement au boîtier 25 et à proximité immédiate de ce dernier. Le conduit traverse les plaques de guidage 26 par des trous distincts des passages destinés aux crayons (figures ~ 3 et 4). Grâce à ce maintien de place en place du conduit 30 les risques de vibration de ce dernier sont très réduits. This end portion of the conduit 30 is connected, by a portion with a large radius of curvature, to the main portion of the conduit 30, arranged vertically, parallel to the housing 25 and in close proximity to the latter. The conduit passes through the guide plates 26 through holes separate from the passages intended for pencils (Figures ~ 3 and 4). Thanks to this holding in place of the conduit 30, the risks of vibration of the latter are very reduced.

Dans le cas illustré sur la figure 1, la partie haute du conduit 30 est, comme la partie basse, déviée vers la périphérie du guide de grappe avec une faible courbure pour ne pas gêner la circulation du conducteur de thermocouple. Le conduit 30 traverse le boîtier sous un angle faible et son extrémité est maintenue, au droit d'un trou 34 de passage dans l'entretoise 24, dans une protuberance 36 du boîtier, percée d'un trou de passage pour le conducteur. In the case illustrated in FIG. 1, the upper part of the duct 30 is, like the lower part, deflected towards the periphery of the cluster guide with a slight curvature so as not to impede the circulation of the thermocouple conductor. The conduit 30 crosses the housing at a small angle and its end is held, in line with a hole 34 for passage in the spacer 24, in a protuberance 36 of the housing, pierced with a passage hole for the conductor.

L'invention ne se limite pas au mode particulier de réalisation représenté et décrit à titrc d'exemple. The invention is not limited to the particular embodiment shown and described by way of example.

De nombreuses variantes sont possibles. En particulier l'invention peut être appliquée à des réacteurs dont les guides de grappe comportent un boîtier d'une seule pièce et/ou constituent des canalisations recevant l'eau sortant du coeur et la répartissant, par des ouvertures latérales du boîtier dans l'espace compris entre la plaque support de guides de grappe 16 et la plaque supérieure de coeur 14. Les conducteurs peuvent avoir une nature autre que celle indiquée plus haut. ils peuvent par exemple constituer des câbles de transmis -s ion de signal provenant de capteurs de flux neutronique, comporter des fibres optiques, ou même transférer des ondes acoustiques. Les conducteurs peuvent également être constitués par des lignes de prélevement d'échantillons dans le coeur. Many variations are possible. In particular, the invention can be applied to reactors whose cluster guides include a unitary housing and / or constitute pipes receiving the water leaving the core and distributing it, by lateral openings of the housing in the space between the cluster guide support plate 16 and the upper core plate 14. The conductors may have a nature other than that indicated above. they can, for example, constitute signal transmission cables from neutron flux sensors, include optical fibers, or even transfer acoustic waves. The conductors can also consist of lines for taking samples from the heart.

Claims

1. Device for routing conductors through the upper internal equipment of a nuclear reactor, said upper internal equipment comprising an upper core plate (14) and a cluster guide support plate (16) located above, each cluster having a vertical housing (25) fixed to the support plate (16) and extending to the upper core plate (14) and horizontal guide plates (26) distributed along the housing and providing passageways for guide of the rods of the cluster, characterized in that the conductors are arranged, at least on the major part of the crossing of the upper internal equipment, in tubes (30) placed in the cluster guides and passing through the horizontal guide plates (26) through holes separate from the passages intended for pencils.

2. Device according to claim 1, characterized in that the tubes are rectilinear over at least the major part of the length of the cluster guides and in that their bent portion near the crossing or crossings of the housing (25) has a weak curvature.

3. Device according to claim 2, characterized in that the tubes (30) open out of the housing at their lower part, by a pin (32) integral with the housing (25) and pierced with a passage extending the tube .

4. Device according to claim 3, characterized in that the direction of the tubes (30) at their outlet is about 20 relative to the vertical.

5. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the tubes (30) come out of the cluster guides (18) through the housing at their upper end and in that this end is maintained, outside the housing, by a protuberance (36) of the housing pierced with a conductor through hole opening at the level of an opening (34) in a spacer (24) connecting extensions of the cluster guides.